本发明属于固体废弃物热解焚烧处理的主要部件热解焚烧炉炉条，具体地说，尤其涉及一种搓齿炉条管式炉的垃圾热解气化处理方法。
背景技术：
现有的城市生活垃圾处理技术主要有焚烧、填埋、堆肥、废物分类回收等。在垃圾处理常规技术中，焚烧处理具有减量效果明显，无害化彻底，占地面积小，余热能得到利用，二次污染少等优点，符合我国可持续发展的战略要求。
废弃物热解焚烧炉的最重要的部件为热解焚烧炉炉条系统。热解焚烧炉炉条系统主要负责热反应管内垃圾运送，同时提高垃圾与空气的混合与扰动度，并通过高度落差实现打散，提高燃烧效率。
现在已经有多种类型的焚烧炉排，尤其是往复式焚烧炉排。往复炉排形式的炉排片像瓦片一样有序的重叠在一起，形成垃圾热解燃烧的支撑体。可前后运动的活动炉排片与固定炉排片交替相间，产生相互运动引起垃圾的前后运动。在往复推动炉排片上垃圾层被强烈的连续翻转和搅动，使垃圾层反复松散和重新组合排列。
目前，中国垃圾具有热值低，水分含量高等特点，为保证焚烧炉出口温度稳定在850℃以上，需要在炉排上堆积足够高的垃圾。因此，要求炉排片能够全方位、充分的翻转、搅动和疏松整个垃圾料层，以缩短干燥时间、提高燃烧效率。同时，由于中国生活垃圾含水量高、成分复杂，造成垃圾干燥和燃烧时易结成团、结成块。因此还要求炉排片减少垃圾成团、结块的可能性，使团内的垃圾与一次风能够充分接触、干燥充分、完全燃烧，以提高热灼减率。
经过近百年的发展，炉排虽出现了多种传统结构形式，但炉排在横向方向为整齐布置，且在运动时也是整齐平行移动，在使用过程中出现以下问题：
1.单排炉排的头部为整齐的平面，同时单排炉排的凸台或顶面也为整齐的平面。在自然状态下，垃圾在炉排系统横向方向具有相同的运动状态，无相对运动趋势，增加了垃圾成团、结块的可能性。
2.炉排运动时，以单排炉排的头部组成的整齐的平面推动垃圾，使得横向方向的垃圾作纵向方向的同步运动。因此，炉排片只在纵向方向搅动和疏松垃圾，对横向方向的垃圾影响不明显，对整个垃圾料层的搅动和疏松效果不明显。
3.另外，由于单排炉排凸台或顶面为平面，炉排运动时，垃圾在横向方向无进一步的跌落，同时炉排对横向方向的垃圾无挤压、打散作用。因此炉排片对结团、成块的垃圾打散效果不明显。
4.同一排炉排板上两相邻炉排片背面开设的一次风孔为圆形，沿其宽度方向整齐排列，且出风方向为整齐平行风，这就使得一次风与垃圾接触面积减小，增加干燥时间，从而减缓了垃圾焚烧处理过程；且一次风对炉膛内烟气流场扰动较小。
5.现已有的传统炉排，由于其结构的原因，故安装时的零件较多且连接方式叫繁琐，在空间较小的实验装置内难以安装炉排片，故较适合与大型工业城市垃圾处理。
现有的垃圾焚烧炉如以下发明专利：锯齿状往复炉排炉条(cn201120509663.8)，能自身疏松垃圾的炉排片(cn200720124765.1)中未解决的问题：炉条形式较为传统且破碎、切割能力效果不明显；零部件较多，工人不易安装。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以搅动、疏松和打散垃圾的搓齿炉条管式炉的垃圾热解气化处理方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种搓齿炉条管式炉的垃圾热解气化处理方法，包括搓齿炉条管式炉，所述搓齿炉条管式炉包括工作底板，所述工作底板的纵向两端设置支撑架，两支撑架之间设置热反应管以及用于对热反应管加热的发热炉，所述热反应管的两端支撑于支撑架，所述发热炉固定在工作底板上，所述热反应管两端的管口通过密封固定端盖密封，所述热反应管的进料端设置进料口，所述热反应管的出料端设置出料口，所述工作底板上安装有废料斗，所述废料斗的进口位于出料口的正下方，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述固定炉条组的各固定炉条通过紧定螺钉定位于固定横梁，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置，所述工作底板上固定有安装架，所述驱动装置包括驱动电机、减速机、驱动摇臂、驱动摆杆、驱动拉杆，所述减速机的输入端与驱动电机动力连接，所述减速机的输出端周向固定所述驱动摇臂的一端，所述驱动摇臂的另一端铰接所述驱动摆杆的一端，所述驱动摆杆的另一端铰接所述驱动拉杆的一端，所述驱动拉杆间隙配合于热反应管入口端的密封固定端盖，所述驱动拉杆的另一端位于热反应管内，并固定沿热反应管横向设置的过渡杆，所述过渡杆与各活动炉条固定连接；
垃圾实验处理方法包括以下步骤：
步骤1：称取生活垃圾并将其放入进料口，然后封闭进料口，防止外界大气出入热反应管；
步骤2：启动发热炉，预热热反应管至400-700℃；
步骤3：启动驱动电机，驱动电机带动活动炉条，将垃圾送入热反应管中热解、气化；
步骤4：控制反应温度为650℃—850℃，使生活垃圾在缺氧或无氧条件下热解气化，过量空气系数控制在0～0.8的范围内。
优选地，所述固定横梁上设有条形螺钉孔与对应的紧定螺钉配合，对固定炉条进行纵向定位以及竖向定位，使固定炉条可以沿横向移动，所述固定横梁的两侧固定有向上延伸的安装板，所述安装板上设有弹簧压紧装置，用于对固定炉条施加横向的预紧力，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，并具有沿纵向移动的空间。
优选地，所述弹簧压紧装置包括固定在安装板上的沿横向向内延伸的安装柱，所述安装柱上套接用于对固定炉条施加横向的预紧力的压缩弹簧。
优选地，所述活动炉条、固定炉条均为锯齿状炉条，所述锯齿状炉条包括基条，所述基条的上端沿出料方向设置若干锯齿结构，所述基条的左侧面与锯齿结构的左侧面位于同一立面上，所述基条的右侧面与锯齿结构的右侧面位于同一立面上，所述锯齿结构包括位于前方的高部，位于高部后方且后端向下倾斜的斜部，所述高部的前端面为推料面，所述锯齿结构中间较高、两侧较低，使高部、斜部的两侧均形成侧斜面，所述高部、斜部的中间形成切割刃，相邻锯齿结构之间形成集料区，所述推料面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为推料刃，所述斜部的侧斜面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为拉料刃。
优选地，所述高部切割刃的刃口角度为90°，所述斜部切割刃的刃口角度为75°，所述拉料刃与斜部切割刃相互平行。
优选地，所述斜部的两侧斜面的下部均开有用于与气源连接通气孔，所述通气孔上小下大，且朝向集料区，通气孔的横截面呈椭圆或矩形。
优选地，炉条沿纵向分为入料段、热反应段和出料段，所述热反应段锯齿结构的分布密度大于入料段、出料段锯齿结构的分布密度，所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角大于入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角。
优选地，所述基条的一侧设置导向槽，所述基条的另一侧设置导向凸台与导向槽对应。
优选地，所述集料区中间较高、两侧较低，使集料区的中部形成齿型斜面。
优选地，所述齿型斜面的角度为90°。
由于采用了上述技术方案，本发明主要用于对各类城市生活垃圾进行干燥、热解和焚烧的前期实验测试，对垃圾处理前的一下数据测试实验进行理论实践研究，较适用于教学实验研究。能对垃圾料层进行有效打散，促使焚烧炉料层各处的垃圾高度时刻发生变化，加剧垃圾料层的不稳定，便于垃圾切割、打散、疏松，实现对焚烧炉内的垃圾料层的全方位的打散、切割、疏松、搅拌,提高了垃圾的干燥、热解、燃烧效率，缩短了时间且反应彻底。
本发明具有如下有益效果：
1.采用了侧斜面结构，炉条往复运动时，可以有效在横向搅动和疏松垃圾，对垃圾有挤压、打散作用，对结团、成块的垃圾打散效果明显。
2.通气孔的横截面呈椭圆或矩形，且上小下大，排列方式不整齐，与垃圾接触面积增大，减少了干燥时间，从而加快了垃圾焚烧处理过程；且对炉膛内烟气流场扰动较大。
3.结构简单，安装方便。
4.相邻炉条相对进行交替往复运动，具有相对运动趋势，可以搅动、疏松和打散垃圾，减少了垃圾成团、结块的可能性。
附图说明
图1为锯齿状炉条的结构示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为锯齿结构的示意图；
图4为图1的a-a剖视示意图；
图5为图1的b-b剖视示意图；
图6为图1的c-c剖视示意图；
图7为图1的d-d剖视示意图；
图8为图1中p处的局部结构示意图；
图9为图1的q处的局部结构示意图；
图10为炉条运动机构的结构示意图；
图11为炉条运动机构的俯视示意图；
图12为炉条运动机构的局部结构示意图；
图13为搓齿炉条管式炉的结构示意图；
图14为热反应管出料端向下倾斜摆放的结构示意图；
图15为热反应管出料端向上倾斜摆放的结构示意图；
图16为热反应管水平摆放的结构示意图。
附图标记
附图中，1为进料口，2为密封件，3为驱动摇臂，4为驱动摆杆，5为驱动拉杆，6为密封固定端盖，7为过渡杆，8为固定横梁，9为热反应管，10为固定炉条组，11为出料口，12为活动炉条组，13为通气孔，14为弹簧压紧装置，15为切割刃，16为集料区，17为集料挡料板，18为推料面，19为侧斜面，20为推料刃，21为拉料刃，22为左侧面，23为右侧面，24为导向凸台，25为导向槽，26为支撑架，27为工作底板，28为废料斗，29为发热炉，30为驱动电机，31为减速机，32为进气管，33为出气管。
具体实施方式
一种搓齿炉条管式炉的垃圾热解气化处理方法，包括搓齿炉条管式炉，参见图13-图16，为搓齿炉条管式炉，所述搓齿炉条管式炉包括工作底板，所述工作底板的纵向两端设置支撑架，两支撑架之间设置热反应管以及用于对热反应管加热的发热炉，所述热反应管的两端支撑于支撑架，热反应管可为正向倾斜和反向倾斜或水平安装结构，改变推料运动的状态。所述发热炉固定在工作底板上，所述热反应管两端的管口通过密封固定端盖密封，所述热反应管的进料端设置进料口，所述热反应管的出料端设置出料口，所述工作底板上安装有废料斗，所述废料斗的进口位于出料口的正下方，所述热反应管内固定有固定横梁，所述固定横梁上沿横向布置安装有活动炉条组、固定炉条组，所述固定炉条组的各固定炉条通过紧定螺钉定位于固定横梁，所述活动炉条组的各活动炉条相间设置于各固定炉条之间，所述工作底板上安装有用于驱动各活动炉条沿纵向移动的驱动装置，所述工作底板上固定有安装架，所述驱动装置包括驱动电机、减速机、驱动摇臂、驱动摆杆、驱动拉杆，所述减速机的输入端与驱动电机动力连接，所述减速机的输出端周向固定所述驱动摇臂的一端，所述驱动摇臂的另一端铰接所述驱动摆杆的一端，所述驱动摆杆的另一端铰接所述驱动拉杆的一端，所述驱动拉杆间隙配合于热反应管入口端的密封固定端盖，所述驱动拉杆的另一端位于热反应管内，并固定沿热反应管横向设置的过渡杆，所述过渡杆与各活动炉条固定连接。
垃圾实验处理方法包括以下步骤：
步骤1：称取生活垃圾并将其放入进料口，然后封闭进料口，防止外界大气出入热反应管；
步骤2：启动发热炉，预热热反应管至400-700℃；
步骤3：启动驱动电机，驱动电机带动活动炉条，将垃圾送入热反应管中热解、气化；
步骤4：控制反应温度为650℃—850℃，使生活垃圾在缺氧或无氧条件下热解气化，过量空气系数控制在0～0.8的范围内。
参见图10-图12，为热反应管内设置的炉条运动机构，包括固定横梁、活动炉条组、固定炉条组，本实施例中，所述固定横梁上设有条形螺钉孔与对应的紧定螺钉配合，对固定炉条进行纵向定位以及竖向定位，使固定炉条可以沿横向移动。所述固定横梁的两侧固定有向上延伸的安装板，所述安装板上设有弹簧压紧装置，用于对固定炉条施加横向的预紧力，本实施例中，所述弹簧压紧装置包括固定在安装板上的沿横向向内延伸的安装柱，所述安装柱上套接用于对固定炉条施加横向的预紧力的压缩弹簧。所述活动炉条组的各活动炉条具有沿纵向移动的空间。最外侧的两个固定炉条两端固定有用于挡住物料的集料挡料板。
参见图1-图9，所述活动炉条、固定炉条均为锯齿状炉条，炉条整体采用310s不锈钢材料制成。包括基条，所述基条的上端沿出料方向设置若干锯齿结构，炉条沿纵向分为入料段、热反应段和出料段，所述热反应段锯齿结构的分布密度为入料段、出料段锯齿结构的分布密度的两倍。所述基条的左侧面与锯齿结构的左侧面位于同一立面上，所述基条的右侧面与锯齿结构的右侧面位于同一立面上。所述基条的一侧设置导向槽，所述基条的另一侧设置导向凸台与导向槽对应。
所述锯齿结构包括位于前方的高部，位于高部后方且后端向下倾斜的斜部，所述高部的前端面为推料面，用于将物料往前推动。所述推料面为立面。所述锯齿结构中间较高、两侧较低，使高部、斜部的两侧均形成侧斜面，侧斜面主要是使堆积在炉条顶上的物料往左右两端滑落至集料区，防止物料堆积在炉条顶部静止不动。所述高部、斜部的中间形成切割刃，物料向前运动时会经过切割刃，可达到将物料充分切碎和打散的效果。相邻锯齿结构之间形成集料区，所述推料面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为推料刃，所述斜部的侧斜面与锯齿结构的左侧面、右侧面相交形成的棱边为拉料刃。炉条前后运动时，拉料刃将会带动部分少量物料往后运动与新的物料进行混合均匀。
所述高部切割刃的刃口角度为90°，所述斜部切割刃的刃口角度为75°，所述拉料刃与斜部切割刃相互平行。所述集料区中间较高、两侧较低，使集料区的中部形成齿型斜面，所述齿型斜面的角度为90°。所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角大于入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角，本实施例中，所述热反应段的斜部切割刃的斜倾角为30°，入料段、出料段的斜部切割刃的斜倾角为12°。
所述斜部的两侧斜面的下部均开有用于与气源连接通气孔，所述通气孔上小下大，且朝向集料区，通气孔可采用锥形椭圆或矩形柱孔。气源可以采用外设的风机，风机通过管道连接炉条下端的通气孔孔口，将气体通入炉膛内，气体从通气孔喷出，气体主要是促进物料垃圾的充分燃烧。
各炉条的导向凸台插入相邻炉条的导向槽内间隙配合，使活动炉条可交替往复移动，具有沿纵向移动的空间，活动炉条的驱动结构可以采用现有技术的炉条驱动结构，此处不再赘述。热反应段的锯齿结构搅动、疏松和打散物料具有以下特点：小周期、高频率、大切割倾角，可使物料更加频繁的运动(物料的混合、破碎、打散效果更佳)，大切割倾角使切割破碎打散效果更佳，有利于物料在热反应段能够充分的反应。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。