一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备的制作方法

本发明涉及垃圾处理设备技术领域，尤其涉及一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备。

背景技术：

目前，垃圾热处理技术受到越来越多人的关注。垃圾热处理技术主要是利用垃圾本身的热值在氧化过程中所释放的热量，创造高温条件，在高温下进行一系列物理化学反应，且反应过程需要提供适量的氧气(空气)。反应后的废气经过处理排放到大气中，剩余的残渣则排出反应装置另行处理。

然而，我国生活垃圾的成分复杂，尺寸差异较大，平均热值偏低且含水率随季节和天气的波动十分明显，垃圾热处理装置在处理垃圾时普遍存在如下一些问题：

例如：垃圾反应装置同一水平面供氧不均匀，导致同一水平面垃圾氧化速率不同，所释放的热量分布不均匀，从而使整个垃圾处理装置的反应程度不一致；垃圾热处理产生的气体在反应装置中停留时间较短，热处理过程中挥发出的高热值成分如CO、CH4、H2等未充分发生氧化反应，造成极大的资源浪费；而热处理过程中产生的低热值成分如芳香醇及重油等在反应装置中停留时间过短，未进行充分分解，增大尾气处理难度；由于垃圾本身平均热值较低，还原反应所吸收的热量被高热值气体成分带走，不利于实现垃圾热处理装置利用垃圾本身的热值形成高温条件；此外，现有垃圾热处理设备在为垃圾热反应提供所需氧气(空气)时，未对进入反应装置的空气进行预热，不利于垃圾热反应稳定进行。

综上，如何克服传统垃圾热处理装置的上述技术缺陷是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，包括进料口(1)、垃圾热解炉炉壁(2)、第一水平导热板(3)、垂直导热板(4)、第一烟气循环管道(5)、顶部烟气循环管道连接口(6)、尾气管道连接口(7)、第二水平导热板(8)、第二烟气循环管道(9)、第一引风机(10)、空气预热腔连接口(11)、第一进气口(12)、垃圾热解炉(13)、空气预热腔(14)、排气口(15)、水平布风管道(16)、尾气处理管道(17)、底部烟气循环管道连接口(18)、第二引风机(19)、观察窗(20)、垂直布风管道(21)、沉淀池(22)、尾气净化装置(23)以及布风系统、烟气循环系统；

其中，所述空气预热腔(14)、所述布风系统、所述烟气循环系统以及所述尾气净化装置(23)、所述垃圾热解炉(13)和所述沉淀池(22)自左至右依次设置；

所述垃圾热解炉(13)从上而下分为预热层(A)、还原层(B)及氧化层(C)；所述预热层上端为进料口(1)；上述设备为间歇式加料，加料后将进料口封闭；

所述预热层(A)下端设有第一水平导热板(3)；所述第一水平导热板(3)为沿水平方向铺设的水平挡板，所述第一水平导热板(3)与所述垃圾热解炉炉壁(2)连接；

所述还原层(B)的侧壁设有顶部烟气循环管道连接口(6)；所述还原层(B)下端设有第二水平导热板(8)，所述第二水平导热板(8)为沿水平方向铺设的水平挡板；所述第二水平导热板(8)与垃圾热解炉炉壁(2)连接；

所述氧化层(C)上端侧壁设有尾气管道连接口(7)，下端侧壁设有底部烟气循环管道连接口(18)；所述尾气管道连接口(7)与所述尾气净化装置(23)之间通过所述尾气处理管道(17)连通；所述第一烟气循环管道(5)的一端连通顶部烟气循环管道连接口(6)，所述第一烟气循环管道(5)的另一端分别连通底部烟气循环管道连接口(18)以及所述沉淀池(22)，所述第一烟气循环管道(5)中部还分别连通所述空气预热腔(14)上的空气预热腔连接口(11)以及排气口(15)；所述第一烟气循环管道(5)用于实现所述垃圾热解炉(13)与所述空气预热腔(14)的循环连通；所述烟气循环系统由所述第一烟气循环管道(5)、所述垃圾热解炉(13)及所述空气预热腔(14)组成；所述空气预热腔连接口(11)的下端设置有第一进气口(12)；

所述布风系统包括垂直布风管道(21)及水平布风管道(16)；所述氧化层(C)内部设有所述垂直布风管道(21)及所述水平布风管道(16)，垂直布风管道(21)下端与水平布风管道(16)中部连通，所述垂直布风管道(21)和所述水平布风管道(16)上均设有多个排气孔，所述排气孔(15)与所述氧化层(C)连通；

且所述垂直布风管道(21)上端设置有垂直导热板(4)；所述垂直导热板(4)为竖直方向铺设的导热板；所述垂直导热板(4)的底端与所述垂直布风管道(21)连接，所述垂直导热板(4)的顶部延伸至预热层(A)并与第一水平导热板(3)连接(即所述垂直导热板(4)可将氧化层(C)的热量传导至还原层(B)及预热层(A))；所述第一烟气循环管道(5)与所述水平布风管道(16)连通；

所述第二烟气循环管道(9)的一端与所述尾气净化装置(23)的顶部连通，所述第二烟气循环管道(9)的另一端分别与所述尾气净化装置(23)的底部以及所述沉淀池(22)连通；所述第一引风机(10)设置在第二烟气循环管道(9)上，位于所述空气预热腔(14)之后；

所述第一烟气循环管道(5)与所述底部烟气循环管道连接口(18)之间通过尾气管道连通；所述第二引风机(19)安装在尾气管道上，位于所述尾气净化装置(23)之后。

优选的，作为一种可实施方案；所述尾气净化装置(23)具体包括冷凝装置、净化塔和连接所述冷凝装置与所述净化塔之间的细管管道；

所述冷凝装置用于对烟气中的水汽及焦油进行沉降冷凝处理，进而降低烟气中的焦油；

所述细管管道用于将冷凝处理后的混合气体传送至所述净化塔；

所述净化塔用于对所述混合气体实施除尘处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述净化塔具体包括净化塔本体以及位于所述净化塔本体顶部的活性炭层、填料层以及喷淋装置；所述活性炭层、所述填料层以及所述喷淋装置自上而下依次设置；所述喷淋装置用于对混合气体实施喷淋除尘处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述喷淋装置具体为呈螺旋形状的喷淋装置。

优选的，作为一种可实施方案；所述第一水平导热板(3)用于实现所述预热层(A)内同一水平方向的热量均匀受热；所述垂直导热板(4)用于实现所述氧化层(C)和所述还原层(B)、所述预热层(A)的热传导；所述第二水平导热板(8)用于实现所述氧化层(C)内同一水平方向的热量均匀受热。

优选的，作为一种可实施方案；所述第一水平导热板(3)、所述垂直导热板(4)以及所述第二水平导热板(8)具体为灰口铸铁导热板。

优选的，作为一种可实施方案；所述空气预热腔(14)用于对补充进入其内部的空气进行预热处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述观察窗(20)设置在所述垃圾热解炉炉壁(2)上。

优选的，作为一种可实施方案；所述尾气处理管道(17)用于将所述氧化层(C)产生的尾气导入到所述尾气净化装置(23)中。

优选的，作为一种可实施方案；所述沉淀池(22)用于对由所述第一烟气循环管道(5)以及所述第二烟气循环管道(9)排出的污水进行沉淀处理。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其主要由进料口、垃圾热解炉炉壁、第一水平导热板、垂直导热板、第一烟气循环管道、顶部烟气循环管道连接口、尾气管道连接口、第二水平导热板、第二烟气循环管道、第一引风机、空气预热腔连接口、第一进气口、垃圾热解炉、空气预热腔、排气口、水平布风管道、尾气处理管道、底部烟气循环管道连接口、第二引风机、观察窗、垂直布风管道、沉淀池、尾气净化装置以及布风系统、烟气循环系统等结构组成；

本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其可进行水平导热，实现同一水平面热量分布均匀，从而使同一水平面反应程度一致，反应更稳定进行；同时，设置垂直导热板，实现氧化层和还原层的热传导。上述垂直导热板可以地提高还原反应效率，保证垃圾热处理效率；同时，设置均匀的布风管道，使整个垃圾处理设备连续性稳定运行；

本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其具有烟气循环系统以及布风系统，其可以利用自循环热解气对空气进行预热，同时还可以保证低热值成分如芳香醇及重油等在反应中充分分解，减少尾气中的污染物排放。这样一来，本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其可以在绝对安全可靠的情况下，实现最大程度的运行效率的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备局部简易结构示意图；

图3为本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备中的垃圾热解炉的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备中的尾气净化装置与沉淀池的局部结构示意图；

附图标记说明：

预热层A；

还原层B；

氧化层C；

进料口1；

垃圾热解炉炉壁2；

第一水平导热板3；

垂直导热板4；

第一烟气循环管道5；

顶部烟气循环管道连接口6；

尾气管道连接口7；

第二水平导热板8；

第二烟气循环管道9；

第一引风机10；

空气预热腔连接口11；

第一进气口12；

垃圾热解炉13；

空气预热腔14；

排气口15；

水平布风管道16；

底部烟气循环管道连接口18；

尾气处理管道17；

第二引风机19；

观察窗20；

垂直布风管道21；

沉淀池22；

尾气净化装置23；

冷凝装置24；

净化塔25；

细管管道26；

活性炭层27；

填料层28；

喷淋装置29。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1，本发明实施例提供的一种利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，包括进料口1、垃圾热解炉炉壁2、第一水平导热板3、垂直导热板4、第一烟气循环管道5、顶部烟气循环管道连接口6、尾气管道连接口7、第二水平导热板8、第二烟气循环管道9、第一引风机10、空气预热腔连接口11、第一进气口12、垃圾热解炉13、空气预热腔14、排气口15、水平布风管道16、尾气处理管道17、底部烟气循环管道连接口18、第二引风机19、观察窗20、垂直布风管道21、沉淀池22、尾气净化装置23以及布风系统、烟气循环系统(上述部分结构另参见图2和图3)；

其中，所述空气预热腔14、所述布风系统、所述烟气循环系统以及所述尾气净化装置23、所述垃圾热解炉13和所述沉淀池22自左至右依次设置；

所述垃圾热解炉13从上而下分为预热层A、还原层B及氧化层C；所述预热层上端为进料口1(上述设备为间歇式加料，加料后将进料口封闭)；上述预热层优选预热层A也选择耐热钢板，可以耐热600度以上的高温。同时还原层B优选选择在400－600度高温耐热的耐热钢板；氧化层C则优选耐热耐火结构和保护材料，例如：耐火砖和耐火棉等。

所述预热层A下端设有第一水平导热板3；所述第一水平导热板3为沿水平方向铺设的水平挡板，所述第一水平导热板3与所述垃圾热解炉炉壁2连接；

所述还原层B的侧壁设有顶部烟气循环管道连接口6；所述还原层B下端设有第二水平导热板8，所述第二水平导热板8为沿水平方向铺设的水平挡板；所述第二水平导热板8与垃圾热解炉炉壁2连接；需要说明的是，由还原层进入烟气循环管道的气体主要由蒸发的水分和还原层分解的热解气(主要成分为：高热值组份如CO、CH4、H2等和低热值组份如芳香醇及重油等)组成；

所述氧化层C上端侧壁设有尾气管道连接口7，下端侧壁设有底部烟气循环管道连接口18；所述尾气管道连接口7与所述尾气净化装置23之间通过所述尾气处理管道17连通；所述第一烟气循环管道5的一端连通顶部烟气循环管道连接口6，所述第一烟气循环管道5的另一端分别连通底部烟气循环管道连接口18以及所述沉淀池22，所述第一烟气循环管道5中部还分别连通所述空气预热腔14上的空气预热腔连接口11以及排气口15；所述第一烟气循环管道5用于实现所述垃圾热解炉13与所述空气预热腔14的循环连通；所述烟气循环系统由所述第一烟气循环管道5、所述垃圾热解炉13及所述空气预热腔14组成；所述空气预热腔连接口11的下端设置有第一进气口12；

所述布风系统包括垂直布风管道21及水平布风管道16；所述氧化层C内部设有所述垂直布风管道21及所述水平布风管道16，垂直布风管道21下端与水平布风管道16中部连通，所述垂直布风管道21和所述水平布风管道16上均设有多个排气孔，所述排气孔与所述氧化层C连通；

且所述垂直布风管道21上端设置有垂直导热板4；所述垂直导热板4为竖直方向铺设的导热板；所述垂直导热板4的底端与所述垂直布风管道21连接，所述垂直导热板4的顶部延伸至预热层A并与第一水平导热板3连接(即所述垂直导热板4可将氧化层C的热量传导至还原层B及预热层A)；所述第一烟气循环管道5与所述水平布风管道16连通；

所述第二烟气循环管道9的一端与所述尾气净化装置23的顶部连通，所述第二烟气循环管道9的另一端分别与所述尾气净化装置23的底部以及所述沉淀池22连通；所述第一引风机10设置在第二烟气循环管道9上，位于所述空气预热腔14之后；需要说明的是，空气通过空气预热腔的腔体上的第一进气口12进入空气预热腔14，然后与从第一烟气循环管道5中进入空气预热腔的高温热解气混合，实现空气预热，高温热解气与水蒸气的混合气体冷凝在空气预热腔14中与冷空混合后，混合气体中的部分水分冷凝，降低循环气的水分，提高循环气的质量。

所述第一烟气循环管道5与所述底部烟气循环管道连接口18之间通过尾气管道连通；所述第二引风机19安装在尾气管道上，位于所述尾气净化装置23之后。

在具体结构中，参见图1为了区分第一烟气循环管道5与第二烟气循环管道9，图1中的第二烟气循环管道9(位于图1中第一烟气循环管道5的内侧，图1中的上述两个烟气管道并没有任何的交叉连通。)上设置了阴影线。

下面对本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：

在上述本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备的具体结构中；尾气净化装置23是一种综合处理系统，其具有更为复杂的结构装置，具体结构可详见图4；

参见图4，所述尾气净化装置23具体包括冷凝装置24、净化塔25和连接所述冷凝装置与所述净化塔之间的细管管道26；所述冷凝装置用于对烟气中的水汽及焦油进行沉降冷凝处理，进而降低烟气中的焦油(即通过冷凝处理，将烟气中的水汽及焦油进行沉降，降低烟气中的焦油)；所述细管管道用于将冷凝处理后的混合气体传送至所述净化塔；所述净化塔用于对所述混合气体实施除尘处理。

需要说明的是，尾气净化装置具有对烟气的冷凝、除尘循环处理的功能；其中冷凝装置通过冷凝处理，将烟气中的水汽及焦油进行沉降，降低烟气中的焦油，在冷凝处理的同时也实现了第一级的净化处理；随后冷凝处理后的混合气体通过细管管道传送至所述净化塔；净化塔用于对所述混合气体实施除尘处理，进而完成第二级的净化处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述净化塔25具体包括净化塔本体以及位于所述净化塔本体顶部的活性炭层27、填料层28以及喷淋装置29；所述活性炭层、所述填料层以及所述喷淋装置自上而下依次设置；所述喷淋装置用于对混合气体实施喷淋除尘处理。

需要说明的是，混合烟气(即废气)被引入净化塔，先进行喷淋净化处理，随后经过填料层，废气与填料层(例如：氢氧化钠填料层)吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，然后再经过活性炭层进行净化处理废气经过净化后，最后排入大气；上述处理过程可去除大量的有害物质，保证烟气排放达到较高的环保要求。

优选的，作为一种可实施方案；所述喷淋装置29具体为呈螺旋形状的喷淋装置。

需要说明的是，上述喷淋装置可以选择多种结构形式的喷淋装置；但是，本实施例优选选择呈螺旋形状的喷淋装置；该特殊形状的喷淋装置可喷淋液与混合烟气的接触面积，可以达到更好的喷淋除尘效果。

优选的，作为一种可实施方案；所述第一水平导热板3用于实现所述预热层A内同一水平方向的热量均匀受热。

所述垂直导热板4用于实现所述氧化层C和所述还原层B、所述预热层A的热传导。

所述第二水平导热板8用于实现所述氧化层C内同一水平方向的热量均匀受热。

需要说明的是，本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备其具体设置安装了三种导热板，其中第一水平导热板3(主要作用在预热层A处)、第二水平导热板8(主要作用在氧化层C处)主要用于水平方向的热量传导，同时各个导热板作用于不同的位置。上述第一水平导热板的作用主要在进料过程中起到缓冲作用，进行水平导热，实现同一水平面热量分布均匀。同时，垂直导热板的作用可以实现氧化层C和还原层B、预热层A之间的热量传导。

需要说明的是，垂直导热板将氧化层垃圾氧化反应释放的热量传导至还原层，为垃圾进行还原反应提供热量；垂直布风管道21上端设置的垂直导热板可以延伸至预热层，可将氧化层的热量传导至还原层及预热层，加速还原反应的进行及预热过程的进行；

优选的，作为一种可实施方案；所述第一水平导热板3、所述垂直导热板4以及所述第二水平导热板8具体为灰口铸铁导热板。

需要说明的是，灰口铸铁(灰铸铁)具有一定的强度，灰口铸铁(gray iron)是第一阶段石墨化过程充分进行而得到的铸铁，全部或大部分碳以片状石墨形态存在。灰口铸铁应用广泛，灰口铸铁有良好的导热性能，这是因石墨是热的良好导体；同时其具有非常好的耐热变形、耐高温的性能，所以本发明的垃圾热处理装置中的导热板优选使用灰口铸铁导热板。

优选的，作为一种可实施方案；所述空气预热腔14用于对补充进入其内部的空气进行预热处理。

优选的，作为一种可实施方案；所述观察窗20设置在所述垃圾热解炉炉壁2上。

需要说明的是，通过观察窗观察垃圾处理炉底部炉渣积累状况，并根据观察结果对炉渣进行排放，以避免炉渣积累过多。

优选的，作为一种可实施方案；所述尾气处理管道17用于将所述氧化层C产生的尾气导入到所述尾气净化装置23中。

优选的，作为一种可实施方案；所述尾气净化装置23用于对尾气进行净化处理。

需要说明的是，将氧化层产生的尾气导入尾气净化装置23，尾气与尾气净化装置23炉渣中包含的粉尘混合后被导入液态物质中清洗后排放。

优选的，作为一种可实施方案；所述沉淀池22用于对由所述第一烟气循环管道5以及所述第二烟气循环管道9排出的污水进行沉淀处理。

本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备具有如下方面的技术优势：

一、本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其具有特殊的结构设计，且每个装置的具体结构装置以及相互之间的连接关系、布局等都具有巧妙的设计；因此，本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其设计更为合理，系统架构更加新颖、功能更加完善。

二、本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其可进行水平导热，实现同一水平面热量分布均匀，从而使同一水平面反应程度一致，反应更稳定进行；同时，设置垂直导热板，实现氧化层和还原层的热传导。上述垂直导热板可以地提高还原反应效率，保证垃圾热处理效率；同时，设置均匀的布风管道，使整个垃圾处理设备连续性稳定运行；

三、本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其具有烟气循环系统以及布风系统，其可以利用自循环热解气对空气进行预热，同时还可以保证低热值成分如芳香醇及重油等在反应中充分分解，减少尾气中的污染物排放。这样一来，本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其可以在绝对安全可靠的情况下，实现最大程度的运行效率的提升。

四、本发明实施例提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备，其垃圾处理效率更高，其对整个垃圾处理设备领域具有积极显著的作用，其可以显著提高经济效益；同时其减少了更多资源的浪费，实现了节能环保作用。

基于以上诸多显著的技术优势，本发明提供的利用自循环热解气对空气进行预热的垃圾处理设备必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。