一种用于固体废弃物焚烧清除的环保型处理装置及方法与流程

1.本发明属于垃圾焚烧领域，尤其涉及一种用于固体废弃物焚烧清除的环保型处理装置及方法。


背景技术：

2.随着我国生活水平的不断提高以及人口的不断增加，日常生产与居民生活过程中产生的固态废弃物数量也随之增多。固体废弃物主要是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质，一般可以分为三大类，工业废弃物、农业废弃物和生活废弃物三大类，各类固体废弃物的数量激增同样导致我国对固体废弃物的处理需求也日益增加。固体废弃物如果不经过有效处理，极易对土壤、空气以及水源形成污染，甚至有传播疾病的风险，进而严重影响居民居住生活环境及日常生产效率。
3.目前，我国对各类固体废弃物的处理方式可以主要分为堆肥、填埋和焚烧三种。然而堆肥处理虽然具备一定经济效益，然而由于固体废弃物种类丰富，难以大面积推广应用。填埋固体废弃物会浪费大量土地资源，部分甚至可能影响到地下水资源，同时带来的环境污染较为严重。相比较而言，焚烧固体废弃物可以有效较少固体废弃物体积，且处理时间较短，因此，通过焚烧方法处理城市固体废弃物是无害化最彻底、减容化最显著、可资源化利用程度最高的一种处理技术，已成为我国生活固体废弃物处理的主要方式。我国的固体废弃物焚烧行业正处于发展初期，有着十分巨大的市场空间，常见的焚烧类固体废弃物处理装置主要是应用于医疗或生活废品清洁化处理的一种无害化处理设备，应用于生活固体废弃物焚烧领域的固体废弃物处理装置兼具占地面积小，使用便捷等特点。
4.伴随近年来我国固体废弃物分类的不断推行，相信在未来居民社区对生活固体废弃物焚烧的需求将会是热点。然而，应用于居民区的生活固体废弃物焚烧系统则极少具备预处理装置部分，目前对于固体废弃物的焚烧利用普遍需要外送至处理站进行预处理生成物料，对于用户，尤其是农村用户而言利用过程较为复杂，基于安全性考虑，相关设备还应具备安全的投送功能以避免可能的风险。除此之外，目前焚烧后产生的高温烟气由于热值不稳定，普遍直接排放，容易造成较大的热量浪费。同时，由于固体废弃物本身成分较为复杂，燃烧后产生的烟气特性同样较为复杂，焚烧处理后会形成新污染物质，对大气环境造成相对显著的影响。焚烧后烟气所含污染物种类繁多，主要包括酸性气体、粉尘颗粒物、重金属和有机剧毒性污染物等几大类，将对环境造成较大污染，是固体废弃物焚烧处理过程中不可忽略的问题。目前已有的固体废弃物焚烧处理装置对烟气处理相对较为简单，大多数设备通过设置滤网层对烟气进行清洁化处理，然而由于烟气成分复杂的特性，这种处理方法并不能很好的解决各类固体废弃物焚烧后的烟气的问题。因此，应设计一套兼备烟气利用与处理能力与预处理、自动投送功能的固体废弃物焚烧用环保型自动化固体废弃物处理系统以满足未来市场的需求。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于固体废弃物焚烧清除的环保型处理装置，该环保型自动固体废弃物处理系统外侧布置有预处理装置部分，将固体废弃物进行烘干、破碎处理，以便后续燃烧利用，破碎后的物料沿下料筒落入自动投送装置，避免人工投递焚烧物，降低了固体废弃物焚烧处理过程中的安全隐患；破碎后的固体废弃物经传送带送入系统下部的焚烧装置部分，焚烧装置部分主要用于焚烧日常生产、生活中已经破碎的固体废弃物，由于焚烧过程将会产生含有害物质的烟气，在焚烧装置部分上方布置烟气处理系统，对固体废弃物焚烧过程中产生的有毒有害气体进行处理，确保所排放的烟气符合国家环保标准，避免排放污染物。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种用于固体废弃物焚烧清除的环保型处理装置，包括底层回收槽、焚烧室、风嘴、搅拌器以及内含螺旋型叶片通道；底层回收槽上方为焚烧室，搅拌器设置在焚烧室内底层回收槽上方，外侧设有电机驱动，焚烧室侧壁设置风嘴，风嘴连通送风装置，风嘴出口气流方向与焚烧室侧壁具有一夹角，形成一种旋风燃烧炉，焚烧室上方设置螺旋型叶片通道，燃烧室和螺旋型叶片通道均布置在炉体侧壁，螺旋型叶片通道中布置多层螺旋型叶片，螺旋型叶片通道顶部连通主烟道，主烟道中设置烟气净化处理系统；焚烧室依次连接自动投送装置和固体废弃物预处理装置；固体废弃物经过烘干、粉碎后经由外部自动投送装置进入旋风燃烧器内，燃烧产生的残留物下落至底层回收槽，燃烧产生的烟气上升后流向两侧的螺旋型叶片通道，进一步分离烟气中的残留物，烟气通过螺旋型叶片通道后在主烟道汇合。
7.烟气净化处理系统包括沿着烟气流向依次设置的给水加热器、喷淋喷嘴、除雾器和再热器，其中给水加热器促使焚烧室烟气与给水，喷淋喷嘴、除雾器和再热器用于烟气净化处理，喷淋喷嘴连接有喷淋液装置，再热器用于对烟气消白。
8.固体废弃物预处理装置部分包括压力板、筛板、烘干通道、进料口、支撑架及下料筒，压力板的固定端连接在支撑架上，压力板的自由端悬空，筛板布置于下料筒顶部，下料筒布置于传送带起始端上方，烘干通道出口布置于筛板正上方，烘干通道起始端布置有喇叭形进料口；下料筒底部开口，上方落下的固体废弃物下落至传送带。
9.带式传送机包括输料口、电机、传送带和支撑杆，传送带倾斜布置，沿着物料流向高度逐件降低，支撑杆为整个传送带和传送辊提供支撑，电机设置在其中一组支撑杆上，输料口与焚烧室连通。
10.自动投送装置采用螺旋输送机。
11.底层回收槽上方接触表面设置格栅型底板，格栅型底板的间隙尺寸为10mm；底层回收槽可拆卸地设置在焚烧室底部。
12.烘干通道中设置有电加热丝，电加热层厚度应在20mm以上。
13.螺旋型叶片至少布置6层。
14.搅拌器设置有两组搅拌杆，绕搅拌杆沿周向设置有搅拌叶片，搅拌杆连接焚烧炉外侧的电机驱动轴。
15.本发明所述装置的运行方法，固体废弃物经自动投送装置送入焚烧室内后，风嘴喷出高速旋转的空气，使焚烧物同样高速旋转，紧贴内壁面充分燃烧，搅拌器同时对焚烧物进行搅拌，分离过程中产生的不完全燃烧产物，燃烧后产物落入底层回收槽，焚烧后的烟气
在螺旋型叶片通道内流动时烟气掺杂的燃烧残留物进一步分离后，落入底层回收槽；烟气在主烟道底部汇流，汇流后烟气流入位于顶部的主烟道，从主烟道排出。
16.烟气经过给水加热器中的给水进行热交换，用于供暖或提供热水，烟气在主烟道分别经过喷淋喷嘴喷淋、除雾器进行除雾和再热器进行消白后排出。
17.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
18.本发明基于固体废弃物综合利用过程中的地区局限性及焚烧处理过程中可能存在的环境污染及安全问题，通过预处理装置部分、自动投送装置部分、焚烧装置部分及烟气综合利用装置部分的组合，尽可能保证焚烧利用过程的连贯性、安全性、合理性。固体废弃物通过预处理装置部分进行烘干、破碎，减少利用过程复杂性。破碎后的物料利用自动投送装置部分自动送入焚烧装置内，不需要人为投送，确保了焚烧过程的安全性。经自动投送送入焚烧装置的焚烧物在喷出的高速旋转空气作用下高速旋转，充分燃烧，燃烧时间延长，燃尽程度增加，减少了焚烧烟气中的残留物，焚烧后产生的残留物落入回收槽回收，降低焚烧残留物的安全隐患。焚烧过程中采用改造后的搅拌装置，对物料进行均匀翻动，提高与氧气的接触面积。焚烧产生的烟气上升后分流至分离烟道内，烟道内设置有螺旋型叶片，进一步分离烟气中残留的未燃烧物。通过分离烟道的烟气在主烟道底部再次汇流；本发明对固体废弃物焚烧处理过程进行系统化、自动化、环保化处理，节约能源，降低成本，减少了对环境的污染。
19.进一步的，通过进料口方便用户投递，随后设置倾斜的烘干通道使固体废弃物在进入破碎装置过程前完成烘干，随后干燥物料在筛板上由压力板进行整体破碎处理，破碎后经过筛板筛分沿下料筒落入自动投送装置部分。使固体废弃物不需要外送至垃圾处理站操作，提高利用过程中的简便性。
20.进一步的，烟气在进入烟气处理装置前先流经换热器，加热给水，用于供给用户日常生活使用，避免高温烟气直接排放造成热量浪费；通过喷淋喷嘴对烟气进行喷淋处理，通过加入水蒸气溶解烟气中易溶性杂质，降低烟气中掺杂的有害物质；通过除雾器将烟气夹带的雾粒、浆液滴捕集下来，降低烟气的水蒸气含量，防止后续发生烟气腐蚀；通过再热器对烟气进行消白处理，提高烟气温度，改善烟气排放情况。
21.进一步的，焚烧室内设置有船桨型搅拌器，通过旋转带动物料翻动，增大与空气接触面积，提高燃尽程度。
22.进一步的，固体废弃物不需要人工投送，通过传送带与输料口自动进入焚烧室内部焚烧。
附图说明
23.图1为一种固体废弃物焚烧过程中的环保型自动化焚烧装置的结构示意图，
24.附图中：1-底层回收槽、2-风嘴、3-螺旋型叶片通道、4-给水加热器、5-喷淋喷嘴、6-除雾器、7-再热器、8-电机、9-传送带、10-支撑杆、11-压力板、12-筛板、13-烘干通道、14-进料口、15-支撑架、16-下料筒、17-搅拌器、18-输料口。
具体实施方式
25.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。
26.如图1所示，本发明提供的一种用于固体废弃物焚烧清除的环保型处理装置，包括底层回收槽1、焚烧室、风嘴2、搅拌器17以及内含螺旋型叶片通道3；底层回收槽1上方为焚烧室，搅拌器17设置在焚烧室内底层回收槽1上方，外侧设有电机驱动，焚烧室侧壁设置风嘴2，风嘴2连通送风装置，风嘴2出口气流方向与焚烧室侧壁具有一夹角，形成一种旋风燃烧炉，焚烧室上方设置螺旋型叶片通道3，燃烧室和螺旋型叶片通道3均布置在炉体侧壁，螺旋型叶片通道3中布置多层螺旋型叶片，螺旋型叶片通道3顶部连通主烟道，主烟道中设置烟气净化处理系统；焚烧室依次连接自动投送装置和固体废弃物预处理装置；固体废弃物经过烘干、粉碎后经由外部自动投送装置进入旋风燃烧器内，燃烧产生的残留物下落至底层回收槽1，燃烧产生的烟气上升后流向两侧的螺旋型叶片通道3，进一步分离烟气中的残留物，烟气通过螺旋型叶片通道后在主烟道汇合。
27.底层回收槽1设置于焚烧装置部分最底部，通过格栅板与焚烧室相连；主要用于回收焚烧后产生的残留物，焚烧后产生的残留物如不加以回收可能存在外漏的安全隐患，也增加了固体废弃物焚烧过程中产生的有害物质；底层回收槽1侧面设置有拆卸口，方便定期清理底层回收槽1，防止堵塞；底层回收槽1上方为一带有格栅的底板，底板用以承载焚烧物，格栅使得燃烧后的残留物落入回收槽中，避免废弃物堵塞输料口、废弃物再次燃烧等安全问题。此外，底层回收槽1具备可拆卸性，当废弃物沉积较多可抽出清理回收槽，避免回收槽内废弃物过度堵塞，所述底板上方为焚烧室。风嘴2设置于焚烧装置部分焚烧室内壁，主要用于提高固体废弃物燃烧所需的空气；固体废弃物送入焚烧室内后，风嘴2喷出高速旋转的空气，使焚烧物同样高速旋转，紧贴内壁面充分燃烧，分离过程中产生的不完全燃烧产物，燃烧后产物落入底层回收槽1。焚烧室内部设置有搅拌器17，设置有两组搅拌叶片，与底层回收槽1相接触；螺旋型叶片通道3设置于焚烧装置部分中部两侧的上升烟道内，螺旋型叶片通道3上方为烟气主流道，焚烧后的烟气在螺旋型叶片通道3内流动时烟气掺杂的燃烧残留物进一步分离后，落入底层回收槽1。
28.进入主烟道后烟气在换热器内换热产生热水，用于供给住户使用，随后在喷嘴装置处烟气被喷淋，处理烟气中的有害物质，降低污染排放。喷淋后的烟气内水蒸气含量过高，为避免发生烟道腐蚀，设置除雾器结构，降低烟气中的水蒸气。在烟气排放之前，再设置再热器装置对烟气加热消白处理。
29.给水加热器4布置于主烟道入口处，使焚烧产生的烟气与给水换热，为个人用户供暖或提供热水，喷淋喷嘴5设置于主烟道内部，位于主烟道下部，可对汇集后的烟气进行喷淋处理，除去主烟气内含有的硫、硝等有害物质；除雾器6同样布置于主烟道内部，位于喷淋喷嘴5与再热器7之间，主烟气经过喷淋喷嘴5后所含水蒸气含量上升，不加处理极易对后续烟道产生腐蚀，设置除雾器6降低烟气中的水蒸气含量。再热器7布置于主烟道内部，位于主烟道尾部，其主要作用为提高除雾后的烟气温度，对烟气进行消白处理，所需热量由焚烧装置底部旋风燃烧器提供，经过多次处理的焚烧后烟气内有害物质成分显著下降；对于有需要供热需求的地区，该结构可进行简单改造从而具备供暖能力。
30.输料口18位于焚烧装置部分底部外侧壁，用以连通自动投送装置部分与焚烧装置
部分，传送带9通过输料口18将焚烧物送入焚烧室底部进行燃烧。电机8位于自动传送装置部分右侧，由单独的支撑杆10支撑，作用是为传送带运行提供动力；传送带9作用为输送焚烧物，自上而下布置，焚烧物放置于传送带9后向下送入焚烧室内焚烧；支撑杆10位于自动投送装置部分底部，对传送带9以及辊轮起到支撑作用。
31.传送带9起始端上方布置有下料筒16，下料筒16上方设置有筛板12，压力板11的固定端连接在支撑架15上，压力板11的自由端悬空，筛板12布置于下料筒16顶部，对焚烧物进行破碎处理，下料筒16上方右侧开口，衔接内部设有电加热丝的烘干通道13，烘干通道13入口侧设置有梯形开口的进料口14。
32.优选的，本发明的烟道采用先分流再汇流的设计，分流烟道在侧面设置有侧室，侧室内布置有螺旋型叶片通道3，流过侧室后，烟气在主烟道底部汇流，汇流后烟气流入位于顶部的主烟道，焚烧后的烟气经过分流烟道、汇流烟道，烟气中掺杂的残留物被进一步清除。
33.优选的，环保型自动化焚烧系统外侧设置有自动投送装置，自动投送装置部分整体布置于焚烧装置的侧面，通过输料口18与环保型自动化焚烧系统连通。
34.如图1所示，本发明提供的一种环保型垃圾处理用自动化焚烧系统，包括设置在焚烧装置部分焚烧室底部的底层回收槽1，底层回收槽1上方接触表面设置为格栅型底板，焚烧后废弃物从格栅间隙落入回收槽中，便于回收处理焚烧产生的废弃物，设计的底层回收槽1具备可拆卸性，便于在回收槽内废弃物较多时清理替换。设置在焚烧装置部分焚烧室内壁的风嘴2主要承担焚烧过程中的送风作用，设置在底层回收槽1上方的搅拌器17主要起到焚烧过程中固体废弃物的翻动作用，两种装置确保焚烧物在焚烧室内充分燃烧，避免成分不同的焚烧物混合燃烧时，由于部分焚烧物较重落在灰烬底部，造成燃烧不充分的问题，从而进一步避免可能产生的未完全燃烧产物造成底层回收槽格栅堵塞。
35.设置在侧壁的螺旋型叶片通道3与整体上的两个侧室共同组成了装置的烟气分离系统，焚烧产生的烟气上升向侧室流动，通过结构设计使烟气从底部进入螺旋型叶片通道3，烟气在流道内旋转上升，将夹杂的不完全燃烧产物分离，分离出来的不完全燃烧产物落入回收槽中被回收。随后，分离过后的烟气流出侧室，经过侧室与主烟道底部的间隙，在底部汇总流入主烟道。
36.烟气流入主烟道后，按照自下而上的顺序，设置有一级烟气利用装置和三级烟气处理装置，首先对烟气进行热利用，用于供给用户的日常需求，再对经过两次分离灰烬的烟气进行清洁化处理，达到排放标准。烟气利用装置为给水加热器4，焚烧产生的烟气具备较高的热量，直接处理排放会造成较大的热浪费，因此首先设置烟气热交换器。随后，烟气处理系统中的第一级烟气处理装置为喷淋喷嘴5，从主烟道底层流入的烟气内部含有较多易溶性有害物质，主要为硫化物、硝化物，因此应对易溶性有害物质进行处理。通过喷淋喷嘴5，对烟气进行喷淋处理，利用水蒸气消除其中的易溶性杂质，防止其随烟气排出后污染室外环境。第二级烟气处理装置为除雾器6，烟气经过第一次喷淋处理后，水蒸气含量相对较高，因此设置除雾器装置，通过挡板降低烟气中的水蒸气含量，喷淋喷嘴5与除雾器6之间间距布置应较小，避免流动过程造成腐蚀。第三级烟气处理装置为再热器7，烟气经过前两级处理后，为避免烟气温度较高产生白烟排出，设置再热器7对烟气降温消白处理，防止排出烟气污染环境。三级处理装置连续布置，对烟气进行系统化处理。
37.投送装置部分采用带式输送机，设置在焚烧装置部分焚烧室外部的输料口18位于焚烧室外壁面下方，物料经过输料口18进去焚烧室内进行焚烧。电机8位于投送系统的最右端，为投送系统提供运行保障，设置自上而下的传送带9将放置于其上的物料自动输送至焚烧室内，整个物料自动投送系统设置有多根支撑杆10，为投送装置提供支撑。
38.预处理装置部分主要设置有烘干设备及破碎设备，设置在传送带9右侧的破碎装置主要包括支撑架15、筛板12、压力板11、下料筒16，干燥的物料沿下料筒16上侧开口流入，下料筒上方单独设置有100目左右的筛板12，用于承载流入的未破碎物料，支撑架15起到支撑压力设备运行的作用，设置在支撑架15中间的压力板11位于筛板12正上方，破碎物料时向下挤压物料，破碎后的物料从筛板12的筛孔落入传送装置。烘干装置则主要由烘干通道13、进料口14组成，梯形进料口14为方便使用人投递固体废弃物设计，下接倾斜的烘干通道13，烘干设备外接下料筒16，将烘干后的物料送入破碎装置内。
39.需要明确的是：环保型生活垃圾处理用自动化焚烧系统通过设置侧室、分离烟气及安装螺旋流道等方法，从结构及附件上构建了烟气分离系统，该系统是用于分离焚烧后产生的烟气中夹杂的废弃物的分离系统，经过两次结构上的烟气分离汇聚以及螺旋流道，进一步清除烟气中掺杂的灰烬，避免其在主烟道堆积。
40.本发明主烟道烟气综合利用系统由给水加热器4、喷淋喷嘴5、除雾器6、再热器7共同构成，可以明确该烟气综合利用系统是用于烟气高效利用及无害化处理的单元，是本领域普通技术人员可以明确的烟气处理结构。
41.本发明一种可实施的自动投送装置具体包括输料口18、电机8、传送带9以及支撑杆10，该物料自动投送装置主要用于自动投送焚烧物，避免在垃圾焚烧过程中手动投送焚烧物，自动投送装置可以避免这类行为所带来的火灾风险，有效的提高垃圾焚烧过程中的安全性和使用效率。
42.环保型生活垃圾处理用自动化焚烧系统在焚烧室内设置了送风装置，该送风装置包括分四层布置的风嘴2，通过调整送风方向，促使物料旋转燃烧，将燃烧过程中掺杂的杂物甩出落入回收槽中回收，提供燃烧的燃尽系数。优选的，送风风嘴2在圆柱形的焚烧室内每层对称布置两个，用于实现对称出风，促进焚烧物沿焚烧室内壁旋转燃烧。
43.环保型生活垃圾处理用自动化焚烧系统在焚烧室内设置了翻动装置，该装置包括并列布置的两组船桨型搅拌器17，通过外部电机带动中心处搅拌杆，使叶片均匀翻动固体废弃物，避免了焚烧物堆积，同时增大了物料与空气的接触面积。船桨型搅拌设备并列布置两排，使其后端通过齿轮与外部电机衔接，便于设备操控。
44.上述中，螺旋型叶片通道3布置于两边侧室的下部，迫使烟气进去侧室下方，充分加强了分流过程中对烟气夹杂灰烬的清除；给水加热器4外接有给水管及供水管，使外部给水送入设备内加热；喷淋喷嘴5连接有喷淋液装置，喷淋时对给水进行雾化，防止直接喷淋水沉积在装置下部，再对烟气喷淋从而除去烟气中的有害物质。
45.本发明附图所展示除雾器6的内部除雾通道是经过简化的，实际布置的内部除雾烟道间距较为密集，便于除去烟气内部的水蒸气。再热器7中被加热的工质为经过清洁化处理的烟气，加热工质热量由外部输入，将温度较低的烟气加热消白。
46.上述中，电机8、传送带9及支撑杆10属于外加工加工的传送装置，在外部组装完成后通过输料口7与垃圾焚烧装置的焚烧室进行连接，支撑杆10不宜布置过高，避免过度遮挡
生活垃圾焚烧过程中的使用者观察视线。
47.本发明所述环保型自动化固体废弃物处理系统中，焚烧装置部分内部风嘴喷出高速旋转的空气，气流的高速旋转作用将焚烧物抛向筒壁，在筒壁和筒壁附近的空间内燃烧，形成一个高温区域，延长焚烧物在固体废弃物处理装置内的燃烧时间，搅拌器通过旋转对焚烧物进行翻动，促使其与空气充分结合，利用空气带动焚烧物高速旋转燃烧，增大焚烧物与空气的接触面积，有效延长燃烧时间，充分提高燃尽程度，通过焚烧装置的内部结构设计，使在底部燃烧后产生的烟气通过特定结构分别留至两侧螺旋型叶片通道底部，分离燃烧烟气中的残留物，通过螺旋型叶片通道，使烟气通过此结构进一步向上汇流，烟气中残留的燃烧产物被进一步分离，落入下层回收槽被回收。烟气利用装置部分使焚烧产生的烟气经过一次分离、聚合，同时流经布置于焚烧装置上方的螺旋型叶片通道，分离燃烧过程中烟气夹杂的灰烬等废弃物，在固体废弃物处理系统顶部设置给水加热器、喷淋喷嘴、喷雾器、再热器，可对外提供热水或供暖，并对焚烧物产生的烟气进行喷淋、除雾、消白等处理，确保排出的烟气已被清洁化处理，达到排出洁净烟气的目的，减少对环境的污染。固体废弃物处理装置外侧布置有自动投送装置部分及预处理装置部分，废弃物投入后经烘干、破碎处理自动投入焚烧室内，不需人工投送物料，充分降低固体废弃物焚烧过程中的风险，提高运行过程安全性。