CN105020720A - 利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置，该装置包括储仓、仓底搅拌器、双轴螺旋输送机、失重式定量供给机、贯通式锁风阀、罗茨风机和PLC控制装置；储仓的顶部设有储仓进料口，储仓的底部设有储仓出料口，仓底搅拌器设置在储仓内，双轴螺旋输送机的进料端与储仓的储仓出料口连接，双轴螺旋输送机的出料口与失重式定量供给机的进料口连接，失重式定量供给机的出料口与贯通式锁风阀的进料口连接，贯通式锁风阀的一端设置罗茨风机连接，另一端通过管道与回转炉的燃烧器连接。该装置的垃圾供料量可进行精确地无级调节；利用现有水泥回转窑的尾气处理***，完全密封构造，不会影响环境；机械和控制的可靠性高，故障少，易维护。

Description

利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置

技术领域：

本发明涉及生活垃圾的无害化处理领域,尤其涉及一种利用新型干法水泥生产线的回转窑窑头燃烧器将生活垃圾进行高温焚烧的计量输送装置。

背景技术：

伴随着中国经济的高速发展，越来越多的生活垃圾已经成为直接威胁城乡环境的主要因素。传统的垃圾处理方法是填埋，不仅占用了宝贵的土地资源，又污染了地下水。对生活垃圾的焚烧处理是一种行之有效的措施，但一般垃圾焚烧炉的焚烧温度低（大多低于1200℃），很多有毒成份不能完全分解，如果温度低于950℃，垃圾在焚烧过程中会产生二噁英，国外发达国家大量的研究和实践表明，水泥回转窑燃烧温度高（1600℃），物料在烧成***内的停留时间长，又处在负压状态下运行，工况稳定，不向外界排放废渣，因而对各种有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性的有毒废弃物（包括固态、液态及气态）具有很好的降解作用，既不会污染空气，又不向外界排出废渣，其焚烧物中的残渣和绝大多数重金属都被固化在水泥熟料中，不会对环境产生二次污染。

发明内容：

本发明的目的在于设计一种将破碎和筛分后的生活垃圾（粒径小于30毫米）连续计量、定量供给并利用气力输送到水泥回转窑燃烧器中的装置。

本发明的技术方案是：一种利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置，该装置包括用于储存经初步分拣、破碎和筛分后的生活垃圾储仓、用于检测进入储仓内生活垃圾的有机物含量物料分析装置、以及依次设置的双轴螺旋输送机、供给机、锁风阀和罗伯茨风机和用于控制的PLC控制装置。

进一步，所述装置还包括辅助燃料添加装置，所述辅助燃料添加装置设置在所述锁风阀和罗伯茨风机连接管道上，所述辅助燃料添加装置与PLC控制装置控制连接。

进一步，所述储仓为用圆仓平底结构，所述储仓的顶部设有储仓进料口，所述储仓进料口设有用检测进入储仓内的生活垃圾的含水量的水分传感器，所述储仓内部设有烘干装置，所述,水分传感器和烘干装置与所述PLC控制装置连接，所述储仓的底部设有储仓出料口，在所述储仓的底部位于所述储仓出料口的上端设置有仓底搅拌器；

所述物料分析装置包括导料板、红外线光谱识别选装置和红外线分析装置，所述导料板固定设置在所述储仓的侧壁上，所述红外线光谱识别选装置设置所述导料板上，所述红外线光谱识别选装置与所述红外线分析装置连接，所述红外线分析装置与所述PLC控制装置连接；

所述双轴螺旋输送机的进料端与所述储仓的储仓出料口连接，所述双轴螺旋输送机的电机与所述PLC控制装置控制连接；

所述锁风阀用于控制物料的定向输送，所述的一端与所述罗伯茨风机连接，另一端通过输料管与回转窑燃烧器连接；

所述罗伯茨风机用于为物料的输送提供风力，所述罗伯茨风机设置在所述锁风阀的一端。

进一步，所述仓底搅拌器包括第二叶轮和第一电机，所述第一电机设置在所述储仓底部的圆心位置，所述第二叶轮设置在所述储仓内部的底部，所述第一电机的输出轴与所述第二叶轮固接。

进一步，所述供给机包括供给入料口、平衡管管口、平衡管、上圆桶、下圆桶、人孔、第一叶轮、称重传感器、供给机出料口、架台和变频电机，所述供给入料口和平衡管管口设置所述上圆桶的顶端，所述供给入料口与所述双轴螺旋输送机的出料口之间采用软连接，所述上圆桶的下端与所述下圆桶上端固接组成称量料斗，所述称重传感器设置在所述称量料斗的与所述架台之间，所述第一叶轮设置在所述下圆桶内部的底端，所述变频电机设置在所述下圆桶外侧的底部，所述变频电机的输出轴与所述第一叶轮连接，所述供给出料口设置在所述下圆桶的外侧的底部，且所述供给出料口的设置位置与所述第一叶轮的安装位置对称，所述变频电机与所述称重传感器均与所述PLC控制装置控制连接，所述平衡管的一端与所述上圆桶顶端的平衡管口连接，另一端与所述供给出料口的管壁连通，用于检修的所述人孔设置在所述下圆桶的侧壁上。

进一步，所述锁风阀为贯通式锁风阀，所述锁风阀包括阀体、第二电机、锁风阀进料口和架台；

所述阀体和第二电机设置所述架台上，所述第二电机的输出轴与所述阀体一侧的输入轴通过传动装置传动连接，所述阀体下端的一侧设置所述进风管，所述阀体下端的设置有输送管，所述输送管穿过所述阀体的下端腔体并与所述阀体的腔体连通，所述输送管的一端为输料管，另一端为进风管，阀体上端设置所述阀体进料口，所述第二电机与所述PLC控制装置控制连接。

进一步，所述称重传感器为至少3个。

本发明的另一目的是提供使用上述的计量输送装置的供料的输送方法：具体包括以下步骤：

将经破碎和筛分后，粒径小于30毫米的物料（即以可腐有机物(以厨余为主)、可燃有机物(塑料、废纸、橡胶、皮革、竹木、布类等)、无机物(煤渣、砖瓦、地灰、玻璃、金属等)组成的生活垃圾）通过传送带，经储仓进料口送入储仓内，所述储仓进料口设置的水分传感器检测进入储仓的物料的含水率，当水分传感器检测到物料的含水率大于8-15%，则PLC控制装置7启动烘干装置对物料进行烘干；

步骤2：经步骤1处理过物料流经导料板，安装在导料板上的红外线光谱识别选装置对物料进行照射，产生光波信号，并将光波信号发送给的红外线分析装置进行处理，产生干涉图像，红外光谱图像，红外线分析装置根据得到的红外光谱图像与数据库的数据进行对比，识别出其中的有机物，进而得到物料中有机物的含量，并将有机物的含量信息发送给PLC控制装置，物料经储仓内底部的仓底搅拌器的旋转叶片搅拌，物料进一步被打散，被打散后的物料经底部的储仓出料口进入双轴螺旋输送机内，物料随着双轴螺旋输送机的旋转，输送到失重式定量供给机内，

步骤3：当供给机内的物料净重达到预先设定阈值时，称重传感向PLC控制器发出信号，PLC控制器7向双轴螺旋输送机3发出停止信号，双轴螺旋输送机停止供料；

步骤4：PLC控制装置得到红外线分析装置发送来的物料中有机物的含量信息，计算得到物料所能产生的低位热值，根据计算出低热值设定供料阈值，PLC控制器向对变频电机，开始供料，沉重传感器将在单位时间内供给机物料重量的减小值发送给PLC控制器计算出下料速度，即：测量值，然后将得到测量值与预先得到供料阈值进行比较，如果测量值大于或小于供料阈值，则对变频电机的转速进行调整，使测量值与设定值相吻合，供给物料被送入到贯通式锁风阀内，进入到贯通式锁风阀内生活垃圾随着贯通式锁风阀的转子的转动，生活垃圾进入到贯通式锁风阀的阀体下端的输送管内，进入到输送管道内的物料被罗茨风机通过输料管5-4输送到回转窑燃烧器中替代部分燃料，在回转窑中燃烧处理，当供给机内物料净重低于预先设定值时50%时，PLC控制器向双轴螺旋输送机发出启动信号，双轴螺旋输送机继续供料。

进一步，该方法还包括以下步骤：如当PLC控制器得到物料的低位热值高于5000kJ/kg则直接供料，如果物料的低位热值为3300～5000kJ/kg，则PLC控制装置启动辅助燃料供给装置向输送管道内的物料添加物料质量百分比10-20%的辅助燃料。

本发明的有益效果在于：生活垃圾在破碎和筛分后，粒径较小，易于实现完全焚烧；生活垃圾直接从水泥回转窑窑头喂入，充分利用烧成带的高温，对有害物质的焚烧率最高；与间歇式喂料或将未经破碎的垃圾从窑尾喂料相比，本装置将生活垃圾连续、稳定的加入到水泥回转窑内，有利于回转窑的稳定运行；部分垃圾，如废塑料、木屑、纸屑、化纤、皮革、废旧轮胎等具有较高的发热量，可以部分代替煤、石油焦等燃料；垃圾供料量的多少可以进行精确地无级调节；利用现有水泥回转窑的尾气处理***，不需要额外投资；完全密封构造，不会影响环境；机械和控制的可靠性高，故障少，易维护。

附图说明：

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中的失重式定量供给机的结构示意图。

图3是本发明中的贯通式锁风阀的结构示意图。

图4为本发明中的仓底搅拌器的结构示意图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，本发明一种利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置，该装置储仓、物料分析装置、仓底搅拌器、双轴螺旋输送机、失重式定量供给机、贯通式锁风阀、罗伯茨风机和PLC控制装置；

其中，所述储仓1的顶部设有储仓进料口1-1，储仓进料口1-1的下方的设置有导料板10，导料板10上设有红外线识别装置11和红外水分测量传感器9，水分测量传感器9和红外线识别装置11与分析单元12数据连接，所述储仓的侧壁上设有烘干装置，所述储仓的底部设有储仓出料口1-2，所述仓底搅拌器2设置在所述储仓1内的储仓出料口1-2的上方，所述双轴螺旋输送机3的进料端与所述储仓的储仓出料口1-2连通，所述双轴螺旋输送机3的出料口与所述失重式定量供给机的进料口4-1连接，所述失重式定量供给机4的出料口4-9与所述贯通式锁风阀5的进料口连接，所述贯通式锁风阀5的进风管5-5通过管道与所述罗茨风机6连接，所述贯通式锁风阀6与所述罗伯茨风机5之间的管道上设有辅助燃料供给装置8，所述贯通式锁风阀5的通过输料管5-4管道与回转炉的燃烧器连接，所述分析单元12与所述PLC控制装置7数据连接，所述辅助燃料供给装置8和红外水分测量传感器9与所述PLC控制装置7控制连接。

如图2所示为本发明的失重式定量供给机的结构示意图，所述失重式定量供给机包括供给入料口4-1、平衡管管口4-11、平衡管4-10、上圆桶4-2、下圆桶4-3、人孔4-4、第一叶轮4-5、称重传感器4-6、供给机出料口4-9、架台4-7和变频电机4-8，

所述失重式定量供给机包括供给入料口4-1、平衡管管口4-11、平衡管4-10、上圆桶4-2、下圆桶4-3、人孔4-4、第一叶轮4-5、称重传感器4-6、供给机出料口4-9、架台4-7和变频电机4-8，所述供给入料口4-1和平衡管管口4-11设置所述上圆桶4-2的顶端，所述供给入料口4-1与所述双轴螺旋输送机3的出料口采用软连接连接，所述上圆桶4-2的下端与所述下圆桶4-3上端固接组成称量料斗，所述称重传感器4-6设置在所述称量料斗的与所述架台4-7之间，所述第一叶轮4-5设置在所述下圆桶4-2内部的底端，所述变频电机4-8设置在所述下圆桶4-2外侧的底部，所述变频电机4-8的输出轴与所述第一叶轮4-5连接，所述供给出料口4-9设置在所述下圆桶4-2的外侧的底部，且所述供给出料口4-9的设置位置与所述第一叶轮4-5的安装位置对称，所述变频电机4-8与所述称重传感器4-6均与所述PLC控制装置7控制连接，所述平衡管4-10的一端与所述上圆桶顶4-2端的平衡管口4-11连接，另一端与所述供给出料口4-9的管壁连通，所述人孔4-4设置在所述下圆桶的侧壁上。

如图3所示，为本发明中贯通式锁风阀的结构示意图，所述贯通式锁风阀5包括阀体5-1、第二电机5-2、锁风阀进料口5-3和架台5-6；

所述阀体5-1和第二电机5-2设置所述架台5-6上，所述第二电机5-2的输出轴与所述阀体5-1一侧的输入轴通过传动装置传动连接，所述阀体5-1下端的一侧设置所述进风管5-5，所述阀体5-1下端的设置有输送管，所述输送管穿过所述阀体5-1的下端腔体并与所述阀体5-1的腔体连通，所述输送管的一端为输料管5-4，另一端为进风管5-5，阀体5-1上端设置所述阀体进料口5-3，所述第二电机5-2与所述PLC控制装置7控制连接。

图4所示为本发明中的仓底搅拌器的结构示意图，包括第二叶轮2-1和第一电机2-2，所述第一电机2-2设置在所述储仓1底部的圆心位置，所述第二叶轮2-1设置在所述储仓1内部的底部，所述第一电机2-2的输出轴与所述第二叶轮2-1固接。

本发明一种使用上述计量输送装置的供料的输送方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将经破碎和筛分后，粒径小于30毫米的物料（即以可腐有机物(以厨余为主)、可燃有机物(塑料、废纸、橡胶、皮革、竹木、布类等)、无机物(煤渣、砖瓦、地灰、玻璃、金属等)组成的生活垃圾）通过传送带，经储仓进料口1-2送入储仓1内，所述储仓进料口1-2设置的水分传感器9检测进入储仓1的物料的含水率，当水分传感器9检测到物料的含水率大于8-15%，则PLC控制装置7启动烘干装置13对物料进行烘干；

步骤2：经步骤1处理过物料流经导料板10，安装在导料板10上的红外线光谱识别选装置11对物料进行照射，产生光波信号，并将光波信号发送给的红外线分析装置12进行处理，产生干涉图像，红外光谱图像，红外线分析装置12根据得到的红外光谱图像与数据库的数据进行对比，识别出其中的有机物，进而得到物料中有机物的含量，并将有机物的含量信息发送给PLC控制装置7，物料经储仓内底部的仓底搅拌器2的旋转叶片搅拌，物料进一步被打散，被打散后的物料经底部的储仓出料口进入双轴螺旋输送机3内，物料随着双轴螺旋输送机3的旋转，输送到失重式定量供给机4内，

步骤3：当供给机4内的物料净重达到预先设定阈值时，称重传感器4-6向PLC控制器7发出信号，PLC控制器7向双轴螺旋输送机3发出停止信号，双轴螺旋输送机3停止供料；

步骤4：PLC控制装置7得到红外线分析装置12发送来的物料中有机物的含量信息，计算得到物料所能产生的低位热值，根据计算出低热值设定供料阈值，PLC控制器向对变频电机4-8，开始供料，沉重传感器4-6将在单位时间内供给机物料重量的减小值发送给PLC控制器7计算出下料速度，即：测量值，然后将得到测量值与预先得到供料阈值进行比较，如果测量值大于或小于供料阈值，则对变频电机4-8的转速进行调整，使测量值与设定值相吻合，供给物料被送入到贯通式锁风阀5内，进入到贯通式锁风阀5内生活垃圾随着贯通式锁风阀5的转子的转动，生活垃圾进入到贯通式锁风阀5的阀体下端的输送管内，进入到输送管道内的物料被罗茨风机6通过输料管5-4输送到回转窑燃烧器中替代部分燃料，在回转窑中燃烧处理，当供给机4内物料净重低于预先设定值时50%时，PLC控制器7向双轴螺旋输送机3发出启动信号，双轴螺旋输送机3继续供料；

当PLC控制器7得到物料的低位热值高于5000kJ/kg则直接供料，如果物料的低位热值为3300～5000kJ/kg，则PLC控制装置7启动辅助燃料供给装置8向输送管道内的物料添加物料质量百分比10-20%的辅助燃料。

Claims (10)

1.一种利用水泥回转窑窑头燃烧器处理生活垃圾的计量输送装置，其特征在于，该装置包括用于储存经初步分拣、破碎和筛分后的生活垃圾储仓（1）、用于检测进入储仓内生活垃圾的有机物含量物料分析装置、以及依次设置的双轴螺旋输送机（3）、供给机（4）、锁风阀（5）和罗伯茨风机（6）和用于控制的PLC控制装置（7）。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括辅助燃料添加装置（8），所述辅助燃料添加装置（8）设置在所述锁风阀（5）和罗伯茨风机（6）连接管道上，所述辅助燃料添加装置（8）与PLC控制装置（7）控制连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述储仓（1）为用圆仓平底结构，所述储仓（1）的顶部设有储仓进料口（1-1），所述储仓进料口（1-1）设有用检测进入储仓内的生活垃圾的含水量的水分传感器（9），所述储仓（1）内部设有烘干装置（13），所述,水分传感器（9）和烘干装置（13）与所述PLC控制装置（7）连接，所述储仓（1）的底部设有储仓出料口（1-2），在所述储仓（1）的底部位于所述储仓出料口（1-2）的上端设置有仓底搅拌器（2）；

所述物料分析装置包括导料板（10）、红外线光谱识别选装置（11）和红外线分析装置（12），所述导料板（10）固定设置在所述储仓（1）的侧壁上，所述红外线光谱识别选装置（11）设置所述导料板（10）上，所述红外线光谱识别选装置（11）与所述红外线分析装置（12）连接，所述红外线分析装置（12）与所述PLC控制装置（7）连接；

所述双轴螺旋输送机（3）的进料端与所述储仓（1）的储仓出料口（1-2）连接，所述双轴螺旋输送机的电机与所述PLC控制装置（7）控制连接；

所述锁风阀（5）用于控制物料的定向输送，所述的一端与所述罗伯茨风机（6）连接，另一端通过输料管与回转窑燃烧器连接；

所述罗伯茨风机（6）用于为物料的输送提供风力，所述罗伯茨风机（6）设置在所述锁风阀（5）的一端。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述仓底搅拌器（2）包括第二叶轮（2-1）和第一电机（2-2），所述第一电机（2-2）设置在所述储仓（1）底部的圆心位置，所述第二叶轮（2-1）设置在所述储仓（1）内部的底部，所述第一电机（2-2）的输出轴与所述第二叶轮（2-1）固接。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供给机（4）包括供给入料口（4-1）、平衡管管口（4-11）、平衡管（4-10）、上圆桶（4-2）、下圆桶（4-3）、人孔（4-4）、第一叶轮（4-5）、称重传感器（4-6）、供给机出料口(4-9)、架台（4-7）和变频电机(4-8)，所述供给入料口(4-1)和平衡管管口(4-11)设置所述上圆桶(4-2)的顶端，所述供给入料口(4-1)与所述双轴螺旋输送机(3)的出料口之间采用软连接，所述上圆桶（4-2）的下端与所述下圆桶（4-3）上端固接组成称量料斗，所述称重传感器（4-6）设置在所述称量料斗的与所述架台（4-7）之间，所述第一叶轮（4-5）设置在所述下圆桶（4-2）内部的底端，所述变频电机（4-8）设置在所述下圆桶（4-2）外侧的底部，所述变频电机（4-8）的输出轴与所述第一叶轮（4-5）连接，所述供给出料口（4-9）设置在所述下圆桶（4-2）的外侧的底部，且所述供给出料口（4-9）的设置位置与所述第一叶轮（4-5）的安装位置对称，所述变频电机（4-8）与所述称重传感器（4-6）均与所述PLC控制装置（7）控制连接，所述平衡管（4-10）的一端与所述上圆桶顶（4-2）端的平衡管口（4-11）连接，另一端与所述供给出料口（4-9）的管壁连通，所述人孔（4-4）设置在所述下圆桶（4-3）的侧壁上。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁风阀（5）为贯通式锁风阀，所述锁风阀（5）包括阀体（5-1）、第二电机（5-2）、锁风阀进料口（5-3）和架台（5-6）；

所述阀体（5-1）和第二电机（5-2）设置所述架台（5-6）上，所述第二电机（5-2）的输出轴与所述阀体（5-1）一侧的输入轴通过传动装置传动连接，所述阀体（5-1）下端的一侧设置所述进风管（5-5），所述阀体（5-1）下端的设置有输送管，所述输送管穿过所述阀体（5-1）的下端腔体并与所述阀体（5-1）的腔体连通，所述输送管的一端为输料管（5-4），另一端为进风管（5-5），阀体（5-1）上端设置所述阀体进料口（5-3），所述第二电机（5-2）与所述PLC控制装置（7）控制连接。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述称重传感器（4-6）为至少3个。

8.一种使用如权利要求1-6任意一项所述的计量输送装置的输送方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤1：将经破碎和筛分后，粒径小于30毫米的物料通过传送带，经储仓进料口（1-2）送入储仓（1）内，所述储仓进料口（1-2）设置的水分传感器（9）检测进入储仓（1）的物料的含水率，如果含水率大于8-15%，则PLC控制装置（7）启动烘干装置（13）进行烘干；

步骤2：经步骤1处理过物料流经导料板（10），安装在导料板（10）上的红外线光谱识别选装置（11）对物料进行照射，产生光波信号，并将光波信号发送给的红外线分析装置（12）进行处理，产生干涉图像，红外光谱图像，即得到物料中有机物的含量，并将有机物的含量信息发送给PLC控制装置（7），物料经储仓内底部的仓底搅拌器（2）的旋转叶片搅拌，物料进一步被打散，被打散后的物料经底部的储仓出料口进入双轴螺旋输送机（3）内，物料随着双轴螺旋输送机（3）的旋转，输送到失重式定量供给机（4）内，

步骤3：当供给机（4）内的物料净重达到预先设定值时，称重传感器（4-6）向PLC控制器（7）发出信号，PLC控制器（7）向双轴螺旋输送机（3）发出停止信号，双轴螺旋输送机（3）停止供料；    

步骤4：供给机（4）将物料输送到贯通式锁风阀（5）内，进入到贯通式锁风阀（5）内物料随着贯通式锁风阀（5）的转子的转动，物料进入到贯通式锁风阀（5）的阀体下端的输送管内，进入到输送管道内的物料被罗伯茨风机（6）提供的输送气流通过输料管（5-4）输送到回转窑燃烧器中替代部分燃料，在回转窑中燃烧处理，当供给机（4）内物料净重低于预先设定值时50%时，PLC控制器（7）向双轴螺旋输送机（3）发出启动信号，双轴螺旋输送机（3）继续供料。

9.如权利要求8所述的方法：其特征在于，所述步骤4中供料步骤为：首先PLC控制装置（7）得到红外线分析装置（12）分析得到物料中有机物含量数据，并将数据发送给PLC控制装置（7），PLC控制装置（7）根据有机物含量计算得到物料的低位热值，根据低热值设定下料速度的阈值，PLC控制装置（7）根据由称重传感器检（4-6）测出的称量料斗内物料净重在单位时间内的减少值，计算出下料速度，即实际测量值，然后将得到的实际测量值与供料阈值进行比较，并根据比较结果对变频电机（4-8）的转速进行调整，使实际测量值与设定下料速度的阈值保持一致，实现精确供料。

10.如权利要求8所述的方法：其特征在于，该方法还包括以下步骤：如果PLC控制装置（7）测出物料的低位热值高于5000kJ/kg则直接供料，如果物料的低位热值为3300～5000kJ/kg，则PLC控制装置（7）启动辅助燃料供给装置（8）向输送管内的输入辅助燃料，所述辅助燃料物料添加量为输送物料的10-20wt%。