CN212640379U - 一种城市生活垃圾高温碳化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市生活垃圾高温碳化装置，包括安装箱，所述安装箱的内部设有进料装置和碳化通道，进料装置与碳化通道连接；所述碳化通道由多个碳化室通过连接管道连接构成呈蛇形的结构，其中，碳化室包括碳化腔，在碳化腔的内部设有与碳化腔同心且延伸出碳化腔的电加热装置，在电加热装置四周套设有可转动且呈螺旋结构的推料叶片，在碳化腔的右上端设有排气管；所述进料装置和推料叶片均连接有驱动装置，所述安装箱底部设有出料结构，本新型的效果为：能够实现生活垃圾不间断碳化处理，且生活垃圾受热均匀，提高碳化效率；采用电加热装置进行加热升温相对与燃料燃烧加热升温，能够避免燃料不完全燃烧产生的废气中带有污染性气体。

Description

一种城市生活垃圾高温碳化装置

技术领域

本实用新型是一种城市生活垃圾高温碳化装置，属于城市生活垃圾处理技术领域。

背景技术

随着我国城市化的加快，城市生活所产生的垃圾问题也成为现阶段环境治理的一项重要内容。生活垃圾是人类日常生活中产生的固液废弃物，由于排出量大，成分复杂多样，且具有污染性、资源性和社会性，如不能妥善处理，就会污染环境，影响环境卫生，浪费资源，破坏生产生活安全，破坏社会和谐。

因此在城镇建设的可持续性发展，为提高城市环境质量和保护人民群众身体健康，需要对城市生活垃圾进行无害化、减容化和资源化处理。

在现有技术中为了对城市生活垃圾进行无害化、减容化和资源化处理，通常采用垃圾碳化装置对生活垃圾进行碳化处理。生活垃圾碳化处理是以生活垃圾为原料，经过垃圾碳化装置，将生活垃圾处理成可再次利用且成分比较单一，排放物无污染的“人造碳”，上述处理方式具有无污染，可实现生活垃圾再利用，提高资源的利用率的优势。

现有技术中的生活垃圾碳化处理装置是先将生活垃圾加入碳化炉内，然后在碳化炉内进行一定时间的碳化，最后将碳化后的物料排出，此类生或垃圾碳化方式不能实现生活垃圾的连续碳化，进而降低生活垃圾处理的效率，而且垃圾在碳化过程中为静止状态，导致生活垃圾在碳化过程中受热不均匀，进而导致不同位置的生活垃圾所需碳化时间有差异，导致碳化质量较差。

另外，生活垃圾碳化处理装置是通过提供燃料对垃圾进行燃烧碳化，对燃烧室进行预热，使碳化炉内形成高温环境，以对碳化炉内的垃圾进行加热直至分解碳化，能够有效对生活垃圾进行碳化处理，但是，在燃料燃烧过程中，易出现燃烧不均匀现象，燃料燃烧生成的气体会带有一定的污染性，不能实现对生活垃圾完全的无害化、减容化和资源化处理。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种城市生活垃圾高温碳化装置，解决了现有技术中的生活垃圾碳化装置碳化效率低、质量差的问题；解决了通过燃料燃烧产生高温对生活垃圾进行碳化处理时，不能实现对生活垃圾完全的无害化、减容化和资源化处理的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：一种城市生活垃圾高温碳化装置，包括安装箱，所述安装箱为底部开口的空腔箱体结构，安装箱内上端安装有进料装置，所述进料装置的左下端连接有与位于安装箱内部的碳化通道，所述安装箱底部安装有出料结构。

所述碳化通道由多个依次自上而下分布的碳化室通过连接管道连接构成呈蛇形分布的结构，碳化通道右下端安装有下料斗，其中，碳化室包括圆柱形空腔结构的碳化腔，在碳化腔的内部安装有与碳化腔同心且延伸出碳化腔的电加热装置，在电加热装置四周套设有可转动且呈螺旋结构的推料叶片，在碳化腔的右上端连接有排气管，所述进料装置和推料叶片均连接有驱动装置。

优选的，所述进料装置包括进料腔，所述进料腔为底面向右呈水平分布的圆台形空腔结构，进料腔的右上端固定有延伸出安装箱的进料斗，进料腔的内部可转动安装有适配且为螺旋结构的送料叶片，进料腔的左下端通过下料管道与碳化通道连接。

进一步，进料腔的下部固定有适配的收集箱，进料腔对应收集箱位置开有若干个均匀分布的排水孔，收集箱底部连接排水管，用于，当收集箱的水收集满后，便于排出收集箱内的水。

优选的，所述电加热装置包括空腔结构的加热腔，所述加热腔位于碳化腔内部，加热腔内部固定有电加热管，加热腔的两端分别固定有延伸出碳化腔的圆柱管，所述圆柱管与安装箱固定连接；所述推料叶片两端分别固定有转动套，所述转动套均与圆柱管和碳化腔的侧壁可转动连接，且转动套的一端延伸出碳化腔。

进一步，所述加热腔为正八面体一端空腔结构，用于增大散热面积，使得加热腔内快速升温，加热腔采用耐高温保温材质。

进一步，所述转动套之间固定有多个沿呈环形分布的刮板，其中，刮板与推送叶片固定连接，刮板与碳化腔内壁接触，用于，不仅能够提高推料叶片的稳固性，而且能够刮除生活垃圾在碳化过程中粘结在碳化腔内壁的残留物。

优选的，所述碳化腔内部均固定有温度传感器，所述温度传感器连接有恒温控制器和电加热管并构成并联电路，恒温控制器控制碳化腔的温度，碳化通道的温度逐渐升高，用于，生活垃圾在碳化通道内移动过程中先进行干燥然后进行热减碳化，能够降低电能的损耗。

优选的，所述出料结构包括出料板和出料口，所述出料板倾斜安装在安装箱的底部上侧，所述出料口位于安装箱对应出料板的斜下端的位置处。

优选的，所述安装箱的底部开口位置与储水箱构成密闭的换热腔，所述换热腔右上侧端连接有进水管，换热腔的左下侧端连接有出水管，不仅能够对碳化后的生活垃圾进行降温，而且能够将换热后的热水作为生活热水，提高资源利用率；所述排气管通过连接管路连接有废气处理设备，其中，连接管路贯穿换热腔，对碳化室排出的废气进行降温。

优选的，所述驱动装置包括驱动电机、传动机构，所述驱动电机与进料装置连接，所述传动机构将进料装置与推料叶片连接，其中，驱动电机采用调速电机，传动机构采用链传动机构。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过多个碳化室连接构成蛇形结构的碳化通道，以及通过推料叶片使得生活垃圾在碳化通道内移动，通过电加热装置使得生活垃圾进行高温热解碳化处理，相对与现有技术中生活垃圾静态碳化的方式，不仅能够实现生活垃圾不间断碳化处理，提高碳化效率，而且生活垃圾在碳化过程中被推力叶片不断推送、翻转，使得生活垃圾受热均匀，碳化质量较高。

本实用新型通过无轴式螺旋结构的推料叶片，以及推料叶片内套设的电加热装置，能够使得碳化腔内快速升温，且生活垃圾分布在电加热装置四周，生活垃圾能够快速受热，进行热解碳化，降低生活垃圾碳化的时间，提高碳化效率；而且采用电加热装置进行加热升温相对与燃料燃烧加热升温，能够避免燃料不完全燃烧产生的废气中带有污染性气体。

本实用新型设有温度传感器、恒温控制器、电加热管构成的并联电路，通过温度传感器监测其所在碳化腔的温度，并通过恒温控制器控制温度传感器所在碳化腔的温度，实现碳化腔的温度从上之下逐渐升高，由于生活垃圾碳化是垃圾不断升温热解的一个过程，因此使得生活垃圾在碳化通道内移动过程中逐渐升温热解碳化，能够降低电能的损耗，具有节能效果。

本实用新型通过圆台形空腔结构的进料腔，以及进料腔内部安装螺旋结构的送料叶片，进料腔底部的排水孔和收集箱，使得垃圾在进料腔移动中空间不断减小，垃圾互相挤压，垃圾中参杂的水和液体物通过挤压流入排水孔进入收集箱内，能够降低进入碳化通道后的垃圾的含水量，提高碳化效率。

本实用新型设有换热腔，不仅能够降低碳化产物的温度和碳化排气的温度，而且能够充分利用热量资源为生活提供热水，降低能源流失，具有节能效果。

附图说明

图1为本新型立体结构示意图。

图2为本新型主视剖面结构示意图。

图3为本新型立体局部结构示意图。

图4为本新型进料装置主视剖面结构示意图。

图5为本新型碳化通道立体局部结构示意图。

图6为本新型电加热装置侧视剖面结构示意图。

图7为本新型侧视局部剖面结构示意图。

图中：安装箱1、进料装置2、进料腔2-1、进料斗2-2、送料叶片2-3、转轴2-4、下料管道2-5、收集箱2-6、排水孔2-7、碳化通道3、碳化室3-1、碳化腔3-2、上碳化腔3-2-1、中碳化腔3-2-2、下碳化腔3-2-3、连接管道3-3、电加热装置3-4、加热腔3-4-1、电加热管3-4-2、圆柱管3-4-3、推料叶片3-5、转动套3-6、刮板3-7、下料斗3-8、排气管3-9、出料结构4、出料板4-1、出料口4-2、驱动装置5、驱动电机5-1、传动机构5-2、支撑板6、温度传感器7、储水箱8、换热腔9、进水管10、出水管11、废气处理设备12、连接管路13。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-7所示，所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，包括安装箱，所述安装箱为底部开口的空腔箱体结构，安装箱内上端安装有进料装置2，所述进料装置2的左下端连接有与位于安装箱内部的碳化通道3，所述安装箱底部安装有出料结构4。

所述碳化通道3由多个依次自上而下分布的碳化室3-1通过连接管道3-3连接构成呈蛇形分布的结构，碳化通道3右下端安装有下料斗3-8，其中，碳化室3-1包括圆柱形空腔结构的碳化腔3-2，在碳化腔3-2的内部安装有与碳化腔3-2同心且延伸出碳化腔3-2的电加热装置3-4，在电加热装置3-4四周套设有可转动且呈螺旋结构的推料叶片3-5，在碳化腔3-2的右上端连接有排气管3-9，所述进料装置2和推料叶片3-5均连接有驱动装置5。

在本实施例中，所述进料装置2包括进料腔2-1，所述进料腔2-1为底面向右呈水平分布的圆台形空腔结构，进料腔2-1的右上端焊接固定有延伸出安装箱的进料斗2-2，且进料斗2-2与安装箱焊接固定连接，进料腔2-1的内部可转动安装有适配且为螺旋结构的送料叶片2-3，其中，进料腔2-1的两侧壁分别通过轴承可转动固定安装有转轴2-4，且转轴2-4的两端均延伸出进料腔2-1，所述转轴2-4焊接固定有送料叶片2-3，进料腔2-1的左下端通过下料管道2-5与碳化通道3连接。

其中，进料腔2-1的下部焊接固定有适配的收集箱2-6，进料腔2-1对应收集箱2-6位置开有若干个均匀分布的排水孔2-7，收集箱2-6底部连接带有阀门的排水管，用于，当收集箱2-6的水收集满后，便于排出收集箱2-6内的水。

在本实施例中，所述碳化室3-1的数量为三个，因此碳化腔3-2的数量为三个：分别为上碳化腔3-2-1、中碳化腔3-2-2、下碳化腔3-2，其中，上碳化腔3-2-1的左上端通过下料管道2-5与进料腔2-1的左下端连接，上碳化腔3-2-1的右下端通过连接管道3-3与中碳化腔3-2-2的右上端连接，中碳化室3-1的左下端通过连接管道3-3与下碳化室3-1的左上端连接，下碳化室3-1的右下端焊接固定有下料斗3-8，以此构成蛇形结构的碳化通道3。

在本实施例中，所述碳化腔3-2和收集箱2-6的前后侧端分别焊接固定有支撑板6，所述支撑板6与安装箱焊接固定连接，提高稳固性。

优选的，所述电加热装置3-4包括空腔结构的加热腔3-4-1，所述加热腔3-4-1位于碳化腔3-2的内部，加热腔3-4-1内部固定有电加热管3-4-2，加热腔3-4-1的两端分别固定有延伸出碳化腔3-2的圆柱管3-4-3，所述圆柱管3-4-3通过法兰结构与安装箱固定连接，实现电加热装置3-4的固定；所述推料叶片3-5两端分别焊接固定有转动套3-6，所述转动套3-6均与圆柱管3-4-3和碳化腔3-2的侧壁通过可转动连接，其中，转动套3-6与圆柱管3-4-3贴合套接连接，转动套3-6与碳化腔3-2的侧壁通过轴承可转动连接，且转动套3-6的一端延伸出碳化腔3-2。

其中，所述加热腔3-4-1为正八面体一端空腔结构，用于增大散热面积，使得加热腔3-4-1内快速升温，加热腔3-4-1采用耐高温保温材质。

其中，所述转动套3-6之间焊接固定有多个沿呈环形分布的刮板3-7，其中，刮板3-7与推送叶片焊接固定连接，刮板3-7与碳化腔3-2内壁接触，用于，不仅能够提高推料叶片3-5的稳固性，而且能够刮除生活垃圾在碳化过程中粘结在碳化腔3-2内壁的残留物。

在本实施例中，所述碳化腔3-2内部均固定有温度传感器7，所述温度传感器7连接有恒温控制器（图中未示出）和电加热管3-4-2并构成并联电路，恒温控制器控制碳化腔3-2的温度，碳化通道3的温度逐渐升高，用于，生活垃圾在碳化通道3内移动过程中先进行干燥然后进行热减碳化，能够降低电能的损耗。

其中，上碳化腔3-2-1内的温度为750℃-850℃；中碳化腔3-2-2内的温度为850℃-950℃；上碳化腔3-2-1内的温度为950℃-1150℃。

在本实施例中，所述出料结构4包括出料板4-1和出料口4-2，所述出料板4-1倾斜焊接安装在安装箱的底部上侧，所述出料口4-2位于安装箱对应出料板4-1的斜下端的位置处。

在本实施例中，所述安装箱的底部与储水箱8焊接构成密闭的换热腔9，所述换热腔9右上侧端连接有进水管10，换热腔9的左下侧端连接有出水管11，不仅能够对碳化后的生活垃圾进行降温，而且能够将换热后的热水作为生活热水，提高资源利用率；所述排气管3-9通过连接管路13连接有废气处理设备12（废气处理设备12为现有技术，不在详细说明），其中，连接管路13贯穿换热腔9，对碳化室3-1排出的废气进行降温。

在本实施例中，所述驱动装置5包括驱动电机5-1、传动机构5-2，所述驱动电机5-1与进料装置2连接，所述传动机构5-2将进料装置2与推料叶片3-5连接，驱动电机5-1采用调速电机，传动机构5-2采用链传动机构5-2。

其中，所述驱动电机5-1的输出端通过联轴器与转轴2-4的右端连接，且驱动电机5-1通过紧固螺栓固定在进料腔2-1的右侧端，所述传动机构5-2将转轴2-4的右端与转动套3-6的延伸端连接，实现，驱动电机5-1驱动转轴2-4转动，转轴2-4带动送料叶片2-3转轴2-4，且转轴2-4通过传动机构5-2带动转动套3-6转动，转动套3-6带动推料叶片3-5转动。

本实用新型的工作原理和使用方法：

使用时，先启动电加热装置3-4、恒温控制器、温度传感器7，使得，上碳化腔3-2-1内的温度为750℃-850℃、中碳化腔3-2-2内的温度为850℃-950℃、上碳化腔3-2-1内的温度为950℃-1150℃时，将进水管10与供水设备连接。出水管11与生活热水储存设备连接，同时启动废气处理设备12。

碳化通道3内的温度达到标准后，启动驱动电机5-1，驱动电机5-1为调速电机，能够根据实际情况调节电机转速，进而调节生活垃圾在碳化通道3内的移动速度，控制生活垃圾在碳化通道3内完全碳化，向进料斗2-2内添加生活垃圾，生活垃圾在送料叶片2-3的转动下被推送到下料管道2-5位置，同时生活垃圾受到挤压，生活垃圾参杂的水和液体物通过排水孔2-7流到收集箱2-6内，定期清理收集箱2-6内的水和液体物即可，生活垃圾从下料管道2-5进入碳化通道3，通过推料叶片3-5推动生活垃圾在碳化通道3内移动，同时碳化通道3内的高温逐渐烘干-热解碳化生活垃圾，热解碳化中产生的废气通过排气管3-9连接的连接管路13进入废气处理设备12，进行处理，碳化后的产物通过下料斗3-8落到出料板4-1上，并流向出料口4-2，在出料口4-2位置进行收集即可。

由于出料板4-1位于换热腔9上端，能够通过冷水进行换热，实现对碳化产物的降温处理，连接管路13同时也流进换热腔9，进而能对废气进行降温，同时能够充分利用能源，提供生活热水。

尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市生活垃圾高温碳化装置，包括底部为开口空腔结构的安装箱，其特征是：所述安装箱的内部从上自下依次设有进料装置和碳化通道，其中，进料装置与碳化通道连接；

所述碳化通道由多个依次自上而下分布的碳化室通过连接管道连接构成呈蛇形分布的结构，碳化通道右下端设有下料斗，其中，碳化室包括圆柱形空腔结构的碳化腔，在碳化腔的内部设有与碳化腔同心且延伸出碳化腔的电加热装置，在电加热装置四周套设有可转动且呈螺旋结构的推料叶片，在碳化腔的右上端设有排气管；

所述进料装置和推料叶片均连接有驱动装置；

所述安装箱底部安装有出料结构。

2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述进料装置包括进料腔，所述进料腔为底面向右呈水平分布的圆台形空腔结构，进料腔的右上端设有延伸出安装箱的进料斗，进料腔的内部可转动安装有适配且为螺旋结构的送料叶片，进料腔的左下端通过下料管道与碳化通道连接。

3.根据权利要求2所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述进料腔的下部固定有适配的收集箱，进料腔对应收集箱位置开有若干个均匀分布的排水孔，收集箱底部连接排水管。

4.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述电加热装置包括空腔结构的加热腔，所述加热腔位于碳化腔的内部，加热腔的内部固定有电加热管，加热腔的两端分别固定有延伸出碳化腔的圆柱管，所述圆柱管与安装箱固定连接；所述推料叶片两端分别固定有转动套，所述转动套均与圆柱管和碳化腔的侧壁可转动连接，且转动套的一端延伸出碳化腔。

5.根据权利要求4所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述加热腔为正八面体一端空腔结构，用于增大散热面积，使得加热腔内快速升温，加热腔采用耐高温保温材质。

6.根据权利要求4所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述转动套之间固定有多个沿呈环形分布的刮板，其中，刮板与推送叶片固定连接，刮板与碳化腔内壁接触。

7.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述碳化腔内部均设有温度传感器，所述温度传感器连接有恒温控制器和电加热管并构成并联电路，恒温控制器控制碳化腔的温度，碳化通道的温度逐渐升高。

8.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述出料结构包括出料板和出料口，所述出料板倾斜安装在安装箱的底部上侧，所述出料口位于安装箱对应出料板的斜下端的位置处。

9.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述安装箱的底部开口位置与储水箱构成密闭的换热腔，所述换热腔右上侧端连接有进水管，换热腔的左下侧端连接有出水管；所述排气管通过连接管路连接有废气处理设备，其中，连接管路贯穿换热腔，对碳化室排出的废气进行降温。

10.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温碳化装置，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机、传动机构，所述驱动电机与进料装置连接，所述传动机构将进料装置与推料叶片连接，其中，驱动电机采用调速电机，传动机构采用链传动机构。

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