一种有机固废处理能量转换装置的制作方法

本发明涉及一种有机固废处理能量转换装置。

背景技术：

国内常用的生活垃圾处理方案主要有：热解气化处理法、无害化焚烧、填埋、堆肥等。而随着科技的发展、技术的革新，环保的要求越来越高。垃圾填埋技术也存在较大的问题，如产生较多的温室气体从而加剧温室效应，对垃圾资源的回收利用率较低。考虑到以上的因素，国际上逐步改变了填埋场的定位，即将其作为垃圾处理终极的方向。也就是说在垃圾经过焚烧、堆肥和其他环保有效的方式处理垃圾过后，留下不能够被处理的部分最后用严格执行的填埋手段来做终极的不可处理物处理。

欧盟在垃圾处理上已经有法律进行明文规定，禁止进行有机垃圾的填埋；而美国则是通过政府干预以及环保部门行政干涉，禁止未经焚烧、堆肥回收处理的原生垃圾进行填埋。在国际上垃圾的填埋已经被逐步禁止，主要发展方向还是以焚烧发电的方式为主。目前焚烧发电的装置设备体积大、成本高，因此目前焚烧填埋是以大量的垃圾转运作为基础，集中整个城市的垃圾再以高效的焚烧方式来处理垃圾并且发电。

现有的分散式固体垃圾焚烧处理装置的缺点和不足有尾气排放二噁英类有害物质含量高、焚烧后固体残留物比例高、能量利用率低。目前焚烧发电的装置设备体积大、成本高，且采用都是一级高温焚烧处理，而一级高温焚烧存在以下问题：第一、高温燃烧的方式会产生较多二噁英类有毒污染物以及燃烧不充分生成的一氧化物，对环境以及周围的人有害；第二、有机物分解不充分，采用目前市场上的垃圾焚烧装置焚烧后的固体大约为焚烧前的10%的质量，这些残留的固体还需要花大量人力、物力进行处理；第三、能量利用率低。目前焚烧填埋是以大量的垃圾转运作为基础，集中整个城市的垃圾再以高效的焚烧方式来处理垃圾并且发电。而城镇和农村的垃圾很难以这种方式去集中并且处理，原因在于，农村和城镇的垃圾分布较为分散，大量的转运将会带来难以避免并且危害严重的二次污染，基于这种社会情况，一种可以满足农村城镇要求低成本、相对低处理量、体积占地面积小、焚烧彻底、无或者符合环保规划要求二噁英类有毒污染物排放、减轻量大于90%、能量转换率高的垃圾处理设备亟待出现。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种有机固废处理能量转换装置。

本发明所采取的技术方案如下：一种有机固废处理能量转换装置，包括，

热分解室，其上端设有进料口、一级尾气出口，其内腔设有一级热源，其侧壁上设有第一空气进口，所述一级热源提供热量使热分解室温度为150-300℃；

燃烧室，设有一级尾气进口、二级尾气出口，其内腔设有二级热源，所述二级热源提供热量使燃烧室温度为860-1000℃；

第一蒸汽发生器，其设有二级尾气进口、三级尾气出口、第一进水口、第一蒸汽出口，其内腔设有第一热交换器，二级尾气进口进入的尾气与第一进水口进入的液态水在第一热交换器中热交换后分别通过三级尾气出口和第一蒸汽出口离开第一蒸汽发生器；

蒸汽能转换装置，与第一蒸汽出口通过管道连接；

一级尾气出口与一级尾气进口之间通过管道连接；

二级尾气出口与二级尾气进口之间通过管道连接；

第一蒸汽出口通过蒸汽管道与蒸汽能转换装置连接。

所述第一空气进口连接有进空气管道，进空气管道上设有磁化器。

所述第一空气进口为若干个，且沿热分解室周向均匀分布设置，进空气管道在磁化器前端部分通过空气进口环管连接，空气进口环管上设有一个第二空气进口。

进料口上设有外门和内门，所述外门和内门分别通过两个驱动装置控制开合，所述外门和内门上下设置且之间具有一定间隔使两者之间形成储料腔。

所述热分解室内腔接近一级尾气出口处设有第二蒸汽发生器，所述第二蒸汽发生器上连接有第二进水口和第二蒸汽出口，所述第二蒸汽出口连接到第一蒸汽发生器上或与第一蒸汽出口连接的蒸汽管道上。

所述蒸汽能转换装置上设有水箱，所述水箱回收蒸汽冷凝后的冷凝水；所述水箱上连接有供水出水管道，所述供水出水管道上设有水泵以及分别设有分管与第二进水口和第一进水口相连接。

所述蒸汽能转换装置为蒸汽发电机。

一级尾气出口与一级尾气进口之间的管道上设有第二热交换器，所述第二热交换器接近一级尾气出口的一端设置。

本发明的有益效果如下：本发明通过热分解室低温加热处理，避免二噁英的产生，再通过燃烧室高温燃烧，使尾气焚烧彻底，然后对尾气热交换获得大量蒸汽能，再通过蒸汽能转换装置转换为其它能量利用起来，节能环保。有机物在较低温度下分解充分，残留的固体大约为热分解前的1%，节省了固体残留物处理的成本。另外，由于先将有机物低温分解为大量的可燃气体，然后再对可燃气体充分燃烧，再通过热交换形成蒸汽，能量转换更加充分。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图中，1，热分解室；101，进料口；102，一级尾气出口；103，一级热源；104，第一空气进口；105，外门；106，内门；2，燃烧室；201，一级尾气进口；202，二级尾气出口；203，二级热源；3，第一蒸汽发生器；301，二级尾气进口；302，三级尾气出口；303，第一进水口；304，第一蒸汽出口；305，第一热交换器；4，磁化器；5，进空气管道；6，第二蒸汽发生器；601，第二进水口；602，第二蒸汽出口；7，第二热交换器；8，蒸汽能转换装置；9，水箱；10，水泵。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种有机固废处理能量转换装置，包括，

热分解室1，其上端设有进料口101、一级尾气出口102，其内腔设有一级热源103，其侧壁上设有第一空气进口104，所述一级热源103提供热量使热分解室1温度为150-300℃；

燃烧室2，设有一级尾气进口201、二级尾气出口202，其内腔设有二级热源203，所述二级热源203提供热量使燃烧室2温度为860-1000℃；

第一蒸汽发生器3，其设有二级尾气进口301、三级尾气出口302、第一进水口303、第一蒸汽出口304，其内腔设有第一热交换器305，二级尾气进口301进入的尾气与第一进水口303进入的液态水在第一热交换器305中热交换后分别通过三级尾气出口302和第一蒸汽出口304离开第一蒸汽发生器3；

蒸汽能转换装置8，与第一蒸汽出口304通过管道连接；

一级尾气出口102与一级尾气进口201之间通过管道连接；

二级尾气出口202与二级尾气进口301之间通过管道连接；

第一蒸汽出口304通过蒸汽管道与蒸汽能转换装置8连接。

含有大量有机物的垃圾通过进料口101进入热分解室1内，低温分解生成大量的可燃气体，同时避免二噁英的生成；热分解室1内生成的尾气依次通过一级尾气出口102、管道、一级尾气进口201进入燃烧室2中，然后高温焚烧，使尾气焚烧彻底，避免一氧化物排放出去；燃烧室2中生成的高温尾气依次通过二级尾气出口202、管道、二级尾气进口301进入第一蒸汽发生器3中，与水热交换，形成大量水蒸汽，再通过蒸汽能转换装置转换为其它能量进行应用。图中，实心箭头表示的为尾气流经途径，空心箭头表示的为水的流经途径。

在本实施例中，一级热源103为电加热热源，含有大量有机物的垃圾热分解后的炉灰存积在热分解室1内，定期清理，可以在温度降低后从进料口101处清理，也可以在热分解室1的侧壁或下端开设出料口，用于清理炉灰。

在本实施例中，二级热源203为燃烧器。二级尾气出口202与二级尾气进口301之间通过极短的管道连接，减少能量损失，具体使燃烧室2和第一蒸汽发生器3固定在一个底座上相邻设置；三级尾气出口302处设有风机，用于使尾气顺畅排放。

所述第一空气进口104连接有进空气管道5，进空气管道5上设有磁化器4。空气经磁化器4进入热分解室1中，空气被磁化后其中氧气的活化能大大提高，这样可以减少燃烧垃圾所使用的空气量。就可以减少因燃烧而产生的燃烧尾气。另外，磁化空气还能使被处理的有机物间接收到磁化，使有机物中的分子间内聚力减小，提高热解的效率。磁化器3中装有永磁体，从而起到磁化空气的作用。

所述第一空气进口104为若干个，且沿热分解室1周向均匀分布设置，进空气管道5在磁化器4前端部分通过空气进口环管连接，空气进口环管上设有一个第二空气进口。通过上述设置，进而有效控制空气进量。在本实施例中，第一空气进口104设有8个，以及磁化器4对应设有8个。

进料口101上设有外门105和内门106，所述外门105和内门106分别通过两个驱动装置控制开合，所述外门105和内门106上下设置且之间具有一定间隔使两者之间形成储料腔。进料时，先使内门106关闭，打开外门105，倒入垃圾，然后关闭外门105，打开内门106，使垃圾进入热分解室1内。在本实施例中外门105和内门106都为电动控制开关，也可以采用液压控制等其它常规的控制开关门的装置，或者采用手动开关的结构，优选采用自动化控制的结构。双层门的结构避免热分解室1内生成的尾气从进料口101处大量逸出。

所述热分解室1内腔接近一级尾气出口102处设有第二蒸汽发生器6，所述第二蒸汽发生器6上连接有第二进水口601和第二蒸汽出口602，所述第二蒸汽出口602连接到第一蒸汽发生器3上或与第一蒸汽出口304连接的蒸汽管道上。第二蒸汽发生器6的设置用于进一步回收热能。

所述蒸汽能转换装置8上设有水箱9，所述水箱9回收蒸汽冷凝后的冷凝水；所述水箱9上连接有供水出水管道，所述供水出水管道上设有水泵10以及分别设有分管与第二进水口601和第一进水口303相连接。

所述蒸汽能转换装置8为蒸汽发电机。蒸汽发电机将蒸汽能直接转换为电能，然后再利用电能，这样，绝大部分产生大量有机物垃圾的场所，如酒店、村集体、居民小区等都可以直接应用。或者也可以将蒸汽能转换装置8设置为转换为机械能的设备，可以用于生产领域。

一级尾气出口102与一级尾气进口201之间的管道上设有第二热交换器7，所述第二热交换器7接近一级尾气出口102的一端设置。

本实施例中还包括plc控制柜，实现自动化控制进料、尾气的流速、水的流速、热分解室1的温度、燃烧室2的问题、以及各管道内的温度控制。具体可以根据需要增加温度传感器、液位传感器等配件。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如rom/ram、磁盘、光盘等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。