一种利用太阳能的车载式垃圾处理系统及处理方法与流程

本发明涉及垃圾处理技术领域。

背景技术：

随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾对环境的污染问题日益突出。因此，需要对垃圾进行无害化、资源化的处理。在生活垃圾处理领域，我国仍处起步阶段，垃圾分类制度体系的不完善以及技术水平的限制，使得我国垃圾处理仍以粗放式的填埋为主。目前，我国城市生活垃圾累积堆存量超过65亿吨，侵占约35亿平方米土地。出于多方面因素的考虑，对垃圾进行焚烧、气化等减量化处理方式被视为比填埋处理更先进、对环境影响更小的手段。减量化处理后，垃圾的体积一般可减少九成，重量减少八成，不仅能有效减少对土地资源的占用，还能控制垃圾填埋带来的二次污染。因此，移动式垃圾处理车也应运而生。目前大多数移动式垃圾处理车在干燥、焚烧、气化等环节都是通过中间燃烧物来提供热量。这样，不仅增加了能耗及使用成本，还会增大污染物的产出。因此，需要找到一种能够迅速提升干燥、焚烧、气化反应器内环境温度的清洁升温方法。

图1提供了一种车载式垃圾处理装置(专利申请号：cn201720820310.7)，由:1-收集斗，2-破碎机，3-储油罐，4-斗式提升机，5-第一电机，6-焚烧炉，7-第二电机，8-压缩机，9-电池，10-电缆，11-废液收集池，12-燃气发电机，13-碱液储存池，14-燃气净化塔，15-输气管道，16-冷凝塔，17-旋风除尘器，18-过渡舱，19-干馏炉，20-翻斗进料口，21-升降导轨，22-滑块，23-转动轴，61-导热板，62-排气孔，63-进气口，64-裂解炭进料口，65-焦油进料口，66-除灰耙，191-单向进料口，192-气相组分出料口，193-支撑板，194-裂解炭出料口，195-支撑板转动轴，100-汽车底盘部件构成。

图2提供了一种带有垃圾净化功能的环卫垃圾车(专利申请号：cn201610753939.4)。该装置由1-驾驶室、2-车体、3-垃圾收容箱、4-气体净化装置、5-污水处理装置、6-水箱、7-垃圾入口、推8-压板、9-第一液压油缸、10-第二液压油缸、11-第一油缸控制器、12-第二油缸控制器、13-喷淋头、14-盖体、15-排污口、16-气体出口、集尘滤网、脱硫滤网、除臭滤网、除菌滤网、排气口、污水过滤装置、格栅、初尘室、生物处理腔、二次沉淀室、消毒室、污泥室、第一污泥泵、水泵、污泥脱水设备、抽水泵、第二污泥泵构成。

从结构及原理角度分析，上述专利所提供方案的缺点在于：(1)上述装置无法迅速建立起垃圾焚烧净化所需的初始温度、初始压力等条件，这将导致垃圾净化车在初始运转时净化效率低下、有毒污染物排放升高、垃圾处理周期长；(2)能源消耗高，导致环境污染。

技术实现要素：

为了解决现有车载式垃圾处理装置存在的上述问题，本发明提供了一种利用太阳能的车载式垃圾处理系统及方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种利用太阳能的车载式垃圾处理系统，包括车体和垃圾处理系统2，垃圾处理系统2安装于车体上，垃圾处理系统2由上至下设置利用太阳能的预干燥层28、干燥层26、裂解层24和燃烧层23，太阳能吸热层上部设有垃圾桶倾倒口29，裂解层24和燃烧层23之间连接回热烟气通道214。

所述预干燥层28外壁涂有太阳能吸热材料层27或两侧壁设有凹透镜层210。

所述垃圾处理系统2还包括位于燃烧层23下部的灰烬处置室22，灰烬处置室22设有灰烬排放口212。

所述垃圾处理系统2通过其底部的支撑台架21安装于车体上。

所述车体后部安装用于提升垃圾桶的垃圾桶动力上升装置4。

一种利用太阳能的车载式垃圾处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

(a)预干燥：将垃圾倾到入预干燥层28对垃圾进行初步干燥；

(b)干燥：将由预干燥层28落下的垃圾通过由热解气化层产生的热气完全干燥脱水，干燥结束后将垃圾倒入绝氧裂解层24；

(c)绝氧裂解：裂解层24热量由燃烧层23的回热提供，当温度达到250℃以上后，垃圾开始绝氧裂解，绝氧裂解产生的高热量气体上升到干燥层为垃圾干燥脱水提供热量；

(d)残留物燃烧：裂解后的垃圾坠落入燃烧层23燃烧，燃烧产生的高热量烟气会通过回热烟气通道214回到绝氧裂解层24为垃圾裂解提供热量。

所述步骤(a)中，预干燥层28通过外壁涂有太阳能吸热材料层27或两侧壁设有凹透镜层210吸收太阳能对垃圾进行初步干燥。

本发明的利用太阳能的车载式垃圾处理系统及方法，与现有垃圾处理方法相比，本发明节约成本，降低垃圾处理设备运营成本，并降低了垃圾净化过程中对环境的污染，处理垃圾效率较高，处理方式更安全卫生。

附图说明

图1是一种车载式垃圾处理装置的结构图。

图中：1-收集斗，2-破碎机，3-储油罐，4-斗式提升机，5-第一电机，6-焚烧炉，7-第二电机，8-压缩机，9-电池，10-电缆，11-废液收集池，12-燃气发电机，13-碱液储存池，14-燃气净化塔，15-输气管道，16-冷凝塔，17-旋风除尘器，18-过渡舱，19-干馏炉，20-翻斗进料口，21-升降导轨，22-滑块，23-转动轴，61-导热板，62-排气孔，63-进气口，64-裂解炭进料口，65-焦油进料口，66-除灰耙，191-单向进料口，192-气相组分出料口，193-支撑板，194-裂解炭出料口，195-支撑板转动轴，100-汽车底盘。

图2是一种带有垃圾净化功能的环卫垃圾车结构图。

图中：1-驾驶室、2-车体、3-垃圾收容箱、4-气体净化装置、5-污水处理装置、6-水箱、7-垃圾入口、8-推压板、9-第一液压油缸、10-第二液压油缸、11-第一油缸控制器、12-第二油缸控制器、13-喷淋头、14-盖体、15-排污口、16-气体出口。

图3是本发明利用太阳能的车载式垃圾处理系统原理图。

图4是本发明实施利一垃圾处理系统结构原理图。

图5是本发明实施利二垃圾处理系统结构原理图。

图中：1-驾驶室，2-垃圾处理系统，3-垃圾桶放置处，4-垃圾桶动力上升装置，21-支撑台架，22-灰烬处置室，23-燃烧层，24-裂解层，3-垃圾桶放置处，26-干燥层，27-太阳能吸热材料层，28-预干燥层，29-垃圾桶倾倒口，210-凹透镜层，211-垃圾桶上升轨道，212-灰烬排放口(外接管道)，4-垃圾桶上升动力装置，214-回热烟气通道。

图6是本发明实施利一利用太阳能的车载式垃圾处理流程图。

图7是本发明实施利二利用太阳能的车载式垃圾处理流程图。

具体实施方式

实施例一：如图3和图4所示，其中垃圾处理系统分为垃圾进料口29、太阳能吸热材料层27、预干燥层28、干燥层26、裂解层24、燃烧层23、灰烬处理室22等主要组成部分，其中，在裂解层24产生的高温烟气会直接上升到干燥层26用以干燥垃圾，在燃烧层23中设置有烟气回热通道214，燃烧层产生的热量可以提供给裂解层24的垃圾进行裂解。

工作时，太阳能吸热材料层27吸收太阳能,并转化为热能传递给预干燥层28，预干燥层28内的温度不断升高，实现预热。随后，垃圾通过垃圾桶动力提升装置4从垃圾进料口29倒入垃圾处理系统2，置于已预热的预干燥层28中，垃圾迅速被预干燥；预干燥后的垃圾落入干燥层26，由裂解层24产生的高温气体为干燥层提供迅速升温所需的热量；干燥脱水后的垃圾落入裂解层24，由于裂解层24在高温燃气的作用下已充分预热，并且处于贫氧/绝氧条件，因此干燥脱水后的垃圾开始发生热裂解反应生成可燃气体，并经由回热通道214将可燃气体提供给燃烧层23；垃圾热解气化后，残留的可燃物落入燃烧层23，这部分可燃残留物在燃烧层得到空气供给而燃烧；由于回热通道214的作用，裂解层24能够持续获得大量热量，高温气流会向上部的干燥层不断传热，使得干燥层26内的垃圾不断进行脱水、干燥。在整个过程中，随着燃烧层23和热解气化层24中燃料及热解反应的不断进行，垃圾在热解和燃烧过程中体积不断减量，炉体上层的垃圾受重力影响将不断下落，在定期添加垃圾入炉的情况下，垃圾热解气化炉将会长期维持稳定的运行工况。利用太阳能对垃圾进行干燥，以减少燃烧垃圾使用燃料造成的污染，并节约成本、缩短运营时间时间；利用回热为垃圾提供绝氧裂解的部分能量。

具体处理方法包含以下步骤，如图6所示：

1.预干燥：垃圾车将垃圾点a处收入的垃圾倾到入预干燥层28(外壁均匀涂有0.3mm的太阳吸热材料)对垃圾进行初步干燥。由于太阳能作用，干燥层可达到60℃-80℃(若是晴天，能达到120℃左右)。垃圾车继续向垃圾点b行驶，当到达b点时先将已预干燥的垃圾倒入干燥层、再收取b点的垃圾并倾倒入预干燥层28进行预干燥，垃圾车继续向下一个垃圾点行驶并预干燥b点的垃圾；

2.干燥：将由预干燥层28落下的垃圾在干燥层26中完全干燥脱水，热量由热解气化层产生的热气提供，干燥结束后将垃圾倒入绝氧裂解层；

3.绝氧裂解：裂解层24是绝氧或少氧环境，热量由燃烧层的回热提供，当温度达到250℃以上后，垃圾开始绝氧裂解，绝氧裂解产生的高热量气体上升到干燥层为垃圾干燥脱水提供热量；

4.残留物燃烧：裂解后的垃圾坠入燃烧层23，由于燃烧层23有空气且垃圾仍然有高温度，故垃圾会自行燃烧，燃烧产生的高热量烟气会通过回热通道214回到绝氧裂解层为垃圾裂解提供热量，而燃烧过后的灰烬倒入下一层的灰烬处置室。

实施例二：如图3和图5所示，车载式垃圾处理系统由垃圾收集车和垃圾处理系统组成，其中垃圾处理系统分为垃圾进料口29、凹透镜层210、预干燥层28、干燥层26、裂解层24、燃烧层23、灰烬处理室22、灰烬排放通道212、连接裂解层和燃烧层的回热通道214等主要组成部分。其中，在裂解层24产生的可燃气体通过回热烟气通道214回送至燃烧层24，燃烧层24产生的高温燃气会直接上升、为裂解层24和干燥层26提供所需热量。

(1)工作时，凹透镜层210将外界源源不断的太阳光聚焦到预干燥层28，预干燥层28内的温度不断升高、实现预热。随后，垃圾处理车将垃圾从垃圾进料口29倒入垃圾处理系统2，置于已预热的预干燥层28中，垃圾迅速被预干燥；预干燥后的垃圾落入干燥层26，干燥层26内的温度是由裂解层产生的高温气体提供热量；干燥脱水后的垃圾落入裂解层24，由于裂解层24在高温燃气的作用下已充分预热，并且处于贫氧/绝氧条件，因此干燥脱水后的垃圾开始发生热裂解反应，生成可燃气体经由回热通道提供给裂解层大量热量；垃圾热解气化后，残留的可燃物落入燃烧层23，这部分可燃残留物在燃烧层23得到空气供给而燃烧；由于回热通道214的作用，裂解层24能够持续获得大量热量，高温气流会向上部的干燥层不断传热，使得干燥层26内的垃圾不断进行脱水、干燥。在整个过程中，随着燃烧层23和热解气化层24中燃料及热解反应的不断进行，垃圾在热解和燃烧过程中体积不断减量，炉体上层的垃圾受重力影响将不断下落，在定期添加垃圾入炉的情况下，垃圾热解气化炉将会长期维持稳定的运行工况。利用太阳能对垃圾进行干燥，以减少燃烧垃圾使用燃料造成的污染，并节约成本、缩短运营时间；利用回热为垃圾提供绝氧裂解的部分能量；利用太阳光中的紫外线对垃圾进行杀毒灭菌，使垃圾处理更加安全卫。

方法包含以下步骤，如图7所示：

1.预干燥：垃圾车将垃圾点a处收入的垃圾倾到入预干燥层28(两侧壁为凹透镜)对垃圾进行初步干燥。由于凹透镜折射作用，太阳光可直接汇聚到预干燥层28内，预干燥层28内温度急剧上升对垃圾进行预干燥，且太阳光中的紫外线还能对垃圾进行杀毒灭菌。垃圾车继续向垃圾点b行驶，当到达b点时先将已预干燥的垃圾倒入干燥层26、再收取b点的垃圾并倾倒入预干燥层进行预干燥，垃圾车继续向下一个垃圾点行驶并预干燥b点的垃圾；

2.干燥：将由预干燥层28落下的垃圾在干燥层26内完全干燥脱水，热量由热解气化层产生的热气提供，干燥结束后将垃圾倒入绝氧裂解层；

3.绝氧裂解：裂解层4是绝氧或少氧环境，热量由燃烧层23的回热提供，当温度达到250℃以上后，垃圾开始绝氧裂解，绝氧裂解产生的高热量气体上升到干燥层为垃圾干燥脱水提供热量；

4.残留物燃烧：裂解后的垃圾坠入燃烧层23，由于燃烧层23有空气且垃圾仍然有高温度，故垃圾会自行燃烧，燃烧产生的高热量烟气会通过回热通道回到绝氧裂解层为垃圾裂解提供热量，而燃烧过后的灰烬倒入下一层的灰烬处置室22。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

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