生活垃圾处理装置及垃圾处理设备的制作方法
【专利摘要】一种生活垃圾处理装置，包括一第一加热腔，其进一步还包括一第二加热腔，第一加热腔与第二加热腔相继对垃圾进行加热炭化。本发明采用双层加热结构对需处理的垃圾进行充分的加热，通过分层加热结构，其一，可以提高垃圾的产油率和分解产物炭的热值和质量；其二，极大地提高了垃圾的裂解效率，进而提高垃圾处理产物的产出率；其三，在双层加热的第一层可以去除酸性气体，以防止产生二噁英，极大地降低了尾气处理成本；其四，采用分层加热结构有利于缩短加热裂解炉的长度，便于设备的设计制造。此外，整个加热腔内始终保持负压的状态，有利于增加油气产量；有利于垃圾的彻底分解；有利于防止内部反应的可燃气体外泄，避免发生火灾甚至爆炸。
【专利说明】生活垃圾处理装置及垃圾处理设备【【技术领域】】
[0001]本发明涉及一种生活垃圾处理装置，特别涉及一种具有双层加热结构的生活垃圾
处理装置。
【【背景技术】】
[0002]目前所采用的生活垃圾处理技术是将垃圾放入焚化炉燃烧处理，而国内的生活垃圾量大、低热值、成分复杂，处理起来非常不便。首先，大量的生活垃圾体积大，搬运不便，在运输过程中需要耗费大量的人力物力；其次，垃圾在露天存放的情况下，易发生分解变化，对周围环境有污染；再次，垃圾热值低，不便燃烧，而且燃烧不充分，以至于垃圾处理不彻底，另外，产生灰渣量大，燃料耗费大，浪费资源。
[0003]现有的垃圾处理装置都会考虑到垃圾的回收再利用，这样一方面可以改变人们的垃圾处理意识，如此以来就可以加快生活垃圾的处理速度；另一方面，还可以极大地避免资源的浪费，节约垃圾处理成本。在垃圾处理的过程中，势必要对垃圾进行加热处理，现有的垃圾处理装置在加热过程中大都采用单层加热腔体结构，这种结构的缺点第一是由于采用单层结构，其加热腔的长度就会很长，造成设备的整体尺寸过大，如果设备太长，在高温下容易变形，造成不必要的磨损，影响设备寿命，进而增加设备制造难度和成本；第二是单层加热腔的温度始终如一，使得垃圾内的酸性气体很难去除，会产生大量的二噁英，直接提高了垃圾尾气的处理成本；第三是由于单层加热腔内的温度恒定，促使腔体内的垃圾分解效率大大降低；第四是会造成垃圾处理后产生的碳、油、气三者很难分离。此外，现有加热腔体结构内部都为常压状态，常压状态下不仅不利于垃圾的彻底分解，而且还会造成安全隐患。
【
【发明内容】
】
[0004]为克服现有垃圾处理装置的垃圾分解效率低、垃圾分解产物分离过程复杂以及垃圾处理装置机构不合理等问题`，本发明提供一种垃圾分解效率更高，垃圾分解产物更易分离，垃圾处理设备机构更加合理的新型生活垃圾处理装置及垃圾处理设备。
[0005]本发明解决技术问题的技术方案是提供一种生活垃圾处理装置，包括一第一加热腔，其特征在于:其进一步还包括一第二加热腔，第一加热腔与第二加热腔相继对垃圾进行加热炭化。
[0006]优选地，垃圾在第一加热腔的加热温度和加热时间与垃圾在第二加热腔的加热温度和加热时间不同。
[0007]优选地，垃圾在第一加热腔的加热时间为10秒-5分钟，加热温度为90_500°C，垃圾在第二加热腔的垃圾加热时间为3-120分钟，加热温度为180-800°C。
[0008]优选地，该第一加热腔外部设置有第一加热圈，第一加热圈对加热速度进行精确控制，使垃圾的升温速度大于10摄氏度/秒。
[0009]优选地，该第一加热腔与该第二加热腔的内部均为负压状态。
[0010]优选地，该第一加热腔入口处设有一进料口，第一加热腔内设置有一变螺旋送料机，变螺旋送料机上设置有旋转叶轮，变螺旋送料机首端靠近进料口的两相邻旋转叶轮间距与远离进料口的螺旋送料机末端两相邻旋转叶轮间距的比值在1:1到4:I范围内变化。
[0011]优选地，第二加热腔内设置有一螺旋送料机，螺旋送料机上设置有旋转叶轮，每两相邻旋转叶轮的间距相等。
[0012]优选地，该双层加热装置还包括一炭活化设备，在第一加热腔与该第二加热腔之间设置有一节流器，在第二加热腔和炭活化设备之间也设置有一节流器。
[0013]本发明进一步提供一种垃圾处理设备，包括前面所述的生活垃圾处理装置，该垃圾处理设备还包括一除酸设备，该除酸设备布置在第一加热腔之后。
[0014]优选地，该垃圾处理设备进一步包括一油气分离设备，该油气分离设备布置在第二加热腔之后，经过除酸设备除酸后的气体输送至油气分离设备内进行油气分离。
[0015] 相较于现有技术，本发明生活垃圾处理装置及垃圾处理设备采用双层加热结构对需处理的垃圾进行充分的加热，通过分层加热结构，其优点主要有:第一，可以在每一层采取不同的加热温度，在上层加热腔内，采用急速加热的方法以提高垃圾油产率；在下层加热腔内，保持恒定的加热温度，使加热腔内的垃圾有一定的保温时间，以保证垃圾中的各种有机物完全分解，提高产品炭的热值和质量。第二，在每一层内都对垃圾进行加热，当垃圾在上层加热腔内未完全进行裂解反应后，还可以在下层加热腔内对未完全裂解的垃圾再次进行裂解，极大地提高了垃圾的裂解效率，进而提高垃圾处理产物的产出率。第三，在上层加热腔内采取急速加热的方式，便于分离HCL (氯化氢)等卤素，以防止产生二噁英，极大地降低了尾气处理成本。第四，采用分层加热结构有利于缩短加热裂解炉的长度，便于设备的设计制造。另外，整个加热腔内始终保持负压状态，在负压状态下，其一，有利于垃圾的分解气化从而增加油气产量；其二，有利于产生的气体迅速排走，促进热分解反应向气化方向发生；其三，负压可以防止内部反应的可燃气体外泄，避免发生火灾甚至爆炸。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0016]图1是本发明生活垃圾处理装置的结构示意图。
[0017]图2是本发明生活垃圾处理装置的工作流程图。
【【具体实施方式】】
[0018]为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]请参阅图1，本发明生活垃圾处理装置10包括进料
[0020]101，锁风进料机102，上层加热腔103，第一节流器104，下层加热腔105，除酸设备106，油气分离设备107，第二节流器108和炭活化设备109。进料口 101，锁风进料机102和上层加热腔103相互贯通，细化后的垃圾经进料101和锁风进料机102进入到上层加热腔103内。上层加热腔103的尾部连接有一除酸设备106，该除酸设备106与该上层加热腔103相贯通使上层加热腔103产生的气体可以直接进入至除酸设备106内。上层加热腔103与下层加热腔105水平放置并保持平行。在上层加热腔103和下层加热腔105之间设有第一节流器104，其主要是防止上层加热腔103与下层加热腔105之间发生气体串流。在除酸设备106的后面还设有一引风机1065，启动该引风机1065后，可以使第一热腔103至第一节流器104的空间内为负压状态，保持负压状态有利于产生的气体迅速排走，促进垃圾分解反应向垃圾气化方向发生；同时也使上层加热腔103内产生的气体不会进入到下层加热腔105而直接进入到除酸设备106内，防止气体在流动过程中发生泄漏。[0021]与上层加热腔103相似的，下层加热腔105的尾部连接有一油气分离设备107，该油气分离设备107与该下层加热腔105相贯通使下层加热腔105产生的气体可以直接进入至油气分离设备107内。下层加热腔105与炭活化设备109保持相连，并在下层加热腔105和炭活化设备109之间设有第二节流器108，其主要是防止下层加热腔105与炭活化设备109之间发生气体串流。在油气分离设备107和下层加热腔105之间还设有一引风机1077，启动该引风机1077后，可以使下层加热腔105至第二节流器108的空间内为负压状态。保持负压状态有利于产生的气体迅速排走，促进垃圾分解反应向垃圾气化方向发生；同时也使下层加热腔105内产生的气体不会进入到炭活化设备109内而直接进入到油气分离设备107内，防止气体在流动过程中发生泄漏。
[0022]上层加热腔103腔体内设有一变螺旋送料机1031，在腔体外包覆有一上层加热圈1035。变螺旋送料机1031将从进料101进入的细化垃圾送入至下层加热腔105内，并在送料的同时用上层加热圈1035对上层加热腔103内的垃圾进行加热。该变螺旋送料机1031上不等间距的设置有多个旋转叶轮1033，旋转叶轮1033与上层加热腔103的腔体内壁相贴合，每两个相邻旋转叶轮1033的间距从进料101到变螺旋送料机1031末端逐渐减小。其间距减小的规律是根据垃圾受热时的体积减少速率而设定的。由于处理的垃圾种类不同以及上层加热腔103的内径不同，变螺旋送料机1031首端靠近进料101的两相邻旋转叶轮1033间距与远离进料101的变螺旋送料机1031末端两相邻旋转叶轮1033间距的比值将会在1:1到4:1范围内变化。
[0023]上层加热圈1035包覆在上层加热腔103的外部表面，上层加热圈1035的长度起始位置位于进料101处，终止位置位于变螺旋送料机1031的末端。上层加热圈1035的加热方式为电加热，由于电加热的发热功率大，受热面积也大，并且采用电加热可以对加热温度进行实时控制，所以其升温速度非常快，可以使上层加热腔103内的垃圾升温速度达到10摄氏度/秒以上。根据加热需要，需控制上层加热腔内的温度在90° -500°范围内，因为采用电加热可以很快的达到这个温度范围，从而加快垃圾的分解速度，进而提高垃圾热解的产油率。通过改变上层加热腔103的长度及变螺旋送料机1031的送料速度等方式使腔体内的垃圾平均受热时间在10秒到5分钟范围内，保持这个加热时间范围是为了使腔体内的垃圾分解更加彻底，将垃圾中所含卤素完全分解出来，以酸性气体的形式进入到除酸设备106内，从而从源头上遏制后续产品在燃烧过程产生二噁英。
[0024]除酸设备106包括第一旋风除尘器1061，高温除酸塔1063，在上层加热腔103内的垃圾因加热产生的气态油气混合物依次经过第一旋风除尘器1061，高温除酸塔1063进行除尘和除酸处理。从上层加热腔103内产生的气态混合物经过第一旋风除尘器1061后可将气态混合物里包含的粉尘或固体小颗粒进行清除，处理后的气态混合物再经过高温除酸塔1063将气态混合物内的酸性气体清除干净，最后将处理后的洁净气态油气混合物输送至油气分离设备107将油和可燃气进行分离。[0025]与上层加热腔103相似的，下层加热腔105腔体内设有一螺旋送料机1051，在腔体外包覆有一下层加热圈1055。螺旋送料机1051将从上层加热腔103进入的未完全分解的垃圾从下层加热腔105送入至炭活化设备109内，并在送料的同时用下层加热圈1055对下层加热腔105内的垃圾进行加热。该螺旋送料机1051上等间距的设置有多个旋转叶轮1053，旋转叶轮1053与下层加热腔105的腔体内壁相贴合。由于未完全分解的垃圾在下层加热腔105内受热分解后的体积变化与上层加热腔103内的垃圾相比要小很多，所以在下层加热腔105内采用等螺距的螺旋送料机1051。
[0026]下层加热圈1055包覆在下层加热腔105的外部表面,下层加热圈1055的长度起始位置位于螺旋送料机1051的起始端，终止位置位于螺旋送料机1051的末端。下层加热圈1055的升温速度相对上层加热圈1035要慢一些，主要是为了使下层加热腔105内的垃圾在温度达到一定阶段的时候保持在一个恒定的温度范围内对垃圾进行深度分解。根据加热需要，需控制下层加热腔105内垃圾的加热温度在180° -800°范围内。通过改变下层加热腔105的长度及螺旋送料机1051的送料速度等方式使腔体内的垃圾平均受热时间在3分钟到120分钟范围内。因为下层加热腔105内都是未完全分解的垃圾，这些垃圾需要更高的温度和更长时间的加热才可以使其进一步的分解，所以这些垃圾的加热温度以及加热时间要比上层加热腔103更高，更长。在现有技术之上，增加该下层加热腔105对未完全分解的垃圾进行一定的保温时间，以保证垃圾中的各种有机物完全分解，从而提高了回收资源的热值和质量。
[0027]油气分离设备107包括第二旋风除尘器1071和油气冷却分馏塔1073，下层加热腔105内的垃圾通过进一步加热完全分解之后，会产生粉末状碳和气态油气混合物。粉末状碳经过第二节流器108进入到炭活化设备109内进行活化处理，而气态油气混合物将首先通过第二旋风除尘器1071将气态混合物里包含的粉尘或固体小颗粒进行清除，然后将处理后的洁净气态油气混合 物输送至油气冷却分馏塔1073将油和可燃气进行分离。产生的可燃气和油即可以作为新的可用能源加以利用，如可以将产生的可燃气输送至烘干机燃烧室1075对燃烧室内的垃圾进行加热烘干。
[0028]请参阅图2，为生活垃圾处理装置10的工艺流程图。在使用的过程中，细化垃圾会经过进料口 101进入到锁风进料机102内，由于锁风进料机102与上层加热腔103相贯通，垃圾会顺着锁风进料机102进入到上层加热腔103内。变螺旋送料机1031将进入到上层加热腔103内的垃圾顺着旋转叶轮1033传送至下层加热腔105内。在螺旋传动送料的同时，上层加热圈1035对上层加热腔103内的垃圾进行急速加热。由于采用电加热，使腔体内的垃圾升温速度很快，这样一方面可以提高垃圾的产油率，另一方面在垃圾急速受热分解的同时，会产生大量的HCL (氯化氢)等酸性气体，并将这些酸性气体传输到除酸设备106中。因此，经过上层加热腔103的急速加热之后，会产生气态的油气混合物和酸性气体，这些气态的油气混合物和酸性气体将一起进入到除酸设备106的第一旋风除尘器1061内进行除尘，然后再进入到高温除酸塔1063内将气体的酸性气体去除，最终产生洁净的气态油气混合物。
[0029]经过上层加热腔103加热分解后的未完全分解的垃圾将进入到下层加热腔105，螺旋送料机1051将进入到下层加热腔105内的未完全分解垃圾顺着旋转叶轮1053将加热分解产物传送至炭活化设备109内。在螺旋传动送料的同时，下层加热圈1055对下层加热腔105内的垃圾进行进一步的高温加热。由于下层加热腔105内都是未分解的垃圾，所以需要通过高温持续加热才可以使这些垃圾完全分解。经过长时间的高温加热后，下层加热腔105内的垃圾将完全分解掉，产生粉末状的碳和气态的油气混合物，粉末状的碳将进入到炭活化设备109进行炭化。气态的油气混合物将进入至油气分离设备107旋风除尘器1071进行除尘净化，除尘后的洁净气态油气混合物将与上层加热腔103产生的经过除酸后的气态油气混合物一起进入到油气冷却分馏塔1073内进行油、气分离。经过冷却分离后会产生可燃气体和液态油，这些可燃气体和液态油可以直接作为可用资源应用在各种设备上，例如可以将可燃气体通往烘干机燃烧室1075内的垃圾进行加热烘干。
[0030]根据需要，比如说垃圾包含有一些特殊成分，或者要求更高的垃圾分解率，可以采用在下层加热腔105与炭活化设备109之间增加第三加热腔或者第层加热腔或更多使需处理的垃圾充分完全分解为炭、 可燃气和油等可回收利用资源。
[0031]相较于现有技术，本发明生活垃圾处理装置10及垃圾处理设备采用双层加热结构对需处理的垃圾进行充分的加热，通过分层加热结构，其优点主要有:第一，可以在每一层采取不同的加热温度，在上层加热腔103内，采用急速加热的方法以提高垃圾油产率；在下层加热腔105内，保持恒定的加热温度，使加热腔内的垃圾有一定的保温时间，以保证垃圾中的各种有机物完全分解，提高产品炭的热值和质量。第二，在每一层内都对垃圾进行加热，当垃圾在上层加热腔103内未完全进行裂解反应后，还可以在下层加热腔105内对未完全裂解的垃圾再次进行裂解，极大地提高了垃圾的裂解效率，进而提高垃圾处理产物的产出率。第三，在上层加热腔103内采取急速加热的方式，便于分离HCL (氯化氢)等卤素，以防止产生二噁英，极大地降低了尾气处理成本。第四，采用分层加热结构有利于缩短加热裂解炉的长度，便于设备的设计制造。另外，整个加热腔内始终保持负压状态，在负压状态下，其一，有利于垃圾的分解气化从而增加油气产量；其二，有利于产生的气体迅速排走，促进热分解反应向气化方向发生；其三，负压可以防止内部反应的可燃气体外泄，避免发生火灾甚至爆炸。
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种生活垃圾处理装置，包括一第一加热腔，其特征在于:其进一步还包括一第二加热腔，第一加热腔与第二加热腔相继对垃圾进行加热炭化。
2.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:垃圾在第一加热腔的加热温度和加热时间与垃圾在第二加热腔的加热温度和加热时间不同。
3.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:垃圾在第一加热腔的加热时间为10秒-5分钟，加热温度为90-500°C，垃圾在第二加热腔的垃圾加热时间为3-120分钟，加热温度为180-800°C。
4.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:该第一加热腔外部设置有第一加热圈，第一加热圈对加热速度进行精确控制，使垃圾的升温速度大于10摄氏度/秒。
5.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:该第一加热腔与该第二加热腔的内部均为负压状态。
6.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:该第一加热腔入口处设有一进料口，第一加热腔内设置有一变螺旋送料机，变螺旋送料机上设置有旋转叶轮，变螺旋送料机首端靠近进料口的两相邻旋转叶轮间距与远离进料口的螺旋送料机末端两相邻旋转叶轮间距的比值在1:1到4:1范围内变化。
7.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:第二加热腔内设置有一螺旋送料机，螺旋送料机上设置有旋转叶轮，每两相邻旋转叶轮的间距相等。
8.如权利要求1所述的生活垃圾处理装置，其特征在于:在第一加热腔与第二加热腔之间设置有一节流器。
9.一种垃圾处理设备，其特征在于:包括如权利要求1-8任意一项所述的生活垃圾处理装置，该垃圾处理设备`还包括一除酸设备，该除酸设备布置在第一加热腔之后。
10.如权利要求9所述的垃圾处理设备，其特征在于:该垃圾处理设备进一步包括一油气分离设备，该油气分离设备布置在第二加热腔之后，经过除酸设备除酸后的气体输送至油气分尚设备内进行油气分尚。
【文档编号】C10G1/00GK103525445SQ201210244353
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2012年7月5日
【发明者】蒋华俊 申请人:蒋华俊