一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用的制作方法

本发明涉及有机废弃物低温原位热解处理技术，特别是一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用。

背景技术：

随着时代的发展和人民生活水平的提高，城市建设步伐的加快，人民群众日益增长的消费需求与对美丽城市的渴望越来越强，由此也产生了大量的城市垃圾和生活垃圾，在这其中有机垃圾占有量超过70%，这些垃圾占用大量土地资源和环境容量，严重影响经济、社会的快速发展。垃圾填埋和焚烧是当前主流处理手段。由于填埋占用土地资源且长期厌氧过程会持续释放沼气并产生渗滤液，不但污染地表水和地下水资源，而且容易导致火灾乃至爆炸的危险，严重危害周围人民的生命财产。露天垃圾焚烧污染大气环境，影响交通运输。通过垃圾焚烧设备处理需要一定的垃圾规模（通常日最低处理量为500吨），由于热值低，不便于利用，造成处理费用大幅提升。因此，如何快速将其减量化、无害化是首要任务。

当前有机废弃物的处理方式包括焚烧发电方法以及生物发酵方法。由于有机垃圾热值低，含水率高，需要外加能源来补充体系热量，大幅提升综合处理成本；微生物处理周期长，附加值不高。为此，本技术为了解决现有的有机废弃物处理处置过程中的难题，开发了无氧低温连续热处理有机垃圾并循环供能处理方法。本装置采用连续投入原料，在无氧负压中启动，之后可以在无氧常压下连续运行；采用不高于200℃的低温处理获得生物炭，进而通过微氧气化可获得可燃气为体系供热，实现能源在体系内的循环利用，节能减排。本装置包括：脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口。装置设置湿度控制系统，通过喷头，使得加入的水分能够在反应器中与物料均匀接触。本装置通过plc程序控制实现旋转、控温、调节湿度、进料与出料等一系列自动化操作。该装置具有结构简单、成本低、处理量大、节约能源、自动化程度高、易于操作、安全可靠等特点。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有降解装置的不足，提供一种有机废弃物低温原位降解反应装置及应用，与现有设备相比，可以有效提高降解效率，减量化程度高，节约能源消耗，实现批量化生产，降低处理成本。

本发明的技术方案：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置，该装置是由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口组成，磁脉冲反应器包括箱体、发热管路，发热管路内部为铜线圈缠绕铁芯、外部为陶瓷包裹，箱体为卧式圆筒形，由304不锈钢构成，箱体一侧设有齿轮且与旋转装置相连接，另一侧对应位置与排气管路相连接且连接处为滚珠轴承式，箱体设有物料入口和出口；补水装置由加液管道和雾化喷头组成，加液管道进入发酵反应器后在液体出口设有雾化喷头；旋转装置包括电机和传动齿轮，通过传动齿轮带动箱体旋转；测温装置传感器探头和测湿装置的传感器探头分别位于反应装置内并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接；排气管路下设有冷凝液收集槽并通过排液管道连接进入补水装置，实现液体循环。在加热过程中水及微量焦油随气体排放过程中冷凝进入冷凝液收集槽并通过排液管道进入补水装置，排气管路为聚四氟乙烯材质；排气管路与箱体连接处采用中空空气过滤网，避免物料进入排气管路；整个箱体是由两个滚轴底座支撑。

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至150-180℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在5-10%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每4-12h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解16-24小时，有机废弃物完成降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

所述有机废弃物为餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子，粒度为≤10cm。

本发明的优点和有益效果是：

有机废弃物低温原位降解反应装置具有占地面积小、减量化程度高、能耗低、成本低、降解速度快、易于操作、安全可靠的特点，通过电磁转换产生热能，热效率高，加热效果好；定期的选择能够有效提高反应底物与空气的接触，提高氧化速度；本装置通过精确的热电偶控温并在磁脉冲技术的辅助供能下，极大节约能源消耗，并提高了降解效率，缩短了降解时间。

附图说明

图1为反应装置正视结构示意图。

图2为反应装置左视结构示意图。

图3为反应装置右视结构示意图。

图中：1.箱体2.磁脉冲发热管路3.齿轮4.滚珠轴承

5.物料入口6.物料出口7.加液管道8.雾化喷头9.电机

10.传动齿轮11.测温装置传感器探头12.测湿装置传感器探头

13.排气管路14.冷凝液收集孔15.排液管道16.补水装置水槽

17.中空空气过滤网18.水泵19-i、19-ii.滚轴底座。

具体实施方式

本发明通过以下实施例结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置，该装置是由磁脉冲反应器、旋转装置、测温装置、测湿装置、补水装置、排气管路和排液口组成，磁脉冲反应器包括箱体1、磁脉冲发热管路2，磁脉冲发热管路内部为铜线圈缠绕铁芯、外部为陶瓷包裹，箱体1为卧式圆筒形，由304不锈钢构成，箱体一侧设有齿轮3且与旋转装置相连接，另一侧对应位置与排气管路相连接且连接处为滚珠轴承4，箱体设有物料入口5和出口6；补水装置由加液管道7和雾化喷头8组成，加液管道7进入磁脉冲反应器后在液体出口设有雾化喷头8；旋转装置包括电机9和传动齿轮10，通过传动齿轮10带动箱体1旋转；测温装置传感器探头11和测湿装置的传感器探头12分别位于反应装置内并通过导线与控制室的测温仪和测湿仪连接；排气管路13下设有冷凝液收集孔14并通过排液管道15连接进入补水装置水槽16，实现冷凝液体循环。在加热过程中水及微量焦油随气体排放过程中冷凝进入冷凝液收集孔14并通过排液管道进入补水装置水槽16，再通过水泵18进入补水管道，排气管路为聚四氟乙烯材质；排气管路与箱体连接处采用中空空气过滤网17，避免物料进入排气管路；整个箱体是由两个滚轴底座19-i和19-ii支撑。

该实施例中，低温原位降解反应装置的尺寸为长4m、宽3m、高10m，其有机废弃物装填量为2吨；水泵采用型号为wq，南方泵业股份有限公司产品；加液管路末端的雾化器采用宜兴市亿润环保设备有限公司产品；传动装置所用电机为jxje74浙江永嘉调速机厂产品；测温装置的控温热电偶为型号wre，江苏金湖仪表电器设备厂产品；测湿装置的长探针湿度计为型号xsd-1，上海昌吉地质仪器有限公司产品。上述低温原位降解反应装置由天津尚誉盛科技发展有限公司制造。

以下实施例为利用上述低温原位降解反应装置进行有机废弃物降解。

实施例2：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至180℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在7%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每6h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解18小时，有机废弃物被完全降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

所述有机废弃物为餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子，粒度为≤10cm。

利用本发明装置及技术能够快速实现有机废弃物的减量化和无害化，减量化程度不低于80%，且运行成本低，占地面积小，无二噁英等有毒有害物质排放。

实施例3：

一种有机废弃物低温原位降解反应装置的应用，采用一次加入有机废弃物磁热转换处理法进行有机物的降解反应，步骤如下：

1）将粒度不大于10cm的有机废弃物直接加入反应装置，启动装置；

2）在电磁场作用下，通过脉冲电磁来持续产生对流效应并进行累积，从而形成局部高温，物料被迅速加热至170℃；

3）通过测温计和测湿计显示物料的温度和湿度，利用测温计通过程序控制来维持电磁强度，从而维持体系温度稳定，利用加液管道补水使湿度保持在8%，加水时加液管道的雾化喷头孔径为1mm；

4）降解反应过程中，旋转装置每8h启动一次，将箱体顺时针旋转90°，维持2分钟后恢复初始状态；

5）降解16小时，有机废弃物完成降解，降解后的无机盐残余物从出口排出。

其中，所述有机废弃物为餐厨垃圾、秸秆、园林绿化垃圾、米糠、草或麦麸子，粒度为≤10cm。

利用本发明装置及技术能够快速实现有机废弃物的减量化和无害化，减量化程度不低于80%，且运行成本低，占地面积小，无二噁英等有毒有害物质排放。