CN114623448A - 一种分布式有机固废低温磁化处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式有机固废低温磁化处理设备，提升倒料装置安装在热解炉一侧，并且提升倒料装置上安装有垃圾斗，垃圾斗在提升倒料装置的驱动下，能够移动至热解炉顶部的上料仓门处进行倾倒；热解炉底部安装有排灰渣装置，排灰渣装置的进料口与灰渣区连通；热解炉位于干馏区上方的炉壁上开设有烟气出口，烟气出口、热交换装置、高温燃烧装置、冷却装置、除尘装置、引风机和烟囱通过管道依次连接。本发明采用低温磁化热解技术和二次高温燃烧工艺，有效抑制二恶英等毒害物质产生，完全达标排放。而且无污水、焦油和臭气产生，自动化程度高。同时投资少、占地小、技术先进，可以实现有机垃圾或固废的源头就地处理，日产日清，即分布式处理。

Description

一种分布式有机固废低温磁化处理设备

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说是涉及一种分布式有机固废低温磁化处理设备。

背景技术

随着生活垃圾、医疗垃圾和企业危险废弃物的产生越来越多，以及环境保护越来越严格，传统的废弃物处理技术如填埋、焚烧和MBT(机械生物处理技术)，投资多、占地大、运行成本高，且存在邻避问题和对大气、水和土壤存在二次污染的风险。主流的焚烧技术是在氧气助燃下高温剧烈燃烧反应，产生大量飞灰和有毒害气体，而且灰渣产生量大(15％-20％)，需要进一步填满处理。

现有有机垃圾或固废处理技术存在如下缺陷而无法长期、可靠稳定运行并且不能达到《GB18484-2014危险废弃物焚烧污染控制标准》的要求：

1、热解温度达到500℃以上，且热解炉体内没有形成有效的还原性环境，造成二恶英、呋喃等有害物质合成。

2、烟气处理过程中产生大量含有焦油和飞灰的污水，需要另外处理；

3、没有对烟气进行二次高温燃烧处理2秒以上，并快速冷却到500℃以下，分解二恶英等毒害物质和快速降温以防毒害物质再次合成的工艺。

因此，如何提供一种环保处理垃圾废物的分布式有机固废低温磁化处理设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种分布式有机固废低温磁化处理设备，以至少解决上述背景技术部分所提出的问题之一。

本发明采用在热解***内的负压限氧环境下，在磁化空气作用下，对有机固废进行热分解，将大分子有机物分解成小分子气体，热解温度控制在350℃以下，有效减少二恶英等有毒害气体产生，同时没有剧烈的燃烧反应，使得分解充分，灰渣产生量极少且无害，产生的烟气经过本发明的烟气处理***进一步处理和除尘，达标排放。

为了实现上述方案，本发明采用以下技术方案：

一种分布式有机固废低温磁化处理设备，包括提升倒料装置、热解炉、热交换装置、高温燃烧装置、冷却装置、除尘装置、引风机和烟囱；所述提升倒料装置安装在所述热解炉一侧，并且所述提升倒料装置上安装有垃圾斗，所述垃圾斗在所述提升倒料装置的驱动下，能够移动至所述热解炉顶部的上料仓门处进行倾倒；所述热解炉的炉腔通过进料门分隔为储料上腔和分解下腔，所述分解下腔由上至下依次为干馏区、分解区、灰渣区；所述热解炉外壁与所述分解区对应区域，上下布置有2-3圈空气磁化组件，每圈空气磁化组件包括多个等距布置的空气磁化装置；所述热解炉底部安装有排灰渣装置，所述排灰渣装置的进料口与所述灰渣区连通；所述热解炉位于所述干馏区上方的炉壁上开设有烟气出口，所述烟气出口、所述热交换装置、所述高温燃烧装置、所述冷却装置、所述除尘装置、所述引风机和所述烟囱通过管道依次连接，对由热解炉排出的含有飞灰、残碳、焦油和混合气体的烟气进行处理，主要有热交换、高温燃烧、冷却和除尘。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述上料仓门铰接在所述热解炉顶部的入料口上，并且通过液压缸控制，通过液压缸的活塞杆作用在所述上料仓门上，使所述上料仓门能够翻转进行开启或关闭。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述进料门包括门框和滑动设置在所述门框内的滑动门板，所述滑动门板通过电动推杆控制其在所述门框内滑动，实现开启或关闭。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，每圈空气磁化组件包括30-45个空气磁化装置，所述空气磁化装置包括两块钕铁硼强磁、共轭钢外壳和开孔进气挡板，两块钕铁硼强磁设置在所述共轭钢外壳的内壁上，中间留有空气流道，所述共轭钢外壳两侧开口，其中一侧开口与供氧装置连通，另一侧开口安装所述开孔进气挡板；所述开孔进气挡板的中心孔通过进气管与所述热解炉的炉腔连通。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述热交换装置为列管式管热器。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述高温燃烧装置包括壳体、电加热管、微孔陶瓷体、保温层以及温度传感器，所述保温层包括在所述壳体的***，所述微孔陶瓷体与所述电加热管连接。并且均位于所述壳体内，所述温度传感器置于所述壳体内。所述电加热管产生850℃的高温，加热微孔陶瓷体，烟气流经微孔陶瓷体时，烟气中的残碳、焦油、二恶英和其它仍可分解气体得到进一步分解。烟气在高温燃烧装置中的流经时间大约2秒。

在所述热交换装置与所述高温燃烧装置的配合下，由热解炉排出的烟气与高温燃烧装置排出的高温气体进行热交换，使得烟气在进入高温燃烧装置前就被加热到500℃左右，有效降低了高温燃烧装置中电加热管的能耗，同时从高温燃烧装置排出的高温气体也得到降温，降低下一道冷却工序的冷却量。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述冷却装置为列管式汽水换热器，所述列管式汽水换热器与冷却水箱连通，所述冷却水箱连接有补水装置。所述冷却装置进一步降低从高温燃烧装置出来的烟气，经过热交换装置的烟气温度，已达到除尘装置和排空的温度要求。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述除尘装置为布袋式除尘器，所述除尘器的出风口和进风口均设置有压力传感器；所述布袋式除尘器通过管道连接有活性炭喷射装置，所述活性炭喷射装置定期向所述布袋式除尘器内喷射活性炭粉末，喷射的活性炭粉末，附着到布袋外侧，提高除尘效果，同时活性炭吸附异味。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，采用变频高压离心风机作为引风机，通过调节变频电机的频率，调整***的负压大小和出风量。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，所述排灰渣装置为螺旋输料器，所述螺旋输料器上安装有振动器，定期排出灰渣。

优选的，在上述一种分布式有机固废低温磁化处理设备中，还包括电气控制***，所述电气控制***包括电气柜和位于所述电气柜内的控制器和控制面板。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种分布式有机固废低温磁化处理设备，本发明采用低温磁化热解技术和二次高温燃烧工艺，有效抑制二恶英等毒害物质产生，完全达标排放。而且无污水、焦油和臭气产生，自动化程度高。同时投资少、占地小、技术先进，可以实现有机垃圾或固废的源头就地处理，日产日清，即分布式处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明的结构示意图；

图2附图为热解炉的结构示意图；

图3附图为空气磁化装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种分布式有机固废低温磁化处理设备，包括提升倒料装置1、热解炉2、热交换装置3、高温燃烧装置4、冷却装置5、除尘装置6、引风机7和烟囱8；提升倒料装置1安装在热解炉2一侧，并且提升倒料装置1上安装有垃圾斗9，垃圾斗9在提升倒料装置1的驱动下，能够移动至热解炉2顶部的上料仓门10处进行倾倒；热解炉2的炉腔通过进料门11分隔为储料上腔12和分解下腔13，分解下腔13由上至下依次为干馏区、分解区、灰渣区；热解炉2外壁与分解区对应区域，上下布置有2-3圈空气磁化组件，每圈空气磁化组件包括多个等距布置的空气磁化装置14；热解炉2底部安装有排灰渣装置15，排灰渣装置15的进料口与灰渣区连通；热解炉2位于干馏区上方的炉壁上开设有烟气出口，烟气出口、热交换装置3、高温燃烧装置4、冷却装置5、除尘装置6、引风机7和烟囱8通过管道依次连接，对由热解炉2排出的含有飞灰、残碳、焦油和混合气体的烟气进行处理，主要有热交换、高温燃烧、冷却和除尘。

为了进一步优化上述技术方案，上料仓门10铰接在热解炉2顶部的入料口上，并且通过液压缸控制，通过液压缸的活塞杆作用在上料仓门10上，使上料仓门10能够翻转进行开启或关闭。

为了进一步优化上述技术方案，进料门11包括门框和滑动设置在门框内的滑动门板，滑动门板通过电动推杆控制其在门框内滑动，实现开启或关闭。

为了进一步优化上述技术方案，每圈空气磁化组件包括30-45个空气磁化装置14，空气磁化装置14包括两块钕铁硼强磁16、共轭钢外壳17和开孔进气挡板18，两块钕铁硼强磁16设置在共轭钢外壳17的内壁上，中间留有空气流道，共轭钢外壳17两侧开口，其中一侧开口与供氧装置连通，另一侧开口安装开孔进气挡板18；开孔进气挡板18的中心孔通过进气管19与热解炉2的炉腔连通。

为了进一步优化上述技术方案，热交换装置3为列管式管热器。

为了进一步优化上述技术方案，高温燃烧装置4包括壳体、电加热管、微孔陶瓷体、保温层以及温度传感器，保温层包括在壳体的***，微孔陶瓷体与电加热管连接。并且均位于壳体内，温度传感器置于壳体内。电加热管产生850℃的高温，加热微孔陶瓷体，烟气流经微孔陶瓷体时，烟气中的残碳、焦油、二恶英和其它仍可分解气体得到进一步分解。烟气在高温燃烧装置4中的流经时间大约2秒。

在热交换装置3与高温燃烧装置4的配合下，由热解炉2排出的烟气与高温燃烧装置4排出的高温气体进行热交换，使得烟气在进入高温燃烧装置4前就被加热到500℃左右，有效降低了高温燃烧装置4中电加热管的能耗，同时从高温燃烧装置4排出的高温气体也得到降温，降低下一道冷却工序的冷却量。

为了进一步优化上述技术方案，冷却装置5为列管式汽水换热器，列管式汽水换热器与冷却水箱21连通，冷却水箱21连接有补水装置。冷却装置5进一步降低从高温燃烧装置4出来的烟气，经过热交换装置3的烟气温度，已达到除尘装置6和排空的温度要求。

为了进一步优化上述技术方案，除尘装置6为布袋式除尘器，除尘器的出风口和进风口均设置有压力传感器；布袋式除尘器通过管道连接有活性炭喷射装置20，活性炭喷射装置20定期向布袋式除尘器内喷射活性炭粉末，喷射的活性炭粉末，附着到布袋外侧，提高除尘效果，同时活性炭吸附异味。

为了进一步优化上述技术方案，采用变频高压离心风机作为引风机7，通过调节变频电机的频率，调整***的负压大小和出风量。

为了进一步优化上述技术方案，排灰渣装置15为螺旋输料器，螺旋输料器上安装有振动器，定期排出灰渣。

为了进一步优化上述技术方案，还包括电气控制***22，电气控制***22包括电气柜和位于电气柜内的控制器和控制面板。

为了进一步优化上述技术方案，提升倒料装置1可以选用现有领域中成熟产品天众TZ-240L垃圾桶提升倒料机。

工作原理：

将装在垃圾斗9里的有机固废物质通过提升倒料装置1提升到热解炉2上部，同时上料仓门10也处于打开状态，有机固废物质被倒入储料上腔12中，而此时的进料门11是关闭状态的，保证热解炉2体内的气密性，烟气不会外泄，外部空气也不会通上料过程进入到热解炉2体内。

当上料仓门10完全关闭后，打开进料门11，有机固废物质在重力作用下掉落进入分解下腔13内，完成上料过程。

热解炉2的功能是在负压限氧条件下分解有机物，分解下腔13从上到下依次为干馏区、分解区和灰渣区。干馏区利用热分解产生的热能对上层的有机垃圾或固废烘干脱水。分解区在经磁化的氧气作用下，热解有机物，大部分分解为小分子气体，在负压下进入热交换装置3、高温燃烧装置4、冷却装置5、除尘装置6、引风机7、烟囱8进一步处理。无法热解的无机物形成灰渣，在下部堆积形成灰渣区。在分解区的四周炉壁上均布2-3层，30-45个空气磁化装置14，外界的空气通过磁化装置时，空气中的氧原子被磁化。

本发明设备处理有机垃圾或固废过程中，全程没有毒害气体产生，也没有污水、焦油和臭气产生，排出的少量灰渣是弱磁性陶瓷粉末，重金属含量达标，无毒无害，可以二次利用。所以，本发明装置可以放置在居民小区、海岛、院校、医院、部队营房或需要处理有机固废的工厂里，可以实现有机垃圾或固废的源头就地处理，日产日清，即分布式处理。

在负压限氧的条件下，利用低温磁化空气，对有机废弃物进行充分热分解，灰渣产生量少。热分解温度控制在350℃以下，加上热解过程的还原性环境，有效避免二恶英等多氯联苯类物质的产生，通过高温燃烧装置4，在850-900℃的高温下，进一步分解二恶英等多氯联苯类物质和残碳和大分子气体；利用磁化空气的磁熵热和热解时释放的化学热能，不需要额外的能源，即可维持有机固废的热解；通过热交换装置3，将从高温燃烧装置4排出的高温气体和从热解炉2排出的烟气进行热交换，降低高温燃烧装置4内电加热管的功率，节能效果显著；

由上料仓门10和进料门11组成的上下两道门结构，有效防止加料时烟气外泄和保持热解炉2体内的气密性。本发明可以分布式，源头处理有机垃圾和固废，减少固废运输的车辆的无缝衔接，降低运输成本和减少跑冒二次污染现象；本发明设备可以加装多个传感器，采用智能化控制，可以实现在线监测。

本发明将低温磁化技术应用于有机固废的热解处理上，控制热解反应温度小于350℃，达不到二恶英等多氯联苯类物质产生的温度条件；同时利用由空气磁化装置14产生的磁化氧气，加速有机物的热解过程。

采用本发明中公开的空气磁化装置14的结构和在热解炉2体的排布位置和数量，有效提供热解炉2体内有机物热解所需磁化氧气量。

高温燃烧装置4的电加热管的结构和数量，微孔陶瓷体的排布和数量，温度传感器的测温位置，以及保温层的材质和厚度，保证产生稳定的850℃高温和均匀高效分解二恶英等多氯联苯类物质和残碳和大分子气体。

热交换装置3采用列管式热交换结构，将热解炉2排出的烟气与高温燃烧装置4排出的高温气体进行热交换，使得烟气在进入高温燃烧装置4前就被加热到500℃左右，有效降低了高温燃烧装置4中电加热管的能耗，同时从高温燃烧装置4排出的高温气体也得到降温，降低冷却工序的冷却量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，包括提升倒料装置、热解炉、热交换装置、高温燃烧装置、冷却装置、除尘装置、引风机和烟囱；所述提升倒料装置安装在所述热解炉一侧，并且所述提升倒料装置上安装有垃圾斗，所述垃圾斗在所述提升倒料装置的驱动下，能够移动至所述热解炉顶部的上料仓门处进行倾倒；所述热解炉的炉腔通过进料门分隔为储料上腔和分解下腔，所述分解下腔由上至下依次为干馏区、分解区、灰渣区；所述热解炉外壁与所述分解区对应区域，上下布置有2-3圈空气磁化组件，每圈空气磁化组件包括多个等距布置的空气磁化装置；所述热解炉底部安装有排灰渣装置，所述排灰渣装置的进料口与所述灰渣区连通；所述热解炉位于所述干馏区上方的炉壁上开设有烟气出口，所述烟气出口、所述热交换装置、所述高温燃烧装置、所述冷却装置、所述除尘装置、所述引风机和所述烟囱通过管道依次连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述上料仓门铰接在所述热解炉顶部的入料口上，并且通过液压缸控制，通过液压缸的活塞杆作用在所述上料仓门上，使所述上料仓门能够翻转进行开启或关闭。

3.根据权利要求2所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述进料门包括门框和滑动设置在所述门框内的滑动门板，所述滑动门板通过电动推杆控制其在所述门框内滑动，实现开启或关闭。

4.根据权利要求3所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，每圈空气磁化组件包括30-45个空气磁化装置，所述空气磁化装置包括两块钕铁硼强磁、共轭钢外壳和开孔进气挡板，两块钕铁硼强磁设置在所述共轭钢外壳的内壁上，中间留有空气流道，所述共轭钢外壳两侧开口，其中一侧开口与供氧装置连通，另一侧开口安装所述开孔进气挡板；所述开孔进气挡板的中心孔通过进气管与所述热解炉的炉腔连通。

5.根据权利要求4所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述热交换装置为列管式管热器。

6.根据权利要求5所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述高温燃烧装置包括壳体、电加热管、微孔陶瓷体、保温层以及温度传感器，所述保温层包括在所述壳体的***，所述微孔陶瓷体与所述电加热管连接。并且均位于所述壳体内，所述温度传感器置于所述壳体内。

7.根据权利要求6所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述冷却装置为列管式汽水换热器，所述列管式汽水换热器与冷却水箱连通，所述冷却水箱连接有补水装置。

8.根据权利要求7所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述除尘装置为布袋式除尘器，所述除尘器的出风口和进风口均设置有压力传感器；所述布袋式除尘器通过管道连接有活性炭喷射装置，所述活性炭喷射装置定期向所述布袋式除尘器内喷射活性炭粉末。

9.根据权利要求8所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，所述排灰渣装置为螺旋输料器，所述螺旋输料器上安装有振动器。

10.根据权利要求1所述的一种分布式有机固废低温磁化处理设备，其特征在于，还包括电气控制***，所述电气控制***包括电气柜和位于所述电气柜内的控制器和控制面板。

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