一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的制作方法

本实用新型实施例涉及垃圾回收处理技术领域，具体涉及一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备。

背景技术：

我国每年产生将近2亿吨的垃圾，占全世界的30％，目前垃圾堆存量已达70亿吨，并以8-10％速度提升，据建设部调查显示，全国600+座城市，有1/3以上陷入垃圾重围。其中，垃圾填埋法约占全国垃圾处理量的70％以上，堆肥法约占20％，焚烧法等方式占10％左右。填埋处理，其中简易填埋场占50％，受控填埋场占30％，卫生填埋场占20％。填埋处置，不但占用大量土地，伴生的填埋气、渗滤液对环境造成二次污染，并且严重威胁地下水(防渗膜只有三十年的寿命)，这种垃圾困局，已经衍变成一场席卷全社会的生态危机。

我国城市垃圾处理技术将以大型焚烧发电为主。城市垃圾日处理规模一般大于300吨以上，投资费用动辄几亿、甚至几十亿，运行费用高、补贴高、垃圾运输量大。在中国广大农村及边远地区，不适用。

同时，全国边远农村每天有50～60万吨的生活垃圾需要处理，集中收纳运往周边大型垃圾处理厂，运输费用高，同时由于存储时间长，异味大，运输过程中，洒落，易造成二次污染。

在村镇、油田、风景区、部队就地设置小型生活垃圾热解处理站，可将垃圾就地消化，即减少运输费用，又不占用宝贵土地。生活垃圾热解技术可使垃圾处理达到减量化、无害化、资源化，气体始终达标排放，无三废产生，符合国家“美丽乡村”“碧水蓝天”宏伟大计。

目前社会上小型垃圾处理为大部分为低端的纯焚烧方式，散发的烟气臭味难闻，尤其产生的二恶英严重超标，对环境及群众身体健康，产生较大的威胁。政府最近两年在各省拆除上千座小型垃圾处理设备。

随着科技发展，市场也出现，比如“热解+二燃烧+喷淋或+电铺焦”新技术应用在小型生活垃圾处理方面，但有一个共同欠缺之处：二燃室始终需要辅助燃料燃烧，维持二燃室850℃以上的高温，一天消耗燃料费用不菲，在农村很难被人们所接受；同时，为防止烟气在降温时二恶英的复合和消除烟气中酸性气体，进行冷水/碱液喷淋，造成大量的黑色污水产生，无法处理。另外，加上烟囱持续冒白烟，进一步限制产品推广使用，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

为此，本实用新型实施例提供一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备，以解决现有技术中由于部分社会上小型垃圾处理为大部分为低端的纯焚烧方式，散发的烟气臭味难闻，尤其产生的二恶英严重超标，对环境及群众身体健康，产生较大的威胁的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备，包括垃圾池、上料装置、热解气化炉、二燃室、四通阀、急冷装置、脱硫装置、布袋除尘装置和消白烟装置，所述垃圾池内安装有上料装置，所述上料装置连接所述热解气化炉上料口，所述热解气化炉的出烟口通过管道连接二燃室，所述热解气化炉和二燃室之间的管道上设有四通阀，所述二燃室通过管道连接急冷装置，所述急冷装置通过管道连接脱硫装置，所述脱硫装置通过管道连接布袋除尘装置，所述布袋除尘装置通过管道连接消白烟装置。

进一步地，所述热解气化炉包括炉体和设置在所述炉体内的灰烬层、氧化层、热解层、干燥层以及辅料器，所述炉体从下至上依次分为灰烬层、氧化层、热解层和干燥层，所述干燥层内设有辅料器，所述辅料器设于所述炉体上料口处，所述出烟口设于所述干燥层上。

进一步地，还包括臭气处理装置，所述臭气处理装置包括臭气管道和鼓风机，所述臭气管道一端设于所述垃圾池内，所述臭气管道另一端与所述灰烬层连通，所述臭气管道上设有鼓风机。

进一步地，还包括滤液处理装置，所述滤液处理装置包括滤液管道和喷射泵，所述滤液管道一端连接所述垃圾池内底部，所述滤液管道另一端连接所述热解层，所述滤液管道上设有喷射泵。

进一步地，还包括排渣器，所述排渣器设于所述灰烬层下端。

进一步地，还包括引风机，所述引风机设于所述四通阀和急冷装置之间的管道上。

进一步地，还包括热能回收装置，所述热能回收装置设于所述二燃室和急冷装置之间，所述热能回收装置内设有换热器。

本实用新型实施例具有如下优点：

该小型生活垃圾无害、减量化、资源化处理设备，采用新工艺，使垃圾减量化，垃圾炉渣约占原体积≤3-5％，炉渣可铺路或作建材原材料，且热能也可回收利用，提供热水等再生资源；设备噪音小于75db(c)，安静不拢民，占地面积小，垃圾不需分选可直接进炉、运行过程中无需辅助燃料。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的流程结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的二燃室和急冷装置连接示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的消白烟装置示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的热能回收装置示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的选址示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备的垃圾处理流程图；

图中：

1垃圾池；2上料装置；3热解气化炉；301炉体；302灰烬层；303氧化层；304热解层；305干燥层；306辅料器；4二燃室；5四通阀；6急冷装置；8消白烟装置；9臭气处理装置；901臭气管道；902鼓风机；10滤液处理装置；101滤液管道；102喷射泵；11排渣器；12引风机；13热能回收装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中存在的技术问题，如图1-4所示的，本实用新型实施例提供了一种节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备，包括垃圾池1、上料装置2、热解气化炉3、二燃室4、四通阀5、急冷装置6、脱硫装置、布袋除尘装置(图中未示出)和消白烟装置8，垃圾车将垃圾运输到处理地点，并倾倒入垃圾池1中进行储存。所述垃圾池1内安装有上料装置2，所述上料装置2连接所述热解气化炉3上料口，上料装置2包括抓斗和液压进料装置，抓斗将垃圾抓起后放入到液压进料装置中，通过液压进料装置将垃圾通过进料口进入到热解气化炉3中。

热解气化炉3的工作原理是：将垃圾中有机成分在还原气氛下与气化剂(氧气、二氧化碳、水蒸气等)反应生成可燃气体(氢气、一氧化碳、甲烷等)、焦油和灰渣。通过部分燃烧反应放热或外加热提供气化所需的热量，在常压或加压情况下，使垃圾中有机物转化为可燃气体，剩下的灰渣排出。采用此热解气化炉能够消耗10t/天的垃圾，通过热交换过程能够产生10m³/h的热水，供用户洗澡取暖用。

热解气化炉3中排出的为热解气化后的可燃气体的烟气，具体的，所述热解气化炉3的出烟口通过管道连接二燃室4，所述热解气化炉3和二燃室4之间的管道上设有四通阀5，如图2，气化后的气体进入二燃室4进行htac高温蓄燃烧(850℃以上)，二恶英等有害气体得到彻底分解，烟气经四通阀5定期切换，保证二燃室4的中心温度稳定，达到去除各种有害物质的目的。

二燃室4的工作原理是：采用蓄热式高温空气燃烧技术，其是国内外开始流行的一种革命性的全新燃烧技术，它通过高效蓄热材料将助燃空气从室温预热至前所未有的850℃高温，同时大幅度降低(氮氧化物)排放量，使排烟温度控制在露点以上、150℃以下范围内，最大限度地回收烟气余热，使炉内燃烧温度更趋均匀。在实际使用中，二燃室4与四通阀5配合，从热解气化炉3排出的烟气经四通阀进入到二燃室4中进行燃烧蓄热，使得二燃室4内的温度始终保持在850℃以上(二燃室内实际温度能够达到947℃)，不仅能够实现保温效果，还能够最大限度的去除烟气中的二恶英等有害成分。

所述二燃室4通过管道连接急冷装置6，烟气在急冷装置6进行快速不到2秒钟的降温，烟气由850℃以上降至250℃，有效防止二恶英的复合，降低排放。所述急冷装置6通过管道连接脱硫装置，所述脱硫装置(图中未示出)通过管道连接布袋除尘装置，所述布袋除尘装置通过管道连接消白烟装置8。从急冷装置6中排出的烟气经过脱硫装置、布袋除尘装置和消白烟装置8最终排放，具体的，在脱硫装置中烟气经活性炭、生石灰吸附重金属及残留有害气体，再由布袋除尘装置过滤；为了去除白烟，在出风口设置静电除白烟装置，使垃圾处理装置与自然、人类和谐共处，烟气排放，始终达标。

具体的，在布袋除尘装置前烟道上设置活性碳/生石灰喷射装置组成的脱硫装置，将活性碳/生石灰喷入烟道中，使活性炭充分吸附烟气中的重金属及残余有害物质，生石灰充分进行烟气脱硫处理。

具体的，布袋除尘装置采用耐高温、ptfe覆膜滤袋，通过物理拦截方式，将烟气中的粉尘和各种有害物质拦截沉积于除尘器底部的灰斗，除尘效率高，使用寿命长。

具体的，消白烟装置8，塔下部进口喷入5-10％naoh碱液，中和烟气中的酸性气体，再经塔上部静电装置脱白和进一步去除粉尘，达到与自然和谐相处。烟气中污染物排放：满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》。

进一步地，所述热解气化炉3包括炉体301和设置在所述炉体301内的灰烬层302、氧化层303、热解层304、干燥层305以及辅料器306，所述炉体301从下至上依次分为灰烬层302、氧化层303、热解层304和干燥层305，所述干燥层305内设有辅料器306，所述辅料器306设于所述炉体301上料口处，所述出烟口设于所述干燥层305上。具体在使用时，通过液压装置将垃圾压入热解炉内，通过铺料器均匀后，先后经过烘干、热解、氧化、燃烬四个过程，热解产生的气体及焦油进入二燃室4内经过850℃以上高温燃烧。

进一步地，还包括臭气处理装置9，所述臭气处理装置9包括臭气管道901和鼓风机902，所述臭气管道901一端设于所述垃圾池1内，所述臭气管道901另一端与所述灰烬层302连通，所述臭气管道901上设有鼓风机902。由于臭气处理装置9的臭气管道901始终处在对垃圾池1的抽气状态，从而使得垃圾池1处于负压，不会有臭气泄出，保证了垃圾处理环境的整洁无异味，同时臭气还能够助燃。

进一步地，还包括滤液处理装置10，所述滤液处理装置10包括滤液管道101和喷射泵102，所述滤液管道101一端连接所述垃圾池1内底部，所述滤液管道101另一端连接所述热解层304，所述滤液管道101上设有喷射泵102。垃圾池1坑产生的渗沥液经收集由管道喷洒在垃圾上一起进炉，不需另外处理，而且渗滤液还具有一定的助燃效果。

进一步地，还包括排渣器11，所述排渣器11设于所述灰烬层302下端。垃圾热解后产生的炉渣经排渣器11排出，可用作水泥厂原料，或铺路使用，形成了二次资源利用。

进一步地，还包括引风机12，所述引风机12设于所述四通阀5和急冷装置6之间的管道上。

进一步地，还包括热能回收装置13，所述热能回收装置13设于所述二燃室4和急冷装置6之间，所述热能回收装置13内设有换热器。具体的，垃圾热解后从二燃室4出来烟气温度在换热器冷却，850℃以上降至250℃以下，循环水泵与空冷塔进行换热冷却，为避免热量无谓损耗，可进行热能回收利用。

本实用新型提供的节能型小型生活垃圾减量化、无害化、资源化新设备具有如下的优点：

1)垃圾减量化：垃圾炉渣约占原体积≤3-5％；

2：无害化：炉渣可铺路或作建材原材料；

3)无废水产生：由于集料间(垃圾池)负压设计，异味不外泄；

4)烟气排放满足gb18485-2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》；

5)资源化：热能回收利用，提供热水等再生资源；

6)运行费用低：处理站24小时连续运行，运营人数6人，每吨垃圾处理生产成本不足40元；

7)设备噪音小于75db(c)，安静不拢民；

8)占地面积小，比如10t/d规模，占地50*20(m)，装机功率50kw，实际使用功率30kw；

9)垃圾不需分选可直接进炉、运行过程中无需辅助燃料。

下面以实施例对本实用新型的技术方案进行解释说明。

实施例1

针对某工区岳庄村及周边3-4个自然村，6000-8000人的生活垃圾，进行如下调研：(不包括建筑垃圾、医疗垃圾、工业垃圾等。)

赤虎街道岳庄附近村庄人数调查表

1、建设规模

本工程生活垃圾日处理量设计为10吨/天。装机功率50kw，实际使用30kw，配备一台100kva变压器；每天耗水量3-5t，占地面积：45*20(m)。

2、场址选择

垃圾处理厂选址总的原则是：在满足环境保护和装置的要求的前提下，选出对周围环境影响最低、工程投资少、运行管理费用低的场址作为项目建设场址。

10t/d生活垃圾处理，可满足岳庄、小高、龚营三个村垃圾处理，运输距离短，垃圾收纳后，可直接送入处理厂。考虑到三个村平时人口不到6000人，可将忽桥村纳入，选址位置如图5所示，处理流程图如图6。

3、本发明设备构成

小型生活垃圾处理项目构成：热解主体工程、辅助工程和配套设施

热解主体工程：上料系统、热解系统、烟气处理系统、自动控制系统组成。

辅助工程及配套设施：土建、钢结构厂房、供水、配电、厂房照明及控制室。

主体设备明细：

4、成本分析

垃圾处理项目建成后全年365天运行，实行二班制工作制，劳动定员6人。

热解炉除初次点火时需要木柴引火，二燃室需要柴油升温外，在正常运行过程中，不需要添加任何辅助燃料，只需消耗少量的电用于上料、排渣和烟气处理，烟气处理中还需要消耗少量的水、生石灰和活性炭。

5、热能回收利用

垃圾热解从二燃室出来烟气温度在换热器冷却，850℃以上降至250℃以下，循环水泵与空冷塔进行换热冷却，为避免热量无谓损耗，可进行热能回收利用，如图4。

接上述案例10t/d：

具体方案：将烟气换热器的冷却水作为一次水网，保证烟气换热器-冷却塔的循环系统的相对封闭性，将生活热水设为二次水网。具体参数为：一次网水温：60℃-40℃，19立方/小时；二次网为生活热水：15℃-45℃，二次网流量10立方/小时(每个水龙头生活用水按400升计算，可供25个水龙同时使用)。

6、烟气检测结果与指标

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。