一种垃圾自热式连续热解装置的制作方法

[0001]
本发明涉及垃圾处理领域，尤其涉及一种垃圾自热式连续热解装置。


背景技术：

[0002]
热解是指在无氧或缺氧条件下使有机物分子链受热发生分解、断裂和重组的过程。在各种生活垃圾处理方案中，热解是一种目前备受关注的处理方式，能够有效解决生活垃圾传统处理方案产生的各类问题。垃圾热解方法是在隔绝氧气的条件下，升温至500℃以上，将生活垃圾转化为焦油、可燃气体和焦炭。热解过程中，生活垃圾中的含碳物质被分解成小分子碳氢气体可燃气、芳香烃、有机酸等。垃圾热解处理方式的优点在于：
①
垃圾热解所产生的可燃气相较焚烧来说更为清洁；
②
垃圾热解在相对封闭的绝氧环境下进行，在生成炭化物、焦油、可燃气的同时，还可消除病原体、将重金属固定在固体炭化物中，进而减少环境污染。
[0003]
但现有的垃圾热解设备热解垃圾时，存在热解气的利用率不高且垃圾处理速度较慢的问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明所要解决的技术问题是：如何提高热解气的利用率的同时提高垃圾处理速度。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明提出了一种垃圾自热式连续热解装置。
[0006]
一种垃圾自热式连续热解装置，包括热解炉、烟气室、燃烧室、第一载料机构、第二载料机构、第一推进机构、第二推进机构和第一风机；所述热解炉穿过所述烟气室，所述燃烧室设于所述烟气室内；
[0007]
所述热解炉通过所述第一风机与所述燃烧室连通，所述热解炉从左到右依次包括第一物料区、热解区和第二物料区，所述烟气室包围所述热解区；
[0008]
所述热解炉的底部设有导轨，所述导轨贯穿所述第一物料区、所述热解区和所述第二物料区；
[0009]
所述第一载料机构与所述第一推进机构连接，所述第一载料机构设于所述第一物料区内并沿所述导轨移动，所述第一推进机构设于所述热解炉外，所述第一推进机构用于驱动所述第一载料机构沿所述导轨在第一物料区和热解区之间往返移动；
[0010]
所述第二载料机构与所述第二推进机构连接，所述第二载料机构设于所述第二物料区内并沿所述导轨移动，所述第二推进机构设于所述热解炉外，所述第二推进机构用于驱动所述第二载料机构沿导轨在第二物料区和热解区之间往返移动；
[0011]
所述第一物料区和所述第二物料区的顶部设有进料口；
[0012]
所述燃烧室的壁上设有第一出烟口，所述第一出烟口与所述烟气室相通。
[0013]
进一步地，进入所述热解区内的所述第一载料机构或者第二载料机构的顶部与所述烟气室的底部平齐或者位于所述烟气室的底部的上方。
[0014]
进一步地，还包括安装于所述第一物料区或者第二物料区的两侧的链条刮板器；所述链条刮板器用于卸除所述第一载料机构或者第二载料机构上的炭化料。
[0015]
进一步地，还包括设于所述第一物料区或者所述第二物料区下方的料仓，所述第一物料区或者所述第二物料区的底部开设有出料口，所述料仓与所述第一物料区或者所述第二物料区通过所述出料口连通，所述料仓用于存储炭化料。
[0016]
进一步地，还包括第二风机，所述第二风机与所述燃烧室连通，所述第二风机用于将空气鼓入所述燃烧室。
[0017]
进一步地，还包括第三风机，所述第三风机与所述烟气室相通，所述第三风机用于将所述烟气室中的烟气排出。
[0018]
进一步地，进料口下方的所述第一物料区或者所述第二物料区的两侧壁上设有导向板，所述导向板用于防止从进料口进入的垃圾落入所述载料机构与所述物料区两侧壁之间的空隙。
[0019]
进一步地，所述第一载料机构或者所述第二载料机构为移动小车，所述移动小车的表面设有耐热层。
[0020]
进一步地，所述耐热层的上表面设有含锆纤维层。
[0021]
进一步地，还包括控制器和设于所述燃烧室内的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接，所述温度传感器用于检测所述燃烧室内的温度，所述控制器用于接受所述传感器检测的温度。
[0022]
本发明与现有技术对比的有益效果包括：热解炉内设有第一物料区、卸料区和第二物料区，垃圾从第一物料区的顶部进料口进入至第一物料区的第一载料机构上，第一载料机构沿导轨运动将垃圾送至热解区热解成炭化料并产生热解气，产生的热解气通过第一风机引入燃烧室在燃烧室内作为燃料燃烧，燃烧室设于烟气室内，燃烧室燃烧产生的高温烟气通过第一出烟口直接进入烟气室，高温烟气为热解区持续供热，热解完成后，第一载料机构沿导轨移动逐步退出热解区，携带炭化料返回到第一物料区卸料；在第一载料机构逐渐退出热解区的同时，第二载料机构在向热解区移动的同时开始装料直到其全部进入热解区，进料口关闭，第二载料机构携带的垃圾开始热解直到热解完成由推进机构推出热解区。由此进入下一轮循环，第一载料机构和第二载料机构交替工作热解垃圾，提高了处理垃圾的速度，而且热解区一直有垃圾在处理，提高了热解气的利用率，因此本发明提出的装置提高了处理垃圾速度的同时提高了热解气的利用率。
附图说明
[0023]
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0024]
图1为本发明提出的垃圾自热式连续热解装置的结构示意图。
[0025]
图2为沿图1中a-a方向的剖视图。
[0026]
图3为沿图1中b-b方向的剖视图。
[0027]
图4为本发明提出的移动小车的正视图。
[0028]
图5为本发明提出的移动小车的俯视图。
[0029]
附图标记说明：
[0030]
1、第一物料区；11、进料口；12、导向板；2、热解区；21、燃烧室；211、燃气烧嘴；22、烟气室；221、烟气引出管；3、第二物料区；31、链条刮板器；4、第一载料机构；41、轮子；42、车架；43、挡板；44、载料平台；5、第二推进机构；6、导轨；7、料仓；8、第一风机；9、第二风机；10、第三风机；13、空气进气管；14、燃气进气管；15、第二载料机构；16、支架。
具体实施方式
[0031]
结合图1-5，本具体实施方式提出一种垃圾自热式连续热解装置，包括热解炉、烟气室22、燃烧室21、第一载料机构4、第二载料机构15、第一推进机构(图中未示出)、第二推进机构5和第一风机8；所述热解炉穿过烟气室22，燃烧室21设于烟气室22内；
[0032]
所述热解炉通过第一风机8与燃烧室21连通，所述热解炉从左到右依次包括第一物料区1、热解区2和第二物料区3，烟气室22包围热解区2；
[0033]
所述热解炉的底部设有导轨6，导轨6贯穿第一物料区1、热解区2和第二物料区3；
[0034]
第一载料机构4与所述第一推进机构连接，第一载料机构4设于第一物料区1内并沿导轨6移动，所述第一推进机构设于所述热解炉外，所述第一推进机构用于驱动所述第一载料机构4沿导轨6在第一物料区1和热解区2之间往返移动；
[0035]
第二载料机构15与第二推进机构5连接，第二载料机构15设于第二物料区3内并沿导轨6移动，第二推进机构5设于所述热解炉外，第二推进机构5用于驱动第二载料机构15沿导轨6在第二物料区3和热解区2之间往返移动；
[0036]
第一物料区1和第二物料区3的顶部设有进料口11；
[0037]
燃烧室21的壁上设有第一出烟口，所述第一出烟口与烟气室22相通。
[0038]
需要说明的是，第一载料机构在第一物料区和热解区之间往返移动、或者第二载料机构在第二物料区和热解区之间移动并不是指在二者之间的间隙中移动，而是指可移动至第一物料区或者第二物料区，也可以移动至热解区。
[0039]
烟气室22中的高温烟气以热传导和辐射传热两种形式为热解区2内垃圾提供热解所需热能。所述燃烧室和烟气室为装配式炉墙结构，整个装置包括钢结构框架组件、外壁板和保温耐热层；炉墙和炉顶采用轻质莫来石板、高强耐热不锈钢组件、耐火纤维模块、钢结构、压型钢板构成。烟气室墙体耐火材料全部包裹于钢结构框架组件内。
[0040]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式中的两个燃烧室21位于热解区2的两侧，燃烧室21和热解区2之间有空间，该空间属于烟气室22的室内空间。
[0041]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式设于进入热解区2内的第一载料机构4或者第二载料机构15的顶部与烟气室22的底部平齐或者位于烟气室22的底部的上方，垃圾装载于第一载料机构4或者第二载料机构15的顶部，如此有利于垃圾热解时，能够充分受到烟气室22内的高温烘烤，而尽量减少对第一载料机构或者第二载料机构的烘烤。
[0042]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式还包括安装于第一物料区1或者第二物料区3的两侧的链条刮板器31；链条刮板器31用于卸除第一载料机构4或者第二载料机构15上的炭化料。进一步地，链条刮板器31与控制器连接，所述控制器控制链条刮板器31的运行。
[0043]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式还包括设于第一物料区1或者第二物料区3下方的料仓7，第一物料区1或者第二物料区3的底部开设有出料口，料仓7与第一
物料区1或者第二物料区3通过所述出料口连通，料仓7用于存储炭化料。
[0044]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式还包括第二风机9，第二风机9与燃烧室21连通，第二风机9用于将空气鼓入燃烧室21；燃烧室21内的两侧设有多个燃气烧嘴211，燃气烧嘴211将燃气点燃。通过燃气进气管14将燃气引入燃烧室21内，通过空气进气管13将空气引入燃烧室21内，避免燃烧室21内缺氧导致的燃气不燃。
[0045]
进一步地，第一风机8为罗茨风机、第二风机9为鼓风机；第三风机10为引风机；罗茨风机通过燃气进气管14与燃烧室21和热解炉连通，鼓风机通过空气进气管13与燃烧室21连通，引风机通过烟气引出管221与烟气室22连通，烟气室22的壁上设有第二出烟口；燃气由罗茨风机经燃气进气管14压入燃烧室21，空气通过鼓风机经空气进气管13鼓入燃烧室21，烟气室22内的烟气经烟气引出管221由引风机9从第二出烟口上的烟气引出管221引出烟气室22。
[0046]
在上述实施例的基础上，本具体实施方式中热解炉中的热解区2除了底部的其他几个面被烟气室22围绕，进一步地，热解区2沿水平方面的长度优选与烟气室22沿水平方面的长度等同，而物料区沿水平方面的长度大于烟气室22沿水平方面的长度。
[0047]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式中的进料口11下方的第一物料区1或者第二物料区3的两侧壁上设有导向板12，进料口11用于防止从进料口11进入的垃圾落入第一载料机构4或者第二载料机构5与第一物料区1或者第二物料区2两侧壁之间的空隙。
[0048]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式第一载料机构4或者第二载料机构15为移动小车。
[0049]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式所述移动小车的表面设有耐热层。
[0050]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式所述耐热层的上表面设有含锆纤维层。为避免小车受到燃烧室21内高温熏烤变形，移动小车整车铺敷轻质莫来石耐热层，耐热层上再敷设一层20-30mm含锆纤维毯(即含锆纤维层)；移动小车车架42采用型钢焊接而成。
[0051]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式还包括控制器和设于燃烧室21内的温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接(图中未示出)，所述温度传感器用于检测燃烧室21内的温度，所述控制器用于接受所述温度传感器检测的温度。温度传感器检测燃烧室21内的温度后，将温度传输给控制器，随时监测燃烧室21内的温度。温度传感器通过热电偶将燃烧室21内的温度传送到控制器，若超温则报警。
[0052]
本具体实施方式中的热解炉的断面为矩形、梯形或圆形，热解炉壳体厚度为8-10mm。
[0053]
进一步地，本具体实施方式中的进料机构优选为液压进料控制器；更进一步地，液压推进控制器优选为液压顶车机。
[0054]
在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式还包括支架16，支架16设有所述热解炉的底部，用于支撑所述热解炉。
[0055]
结合图4-5，本具体实施方式中的移动小车包括轮子41、车架42、挡板43和载料平台44；轮子41安装于车架42的底部，挡板43设于车架42的两侧，载料平台44设于车架42上，车架42和载料平台44的上表面设有耐热层，所述耐热层的上表面设有含锆纤维层(图中未
示出)，避免小车受到热解炉内高温熏烤变形。
[0056]
进一步地，本具体实施方式的第一物料区1、第二物料区3都设有检修孔；第一物料区1和第二物料区3的进料口11和出料口设有阀门，阀门实现进料口11和出料口的开关。
[0057]
垃圾热解过程如下：垃圾通过第一载料机构4从第一物料区1的进料口11进入至移动小车上，移动小车在液压推进控制器的作用下沿导轨6运动至热解区2内裂解产生炭化料和热解气，垃圾裂解后产生的炭化料由移动小车沿导轨6返回运送至第一物料区1，炭化料由链条刮板器31刮下并从出料口进入至料仓7；热解气在罗茨风机的作用下进入燃烧室21再次燃烧产生烟气通过第一出烟口进入烟气室22为热解区2持续供热；第一载料机构4携带垃圾进入热解区2后，第二载料机构15在第二物料区3准备装料，待第一载料机构4移出热解区2时，第二载料机构15可进入至热解区2，如此交替热解，加快垃圾处理速度，而且热解区2一直有垃圾处于热解状态，充分利用了热解气。
[0058]
热解炉壳体由耐高温不锈钢材料、耐高温碳化硅材料或耐高温陶瓷材料制成，其断面为矩形、梯形或圆形，热解炉壳体厚度为8-10mm。热解炉内热解区2被燃烧炉烟气室22所包裹，其长度与燃烧炉内烟气室22长度相等；垃圾装料(炭化料卸料)区位于热解炉两端，裸露于大气环境并包裹隔热保温材料，其长度稍大于垃圾热解区2长度。由此可知，热解炉长度为燃烧室21长度的3倍以上。
[0059]
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
[0060]
实施例1
[0061]
本实施例中的垃圾自热式连续热解装置基本结构采用具体实施方式中的垃圾自热式连续热解装置的结构。
[0062]
进一步地，燃烧室和烟气室为现场快速装配式炉墙，由金属框架和砌体组成。墙体安装在燃烧炉钢接横梁的金属托架上，墙体重量通过钢构件传递到燃烧炉构架上，墙体内层为耐高温高铝耐火砖、外层为保温砖烟气室22尺寸l*w*h(长、宽、高，下同)为6.0m*2.0m*1.5m。热解炉尺寸l*w*h为19.0m*1.0m*1.0m，热解区尺寸l*w*h为6.0m*1.0m*1.0m。移动垃圾小车l*w*h为6.0m*0.8m*0.3m。
[0063]
热解炉的第一物料区1或者第二物料区3的进料口的周边可设计水冷夹套，并以避免料斗中垃圾受热热解堵塞料斗出料口。设定在热解炉内部温度控制在650℃左右，通过热电偶传送到控制器，若超温在报警，与燃烧炉温度互联互锁，采用plc控制，燃烧炉的报警温度设定为850度。
[0064]
实施例2
[0065]
燃烧室和烟气室为现场快速装配式炉墙，由金属框架和砌体组成。墙体安装在燃烧炉钢接横梁的金属托架上，墙体重量通过钢构件传递到燃烧炉构架上，墙体内层为耐高温高铝耐火砖、外层为保温砖。烟气室22尺寸l*w*h(长、宽、高，下同)为4.0m*2.0m*1.5m。热解炉尺寸l*w*h为12.5m*1.0m*1.0m，热解区尺寸l*w*h为4.0m*1.0m*1.0m。移动垃圾小车l*w*h为4.0m*0.8m*0.4m。
[0066]
在本发明所述的垃圾自热式连续热解装置中，位于第一物料区1的垃圾小车在液压推进机构4作用下向热解区2推进，在推进过程中，设置在热解炉热解区2附近的垃圾料斗卸料阀门打开，在小车的移动过程中垃圾逐渐落入垃圾小车中。垃圾小车的推进速度为
1.0m/min-3m/min，最佳时间为1.5m/min，当垃圾小车完全进入热解炉热解区2后，垃圾卸料阀门关闭。垃圾小车上的垃圾开始发生热解反应，设定小车在热解区2停留7分钟。随后，液压顶车机将处于热解区2的垃圾小车快速拉出热解区2，当垃圾小车完全停留在第一物料区1后，通过设置在该区域的链条刮板器31将小车上的热解炭刮入炭化料仓7，刮料时间为3min。第一物料区的垃圾小车在热解区热解时，第二物料区的垃圾小车处于待命状态。在第一物料区的垃圾小车逐渐移出热解区时，第二物料区的移动小车向热解区移动，并逐渐通过进料口装填垃圾，当第二物料区的垃圾小车完全进入热解区时，装料口阀门关闭，开始热解。当垃圾小车完成热解逐渐退出热解区返回第二物料区时，第一物料区的小车开始向热解区推进同时装填垃圾，进入热解区后进料口阀门关闭停止装填垃圾，小车上的垃圾开始热解。重复执行上述步骤从而实现垃圾/生物质废弃物的自热式连续热解过程。本实例最佳热解时间为12min，移动垃圾小车上的垃圾装填尺寸为4.0m*0.8m*0.30m，每小时热解处理垃圾可达4.8m3，按照垃圾平均容重150kg/m3计算，每小时可以处理生活垃圾0.72t。
[0067]
热解炉的物料区1的进料口的周边可设计水冷夹套，并以避免料斗中垃圾受热热解堵塞进料口11。燃烧室21的内部温度控制在650℃左右，温度传感器通过热电偶将燃烧室21内的温度传送到控制器，若超温则报警，与热解炉温度互联互锁，采用plc控制，热解炉内的报警温度设定为850度。
[0068]
热解炉的第一物料区1的进料口的周边或者第二物料区3的进料口的周边可设计水冷夹套，以避免出料口中垃圾受热热解堵塞料斗出料口。设定在热解炉(或者烟气室22)内部温度控制在650℃左右，通过热电偶传送到控制器，若超温在报警，与燃烧炉温度互联互锁，采用plc控制，燃烧炉的报警温度设定为850度。
[0069]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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