一种绿色高效便捷移动式生活垃圾气化处理系统的制作方法

本发明属于生活垃圾处理技术领域，特别是一种移动式生活垃圾气化处理系统。

背景技术

随着经济的发展和人民生活水平的提高，生活垃圾迅速增加，生活垃圾占用土地，污染环境，影响人民健康越发明显。生活垃圾产量的骤增，成分越来越复杂，使垃圾处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》指出，生活垃圾处理能力相对不足，一些城市面临“垃圾围城”的困境，要充分认识加强城市生活垃圾处理的重要性和紧迫性，全面落实各项政策措施，推进城市生活垃圾处理工作。

要实现生活垃圾的资源化、减量化和无害化，就必须面对含水量高(参见表1典型生活垃圾含水量)、低位热值低(参见表2典型生活垃圾低位热值)的处理困境，集中处理则会不可避免的产生诸如运输过程的二次污染问题。

表1典型生活垃圾含水量(夏季)

表2典型生活垃圾低位热值(夏季)kj/kg

因此开发一种绿色、高效、便捷移动式生活垃圾处理系统是十分必要的。

技术实现要素：

本发明针对上述生活垃圾处理的迫切需要和避免二次污染的技术需求，提出一种绿色高效便捷移动式餐厨垃圾发酵处理系统。

本发明提供的技术方案是：

一种绿色高效便捷移动式生活垃圾气化处理系统，包括：

1)进料系统

进料系统主要由：污废吸入装置，投放装置，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①污废吸入装置，污废吸入装置为固液传动设备，传输最大粒径≤50mm；

②投放装置，通过投放装置将污废吸入装置放到污废收集池底部，污废吸入装置将生活垃圾输送到移动污废处理器中，完成进料过程；

2)预处理系统

预处理系统主要由：固液分离装置，油水分离装置，污废油脂暂存仓，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①固液分离装置，固液分离装置将由污废吸入装置输送来的生活垃圾，分离出固状物和油水混合物，固状物经封闭式短距传送带进气化装置作为原料之一气化处理；油水混合物通过油水分离管线进入油水分离装置；为匹配固状物产生和气化速率的不均衡，另一股固状物物料经污废管线进入污废油脂暂存仓；

②油水分离装置，油水分离装置将油水混合物分离成油脂和中水：中水除少部分用于本设备冲洗外可用于小区的绿化浇灌；油脂作为另一种气化原料进入气化装置气化处理；为匹配油脂产生和气化速率的不均衡，另一股油脂物料进入污废油脂暂存仓；

③污废油脂暂存仓，其作用是缓存固状物、油脂，固状物和油脂主要在进料阶段产生，而气化工艺为相对稳定持续的过程，污废油脂暂存仓使二者得以匹配；

3)气化净化系统

气化净化系统主要由：气化装置，净化装置，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①气化装置，气化装置的核心装置为气化炉，将垃圾中的油脂和固状物转变成粗合成气，粗合成气进入净化装置；少量不能气化的无机物转变成无害的建筑材料；气化剂选用空气，将设备和化粪池附近空气吸入参与气化反应，消除异味逸散，除臭除污染的同时为系统供能；

②净化装置，除去粗合成气中的h2s、cos、so2、hg、as污染物，并回收部分显热，净化后的精合成气进换热装置；

4)换热发电系统

换热发电系统主要由：换热装置，燃气发电机组，备用尾气净化装置，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①换热装置，充分利用燃气发电机组高温尾气预热精合成气，赋热后的精合成气进入燃气发电机组；回收热量后的尾气直接通过排放口排放，非正常工况不能满足排放要求时，供热后的烟气经烟气管道进入备用尾气净化装置；

②燃气发电机组，燃气机燃烧合成气驱动发电机发电，为蓄电配电装置109中的池组充电，烟气进换热装置回收热量；

③备用尾气净化装置，回收热量后的尾气非正常工况不能满足排放要求时，供热后的烟气经烟气管道进入备用尾气净化装置净化后，尾气达标排放；

5)动力系统

动力系统主要由：蓄电配电装置，垃圾处理车电动发动机，及配套的管线电气设备组成，其中：

蓄电配电装置，蓄电配电装置主要由配电装置和蓄电装置组成，蓄电配电装置的主要作用为储存发电机发电，为垃圾处理车电动发动机供电；为污废吸入装置，投放装置，固液分离装置，油水分离装置，气化装置提供备用电力。

本发明有益效果：

1、首次提出车载气化处理生活垃圾的解决方案。

如厨余/餐厨/生活垃圾的家用粉碎设备已经较为成熟，并以商品化，但若无相应的后续处理，则仅是将各用户的固废汇入市政污水系统；本发明可以处理各区域或各楼宇的排水管污废收集池汇聚的固废，作用：

①可避免增加市政污水管网运输负担；

②可避免市政管网阻塞风险；

③可避免污废自发发酵引发爆炸、有毒有害气体逸散。

2、由源头杜绝了泔水猪、地沟油的出现：

①根除了由病原体寄生泔水猪体内繁衍而引发的多种人畜共患病的发生。

②根除了因食用地沟油易引发的腹痛、腹泻、消化不良和诱发的胃癌、肠癌。

3、垃圾资源化：变废为宝，将垃圾转化为电力，减少了传统火电的能源消耗和环境污染。

①副产中水就地回用，可用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗，与传统相比节省用水一半以上；

②副产建筑保温材料。

4、本质环保型移动处理设备：

①所有设备(包括车辆发动机在内)无需消耗外界能量；

②所有设备均有自发电驱动，对外无污染；

③将化粪池及周边和系统本身处理垃圾过程产生的污染性臭气，引入气化炉作为助燃空气，消除有害物质对外排放；

④充分利用微燃机发电后的高温烟气，预热合成气。

5、免除居民出户投递垃圾：

①节约了时间和精力；

②减少了垃圾袋用量，降低“白色污染”；

③减少室内垃圾存放，无臭气产生，减少了病毒细菌、苍蝇蚊虫、老鼠蟑螂的滋生；

④有利于改善楼梯间等环境卫生和空气质量。

6、垃圾减量化：

①减少(取消)小区垃圾站，减少公摊面积，美化环境；

②垃圾产量锐减，减少公共垃圾箱，显著减小物业工作量和费用，改善环卫作业环境；

③减少垃圾收运过程的二次污染；减少垃圾收运处理的难度和成本。

7、优化了市政状况：

①减少垃圾车的数量，减轻市政运维支出、缓解了交通压力；

②减少了垃圾车的能源消耗和尾气、噪声污染；

③减少了垃圾车过程的抛撒泄露二次污染；

减少垃圾集中处理的费用、占地、有毒有害气体排放和水体污染。

附图说明

图1是本发明处理流程图。

图2是本发明系统原理图。

其中：

图1编号说明：

客户餐厨垃圾201，小区污废收集池202(包初步粉碎后的污废，包括餐厨垃圾、厨余垃圾、绿化垃圾、建筑垃圾可燃部分、粪便等的收集池)，污废预处理装置203，气化装置105，净化装置106，换热装置107，燃气发电机组108，蓄电配电装置109，垃圾处理车电动发动机110；

粉碎后进排水管401，污废吸入装置推送污废503，固状物、油脂508，粗合成气515，精合成气517，赋热后的精合成气518，电力接入配电柜519，回收烟气余热520，电力供应525，中水302，尾气达标排放304，吸入空气305，为外界供电306，吸入各处污染性臭气307。

图2编号说明：

污废吸入装置101，投放装置102，固液分离装置103，油水分离装置104，气化装置105，净化装置106，换热装置107，燃气发电机组108，蓄电配电装置109，垃圾处理车电动发动机110，备用尾气净化装置111，污废油脂暂存仓112；

生活垃圾301(初步粉碎后的污废，包括餐厨垃圾、厨余垃圾、绿化垃圾、建筑垃圾可燃部分、粪便等)，生产中水302，建筑保温材料(原料)303，尾气达标排放304，吸入空气305，为外界供电306，吸入各处污染性臭气307；

污废吸入装置吸入污废501，投放装置投放/收回污废吸入装置502，污废吸入装置推送污废503，固状物作为气化原料进入气化装置504，油水分离管线505，油水分离装置生产中水506，油脂507，固状物进入气化装置508，吸入空气510，空气作为气化剂进入燃气发电机组511，空气进入气化装置512，吸入各处臭气513，臭气随空气进入气化装置514，粗合成气515，气化装置副产建筑保温材料(原料)516，净化后的精合成气517，赋热后的精合成气518，电力进入蓄电配电装置519，燃气发电机组高温尾气520，供热后的烟气流出换热装置521(正常工况可直接达标排放)，烟气管道522，净化后的烟气达标排放523，蓄电配电装置供电524，为垃圾处理车电动发动机提供电力525，为垃圾处理系统各处提供电力526，为105提供电力527，为污废预处理装置供应电力528，为油水分离装置供应电力529，为103供应电力530，为污废进料装置供应电力531，为102供电532，为101供电533，109中蓄电装置(蓄电池组)为外界供电534，污废管线535，污废油脂作为气化原料进入气化装置536。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

如图1，本发明通过成熟的垃圾粉碎机将小区各住户餐厨垃圾201随生活污水进入小区污废收集池202，然后利用自带的预处理装置实现生活垃圾的预处理203(包含固液分离、油水分离)，将固状物和油脂508通过气化装置105转变成粗合成气，净化后通过燃气发电机组108给蓄电配电装置109充电，蓄电配电装置109为本设备提供动力，同时还能向外供电306。

由整体来看本发明将包含餐厨垃圾在内的生活垃圾在不耗外界其他能量的情况下转变成了电力能源和中水302、建筑材料资源303，处理了化粪池污染性臭气307。

如图2所示，本发明主要包括以下几部分：

1、进料系统

进料系统主要由：污废吸入装置101，投放装置102，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①污废吸入装置101。污废吸入装置101的核心设备为诸如潜污泵或具有相似功能的固液传动设备，传输最大粒径≤50mm(一般家用垃圾粉碎机处理后的粒径≤3mm)；

②投放装置102。通过投放装置102将污废吸入装置101放到污废收集池(化粪池)底部，污废吸入装置101将生活垃圾301(初步粉碎后的污废，包括餐厨垃圾、厨余垃圾、绿化垃圾、建筑垃圾可燃部分、粪便等)输送到本发明移动污废处理器中，完成进料过程；

2、预处理系统

预处理系统主要由：固液分离装置103，油水分离装置104，污废油脂暂存仓112，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①固液分离装置103。固液分离装置103将由污废吸入装置101输送来的生活垃圾301，分离出固状物和油水混合物，固状物经封闭式短距传送带进气化装置105作为原料之一气化处理；油水混合物通过油水分离管线505进入油水分离装置104；为匹配固状物产生和气化速率的不均衡，另一股固状物物料经污废管线535进入污废油脂暂存仓112；

②油水分离装置104。油水分离装置104将油水混合物分离成油脂507和中水302：中水302除少部分用于本设备冲洗外可用于小区的绿化浇灌等；油脂作为另一种气化原料进入气化装置105气化处理；为匹配油脂产生和气化速率的不均衡，另一股油脂物料进入污废油脂暂存仓112；

③污废油脂暂存仓112。其作用主要是缓存固状物、油脂，固状物和油脂主要在进料阶段产生，而气化工艺为相对稳定持续的过程，污废油脂暂存仓112可使二者得以匹配；

3、气化净化系统

气化净化系统主要由：气化装置105，净化装置106，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①气化装置105。气化装置105的核心装置为气化炉。采用高温等离子气化技术，设备操作简单，方便启停，易于小型化，不产生呋喃、二噁英等有机污染物；将垃圾中的油脂和固状物转变成粗合成气515(有效组分为co、h2)，合成气进入净化装置106；少量不能气化的无机物转变成无害的建筑材料，也可制备保温材料(建筑保温材料/原料303)；气化剂选用空气305，将设备和化粪池附近空气(各处污染性臭气307)吸入参与气化反应，消除异味逸散，除臭除污染的同时为系统供能；

②净化装置106。除去粗合成气515中的h2s、cos、so2、hg、as等污染物，并回收部分显热，净化后的精合成气517进换热装置107；

4、换热发电系统

换热发电系统主要由：换热装置107，燃气发电机组108，备用尾气净化装置111，及配套的阀门管道电气设备组成，其中：

①换热装置107。充分利用燃气发电机组高温尾气520预热精合成气517，赋热后的精合成气518进入燃气发电机组108；回收热量后的尾气可以直接通过排放口521排放(尾气达标排放304)，非正常工况不能满足排放要求时，供热后的烟气经烟气管道522进入备用净化装置111；

②燃气发电机组108。采用微型燃气发电机组(主要为燃气内燃机发电机组，或小型燃气轮机发电机组)。燃气机燃烧合成气驱动发电机发电，为蓄电配电装置109中的电池组充电(同时可以直接经蓄电配电装置109中的配电装置提供污废吸入装置101，投放装置102，固液分离装置103，油水分离装置104，气化装置105等设备的电负荷)，烟气进换热装置107回收热量；

③备用尾气净化装置111。回收热量后的尾气非正常工况(如气化炉故障或气化炉开机过程)不能满足排放要求时，供热后的烟气经烟气管道522进入备用净化装置111净化后，尾气达标排放304；

5、动力系统

动力系统主要由：蓄电配电装置109，垃圾处理车电动发动机110，及配套的管线电气设备组成，其中：

蓄电配电装置109。蓄电配电装置109主要由配电装置和蓄电装置组成，蓄电配电装置109的主要作用的为储存发电机发电，为垃圾处理车电动发动机110供电525；为污废吸入装置101，投放装置102，固液分离装置103，油水分离装置104，气化装置105等设备提供备用电力(分别对应533、532、530、529、527)；同时向外界供电534。