一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统及其余热利用方法与流程

1.本发明属于垃圾处理领域，特别涉及一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统及其余热利用方法。


背景技术：

2.城市化进程中，垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担，垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方法，由于垃圾用焚烧法处理后，减量化效果显著，节省用地，还可消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物。
3.活垃圾中有一种餐厨垃圾，一般为含水量较大的蔬菜、果皮及剩菜等，而这种餐厨垃圾在焚烧时，即使经过挤压去水处理，仍存在一定的水分，直接焚烧时以造成燃烧不充分，另一方面，在焚烧时，产生的烟气的热量液较为浪费，不能够进行合理的再利用。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统及其余热利用方法，能够有效的对烟气余热进行再利用，并降低垃圾废料的水分含量。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统，包括焚烧炉、余热再利用装置、烟气收集装置和烟气处理装置，所述焚烧炉的顶端开口设置有余热再利用装置，所述焚烧炉内的烟气通过余热再利用装置进行热交换，所述烟气收集装置对应于余热再利用装置间距设置在焚烧炉的上方，所述烟气收集装置的出烟口导通于烟气处理装置；
7.所述余热再利用装置包括至少一组横置在所述焚烧炉顶端开口内的换热管组，所述换热管组包含两个平行且间隙设置的换热管，两个所述换热管分别转动设置在焚烧炉的壁体上，且两个所述换热管呈相对辊压式转动设置；位于所述换热管上的垃圾物料通过换热管的转动进行挤压脱水以及热脱后进入到焚烧炉的内腔中。
8.进一步的，所述换热管的进口端设置有驱动机构，所述驱动机构驱动两个换热管相对转动；所述驱动机构包括轴流主动件和齿轮被动件，所述齿轮被动件为外齿齿轮圈结构，且包含两个所述齿轮被动件分别套设在换热管的外侧，且位于两个所述换热管上的两个齿轮被动件相互啮合传动设置，任一所述换热管的内腔中同轴设置有轴流主动件，所述轴流主动件通过换热管内腔中的流动介质进行回转驱动。
9.进一步的，所述轴流主动件包括固定支撑环和轴流叶片，所述固定支撑环同轴且相对固定设置在换热管的内壁上，若干所述轴流叶片圆周阵列设置在所述固定支撑环的内环壁上。
10.进一步的，两个所述换热管内均设置有轴流主动件，且两个所述轴流主动件中的轴流叶片朝向相反；两个所述换热管内的气流方向相同，换热管转动方向相反。
11.进一步的，所述焚烧炉的外侧设置有助力组件，所述助力组件驱动静止状态下的
换热管相互转动；所述助力组件包括活动助推件和高压膨胀组件，所述活动助推件对应于齿轮被动件设置，且所述活动助推件在竖向方向上伸缩活动设置，所述高压膨胀组件设置在换热管的进口端管路上，且所述高压膨胀组件在换热管进口端管路中内压增加的状态下膨胀，所述活动助推件设置在所述高压膨胀组件的膨胀端上；在所述换热管停止转动的状态下，位于所述轴流主动件进口端一侧的管路中内压增加，所述高压膨胀组件驱动所述活动助推件对换热管进行转动助推。
12.进一步的，所述高压膨胀组件包括膨胀筒、膨胀杆、弹性复位件和密封头，所述换热管的进口端活动密封设置有固定管，所述固定管相对于焚烧炉固定设置，且所述换热管相对于固定管转动密封设置，所述膨胀筒呈筒体状结构，且所述膨胀筒的一端连通于固定管的内腔，所述所述膨胀杆的一端设置有密封头，且所述密封头滑动密封设置在膨胀管内，所述膨胀杆的另一端伸出至膨胀筒外部且连接于活动助推件，所述密封头背离于固定管的一侧设置有弹性复位件，且所述密封头通过弹性复位件弹性连接于膨胀管上。
13.进一步的，所述活动助推件为板体结构，且所述活动助推件的底端包含若干轮齿，所述焚烧炉上设置有导向块，所述活动助推件竖向导向滑动设置在导向块上，所述活动助推件的活动方向垂直于换热管的转动轴线，所述活动助推件的轮齿与齿轮被动件啮合传动设置，所述活动助推件的顶端通过连杆连接于膨胀杆的自由端上。
14.进一步的，所述换热管的内腔中设置有绕流内芯体，所述绕流内芯体与换热管构成s型绕流状的流体通道；所述绕流内芯体包括进口侧端板、出口侧端板和隔板，所述隔板呈矩形板体结构，且若干所述隔板中的一长棱边相互连接构成截面呈星型发散状结构，所述进口侧端板、出口侧端板均为圆板形板体结构且设置在若干隔板的两端，若干所述隔板分别与换热管构成流道内腔，若干所述隔板上分别开设有导通口，且若干所述流道内腔通过导通口进行导通并构成流体通道，所述进口侧端板、出口侧端板上分别对应于流体通道开设有进料口、出料口。
15.一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统的余热利用方法，包括将换热管组横置在焚烧炉的顶端出烟口处，排出的烟气与换热管组内腔中的流动介质进行热交换，经热交换而降温的烟气通过烟气收集装置导流至烟气处理装置进行烟气处理；
16.垃圾废料在通过换热管组时通过两个相对转动的换热管进行辊压，对垃圾废料进行破碎和挤压，且同时通过流经的含热烟气进行蒸发携带部分水汽，以对破碎的垃圾废料进行热脱处理。
17.有益效果：本发明的将换热管组横置在焚烧炉的顶端出烟口处，排出的烟气与换热管组内腔中的流动介质进行热交换，经热交换而降温的烟气通过烟气收集装置导流至烟气处理装置进行烟气处理；垃圾废料在通过换热管组时通过两个相对转动的换热管进行辊压，对垃圾废料进行破碎和挤压，且同时通过流经的含热烟气进行蒸发携带部分水汽，以对破碎的垃圾废料进行热脱处理，能够有效的对烟气余热进行再利用，并降低垃圾废料的水分含量，提升垃圾废料焚烧的充分性，减少烟气中有害物质。
附图说明
18.附图1为本发明的整体结构的主视图；
19.附图2为本发明的整体结构的立体示意图；
20.附图3为本发明的整体结构的半剖示意图；
21.附图4为本发明的局部a的结构放大示意图；
22.附图5为本发明的余热再利用装置的立体示意图；
23.附图6为本发明的换热管的内部结构示意图；
24.附图7为本发明的绕流内芯体的立体结构示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
26.如附图1至附图3所示，一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统，包括焚烧炉1、余热再利用装置3、烟气收集装置4和烟气处理装置5，所述焚烧炉1的顶端开口设置有余热再利用装置3，所述焚烧炉1内的烟气通过余热再利用装置3进行热交换，所述烟气收集装置3对应于余热再利用装置3间距设置在焚烧炉1的上方，所述烟气收集装置3的出烟口导通于烟气处理装置5；
27.所述余热再利用装置3包括至少一组横置在所述焚烧炉1顶端开口内的换热管组，所述换热管组包含两个平行且间隙设置的换热管6，两个所述换热管6的两端分别转动设置在焚烧炉1的壁体上，且两个所述换热管6呈相对辊压式转动设置，以用于对两换热管6之间的垃圾废料进行挤压，一方面用于挤压脱水，另一方面用于改变垃圾废料的形状，使其变形扁平状结构，以利于焚烧，保证焚烧的充分性，减少有害物质，位于所述换热管6上的垃圾物料通过换热管6的转动进行挤压脱水以及热脱后进入到焚烧炉1的内腔中。在换热管的外壁上还包含有若干沿轴向设置的凸棱36，用于使得垃圾废料更易进入到两换热管的空隙中，利于辊压。
28.本发明的将换热管组3横置在焚烧炉的顶端出烟口处，排出的烟气与换热管组内腔中的流动介质进行热交换，经热交换而降温的烟气通过烟气收集装置4导流至烟气处理装置5进行烟气处理；垃圾废料在通过换热管组3时通过两个相对转动的换热管6进行辊压，对垃圾废料进行破碎和挤压，且同时通过流经的含热烟气进行蒸发携带部分水汽，以对破碎的垃圾废料进行热脱处理，能够有效的对烟气余热进行再利用，并降低垃圾废料的水分含量，提升垃圾废料焚烧的充分性，减少烟气中有害物质。
29.如附图3至附图6所示，所述换热管6的进口端设置有驱动机构7，所述驱动机构7驱动两个换热管6相对转动；所述换热管6内的换热介质为气体或者液体，所述驱动机构7包括轴流主动件10和齿轮被动件13，所述齿轮被动件13为外齿齿轮圈结构，且包含两个所述齿轮被动件13分别套设在换热管6的外侧，且位于两个所述换热管6上的两个齿轮被动件13相互啮合传动设置，任一所述换热管6的内腔中同轴设置有轴流主动件10，所述轴流主动件10通过换热管6内腔中的流动介质进行回转驱动。至少一个换热管6的内腔中设置有轴流主动件10，当换热介质刘多轴流主动件10时驱动其转动，进而驱动换热管转动，以便于对垃圾物料进行辊压，该结构无需电机等作为动力机构，只需通过换热介质的流动作为动力来驱使换热管的转动，整体结构简单且设计巧妙。且另一方面，换热管6的转动速度与换热直接的流速呈正比例关系，通过对换热介质流速的控制，能够垃圾物料与余热烟气的接触作用时长，以及换热强度。
30.所述轴流主动件10包括固定支撑环11和轴流叶片12，所述固定支撑环11同轴且相
对固定设置在换热管6的内壁上，若干所述轴流叶片12圆周阵列设置在所述固定支撑环11的内环壁上。
31.两个所述换热管6内均设置有轴流主动件10，且两个所述轴流主动件10中的轴流叶片朝向相反；两个所述换热管6的进口端位于同一侧，且管内的气流方向相同，以使得换热管转动方向相反，两个换热管6连通于同一气源或液源，保证流量均衡，通过两个轴流主动件10，使得两个换热管均可作为主动件，以提升其辊压的作用力，减少换热管被垃圾物料卡死的现象。
32.所述焚烧炉1的外侧设置有助力组件8，所述助力组件8驱动静止状态下的换热管6相互转动；所述助力组件8包括活动助推件14和高压膨胀组件16，所述活动助推件14对应于齿轮被动件13设置，且所述活动助推件14在竖向方向上伸缩活动设置，所述高压膨胀组件16设置在换热管6的进口端管路上，且所述高压膨胀组件16在换热管进口端管路中内压增加的状态下膨胀，所述活动助推件14设置在所述高压膨胀组件16的膨胀端上；在所述换热管6被垃圾物料卡死而出现停止转动的状态下，轴流主动件10停止转动，在换热介质泵37仍持续工作的状态下，则通过换热管6的换热介质的流速下降，位于所述轴流主动件10进口端一侧的管路中内压增加，所述高压膨胀组件16进入工作状态，所述高压膨胀组件16驱动所述活动助推件14对换热管6进行转动助推，以增加两换热管6相对辊压转动的趋势，进而驱动膨胀组件16继续转动。
33.所述高压膨胀组件16包括膨胀筒17、膨胀杆20、弹性复位件19和密封头18，所述换热管6的进口端活动密封设置有固定管21，所述固定管21相对于焚烧炉1固定设置，且所述换热管6相对于固定管21转动密封设置，所述膨胀筒17呈筒体状结构，且所述膨胀筒17的一端连通于固定管21的内腔，所述所述膨胀杆20的一端设置有密封头18，且所述密封头18滑动密封设置在膨胀管17内，所述膨胀杆20的另一端伸出至膨胀筒外部且连接于活动助推件14，所述密封头18背离于固定管21的一侧设置有弹性复位件19，所述弹性复位件19为复位弹簧，且所述密封头通过弹性复位件19弹性连接于膨胀管17上。当固定管的管内压增加时，膨胀杆20向上位移，并驱动活动助推件14进入工作状态，以驱动换热转动。
34.所述活动助推件14为板体结构，且所述活动助推件14的靠近底端的侧壁上包含的若干轮齿，其余部分未光杆机构，所述焚烧炉1上设置有导向块22，所述活动助推件14竖向导向滑动设置在导向块22上，所述活动助推件14的活动方向垂直于换热管6的转动轴线，所述活动助推件14的轮齿与齿轮被动件13啮合传动设置，所述活动助推件14的顶端通过连杆23连接于膨胀杆20的自由端上。当固定管的管内压增加时，膨胀杆20向上位移，并驱动活动助推件14向上位移，当活动助推件14上的轮齿与齿轮被动件13啮合时，以驱动换热转动。
35.所述活动助推件14的杆体上设置有微动开关40，且所述微动开关40位于导向块22的下方，当换热管6在活动助推件14的作用下恢复辊压动作时，活动助推件14通过齿轮被动件13持续向上位移，当微动开关40抵接于导向块22时，换热介质泵37停止工作，换热管内的换热介质停止，活动助推件14在自重的作用下以及膨胀杆上的弹性复位件19的复位作用下快速向下位移至初始状态，随后换热介质泵37再继续开启进入工作状态。
36.如附图6和附图7所示，所述换热管6的内腔中设置有绕流内芯体24，所述绕流内芯体24与换热管6构成s型绕流状的流体通道；所述绕流内芯体24包括进口侧端板25、出口侧端板26和隔板27，所述隔板27呈矩形板体结构，且若干所述隔板27中的一长棱边相互连接
构成截面呈星型发散状结构，所述进口侧端板25、出口侧端板26均为圆板形板体结构且设置在若干隔板27的两端，若干所述隔板27分别与换热管6构成流道内腔，若干所述隔板27上分别开设有导通口30，且若干所述流道内腔通过导通口30进行导通并构成流体通道，所述进口侧端板25对应于流体通道开设有进料口28，所述出口侧端板26上对应于流体通道开设有出料口29，换热介质在流体通道内进行多段绕流，能够提升换热介质与烟气的换热接触时长，提升换热充分性。
37.一种垃圾焚烧的余热热脱处理系统的余热利用方法，包括将换热管组横置在焚烧炉1的顶端出烟口处，排出的烟气与换热管组内腔中的流动介质进行热交换，经热交换而降温的烟气通过烟气收集装置3导流至烟气处理装置5进行烟气处理；
38.垃圾废料在通过换热管组时通过两个相对转动的换热管进行辊压，对垃圾废料进行破碎和挤压，且同时通过流经的含热烟气进行蒸发携带部分水汽，以对破碎的垃圾废料进行热脱处理。
39.以上为本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。