一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统及方法与流程

1.本发明属于水泥生产与城市生活垃圾处理结合设备技术领域，具体是一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统。


背景技术：

2.生活垃圾处理已成为世界范围内一个普遍关注的问题，是一项十分艰巨的综合性、系统性的工程。目前，城市生活垃圾的主要处理方法有填埋法、堆肥法和热处理法。填埋法需要长时间占用大量土地资源，并容易造成二次污染；堆肥法周期长、质量不稳定，且容易引起土壤板结和污染地下水；热处理法根据所采用的工艺又可分为：焚烧法、热解法和气化法，但是这几种传统的垃圾处理方式只是实现了垃圾污染的转移和减量，没有真正达到垃圾处理的“无害化、减容化、资源化、集约化”要求。而水泥窑协同处置城市生活垃圾技术已日渐成熟，成为垃圾处理的主要方式。但现在利用水泥窑协同处置生活垃圾的方法中，生活垃圾含水率的控制对水泥窑协同处置生活垃圾的效率和水泥窑运行的稳定性和持续性有较大影响，现有的机械挤压系统和生物干化系统只能将生活垃圾的含水率降低到50％左右，送入水泥窑处置时会对水泥窑产生较大的影响，同时采用直接换热的垃圾烘干工艺由于臭气量太大，同时臭气难以处置制约了进一步发展，而间接换热系统在水泥工厂并未有技术应用，需要提出新的工艺路线和技术来对生活垃圾进行烘干。
3.因此，本领域技术人员提供了一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统，其包括：
5.两级破碎装置，用于生活垃圾的主体破碎，经过所述两级破碎装置挤压破碎后的物料粒径≤80mm，且其采剪切式破碎机；
6.机械挤压脱水装置，与所述两级破碎装置相连通，所述机械挤压脱水装置能够对破碎后符合粒径要求的生活垃圾进行外部挤压脱水，以便物料含水量≤50％；
7.带式烘干机，连接在所述机械挤压脱水装置的排料端，所述带式烘干机利用水泥窑窑头余热作为热源对物料进行烘干，并控制物料含水率≤30％；
8.余热热风循环系统，设置在水泥窑窑头，所述余热热风循环系统通过换热器对所述带式烘干机输送烘干热风，其中经过换热后的直接烘干气通过冷凝器去除冷凝水后3/4气量内循环，内循环烟气补充新风并通过换热器换热后继续烘干垃圾，1/4气量外排，外排烟气通过2#引风机送入篦冷机一端处置；以及
9.旋风收尘器，连接在所述带式烘干机上，所述旋风收尘器的另一端与所述冷凝器相连通，利用所述冷凝器处理循环风工序的凝结水并送入水处理系统。
10.进一步，作为优选，所述带式烘干机包括：
11.主烘干厢；
12.传输料架，垂直固定在所述主烘干厢的一侧，所述传输料架内可相对转动的设置有螺旋导料轴；
13.进料端件，固定在所述传输料架的上方；
14.导料带，连接在所述进料端件与所述传输料架之间；
15.内传输带轮，可相对转动的左右设置在所述主烘干厢中，用于将粉碎后的物料横向运输；
16.内烘干组件，对应设置在各所述内传输带轮上方；
17.散料烘干组件，可相对转动的设置在所述主烘干厢内并位于所述内传输带轮之间，所述散料烘干组件的一端与所述余热热风循环系统相连通；以及
18.外排料座，连接在所述主烘干厢的另一侧。
19.进一步，作为优选，所述内烘干组件包括：
20.前置喷气管座，排列设置在所述主烘干厢内，多个所述前置喷气管座的均垂直架空在所述内传输带轮上方；
21.后置喷气管座，与所述前置喷气管座相对应设置，并垂直架空在另一所述内传输带轮上方；
22.集热筒，安装在所述主烘干厢上方，所述前置喷气管座与后置喷气管座均通过气流支管与所述集热筒相连通。
23.进一步，作为优选，所述散料烘干组件包括：
24.集料座，嵌入固定在所述主烘干厢的中部；
25.固定环座，固定在所述所述集料座内；
26.导热烘干装置，可相对转动的设置在所述固定环座内，所述固定环座上设置有驱动齿座，所述驱动齿座的输出端与所述导热烘干装置相连接；
27.进风管，同圆心的连通在所述导热烘干装置上，所述进风管的一端通过集热筒与所述余热热风循环系统相连通。
28.进一步，作为优选，所述导热烘干装置包括：
29.导热内件，所述导热内件中周向设置有多个外控流腔；
30.分流管，横向贯穿固定在所述导热内件的一端，所述分流管的一端与所述进风管相连通，所述分流管上位于各外控流腔处均设有侧通口；
31.集热座，设置在所述导热内件内部位于各所述外控流腔处，所述集热座内设有排流通道，且位于所述排流通道内设置有多个渗透网；
32.导热座，与各所述外控流腔相对应设置，所述导热座通过多个导热筋杆与所述集热座相接触，所述导热内件的中部位于分流管内还设置有外排件，所述外排件上设有多个与所述外控流腔相连通的排气孔。
33.进一步，作为优选，所述主烘干厢上竖直连接有循环管，所述循环管的一端与所述外排件相连通，且所述循环管的另一端连接有多个周向分布的侧支管，各所述侧支管垂直嵌入在所述集料座上，所述循环管上还垂直连接有侧固定管。
34.进一步，作为优选，所述集料座内还同轴心的嵌入固定有多个转接环座，各所述转接环座内均转动设置有内齿扇。
35.一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统的方法，其包括以下步骤：
36.s1.收集：将经过分选的适合入窑焚烧的生活垃圾，即湿垃圾含水率≥65％，由密闭式垃圾运输车送入垃圾处理厂；
37.s2.破碎：收集的生活垃圾通过抓斗送入两级破碎装置匀料破碎，实现垃圾破碎和大型干扰物的初步破碎，保证物料的粒径≤80mm；
38.s3.脱水：将破碎后符合粒径要求的生活垃圾，通过机械挤压脱水，使得物料的含水率≤50％；
39.s4.烘干：将脱水后的物料送入带式烘干机，利用水泥窑窑头余热作为热源对物料进行烘干，其中，物料在进入主烘干厢后，由内传输带轮对其进行横向传输，此时前置喷气管座与后置喷气管座分别对其进行初步烘干以及后期烘干，其中导热烘干装置的旋转作用配合集料座上的多个侧支管以及内齿扇的旋转作用使得物料完全扩散分离，并形成负压排流，同时余热热风循环系统将窑头热气输送至导热内件的各外控流腔内，并经过集热座实现导热内件的主体加热，从而能够在主烘干厢的中部形成高热烘干区，而烘干完成的物料可由外排料座外排，经过此工序含水率≤30％的物料入窑焚烧处置；
40.s5.换热：水泥窑窑头余热在150-200℃，通过换热器后，热风作为带式烘干机热源送入烘干工序；冷风由1#引风机送入窑头烟囱排放；
41.s6.循环风：换热后的热风经烘干后变成冷风，经过旋风收尘器后送入冷凝器，去除冷凝水后进行循环使用，其中3/4风量进行循环，1/4风量外排并通过2#引风机送入篦冷机一段处置，补充的新风由窑头热风引入；
42.s7.冷凝：用于处理循环风工序的凝结水并送入水处理系统；
43.s8.入窑焚烧：含水率≤30％的物料送入窑焚烧处置。
44.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
45.本发明提供一种利用水泥窑窑头余热的生活垃圾干化技术，该技术能够利用水泥窑窑头的余热，将含水率≥65％的生活垃圾经过两级破碎、机械脱水和烘干机处理后含水率降至30％送入窑处置，提高了余热的利用率和水泥窑协同处置生活垃圾的效率；
46.本发明还利用水泥窑窑头余热在的生活垃圾干化技术中，热风的循环利用技术，该技术通过设置循环风机、冷凝器和引风风机将窑头余热经过换热器后的热风实现3/4风量的循环，提高窑头余热的利用率和系统运行的稳定性和高效性；
47.同时，本发明中还设置的带式烘干机能够将粉碎后的物料在完成初步烘干后通过导热烘干装置的旋转作用在主烘干厢内充分扩散，此时导热烘干装置能够利用窑头余热在主烘干筒内形成高热烘干区，提高物料烘干效果，而部分热流经过渗透网除湿过滤后可形成干燥热风并通过各侧支管直接进入主烘干厢中，进一步提高烘干效果，尤其后置喷气管座能够对其进行后续烘干，增强烘干效果。
附图说明
48.图1为本发明整体工序示意图；
49.图2为本发明中带式烘干机的结构示意图；
50.图3为本发明中内烘干组件的结构示意图；
51.图4为本发明中散料烘干组件的结构示意图；
52.图5为本发明中导热烘干装置的结构示意图；
53.图中：1带式烘干机、11主烘干厢、12导料带、13进料端件、14螺旋导料轴、15外排料座、2内烘干组件、21前置喷气管座、22后置喷气管座、23集热筒、24气流支管、3散料烘干组件、31固定环座、32驱动齿座、33内齿扇、34进风管、35循环管、36侧支管、37侧固定管、4导热烘干装置、41导热内件、42分流管、43集热座、44渗透网、45导热座、46导热筋杆、47外排件。
具体实施方式
54.请参阅图1，本发明实施例中，一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统，其包括：
55.两级破碎装置，用于生活垃圾的主体破碎，经过所述两级破碎装置挤压破碎后的物料粒径≤80mm，且其采剪切式破碎机；
56.机械挤压脱水装置，与所述两级破碎装置相连通，所述机械挤压脱水装置能够对破碎后符合粒径要求的生活垃圾进行外部挤压脱水，以便物料含水量≤50％；
57.带式烘干机1，连接在所述机械挤压脱水装置的排料端，所述带式烘干机1利用水泥窑窑头余热作为热源对物料进行烘干，并控制物料含水率≤30％；
58.余热热风循环系统，设置在水泥窑窑头，所述余热热风循环系统通过换热器对所述带式烘干机1输送烘干热风，其中经过换热后的直接烘干气通过冷凝器去除冷凝水后3/4气量内循环，内循环烟气补充新风并通过换热器换热后继续烘干垃圾，1/4气量外排，外排烟气通过2#引风机送入篦冷机一端处置；以及
59.旋风收尘器，连接在所述带式烘干机1上，所述旋风收尘器的另一端与所述冷凝器相连通，利用所述冷凝器处理循环风工序的凝结水并送入水处理系统，其中，在实施过程可分为三个系统的工序：系统1：破碎、烘干、入窑系统；系统2：循环风系统；系统3：冷风排放系统，从而能够在垃圾进行预处理时利用水泥窑窑头余热对预处理后的垃圾进行干化处理，在降低垃圾的含水率的同时也降低了垃圾干化采用单独燃料所带来的的能源的损耗，提高了余热的利用率和水泥窑协同处置生活垃圾的效率，有利于更充分实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化。
60.本实施例中，所述带式烘干机1包括：
61.主烘干厢11；
62.传输料架，垂直固定在所述主烘干厢11的一侧，所述传输料架内可相对转动的设置有螺旋导料轴14；
63.进料端件13，固定在所述传输料架的上方；
64.导料带12，连接在所述进料端件13与所述传输料架之间；
65.内传输带轮，可相对转动的左右设置在所述主烘干厢11中，用于将粉碎后的物料横向运输；
66.内烘干组件2，对应设置在各所述内传输带轮上方；
67.散料烘干组件3，可相对转动的设置在所述主烘干厢11内并位于所述内传输带轮之间，所述散料烘干组件3的一端与所述余热热风循环系统相连通；以及
68.外排料座15，连接在所述主烘干厢11的另一侧，也就是说，经过两级破碎装置挤压破碎后的物料能够由传输带传送至主烘干厢内，此时内烘干组件主体烘干，而在传输中部则由散料烘干组件对其进行主体打散烘干，而后进行后续烘干作业，最后由外排料座将烘
干后的物料对外排出。
69.作为较佳的实施例，所述内烘干组件2包括：
70.前置喷气管座21，排列设置在所述主烘干厢11内，多个所述前置喷气管座21的均垂直架空在所述内传输带轮上方；
71.后置喷气管座22，与所述前置喷气管座21相对应设置，并垂直架空在另一所述内传输带轮上方；其中，多个前置喷气管座能够在主烘干厢内形成前置烘干区，而后置喷气管座能够在主烘干厢内形成后置烘干区，从而提高烘干效果
72.集热筒23，安装在所述主烘干厢11上方，所述前置喷气管座21与后置喷气管座22均通过气流支管24与所述集热筒23相连通。
73.本实施例中，所述散料烘干组件3包括：
74.集料座，嵌入固定在所述主烘干厢11的中部；
75.固定环座31，固定在所述所述集料座内；
76.导热烘干装置4，可相对转动的设置在所述固定环座31内，所述固定环座31上设置有驱动齿座32，所述驱动齿座32的输出端与所述导热烘干装置4相连接；
77.进风管34，同圆心的连通在所述导热烘干装置4上，所述进风管34的一端通过集热筒23与所述余热热风循环系统相连通，其中，导热烘干装置能够在旋转作用下使得物料充分扩散分离，此时其同步进行供热烘干，并配合集料座形成高热烘干区，提高烘干效果，尤其在前置烘干区初步烘干后，为避免底部物料未能达到烘干效果，此时导热烘干装置能够将物料充分打散，并由后置烘干区对其进行后续烘干作业。
78.本实施例中，所述导热烘干装置4包括：
79.导热内件41，所述导热内件中周向设置有多个外控流腔；
80.分流管42，横向贯穿固定在所述导热内件41的一端，所述分流管42的一端与所述进风管34相连通，所述分流管42上位于各外控流腔处均设有侧通口；
81.集热座43，设置在所述导热内件41内部位于各所述外控流腔处，所述集热座43内设有排流通道，且位于所述排流通道内设置有多个渗透网44；
82.导热座45，与各所述外控流腔相对应设置，所述导热座45通过多个导热筋杆46与所述集热座43相接触，所述导热内件41的中部位于分流管42内还设置有外排件47，所述外排件47上设有多个与所述外控流腔相连通的排气孔，其中，水泥窑窑头余热热流依次进入各外控流腔中，并从多方位对导热内件主体内部加热，而经过集热座后，集热座能够对其进行吸热储存，以便通过导热座持续对导热内件进行加热，水泥窑窑头余热热流再经由外排件外排，导热效果强，能充分利用水泥窑窑头余热。
83.本实施例中，所述主烘干厢11上竖直连接有循环管35，所述循环管35的一端与所述外排件47相连通，且所述循环管35的另一端连接有多个周向分布的侧支管36，各所述侧支管36垂直嵌入在所述集料座上，所述循环管35上还垂直连接有侧固定管37，尤其经过渗透网除湿干燥后的水泥窑窑头余热热流多数能够通过循环管流动至侧支管内，并由侧支管排送至主烘干筒中，从而进一步对物料进行干燥烘干，避免水泥窑窑头热流中的水蒸气对物料再次浸湿，尤其，导热烘干装置能够配合侧支管提供负压排流，以便区分含水量低于30％的物料，及时从前置烘干区排送至后置烘干区，降低其烘干时长，提高传输转送效率，并有效避免过度堆积。
84.作为较佳的实施例，所述集料座内还同轴心的嵌入固定有多个转接环座，各所述转接环座内均转动设置有内齿扇33，尤其多个内齿扇能够在旋转作用下对物料进行充分打散。
85.本实施例中，一种利用水泥窑余热的生活垃圾烘干系统的方法，其包括以下步骤：
86.s1.收集：将经过分选的适合入窑焚烧的生活垃圾，即湿垃圾含水率≥65％，由密闭式垃圾运输车送入垃圾处理厂；
87.s2.破碎：收集的生活垃圾通过抓斗送入两级破碎装置匀料破碎，实现垃圾破碎和大型干扰物的初步破碎，保证物料的粒径≤80mm；
88.s3.脱水：将破碎后符合粒径要求的生活垃圾，通过机械挤压脱水，使得物料的含水率≤50％；
89.s4.烘干：将脱水后的物料送入带式烘干机1，利用水泥窑窑头余热作为热源对物料进行烘干，其中，物料在进入主烘干厢11后，由内传输带轮对其进行横向传输，此时前置喷气管座21与后置喷气管座21分别对其进行初步烘干以及后期烘干，其中导热烘干装置4的旋转作用配合集料座33上的多个侧支管36以及内齿扇33的旋转作用使得物料完全扩散分离，并形成负压排流，同时余热热风循环系统将窑头热气输送至导热内件41的各外控流腔内，并经过集热座43实现导热内件41的主体加热，从而能够在主烘干厢11的中部形成高热烘干区，而烘干完成的物料可由外排料座15外排，经过此工序含水率≤30％的物料入窑焚烧处置；
90.s5.换热：水泥窑窑头余热在150-200℃，通过换热器后，热风作为带式烘干机热源送入烘干工序；冷风由1#引风机送入窑头烟囱排放；
91.s6.循环风：换热后的热风经烘干后变成冷风，经过旋风收尘器后送入冷凝器，去除冷凝水后进行循环使用，其中3/4风量进行循环，1/4风量外排并通过2#引风机送入篦冷机一段处置，补充的新风由窑头热风引入；
92.s7.冷凝：用于处理循环风工序的凝结水并送入水处理系统；
93.s8.入窑焚烧：含水率≤30％的物料送入窑焚烧处置。
94.上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。