一种有机垃圾安全投料装置及投料方法与流程

本发明涉及垃圾处理技术领域，具体地，涉及一种有机垃圾安全投料装置及投料方法。

背景技术：

人类生产生活产生大量的垃圾，它是一种污染源，也是一种可再利用的能源。据统计，我国目前城市生活垃圾每年约产生2亿多吨，并正以10％的速度逐年递增，中国已经成为世界上垃圾包袱最重的国家，因此关于城市垃圾的无害化、减容化和资源化处理已经迫在眉睫，而关于城市垃圾中的大头——有机垃圾的处理更是重中之重。目前，业内对于有机垃圾的处理包括堆肥、焚烧、厌氧发酵、热裂解等方法，其中的热裂解方法是通过加入催化剂和适量空气使得有机垃圾在贫氧环境下反应，进而被分解成焦油、固体残渣和可燃性气体等，虽然其耗时短、见效快、资源利用率高，但仍存在如下问题：

1、由于有机垃圾的裂解反应会持续产生大量的有毒有害气体(如二恶英等)，因此必须尽量减少在整个垃圾处理流程中存在的气体漏出环节，而如果将垃圾输送装置直接与反应装置的入料口连接并设置密封结构，使得该密封结构既能实现垃圾的正常投放，又能对气体起到密封作用，则普通的密封阀门完全无法达到上述要求；

2、在有机垃圾的裂解转化过程中，作为反应物被导入的空气的量是受到严格控制的，一旦突然加入过量空气(如往正在反应的装置内投放有机垃圾)，则极易导致爆炸事故的发生，因此现有的垃圾处理装置均采用不连续作业形式：即待完全结束一次热裂解过程后，再加入反应物并重新开始反应，这就导致整个垃圾处理过程效率低下、能源浪费严重、且垃圾资源再利用率不高。

中国专利cn201310434311公开了一种垃圾热裂解机，进料装置、预热处理装置、高温裂解装置和控制器，所述预热处理装置的第一驱动装置与第一螺杆驱动连接，第一螺杆可转动地穿置于第一料筒的内部，第一料筒的内壁设置有第一发热层和第一保温层；高温裂解装置的第二驱动装置与第二螺杆驱动连接，第二螺杆可转动地穿置于第二料筒的内部，第二料筒的内壁设置有第二发热层和第二保温层，所述第二保温层设置于第二料筒的内壁和第二发热层之间，第二螺杆与第二发热层之间形成裂解区，第一驱动装置、第二驱动装置、第一发热层和第二发热层分别与控制器电连接。上述发明在物料反应时具有密封性高、受热效果好、环保零排放、连续作业及工作效率高等优点；但实际上该发明并没有解决垃圾投料时的空气混入问题，其连续作业的过程仍存在较大风险，而且还忽略了垃圾

进料时有毒有害气体沿空隙向外泄露的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种操作方便、安全性高、可配合反应装置连续作业并防止内外气体交换的垃圾投放装置，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种有机垃圾安全投料装置，设置于反应装置的进料口位置处，所述投料装置包括依次直接或间接连接的投料口、储料室、料体输送装置和水封器，在所述投料口和储料室间设置有密封装置，所述水封器设置于所述料体输送装置末端和进料口的连通位置处，使得储料室和料体输送装置共同形成一个密闭空间，且该密闭空间通过设置进气口和排气口以排出内部空气；

所述水封器包括水槽、封盖和活动盖，所述水槽的开口朝上且所述进料口从水槽底部向上穿出并与其固定连接，所述封盖的开口朝下且固定设置于所述水槽内，在所述封盖的顶部还开设有与进料口位置对应的通孔，所述活动盖在竖直方向上设置于水槽和封盖之间，所述活动盖的顶板在上且开口朝下，所述活动盖的一侧面开口且该开口侧面能与水槽的一个内侧壁面吻合密封，以便于活动盖在进料口上方沿水平面做往复运动时可实现对所述进料口与通孔间的连通和隔断，在所述活动盖的侧壁开口位置与水槽内壁的接触处还设置有密封条，使得当活动盖在起隔断作用时，能够实现对进料口的完全密封。

优选地，所述封盖和活动盖的底部均与所述水槽的底面间存在间隙，使得当反应装置内部压强过大时，多余的气体可通过进料口不断排压水槽内的水体进而溢出，以免发生爆炸事故。

优选地，开设在所述封盖顶部的通孔，其水平截面的形状要小于所述进料口水平截面的形状，以防止垃圾在投料时漏出。

优选地，所述进气口与氮气源连接。

优选地，设置在所述投料口和储料室间的密封装置也为水封器，以进一步提高密封性。

优选地，所述料体输送装置采用螺旋推料器。

一种用于上述投料装置的投料方法，包括如下步骤：

1)首先打开密封装置并将有机垃圾从投料口加入储料室内，直至积聚足量的垃圾；

2)关闭密封装置，然后推动水封器上的活动盖并使其与水槽的内壁紧贴，从而实现水封器的隔断作用，此时的储料室和料体输送装置共同形成一个密闭空间；

3)接着通过进气口和排气口往该密闭空间内不断通入气体以排出空气，使得有机垃圾处于贫氧状态；

4)拉动位于料体输送装置末端水封器的活动盖，使得反应装置上的入料口和封盖上的通孔连通，启动料体输送装置，将储料室的有机垃圾传送至反应装置内，当停止加料时关闭该处的水封器；

5)在反应装置工作的同时，储料室内重新进料并重复上述步骤1)、2)和3)，当反应装置内的有机垃圾量不够时，重复上述步骤4)。

本发明提供的技术方案至少具有如下有益效果：

1、所述有机垃圾安全投料装置整体结构较为简单且便于操作，其通过设置进、排气口和水封器有效地实现在投放有机垃圾的同时不引入外部空气，从而确保热裂解反应的正常进行，降低了安全事故发生的几率，同时在反应过程中产生的有毒有害气体也会通过排气口排出并集中处理，不会对外部环境造成污染；

2、本发明在进行垃圾热裂解处理的同时也在储料室和料体输送装置形成的密闭空间内进行进料和空气排出工作，使得整个有机垃圾安全投料装置得以连续作业，提高了垃圾处理效率和能源利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明所述有机垃圾安全投料装置的结构示意图；

图2为图1中水封器俯视图；

图3为图1中水封器俯视角度的结构示意图(当进料口与通孔间被隔断时)；

图4为图3所示水封器的a-a向剖视图；

图中：01反应装置，02进料口；1投料口，2储料室，3料体输送装置，4水封器，41水槽，42封盖，43活动盖，44密封条，5进气口，6排气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，一种有机垃圾安全投料装置，设置于反应装置01的进料口02位置处，所述投料装置包括依次连接的投料口1、储料室2、料体输送装置3和水封器4，在所述投料口1和储料室2间设置有密封装置，所述水封器4设置于所述料体输送装置3末端和进料口02的连通位置处，使得储料室2和料体输送装置3共同形成一个密闭空间，且该密闭空间通过设置进气口5和排气口6以排出内部空气。

在本实施例中，所述进气口5与氮气源连接。

继续参见图2、图3和图4，所述水封器4包括矩形的水槽41、封盖42和活动盖43，所述水槽41的开口朝上且所述进料口02从水槽底部向上穿出并与其固定连接，所述封盖42的开口朝下且其一端通过螺栓与水槽41的内壁固定连接，在所述封盖42的顶部还开设有与进料口02位置对应的通孔，且该通孔与料体输送装置3的末端连通。为了防止垃圾在投料时漏出，所述通孔的水平截面形状要小于进料口02的水平截面形状。

所述活动盖43在竖直方向上设置在水槽41和封盖42之间，所述活动盖43的顶板在上且开口朝下，同时所述活动盖43近进料口方向设置的一侧面开口且该开口侧面能与水槽41的一个内侧壁面吻合密封，以便于活动盖43在进料口02上方沿水平面做往复运动时可实现对所述进料口02与通孔间的连通和隔断，在所述活动盖43的侧壁开口位置与水槽41内壁的接触处还设置有密封条44，使得当活动盖在起隔断作用时，能够实现对进料口02的完全密封。

在本实施例中，所述封盖42和活动盖43的底部均与所述水槽41的底面间存在间隙，使得当反应装置01内部压强过大时，多余的气体可通过进料口02不断排压水槽41内的水体进而溢出，以免发生爆炸事故。

在本实施例中，设置在所述投料口1和储料室2间的密封装置也采用了上述水封器的结构，以进一步提高密封性。

在本实施例中，所述料体输送装置3采用螺旋推料器。

上述有机垃圾安全投料装置的投料过程如下：

1)首先打开密封装置并将有机垃圾从投料口1加入储料室2内，直至积聚足量的垃圾；

2)关闭密封装置，然后推动水封器上的活动盖43并使其与水槽41的内壁紧贴，从而实现水封器4的隔断作用，此时的储料室2和料体输送装置3共同形成一个密闭空间；

3)接着通过进气口5和排气口6往该密闭空间内不断通入氮气以排出空气，使得有机垃圾处于贫氧状态；

4)拉动位于料体输送装置3末端水封器的活动盖43，使得反应装置1上的入料口02和封盖42上的通孔连通，启动料体输送装置3，将储料室2内的有机垃圾传送至反应装置01内，当停止加料时关闭该处的水封器4，同时停止通气；

5)在反应装置01工作的同时，储料室2内重新进料并重复上述步骤1)、2)和3)，当反应装置01内的有机垃圾量不够时，重复上述步骤4)。

在所述投料过程中，不仅解决了垃圾投料时连带外部空气一并引入的安全隐患，而且整体气密性非常好，在最大程度上减少了有毒有害气体的漏出，即使是在垃圾投料时有小部分气体泄露，也会被投料口处设置的水封器阻挡而无法扩散到外部环境，甚至随着不断通入的氮气被带走处理，达到零污染的环保效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。