一种固废污染物处理系统的制作方法

本发明涉及固废污染物处理及回收利用技术领域，具体涉及一种固废污染物处理系统。

背景技术：

国民经济及人们生活中产生和遭遇的固废污染物包络万象，而且污染越来越严重，已成为制约国民经济发展和人居环境改善的瓶颈。

城市生活垃圾到处堆放、污染环境，垃圾填埋占用大量耕地，垃圾填埋场更是一个长久的污染源。此外，垃圾焚烧处理排放大量co2、氮氧化物、硫氧化物、二噁英等污染物，会造成大气污染。城乡生物质垃圾每天都在产生，而且数量量大，需要动用大量人力和汽车进行收集和运输，占用大量人力、物力和财力。

农村秸秆每年两季，大约1000kg，部分被焚烧；漫山遍野的速生灌木、小杂木，湿地、江河湖泊沿岸的芦苇等一年生植物，年复一年，大多自身自灭。农村生物质产地分散，物料松散，储存、运输困难；一年生植物价值低，费力不增收，农民没有积极性；农村生物质应用市场没有开发起来，不能生产高附加值的产品，一些生物质加工企业单纯依靠政府补贴生存。秸秆等可再生生物质长期没有得到开发利用，部分秸秆被就地焚烧，助长雾霾污染，政府强禁不绝。

蘑菇是农村的一个新兴产业，培养基以稻草、木屑、干燥禽畜粪便、菜饼等有机质为主，添加化肥、石膏粉、石灰及其它微量元素。培养基丧失功能后被废弃，对环境及农村水系造成污染：一是腐败、变臭，产生大量有害物质；二是霉变，造成霉菌和害虫滋生；三是蘑菇培养基包装袋，为白色污染，长期难以降解。

园林绿化由于在改善城市环境质量、缓解城市热岛效应，维持城市生态平衡方面的特殊作用而受到人们的重视。全国城市建成区绿化覆盖面积越来越大，绿化覆盖率、绿地率越来越高，随之而来的是城市园林绿化废弃物越来越多。如枯枝落叶、树枝、草坪修剪物、杂草和残花等，园林绿化废弃物加重了城市生活垃圾处理的负担。

受石油、化工产品污染的固废物量大面广，据资料显示中石油每年产生钻井废弃物550-600万吨，页岩气开发油基钻井单井废弃物是常规钻井的2-3倍；城市基础工程施工钻进中废置的泥浆与携带物,各类废水污泥、化工污泥等。目前，对石油、化工污染物还没有有效的处理方法，采用燃烧炉焚烧，产生co2、氮氧化物、硫氧化物、二噁英等有害气体；采用“土炼油”方式分离原油组分容易堵塞结焦，产生有毒有害物质；采用化学制剂解析，药剂难以分离，残渣不能无害化；采用脱稳、脱水后挖坑堆积、填埋，一经雨水侵蚀，污染物逸出，造成长久危害；采用固化处理，相当多的固化体是豆腐渣，随着雨水侵蚀及温差作用，固化体瓦解，污染物泄出，长久不得安宁。

目前，对于上述垃圾、固废物的处理方式，或多或少对环境有负面影响，并且垃圾、固废物中的有用价值也没有合理利用起来，造成了资源的浪费。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种固废污染物处理系统，以解决现有垃圾、固废物处理方式无法做到无害化处理的问题。

本发明的技术方案如下：

一种固废污染物处理系统，包括：解析炉体，分别与解析炉体的炉体入口和炉体出口连接的进料螺旋挤压机和出料螺旋挤压机，与解析炉体的集气口连接的集气管线，安装于集气管线上的冷凝器以及与集气管线连接的油水气分离器；解析炉体包括物料输送机和电热管组，物料输送机的运动始端和运动末端分别与炉体入口和炉体出口相对，电热管组安装于物料输送机上。

本发明以电热管组为热源，使固废污染物在电热管组加热的作用下，脱水，通过受热解析产生水蒸气、气态单质及碳氢化合物，解析后的残渣碳化，从而实现污染物无害化处理及资源化利用。

本发明通过进料螺旋输送机和出料螺旋输送机将固废物物料输入和输出解析炉体，在输送的同时通过螺旋片挤压物料，一方面压缩物料体积，另一方面将物料中的空气排出。

在电热管组的作用，物料的解析过程大致如下：加热温度≦150℃时，物料主要进行脱水；当温度升高至150-450℃范围内时，固废物中的化合物分解，聚合物中的大分子发生键断裂，有机物热解，物料缩合成胶体并逐渐固化和碳化；当加热温度≧475℃时，残渣脱氢、焦化。同时，在蒸馏、解析阶段，物料还会分离出水蒸气、碳氢化合物、co及单质h2、n2；若物料中的高分子链上含有-cl基团，则解析产物含有hcl，这部分物质作为气体回收，从炉体的集气口集气收集，然后在由油水气分离器进行分离。其中，h2、co、n2、c1—c4是气体，作为清洁能源回收利用；c5以上的油脂状碳氢化物，为混合油品，可精制为燃料油加以利用。

物料在解析炉体内缺氧的条件下进行解析，不会产生焚烧黑烟，可以把大部分炭固化下来成为焦炭，具有十分显著的固碳减排效果；并且不产生氮氧化物、硫氧化物、二噁英等有毒有害物，没有二次污染，从而实现无害化处理。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述物料输送机包括进料输送机和出料输送机，进料输送机的运动始端与炉体入口相对，进料输送机的运动末端与出料输送机的运动始端相对，出料输送机的运动末端与炉体出口相对，并且进料输送机和出料输送机重叠布置，使得进料输送机和出料输送机彼此逆向运行。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述电热管组设置于进料输送机的链板下方并且电热管组的安装位置靠近进料输送机的运动末端。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述解析炉体还包括安装于解析炉体内的托架，托架上设有物料输送机。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述解析炉体还包括装配在托架上的物料刮刀机构，物料刮刀机构包括多个分布在物料输送机的链板上的刮刀。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述解析炉体还包括热电偶，热电偶设置于解析炉体的炉壁上，热电偶与外接的温度控制系统电连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述出料螺旋挤压机包括安装在其挤压出口的成型构件，成型构件呈t字形，成型构件具有用于成型的环形通道，环形通道与出料螺旋挤压机的挤压通道连通。

本发明在出料螺旋挤压机的挤压出口处设置成型构件，将解析后得到的残渣焦炭在螺旋片和成型构件的作用下被挤压成型，统一回收处理。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述出料螺旋挤压机还包括散热水套，散热水套包覆在出料螺旋挤压机的动力传动轴的外侧。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述油水气分离器包括装有水的水密封室，集气管线的集气出口淹没在水密封室的水中。

本发明在与集气管线连接的油水气分离器内设置水密封室，将集气管线的出气口采用水密封，出气口埋入水液一定深度，一是保证炉内气氛压力高于大气压，防止空气进入；二是保证解析炉内有一定气体，便于热传导；三是防爆，炉内超压，即喷开水障泄压。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述电热管组是红外线电热管组。

红外线电热管组能够辐射加热与传导加热同时进行，使得物料内、外同时受热，加快物料的解析速度。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过解析炉体将固废物在无氧条件下蒸发、解析，不会像焚烧发生的有氧反应那样产生黑烟，不产生氮氧化物、硫氧化物、二噁英等有毒有害物，避免了处理过程中的二次污染，实现无害化处理，并且可以把大部分炭固化下来成为焦炭，固碳减排效果十分显著

(2)本发明通过进料螺旋挤压机、出料螺旋挤压机、集气管线和油水气分离器，将整个处理体系与外界隔绝，避免了空气的进入，排出了h2、co、n2、c1—c4等可燃气体在氧气作用下燃烧爆炸的情况，安全性高。

(3)本发明利用油水气分离器中的水液收集、洗涤、收集解析产物，水液处理后循环使用，残渣返回解析装置，没有废液、废物排出，绿色环保。

(4)本发明能够处理多种固废物，应用范围广、适应性强，并且处理过程中对环境没有二次污染，为无害化处理。

附图说明

图1为本发明实施例第一侧的局部结构示意图；

图2为本发明实施例第二侧的局部结构示意图；

图3为本发明实施例第三侧的局部结构示意图；

图4为本发明实施例第四侧的局部结构示意图。

图中：1-进料螺旋挤压机；2-解析炉体；3-集气口；4-热电偶；5-电热管组；6-刮刀；7-托架；8-进料输送机；9-出料输送机；10-传动链条；11-变频调速机构；12-散热水套；13-出料螺旋挤压机；14-成型机构；15-集气管线；16-冷凝器；17-油水气分离器；18-物料装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参见图1，固废污染物处理系统包括：解析炉体2、进料螺旋挤压机1、出料螺旋挤压机13、集气管线15、冷凝器16和油水气分离器17。解析炉体2的炉体入口和炉体出口分别与进料螺旋挤压机1和出料螺旋挤压机13连接。集气管线15与解析炉体2的集气口3连接。请参见图2，冷凝器16安装于集气管线15上，用于冷凝进入集气管线15内的气体。油水气分离器17与集气管线15连接，用于分离经过蒸发解析过程后的产物中油、气、水。

请参见图1，解析炉体2包括物料输送机和电热管组5。物料输送机的运动始端和运动末端分别与炉体入口和炉体出口相对。物料输送机包括传动轮以及与传动轮连接的链板，用于物料在解析电炉中的传送。本发明实施例所指的物料输送机可以是单个传送装置，也有个是由两个或两个以上结构相同的传送装置构成的组合装置。如图1所示，物料输送机包括两个传送装置。电热管组5安装于物料输送机上。根据发明的一个优选实施方式，电热管组5是红外线电热管组。

在图1所示出的实施例中，物料输送机包括进料输送机8和出料输送机9。进料输送机8的运动始端与炉体入口相对，进料输送机8的运动末端与出料输送机9的运动始端相对，出料输送机9的运动末端与炉体出口相对，并且进料输送机8和出料输送机9重叠布置，使得进料输送机8构和出料输送机9构彼此逆向运行。两个重叠布置的传送装置，即进料输送机8和出料输送机9，分别用于从炉体入口将物料往解析炉体2内部输入，以及将物料往炉体出口输出。整个物料输送过程具体如下：

物料经进料螺旋挤压机1推进解析炉体2，落入进料输送机8，并随进料输送机8的链板缓慢运移送至解析炉体2的尾端；物料翻转落入出料输送机9，并随出料输送机9的链板反向运移至解析炉体2的前端；残渣落入出料螺旋挤压机13，炽热物料经成型机构14挤压成型后输出。

电热管组5设置于进料输送机8的链板下方并且电热管组5的安装位置靠近进料输送机8的运动末端。

在图1所示出的实施例中，进料输送机8和出料输送机9的设置方式的运动方向相反，并且只在进料输送机8的链板下方并且靠近装置尾端(或者进料输送机8的运动末端)设置电热管组5，这样做的好处在于，一方面可以节约电热管组5的使用数量，降低成本，另一方面，由于进料输送机8和出料输送机9彼此逆向运动，刚进入进料输送机8的物料可以利用出料输送机9上物料的余热进行预热，提高热量利用率，在保证解析完全的前提下，尽可能地减少电热管组5的电热管数量。

请参见图1，解析炉体2还包括安装于解析炉体2内的托架7，托架7上设有物料输送机。在本实施例中，进料输送机8和出料输送机9间隔设置在托架7上，在图1中所呈现的视角下，进料输送机8位于上方，出料输送机9位于下方。

请参见图3，解析炉体2还包括装配在托架7上的物料刮刀6机构，物料刮刀6机构包括多个分布在物料输送机的链板上的刮刀6。刮刀6用于刮去沉积在链板上的物料，防止物料结焦。

请参见图1，解析炉体2还包括热电偶4，热电偶4设置于解析炉体2的炉壁上，热电偶4与外接的温度控制系统(图未示)电连接。通过热电偶4和温控控制系统实现对解析炉体2内温度的实时监控，便于调节解析炉体2的工作温度。

请参见图1，进料螺旋挤压机1的挤压入口与装有待处理的固废物的物料装置18连接，进料螺旋挤压机1的挤压出口与解析炉体2的炉体入口连接。经过进料螺旋挤压机1挤压后的物料进入解析炉体2内进行解析。

请参见图1，出料螺旋挤压机13的挤压入口与解析炉体2的炉体出口连接，出料螺旋挤压机13的挤压出口安装有成型构件，用于将解析完成后的残渣焦炭进行成型。成型构件呈t字形，成型构件具有用于成型的环形通道，环形通道与出料螺旋挤压机13的挤压通道连通。出料螺旋挤压机13还包括散热水套12，散热水套12包覆在出料螺旋挤压机13的动力传动轴的外侧。由于进入出料螺旋挤压机13的残渣温度较高，加之电机转动自身产生的热量，使得动力传动轴的温度较高，因此本发明通过在动力传动轴外侧设置散热水套12，以降低动力传动轴的温度，避免因温度过高而导致变形，影响使用寿命。

本发明的进料螺旋挤压机1和出料螺旋挤压机13可以理解为是电机驱动螺旋轴从而将物料往前推送挤压的输送机构。

请再次参见图2，油水气分离器17包括装有水的水密封室，集气管线15的集气出口淹没在水密封室的水中。

根据一个优选的实施方式，本发明的固废污染物处理系统还包括变频调速机构11，该变频调速机构11与物料输送机连接，以控制物料输送机构的运输速度，以满足不同固废物量的处理需求。例如，当待处理的固废物量较大时，通过变频调速机构11将物料输送机的运输速度调慢，反之，调快，或者根据固废物的种类进行适当调节，以确保物料完全解析和碳化。如图4所示，变频调速机构11包括变频电机(图未示)和减速机(图未示)，变频电机和减速机均安装于托架7上，变频电机的输出轴与减速机的输入端连接，减速机的输出端通过传动链条10与物料输送机的皮带轮转轴连接。

本发明的固废污染物处理系统可以应用在以下领域：

1、城乡生活垃圾的无害化处理：对分类处理后的垃圾进行破碎、挤压，再通过本发明的固废污染物处理系统进行电热解析，生成煤气、混合油脂及焦炭，实现资源化利用。

2、各类废水污泥的无害化处理：各类废水污泥经压滤后，再通过本发明的固废污染物处理系统进行电热解析处理，污染物解析后碳化，永远失去活性，可以制作免烧砖。

3、石油废弃泥浆及钻屑等的无害化处理：各类污染物在本发明的固废污染物处理系统内被解析后碳化，成为多空隙、多渗流通道的碳化物，是优良的透水填料。

4、对秸秆、蘑菇培养基废料、城市园林废弃物等生物质进行碳化处理，生产煤气和生物质炭；生物质炭用以制造“c-em土壤改良有机肥”或用作民用取暖燃料。

5、用于石油、化学污染土壤的治理，通过电热解析去除土壤中的污染组分；再加入c-em土壤改良有机肥，逐步修复土壤功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。