一种城乡轻质废弃物干馏碳化处理系统的制作方法

本实用新型属于垃圾处理技术领域，尤其涉及一种城乡轻质废弃物干馏碳化处理系统。

背景技术：

我国人口众多，随着人们生活消费水平的日益提高，城乡废弃物积累越来越多，产生量非常大，目前的废弃物处理方式主要有填埋和焚烧两种方式。深度填埋需要占用大面积用地，而且填埋在地下很容易污染地下水资源。

焚烧垃圾相对是一种较好的处理方式，通过垃圾焚烧炉焚烧垃圾可实现垃圾的减量化，同时又能够利用余热取暖及发电，充分利用废物资源，控制对环境的二次污染，因此在我国得到了快速发展。但现有的垃圾焚烧多采用机械式垃圾焚烧炉，这种焚烧炉系统工序多，工作效率低，又由于机械式结构复杂，运行中容易出现故障，维修量大，运行成本较高，也给推广应用带来一些弊端。尤其是此类型的垃圾焚烧炉不能很好处理城乡轻质废弃物，比如城乡的包装物、树枝树叶、杂草、农作物桔杆等疏松轻质废弃物，使得燃烧释放出的热能、产生的碳化物及灰分均无法得到充分利用，无害化、资源化效率低。因此，对城乡废弃物无害化、资源化、减量化的处理是当前以及今后面临的重大课题。

技术实现要素：

为了使废弃物燃烧释放出的热能和烟气等得到充分利用，本实用新型提供了一种城乡轻质废弃物干馏碳化处理系统，尤其结合炼钢领域，干馏碳化后的烟道气经除尘净化处理后，高温气体可用于烘干炼钢辅料或用于发电热能，碳化物可用作炼钢增碳剂、钢包覆盖剂原料，燃烧产生的灰粉则可用作水泥厂原料或用作配制有机肥料，从而最大化的实现了城乡轻质废弃物处理的减量化、无害化和资源化。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种城乡轻质废弃物干馏碳化处理系统，包括干馏碳化窑装置、除尘净化装置、废水循环处理装置三部分组成，所述干馏碳化窑装置通过干馏碳化窑窑体上的烟道与除尘净化装置连通，废弃物经干馏碳化产生的热能和烟气通过除尘、洗涤、净化处理后，烟气从烟囱顶部排出，废水通过废水排泄管进入废水循环处理装置，并经沉淀、过滤后抽到除尘净化装置用于喷淋烟气，实现废水的循环处理和利用。

所述干馏碳化窑装置包括窑体、窑顶、窑盖、窑桥、支撑窑桥、窑膛、窑门、废弃物加料仓、进料口盖板、卷扬机、空气通道和烟道；所述窑体内壁由耐火砖砌成，外壁由红砖砌成，从底部向上每隔2～4ｍ砌一道钢筯水泥圈梁；

所述窑桥设置在窑体内部下方的空气通道的上面，由多根钢条间隔排列焊接而成，并从窑门方向水平倾斜10～15度竖排安装在窑膛内，窑膛上面是起支撑废弃物作用的支撑窑桥；所述废弃物加料仓设置在窑体外壁的上方，废弃物加料仓口上配合设置有进料口盖板；所述卷扬机设置在窑体外壁用以开启或关闭进料口盖板；所述烟道设置在窑顶上。

进一步的，所述窑体呈圆台形，窑顶为弧形结构，窑盖水平设置。

更进一步的，所述窑盖为盆形。

进一步的，所述窑体的窑壁上设置有窑内观察小孔。

进一步的，所述支撑窑桥与窑桥在炉膛内呈三角形状空间。

进一步的，所述窑膛外设置有窑门，空气通道上设置有空气通道门，空气通道中放置有承接窑内灰料及碳料的灰料小车。

进一步的，所述窑体外还设置有鼓风机，并通过风管连接到窑桥下，以通过启动鼓风机向窑内送风助燃烧。

进一步的，所述废弃物加料仓与窑体相连通，并和从窑体相连通的加料口处与窑体呈70度倾斜角从窑体外向上伸出，废弃物加料仓的进料口呈方形。

进一步的，所述进料口盖板与废弃物加料仓口为铰链连接，并通过卷杨机、钢绳、滑轮实现进料口盖板的开启或关闭。

进一步的，所述废弃物加料仓的仓口边缘上设有密封凹槽，与其相匹配的进料口盖板上设有与密封凹槽相互嵌合的凸起。

进一步的，当干馏碳化窑内碳化层温度达到800℃时，可通过热电偶启动控制器关闭鼓风机电源、窑门及空气通道门。

所述除尘净化装置包括重力除尘室，物料干燥仓、有害气体煤气燃烧室、干燥仓下料斗、煤气喷烧器、一级喷淋室、二级喷淋室、三级喷淋室、四级喷淋室、有害气体处理室、加压机、除臭层、喷淋头、烟囱；所述重力除尘室与干馏碳化窑顶的烟道连通，其左侧壁上设置有通道与物料干燥仓连通；所述物料干燥仓设置有害气体煤气燃烧室，上部由多个连通的散热管道构成，管道周围放置烘干物料，下部为下料斗；所述物料干燥仓内的散热管道在右上部与一级喷淋室左壁下侧管道连通，一级喷淋室右壁上侧通过管道与二级喷淋室连通，二级喷淋室右壁下侧通过管道与三级喷淋室连通，三级喷淋室右壁上侧通过管道与四级喷淋室连通，四级喷淋室右壁下侧通过管道与有害气体处理室连通，有害气体处理室右壁上侧设置管道与加压机连通，加压机经管道与烟囱连通；所述一、二、三、四级喷淋室顶部分别设置有喷淋头，且在每个喷淋室的中部从下至上，纵横交错排码有多层多孔透气砖，底部分别设置有废水排泄口。

进一步的，所述烟囱包括除臭层、喷淋头，所述除臭层位于烟囱下部的三分之一处，由活性块构成；所述喷淋头设置在烟囱上部的三分之一处；所述加压机、进入烟囱内的连接管道的上端管口均设置有锥形帽，盖在管口上端并留有0.1m的缝隙，以防止喷淋水流入管内；所述烟囱底座设置有废水排泄口。

所述废水循环处理装置，包括废水排泄管、废水沉淀池、滤网、过滤池、抽水泵、抽水泵下水管、抽水泵上水管；所述废水排泄管上分别设置有与一、二、三、四级喷淋室底部的废水排泄口、及烟囱底座的废水排泄口连通的管道，废水排出口与废水沉淀池连通；废水沉淀池与过滤池之间设置有滤网；所述抽水泵下水管的下端通入废水沉淀池，上端连接抽水泵；所述抽水泵上水管分别与一、二、三、四级喷淋室的喷淋头及烟囱上部的喷淋头连通。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和效果：

1、本实用新型干馏碳化窑装置的窑体内壁由耐火砖砌成，外壁由红砖砌成，形成内外壁结构，保温效果好，节省燃料，使用寿命长，运行成本低，而且结构简单，易于操作，在大大降低人工成本的同时，工作效率也明显提高。

2、本实用新型干馏碳化窑装置的废弃物加料仓口边缘上设置了密封凹槽，进料口盖板上设置了与凹槽相互嵌合的凸起，从而避免了燃烧热能和烟气从废弃物加料仓口的溢出，在有效保护环境的同时，而且燃烧热能和烟气也得到充分利用，进一步提升了废弃物处理的无害化和资源化。

3、本实用新型除尘净化装置的物料干燥仓通过设置的有害气体煤气燃烧室及多个连通的散热管道，能够在确保安全的前提下，快速均匀的对物料进行烘烤处理。

4、本实用新型除尘净化装置设置有一、二、三、四级喷淋室，烟道气从一级喷淋室的下部进入，从上部进入二级喷淋室，再从二级喷淋室的下部进入三级喷淋室，最后再从上部进入四级喷淋室，即烟道气采用波浪式的方式依次进入喷淋室，并通过纵横交错排码的多层多孔透气砖以减缓烟气流动，达到充分吸收，以及喷淋室顶部喷淋头的喷淋，从而使烟道气中可溶于水的SO₂、CO等废气进一步得到除去。

5、本实用新型除尘净化装置还通过设置的有害气体处理室进一步对经喷淋处理后的烟道气进行处理，从而确保烟道气中不含二噁英等有害气体，达到国家排放标准。

6、本实用新型除尘净化装置的烟囱还设置有除臭层和喷淋头，烟道气经除臭和进一步再次喷淋后，城乡废弃物干馏碳化过程中产生的烟气、灰份、二噁英、SO₂、CO等废气经过脱硫、除尘、除二噁英等多次净化处理后完全达到了国家排放标准。

7、本实用新型废水循环处理装置是将一、二、三、四级喷淋室以及烟囱中的喷淋水，通过在废水沉淀池进行沉淀、经过滤后进入到过滤池中，过滤池中的水通过抽水泵可被抽到一、二、三、四级喷淋室以及烟囱中进行喷淋使用，实现废水的循环处理及利用，从而减少废水排放，绿色环保。

8、本实用新型投资省、占地面积小，选址容易、建设周期短，日处理量大，处理工艺简单，安全卫生、技术可靠、经济适用，可广泛用于城乡轻质废弃物的处理。同时，结合炼钢领域，废弃物干馏碳化后产生的高温气体可用于烘干炼钢辅料或用于发电热能，干馏碳化后产生的碳化物可用作炼钢增碳剂、钢包覆盖剂原料，产生的灰粉可用作水泥厂原料或用作配制有机肥料，从而最大化的实现了城乡轻质废弃物处理的减量化、无害化和资源化。

附图说明

图1为本实用新型处理系统的结构示意图。

图2为本实用新型干馏碳化窑装置的结构示意图。

图3为本实用新型干馏碳化窑装置的左视结构示意图。

图4为本实用新型干馏碳化窑装置的俯视结构示意图。

图5为本实用新型干馏碳化窑装置中进料口盖板的剖面结构示意图。

图6为本实用新型干馏碳化窑装置中卷扬机电器工作原理方框图。

图7为本实用新型干馏碳化窑装置中热电偶控制电器工作原理方框图。

图8为本实用新型废水循环装置中抽水泵电器工作原理方框图。

其中，

干馏碳化窑装置：1、废弃物加料仓；2、进料口盖板；3、滑轮；4、卷扬机；5、鼓风机；6a、窑内观察小孔；6、干馏碳化窑，7、灰料小车；8、窑桥；9、窑膛；10、灰烬层；11、碳化层；12、干馏热解层；13、二级烘干层；14、一级烘干层；15、窑体；16、支撑窑桥；2a、密封凹槽；6b、窑门；6c、窑顶；6d、窑盖；40、空气通道；41、烟道。

除尘净化装置：17、重力除尘室；18、物料干燥仓；19、有害气体煤气燃烧室；20、下料斗；21、煤气燃烧器；22、一级喷淋室；23、二级喷淋室；24、三级喷淋室；25、四级喷淋室；26、有害气体处理室；27、加压机；28、除臭层；29、喷淋头；30、烟囱；34、多孔透气砖。

废水循环装置：31、32、废水排泄管；33、废水沉淀池；35、滤网；36过滤池；37、抽水泵；38、抽水泵下水管；39、抽水泵上水管。

具体实施方式

为了更好使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，但不应对本实用新型保护范围有任何的限制作用。

实施例1

如图1－图7所示，所述干馏碳化窑装置包括窑体15、窑顶6c、窑盖6d、窑桥8、支撑窑桥16、窑膛9、窑门6b、废弃物加料仓1、进料口盖板2、卷扬机4、空气通道40和烟道41；所述窑体15内壁由耐火砖砌成，外壁由红砖砌成，从底部向上每隔2～4ｍ砌一道钢筯水泥圈梁；所述窑桥8设置在窑体15内部下方的空气通道40的上面，由多根钢条间隔排列焊接而成，并从窑门6b方向水平倾斜15度安装在窑膛9内，窑膛9上面是起支撑废弃物作用的支撑窑桥16；所述废弃物加料仓1设置在窑体15外壁的上方，废弃物加料仓口上配合设置有进料口盖板2；所述卷扬机4设置在窑体15外壁用以开启或关闭进料口盖板2；所述烟道41设置在窑顶6c上。

优选的，所述窑体15呈圆台形，窑顶6c为弧形结构，窑盖6d为盆形，内装土，可种植花草，起到保护窑顶，美化干馏碳化窑的作用。

窑体高16m，底部直径4.8m，顶部直径3.8m，壁厚0.5m，内壁由0.24m的耐火砖砌成，外壁由0.24m的红砖砌成，窑内可容纳废弃物85立方米。

为观察窑体15内的废弃物加料和燃烧情况，所述窑体15的窑壁上设置有窑内观察小孔6a。

为使在支撑窑桥16与窑桥8之间放入的引火材料充分燃烧，所述支撑窑桥16与窑桥8在炉膛9内呈三角形状空间。

所述窑膛9外设置有窑门6b，空气通道40上设置有空气通道门，空气通道40中放置有承接窑内灰料及碳料的灰料小车7。

所述窑体15外还设置有鼓风机5，并通过风管连接到窑桥8下，以通过启动鼓风机5向窑体15送风助燃烧。

优选的，所述废弃物加料仓1与窑体15相连通，并和从窑体15相连通的加料口处与窑体15呈70度倾斜角从窑体15外向上伸出，废弃物加料仓1的进料口呈方形，加料口距窑体底部10m。

优选的，所述进料口盖板2与废弃物加料仓口为铰链连接，并通过卷杨机4、钢绳、滑轮3实现进料口盖板2的开启或关闭。

优选的，如图4所示，所述废弃物加料仓1的仓口边缘上设有密封凹槽2a，与其相匹配的进料口盖板2上设有与密封凹槽2a相互嵌合的凸起。

为节约燃料，延长干馏碳化窑的使用寿命，当干馏碳化窑6窑内碳化层温度达到800℃时，可通过热电偶启动控制器关闭鼓风机5电源、窑门6b及空气通道门。

所述干馏碳化窑装置的工作过程及工作原理如下：

如图5所示，用遥控器开启卷扬机4，卷扬机4的提升钢绳经滑轮3打开废弃物加料仓1的进料口盖板2，再用抓车将城乡废弃物抓起送入废弃物加料仓1，并进入窑体15内后落到支撑窑桥16上，继续用抓车加料，直到将废弃物装填到废弃物加料仓1与窑体15相连通的连接处，然后停止加料，同时启动卷扬机4，经钢绳、滑轮3关闭进料口盖板2；打开窑门6b，在支撑窑桥16与窑桥8之间的窑膛9中放入引火材料，点燃后关闭窑门6b，再开启鼓风机5向窑膛9内送风，补充氧气，首先，当窑膛9温度达到400℃后，窑内的废弃物即在碳化层11开始碳化燃烧，此时，窑内下部燃烧的热能又向窑内中部延伸，即进入干馏热解层12对废弃物进行干馏热解，之后，窑内中部的热能和烟气进一步向窑内上部扩散到达窑内上部，即进入二级烘干层13、一级烘干层14后，依次对废弃物进行烘干，当窑内碳化层温度达到800℃时，如图6所示，可通过热电偶启动控制器关闭鼓风机5的电源、窑门6b及窑桥8下的空气通道门，使废弃物在窑内完全碳化，等碳化完成后再打开窑门6b，打开窑桥8下的空气通道40，取出碳化物及灰料，用灰料小车7运走，热能和烟气经烟道41进入净化处理装置进一步处理。

实施例2

如图1、图8所示，所述除尘净化装置包括重力除尘室17，物料干燥仓18、有害气体煤气燃烧室19、干燥仓下料斗20、煤气喷烧器21、一级喷淋室22、二级喷淋室23、三级喷淋室24、四级喷淋室25、有害气体处理室26、加压机27、除臭层28、喷淋头29、烟囱30；所述重力除尘室17与干馏碳化窑6窑顶6c的烟道41连通，其左侧壁上设置有通道与物料干燥仓18连通；所述物料干燥仓18设置有害气体煤气燃烧室19，上部由多个连通的散热管道构成，管道周围放置烘干物料，下部为下料斗20；所述物料干燥仓18内的散热管道在右上部与一级喷淋室22左壁下侧管道连通，一级喷淋室22右壁上侧通过管道与二级喷淋室23连通，二级喷淋室23右壁下侧通过管道与三级喷淋室24连通，三级喷淋室24右壁上侧通过管道与四级喷淋室25连通，四级喷淋室25右壁下侧通过管道与有害气体处理室26连通，有害气体处理室26右壁上侧设置管道与加压机27连通，加压机27经管道与烟囱30连通；所述一、二、三、四级喷淋室22、23、24、25顶部分别设置有喷淋头29，且在每个喷淋室的中部从下至上，纵横交错排码有多层多孔透气砖34，底部分别设置有废水排泄口。

进一步的，所述烟囱30包括除臭层28、喷淋头29，所述除臭层28位于烟囱30下部的三分之一处，由1m厚的活性块构成；所述喷淋头29设置在烟囱上部的三分之一处；所述加压机27、进入烟囱30内的连接管道的上端管口均设置有锥形帽，盖在管口上端并留有0.1m的缝隙，以防止喷淋水流入管内；所述烟囱30底座设置有废水排泄口。

所述除尘净化装置的过程及工作原理如下：

如图1、图8所示，干馏碳化窑6产生的烟气及热能经烟道41进入到重力除尘室17除尘，再经左侧壁通道进入物料干燥仓18内的有害气体燃烧室19，通过煤气喷烧器21烧除烟气中的有害气体，高温烟气进入物料干燥仓18内的多个连通管道，对仓内的物料进行加热烘烤，干燥好的物料从物料干燥仓18的下料斗20排出。高温烟气从物料干燥仓18上部的右壁管道依次进入一、二、三、四级喷淋室22、23、24、25，烟气经这四级喷淋室内多孔透气砖34及喷淋室顶部喷淋水的吸收洗涤，再进入有害气体处理室26，经活性碳吸附有害气体，使烟气进一步净化；净化的烟气经有害气体处理室26上部的右壁管道进入加压机27，加压后排向烟囱30下部，烟气再经烟囱30中部除臭层28除臭、烟囱30上部喷淋头29的喷淋，再一次净化后从烟囱30顶部排出。

实施例3

如图1所示，所述废水循环处理装置，包括废水排泄管31、32，废水沉淀池33、滤网35、过滤池36、抽水泵37、抽水泵下水管38、抽水泵上水管39；所述废水排泄管31的上端口连接烟囱底座的废水排泄口，下端的废水排出口与废水沉淀池33连通；所述废水排泄管32上分别设置有与一、二、三、四级喷淋室连通的管道，废水排出口与废水沉淀池33连通；废水沉淀池33与过滤池36之间设置有滤网35；所述抽水泵下水管38的下端通入废水沉淀池33，上端连接抽水泵37；所述抽水泵上水管39分别与一、二、三、四级喷淋室的喷淋头29、烟囱30上部的喷淋头29连通。

所述废水循环处理装置的过程及工作原理如下：

如图1所示，废水沉淀池33的废水经滤网35过滤后注入过滤池36，启动抽水泵37，过滤池36的水经抽水泵下水管38抽到抽水泵上水管39，并分别流向喷淋头29，一、二、三、四级喷淋室22、23、24、25顶部的喷淋头29，从喷淋头29喷下的水通过除臭层流入废水排泄管31，从一、二、三、四级喷淋室22、23、24、25喷下的水通过多孔透气砖34流入废水排泄管32，并到达废水沉淀池33，再通过滤网35过滤后注入过滤池36，如此对废水进行循环处理利用。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其它相关技术领域，均同理包括在本实用新型的保护专利范围内。