垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法
【專利摘要】一種垃圾處理裝置，包括垃圾加熱裝置和氣體凈化裝置，垃圾加熱裝置包括一第一加熱腔和一第二加熱腔，氣體凈化裝置、第一加熱腔和第二加熱腔相互貫通并形成一密閉的腔體空間，垃圾在第一加熱腔內(nèi)急速加熱產(chǎn)生酸性氣體，酸性氣體通過氣體凈化裝置進行除酸，第二加熱腔對經(jīng)第一加熱腔加熱裂解后的產(chǎn)物進行高溫持續(xù)加熱。本發(fā)明的垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法采用分層式處理結(jié)構(gòu)，并在每層垃圾處理之后分別對有利用價值的的產(chǎn)品進行回收，對有害的產(chǎn)品進行排除，因此，其一方面提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和整臺設(shè)備的使用壽命。另一方面，本發(fā)明的設(shè)備處理成本也很低，提高其經(jīng)濟實用價值。
【專利說明】垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及垃圾處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可以將垃圾中的可再利用能源進行提取分離的垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前所采用的生活垃圾處理技術(shù)是將垃圾放入焚化爐燃燒處理，而國內(nèi)的生活垃圾量大、低熱值、成分復(fù)雜，處理起來非常不便。首先，大量的生活垃圾體積大，搬運不便，在運輸過程中需要耗費大量的人力物力；其次，垃圾在露天存放的情況下，易發(fā)生分解變化，對周圍環(huán)境有污染；再次，垃圾熱值低，不便燃燒，而且燃燒不充分，以至于垃圾處理不徹底，另外，產(chǎn)生灰渣量大，燃料耗費大，浪費資源。
[0003]現(xiàn)有的垃圾處理裝置都會考慮到垃圾的回收再利用，這樣一方面可以改變?nèi)藗兊睦幚硪庾R，如此以來就可以加快生活垃圾的處理速度；另一方面，還可以極大地避免資源的浪費，節(jié)約垃圾處理成本。如果要想將垃圾變廢為寶，最至關(guān)重要的就是要提高垃圾處理產(chǎn)物的經(jīng)濟實用性。生活垃圾處理原理及處理設(shè)備在國內(nèi)早有研究，但是遲遲得不到實際應(yīng)用，原因是因為垃圾的成分多樣，所含成分的物理活學(xué)特性各異，所以如果處理設(shè)備不能很好的將各種處理階段產(chǎn)生的能源加以分類回收，雖然這些設(shè)備有一定的實用性，但是最終的處理成本將會很高，很難將其進行大范圍的推廣使用。此外，如果不對垃圾處理過程所產(chǎn)生的各類有利產(chǎn)品和有害產(chǎn)品進行回收再處理和排除的話，雖然可以得到有利用價值的最終產(chǎn)品，但其使用價值也很低。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為克服現(xiàn)有垃圾處理方法的垃圾處理成本高，回收產(chǎn)品使用價值低的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種垃圾處理成本更加經(jīng)濟，所得最終產(chǎn)品使用價值更高的垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法 。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種垃圾處理裝置，包括垃圾加熱裝置和氣體凈化裝置，垃圾加熱裝置包括一第一加熱腔和一第二加熱腔，氣體凈化裝置、第一加熱腔和第二加熱腔相互貫通并形成一密閉的腔體空間，垃圾在第一加熱腔內(nèi)急速加熱產(chǎn)生酸性氣體，酸性氣體通過氣體凈化裝置進行除酸，第二加熱腔對經(jīng)第一加熱腔加熱裂解后的產(chǎn)物進行高溫持續(xù)加熱。
[0006]優(yōu)選地，該第一加熱腔內(nèi)包括一進料口和一變螺旋送料機，變螺旋送料機上設(shè)有多個旋轉(zhuǎn)葉輪，垃圾進入到第一加熱腔內(nèi)后，通過變螺旋送料機進行往前推進送料，變螺旋送料機上的兩相鄰旋轉(zhuǎn)葉輪間距變化與第一加熱腔內(nèi)垃圾受熱后的體積變化成正比。
[0007]優(yōu)選地，垃圾在第一層加熱腔的加熱時間為10秒-5分鐘，加熱溫度為90-500°C，垃圾在第二層加熱腔的垃圾加熱時間為3-120分鐘，加熱溫度為180-800°C。
[0008]優(yōu)選地，該垃圾處理裝置進一步包括一炭活化裝置，該炭活化裝置與該垃圾加熱裝置相互獨立并保持相互貫通形成一密閉的腔體空間，在該炭活化裝置與該垃圾加熱裝置之間設(shè)有一節(jié)流器。
[0009]優(yōu)選地，該炭活化裝置包括炭活化腔、蒸汽輸送管和炭回收裝置，炭活化腔以及炭回收裝置相互貫通并形成一密閉的腔體空間，蒸汽輸送管的一端位于炭活化腔內(nèi)，為炭活化的進行提供水蒸汽，另一端位于炭回收裝置內(nèi)，將炭回收裝置內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽通過蒸汽輸送管輸送至炭活化腔內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，該炭活化裝置內(nèi)炭的活化溫度為500-1050°C，活化時間為1-200分鐘。
[0011]優(yōu)選地，該氣體凈化裝置包括除酸設(shè)備和油氣分離設(shè)備，垃圾在第一加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過除酸設(shè)備去除酸性氣體后與第二加熱腔產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物以及炭活化裝置內(nèi)產(chǎn)生的氣體一起進入到油氣分離設(shè)備分離出油和可燃氣。
[0012]優(yōu)選地，該炭活化腔的體積均大于第一加熱腔和一第二加熱腔的體積。
[0013]本發(fā)明進一步提供一種垃圾處理提取新能源的方法，其包括以下步驟:SI，送入垃圾到第一加熱腔；S2，垃圾在第一加熱腔內(nèi)急速加熱裂解，產(chǎn)生酸性氣體、氣態(tài)油氣混合物和初級炭化產(chǎn)物；S3，初級炭化產(chǎn)物進入到第二加熱腔進行持續(xù)高溫加熱裂解，產(chǎn)生終極炭化產(chǎn)物固態(tài)炭和氣態(tài)油氣混合物；S4，除去第一加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的酸性氣體，產(chǎn)生潔凈的氣態(tài)油氣混合物 '及S5，回收經(jīng)過除酸的氣態(tài)油氣混合物和第二加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物。
[0014]優(yōu)選地，其進一步包括以下步驟:S6，活化第二加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的固態(tài)炭，生成活性炭；及S7,回收活性炭。
[0015]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的垃圾處理裝置及垃圾處理提取新能源的方法采用分層式處理結(jié)構(gòu)，并在每層垃圾處理之后分別對有利用價值的的產(chǎn)品進行回收，對有害的產(chǎn)品進行排除，因此，其一方面`提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面通過對有害產(chǎn)品去除，防止設(shè)備被一些有害氣體腐蝕而降低整臺設(shè)備的使用壽命。另外，本發(fā)明對在垃圾處理過程中所產(chǎn)生的摻雜有可利用資源的產(chǎn)品都做了進一步的提取和再利用，使垃圾在處理過程中所產(chǎn)生的所有可利用產(chǎn)品徹底被提取分離，最大化的實現(xiàn)設(shè)備的產(chǎn)品回收利用率。本發(fā)明還將處理過程中所剩余的資源也作了進一步的回收再利用。最終使設(shè)備的產(chǎn)出率達到最高，而資源消耗率達到最低，從根本上降低設(shè)備的處理成本，提高其經(jīng)濟實用價值。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016]圖1是本發(fā)明垃圾處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該垃圾處理裝置包括垃圾加熱裝置和炭活化裝置。
[0017]圖2是本發(fā)明垃圾處理裝置的垃圾加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明垃圾處理裝置的炭活化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明垃圾處理裝置的工作流程示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明第二實施方式垃圾處理提取新能源的方法流程圖。
【【具體實施方式】】
[0021]為了使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0022]請參閱圖1，本發(fā)明生活垃圾處理裝置10包括垃圾加熱裝置11和炭活化裝置13，垃圾首先通過垃圾加熱裝置11將垃圾進行加熱裂解，然后將產(chǎn)生的固態(tài)炭傳送至炭活化裝置13內(nèi)進行活化，垃圾加熱裝置11和炭活化裝置13相互貫通形成一密閉的腔體，在垃圾加熱裝置11和炭活化裝置13之間設(shè)置有一第二節(jié)流器15，防止垃圾加熱裝置11內(nèi)產(chǎn)生的氣體串流至炭活化裝置13內(nèi)。
[0023]請參閱圖2，垃圾加熱裝置包括進料111，鎖風(fēng)進料機112，上層加熱腔113，第一節(jié)流器114，下層加熱腔115，除酸設(shè)備116和油氣分離設(shè)備117。進料口 111，鎖風(fēng)進料機112和上層加熱腔113相互貫通，細化后的垃圾經(jīng)進料口 111和鎖風(fēng)進料機112進入到上層加熱腔113內(nèi)。上層加熱腔113的尾部連接有一除酸設(shè)備116，該除酸設(shè)備116與該上層加熱腔113相貫通使上層加熱腔113產(chǎn)生的氣體可以直接進入至除酸設(shè)備116內(nèi)。上層加熱腔113與下層加熱腔115相互貫通，在上層加熱腔113和下層加熱腔115之間設(shè)有第一節(jié)流器114，其主要是防止上層加熱腔113與下層加熱腔115之間發(fā)生氣體串流。在除酸設(shè)備116的后面還設(shè)有一引風(fēng)機1165，啟動該引風(fēng)機1165后，可以使上層加熱腔113至第一節(jié)流器114的空間內(nèi)為負壓狀態(tài)，保持負壓狀態(tài)有利于產(chǎn)生的氣體迅速排走，促進垃圾分解反應(yīng)向垃圾氣化方向發(fā)生；同時也使上層加熱腔113內(nèi)產(chǎn)生的氣體不會進入到下層加熱腔115內(nèi)而直接進入到除酸設(shè)備116內(nèi)并防止氣體在流動過程中發(fā)生泄漏。
[0024]下層加熱腔115的尾部連接有一油氣分離設(shè)備117，該油氣分離設(shè)備117與該下層加熱腔115相貫通使下層加熱腔115產(chǎn)生的氣體可以直接進入至油氣分離設(shè)備117內(nèi)。下層加熱腔115與炭活化裝置13保持相連，并在下層加熱腔115和炭活化裝置13之間設(shè)置了第二節(jié)流器15，其主要是防止下層加熱腔115與炭活化裝置13之間發(fā)生氣體串流。在油氣分離設(shè)備117和下層加熱腔115之間還設(shè)有一引風(fēng)機1177，啟動該引風(fēng)機1177后，可以使下層加熱腔115至第二節(jié)流器15的腔體空間內(nèi)為負壓狀態(tài)。保持負壓狀態(tài)有利于產(chǎn)生的氣體迅速排走，促進垃圾分解反應(yīng)向垃圾氣化方向發(fā)生；同時也使下層加熱腔115內(nèi)產(chǎn)生的氣體不會進入到炭活化裝置13內(nèi)而直接進入到油氣分離設(shè)備117內(nèi)并防止氣體在流動過程中發(fā)生泄漏。
[0025]上層加熱腔113的上部設(shè)有一進料111，進料口 111下部緊連一鎖風(fēng)進料機112，其近一步包括一上層加熱圈1135，上層加熱圈1135布置在上層加熱腔113的外部。鎖風(fēng)進料機112連接于進料111，以方便垃圾順利進入至上層加熱腔113內(nèi)。進料111開口朝上設(shè)置，上層加熱腔113水平放置，鎖風(fēng)進料機112與上層加熱腔113保持相互貫通，以保證當(dāng)垃圾從進料口 111進入后可以順利的通過鎖風(fēng)進料機112傳送至上層加熱腔113內(nèi)。
[0026]上層加熱腔113內(nèi)裝有一變螺旋送料機1131，變螺旋送料機1131收容于上層加熱腔113內(nèi)。變螺旋送料機1131包括電機1132，轉(zhuǎn)軸1134和旋轉(zhuǎn)葉輪1136。電機1132連接著轉(zhuǎn)軸1134，轉(zhuǎn)軸1134上間隔布置有多個旋轉(zhuǎn)葉輪1136，旋轉(zhuǎn)葉輪1136與上層加熱腔113的內(nèi)壁相貼合。每兩個相鄰旋轉(zhuǎn)葉輪1136的間距并不相等，其間距從進料111到變螺旋送料機1131末端逐漸減小。其間距減小的規(guī)律是根據(jù)垃圾受熱時的體積減少規(guī)律來定的。當(dāng)電機1132啟動后，帶動轉(zhuǎn)軸1134和轉(zhuǎn)軸1134上的旋轉(zhuǎn)葉輪1136 —起同向轉(zhuǎn)動。
[0027]由于處理的垃圾種類不同以及上層加熱腔113的直徑不同，變螺旋送料機1131首端靠近進料111的兩相鄰旋轉(zhuǎn)葉輪1136間距與遠離進料111的變螺旋送料機1131末端兩相鄰旋轉(zhuǎn)葉輪1136間距的比值將會在1:1到4:1范圍內(nèi)變化。[0028]上層加熱圈1135包覆在上層加熱腔113的外部表面，上層加熱圈1135的長度起始位置位于進料口 111處，終止位置位于變螺旋送料機1131的轉(zhuǎn)軸1134末端。上層加熱圈1135的加熱方式為電加熱，由于電加熱的發(fā)熱功率大，受熱面積也大，并且采用電加熱可以對加熱溫度進行實時控制，所以其加熱的速度非?？?，可以使上層加熱腔113內(nèi)的垃圾升溫速度達到10攝氏度/秒以上。根據(jù)加熱需要，需控制上層加熱腔113內(nèi)的溫度在90° -500°范圍內(nèi)，因為采用電加熱可以很快的達到這個溫度范圍，從而加快垃圾的分解速度，進而提高垃圾熱解的產(chǎn)油率。通過改變上層加熱腔113的長度及變螺旋送料機1131的送料速度等方式使腔體內(nèi)的垃圾平均受熱時間在10秒-5分鐘的范圍內(nèi)，保持這個加熱時間范圍是為了使腔體內(nèi)的垃圾分解更加徹底，將垃圾中所含鹵素完全分解出來，以酸性氣體的形式進入到除酸設(shè)備116內(nèi)，從而從源頭上遏制后續(xù)產(chǎn)品在燃燒過程產(chǎn)生二噁英。
[0029]除酸設(shè)備116包括第一旋風(fēng)除塵器1161，高溫除酸塔1163，在上層加熱腔113內(nèi)的垃圾因加熱產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物依次經(jīng)過第一旋風(fēng)除塵器1161，高溫除酸塔1163進行除塵和除酸處理。從上層加熱腔113內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)混合物經(jīng)過第一旋風(fēng)除塵器1161后可將氣態(tài)混合物里包含的粉塵或固體小顆粒進行清除，處理后的氣態(tài)混合物再經(jīng)過高溫除酸塔1163將氣態(tài)混合物內(nèi)的酸性氣體清除干凈，最后將處理后的潔凈氣態(tài)油氣混合物輸送至油氣分離設(shè)備117內(nèi)將油和可燃氣進行分離。
[0030]與上層加熱腔113相似的，下層加熱腔115腔體內(nèi)設(shè)有一螺旋送料機1151，在腔體外包覆有一下層加熱圈1155。螺旋送料機1151將從上層加熱腔113進入的未完全分解的垃圾從下層加熱腔115送入至炭活化裝置13內(nèi)，并在送料的同時用下層加熱圈1155對下層加熱腔115內(nèi)的垃圾進行加熱。該螺旋送料機1151上等間距的設(shè)置有多個旋轉(zhuǎn)葉輪1153，旋轉(zhuǎn)葉輪1153與下層加熱腔115的腔體內(nèi)壁相貼合。由于未完全分解的垃圾在下層加熱腔115內(nèi)受熱分解后的體積變化與上層加熱腔內(nèi)的垃圾相比要小很多，所以在下層加熱腔內(nèi)采用等螺距的螺旋送料機1151。
[0031]下層加熱圈1155包覆在下層加熱腔115的外部表面,下層加熱圈1155的長度起始位置位于螺旋送料機1151的起始端，終止位置位于螺旋送料機1151的末端。下層加熱圈1155的升溫速度相對上層加熱圈1135要慢一些，主要是為了使下層加熱腔115內(nèi)的垃圾在溫度達到一定階段的時候保持在一個恒定的溫度范圍內(nèi)對垃圾進行深度分解。根據(jù)加熱需要，需控制下層加熱腔115內(nèi)垃圾的加熱溫度在180° -800°范圍內(nèi)。通過改變下層加熱腔115的長度及螺旋送料機1151的送料速度等方式使腔體內(nèi)的垃圾平均受熱時間在3分鐘到120分鐘范圍內(nèi)。因為下層加熱腔115內(nèi)都是未完全分解的垃圾，這些垃圾需要更高的溫度和更長時間的加熱才可以使其進一步的分解，所以這些垃圾的加熱溫度以及加熱時間要比上層加熱腔113更高，更長。在現(xiàn)有技術(shù)之上，增加該下層加熱腔115對未完全分解的垃圾進行一定的保溫時間，以保證垃圾中的各種有機物完全分解，從而提高了回收資源的熱值和質(zhì)量。
[0032]油氣分離設(shè)備117包括第二旋風(fēng)除塵器1171和油氣冷卻分餾塔1173，下層加熱腔115內(nèi)的垃圾通過進一步加熱完全分解之后，會產(chǎn)生固態(tài)炭和氣態(tài)油氣混合物。固態(tài)炭經(jīng)過第二節(jié)流器15進入到炭活化裝置13內(nèi)進行活化處理，而氣態(tài)油氣混合物將首先通過第二旋風(fēng)除塵器1171將氣態(tài)混合物里包含的粉塵或固體小顆粒進行清除，然后將處理后的潔凈氣態(tài)油氣混合物輸送至油氣冷卻分餾塔1173將油和可燃氣進行分離。產(chǎn)生的可燃氣和油即可以作為新的可用能源加以利用，如可以將產(chǎn)生的可燃氣輸送至烘干機燃燒室1175對燃燒室內(nèi)的垃圾進行加熱烘干。
[0033]請參閱圖3，炭活化裝置13包括炭活化腔131，炭回收裝置133，蒸汽輸送管135和尾氣凈化裝置137。炭活化腔131，炭回收裝置133以及尾氣凈化裝置137相互貫通并形成一密閉的腔體空間。垃圾經(jīng)過下層加熱腔115深度加熱裂解后產(chǎn)生的固態(tài)炭通過炭活化腔131活化后進入炭回收裝置133內(nèi)進行回收再利用。固態(tài)炭在活化時產(chǎn)生的氣體通過尾氣凈化裝置137凈化后輸送至油氣冷卻分餾塔1173進行分離。
[0034]垃圾經(jīng)過垃圾加熱裝置11處理之后，會產(chǎn)生比表面積比較小的固態(tài)炭，固態(tài)炭經(jīng)過第二節(jié)流器15進入至炭活化腔131內(nèi)進行活化處理。在炭活化腔131內(nèi)活化后生成的活性炭會進入到炭回收裝置133內(nèi)進行冷卻，冷卻后的活性炭相比垃圾加熱裝置處理后生成的固態(tài)炭比表面積會變大，吸附性能也會增強。固態(tài)炭在炭活化腔131內(nèi)活化的過程中通過蒸汽輸送管135持續(xù)提供高壓水蒸汽，保證活化過程的順利進行。在炭活化的過程中，會產(chǎn)生一些尾氣，諸如一氧化碳、氫氣等，這些尾氣通過尾氣凈化裝置137凈化后可作為可燃氣體輸送至油氣冷卻分餾塔1173進行油、氣分離。
[0035]炭活化腔131為一圓柱腔體結(jié)構(gòu)，其容量要比上層加熱腔113和下層加熱腔115的容量都要大很多，因為垃圾在上層加熱腔113和下層加熱腔115的加熱過程中會產(chǎn)生氣態(tài)的油氣混合物，這些油氣混合物會進入至油氣冷卻分餾塔1173進行分離，而進入至炭活化腔131的只有加熱生成的固態(tài)炭，所以同一時間內(nèi)進入至垃圾加熱裝置11內(nèi)的垃圾的量要比進入至炭活化腔131內(nèi)固態(tài)炭的量大很多，為了保持炭活化的連續(xù)性并使固態(tài)炭可以獲得足夠長的活化時間以及提高整臺設(shè)備的處理效率，因此在結(jié)構(gòu)上炭活化腔131的體積要做的比上層加熱腔113和下 層加熱腔115的體積要大。
[0036]炭活化腔131的外壁包覆有加熱圈1315，控制加熱圈1315的加熱溫度對腔體內(nèi)炭的活化溫度進行調(diào)節(jié)，使活化溫度維持在500-1050?！鉉的范圍內(nèi)。在腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個螺旋送料葉片1311，該螺旋送料葉片1311等間距螺旋布置，當(dāng)炭活化腔131旋轉(zhuǎn)時，通過螺旋送料葉片1311的轉(zhuǎn)動帶動其內(nèi)部的固態(tài)炭朝炭回收裝置133的方向運動。通過改變炭活化腔131的長度及螺旋送料葉片1311的間距等方式來控制腔體內(nèi)部固態(tài)炭的受熱時間，使活化時間維持在1-200分鐘的范圍內(nèi)。在炭活化腔131的中心設(shè)有一個水蒸汽噴管1313，該水蒸汽噴管1313為一圓柱腔體，其內(nèi)部裝有水蒸汽，在活化過程進行的時候，水蒸汽噴管1313內(nèi)可以持續(xù)均勻地向炭活化腔131內(nèi)的固態(tài)炭噴射水蒸汽。
[0037]炭回收裝置133包括出炭冷卻機1331，旋轉(zhuǎn)出料盤1333和一彈簧1335。出炭冷卻機1331為一圓柱腔體結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)出料盤1333位于出炭冷卻機1331的腔體底部，且出炭冷卻機1331的內(nèi)徑與旋轉(zhuǎn)出料盤1333的直徑相等，使得在初始狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)出料盤1333可以嵌入到出炭冷卻機1331的腔體內(nèi)，對出炭冷卻機1331的底部進行密封。彈簧1335的一端固定在地面上，另一端固定在旋轉(zhuǎn)出料盤1333的底面中心處。當(dāng)出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較多時，由于重力作用，壓縮旋轉(zhuǎn)出料盤1333下面的彈簧1335，使旋轉(zhuǎn)出料盤1333與出炭冷卻機1331腔體底部之間的空隙加大，以加快出料速度。當(dāng)出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較少時，由于彈簧1335的回復(fù)力作用，旋轉(zhuǎn)出料盤1333往上運動，封住出炭冷卻機1331的底部出口，使出料速度減小甚至停止出料以密封出炭冷卻機1331，防止外界空氣與炭活化腔131內(nèi)氣體串通。[0038]出炭冷卻機1331的外部設(shè)有一夾層1332，在夾層1332的外壁有一注水1336，從該注水1336處往夾層1332內(nèi)注滿液態(tài)水，使從炭活化腔131內(nèi)進入的活性炭可以快速冷卻排出出炭冷卻機1331。在出炭冷卻機1331的內(nèi)部還有一螺旋管1334，螺旋管1334的一端連接在夾層1332的內(nèi)壁上，另一端連接至蒸汽輸送管135。由于螺旋管1334與夾層1332相連，因此夾層1332內(nèi)的水會進入到螺旋管1334內(nèi)，當(dāng)帶有余熱的活性炭到達出炭冷卻機1331的內(nèi)部之后，會與螺旋管1334相接觸，并將活性炭上的熱量傳遞至螺旋管1334內(nèi)的水中，此時，螺旋管1334內(nèi)的液態(tài)水會被加熱變成水蒸汽，同時活性炭由于將熱量傳遞給液態(tài)水而被降溫冷卻以排出出炭冷卻機1331。[0039]蒸汽輸送管135包括蒸汽輸送彎管1351，蒸汽輸送直管1355和蒸汽補給管1357三段，在蒸汽輸送彎管1351上還有一蒸汽調(diào)節(jié)閥1353。蒸汽輸送直管1355的一端與出炭冷卻機1331內(nèi)的螺旋管1334相連，另一端與蒸汽輸送彎管1351相連，其主要是將螺旋管1334內(nèi)生成的水蒸汽通過蒸汽輸送彎管1351輸送至水蒸汽噴管1313內(nèi)。蒸汽補給管1357的一端與外部蒸汽發(fā)生裝置(圖未示)相連，另一端與蒸汽輸送彎管1351相連，其主要是防止當(dāng)螺旋管1334內(nèi)生成的水蒸汽不能保證水蒸汽噴管1313連續(xù)噴射時，可以通過外部蒸汽發(fā)生裝置進行定量補給。蒸汽輸送彎管1351的一端與水蒸氣噴管1313相連，另一端同時與蒸汽輸送直管1355和蒸汽補給管1357相連，其主要是將螺旋管1334與外部蒸汽發(fā)生裝置內(nèi)的水蒸汽輸送至水蒸汽噴管1313內(nèi)，并通過蒸汽調(diào)節(jié)閥1353調(diào)節(jié)水蒸汽噴管1313的噴射水蒸汽質(zhì)量為炭活化腔131內(nèi)固態(tài)炭質(zhì)量的0.5-3倍。
[0040]在炭活化腔131的尾部連接有一尾氣凈化裝置137，該尾氣凈化裝置137的作用是對炭活化過程中產(chǎn)生的尾氣進行凈化排出。由于炭活化腔131內(nèi)為正壓狀態(tài)，所以炭活化過程中產(chǎn)生的尾氣很容易排出到尾氣凈化裝置137內(nèi)。其主要包括一第三旋風(fēng)除塵器1371。由于尾氣一般都為可燃氣體，如一氧化碳，氫氣等，所以經(jīng)過第三旋風(fēng)除塵器1371除塵后的可燃凈化氣體可以作為新的可用能源加以利用，因此，可以將處理后的可燃氣體輸送至油氣冷卻分餾塔1173進行油、氣分離后作為可燃能源加以利用。
[0041 ] 請參閱圖4，在使用的過程中，細化垃圾會經(jīng)過進料111進入到鎖風(fēng)進料機112內(nèi)，由于鎖風(fēng)進料機112與上層加熱腔113相貫通，垃圾會順著鎖風(fēng)進料機112進入到上層加熱腔113內(nèi)。變螺旋送料機1131將進入到上層加熱腔113內(nèi)的垃圾順著旋轉(zhuǎn)葉輪1134傳送至下層加熱腔115內(nèi)。在螺旋傳動送料的同時，上層加熱圈1135對上層加熱腔113內(nèi)的垃圾進行急速加熱。由于采用電加熱，使腔體內(nèi)的垃圾升溫速度很快，這樣一方面可以提高垃圾的產(chǎn)油率，另一方面在垃圾急速受熱分解的同時，會產(chǎn)生大量的HCL(氯化氫)等酸性氣體，并將這些酸性氣體傳輸?shù)匠嵩O(shè)備116中。因此，經(jīng)過上層加熱腔113的急速加熱之后，會產(chǎn)生氣態(tài)的油氣混合物和酸性氣體，這些氣態(tài)的油氣混合物和酸性氣體將一起進入到除酸設(shè)備116的第一旋風(fēng)除塵器1161內(nèi)進行除塵，然后再進入到高溫除酸塔1163內(nèi)將氣體的酸性氣體去除，最終產(chǎn)生潔凈的氣態(tài)油氣混合物。
[0042]經(jīng)過上層加熱腔113加熱分解后的未完全分解的垃圾將進入到下層加熱腔115，螺旋送料機1151將進入到下層加熱腔115內(nèi)的未完全分解垃圾順著旋轉(zhuǎn)葉輪1153將加熱分解產(chǎn)物傳送至炭活化裝置13內(nèi)。在螺旋傳動送料的同時，下層加熱圈1155對下層加熱腔115內(nèi)的垃圾進行進一步的高溫加熱。由于下層加熱腔115內(nèi)都是未分解的垃圾，所以需要通過高溫持續(xù)加熱才可以使這些垃圾完全分解。經(jīng)過長時間的高溫加熱后，下層加熱腔115內(nèi)的垃圾將完全分解掉，產(chǎn)生比表面積比較小的固態(tài)炭和氣態(tài)的油氣混合物。
[0043]固態(tài)炭經(jīng)過第二節(jié)流器15后進入至炭活化腔131內(nèi)進行活化，通過第二節(jié)流器15可以防止下層加熱腔115內(nèi)的氣體進入到炭活化腔131內(nèi)。固態(tài)炭進入至炭活化腔131內(nèi)后，伴隨著炭活化腔131的旋轉(zhuǎn)，通過其內(nèi)部的螺旋送料葉片1311會帶動固態(tài)炭向前運動。由于炭活化腔131的旋轉(zhuǎn)作用，固態(tài)炭在炭活化腔131腔體內(nèi)是一邊均勻翻動一邊前進的，因此借助螺旋送料葉片1311可以對固態(tài)炭進行均勻的活化，提高活化質(zhì)量。
[0044]炭活化腔131內(nèi)的炭在活化的過程中，需要通過水蒸汽噴管1313持續(xù)的噴射水蒸汽，該水蒸汽噴管1313內(nèi)的水蒸汽主要由蒸汽補給管1357和設(shè)備內(nèi)部的蒸汽輸送直管1355進行供給，在水蒸汽噴射的時候可以通過蒸汽調(diào)節(jié)閥1353控制水蒸汽的噴射量來控制炭活化的質(zhì)量?；罨倪^程中還需要通過加熱圈1315對炭活化腔131進行持續(xù)加熱，通過調(diào)節(jié)加熱圈1315的加熱溫度來控制內(nèi)部固體炭的活化溫度。
[0045]固態(tài)炭經(jīng)過炭活化腔131活化后會產(chǎn)生可燃尾氣和帶有余熱的活性炭?？扇嘉矚鈺幕罨恢苯舆M入到尾氣凈化裝置137的第三旋風(fēng)除塵器1371內(nèi)進行凈化，并將凈化后的尾氣與上層加熱腔113產(chǎn)生的經(jīng)過除酸后的氣態(tài)油氣混合物一起進入到油氣冷卻分餾塔1173內(nèi)進行油、氣分離。同時，在下層加熱腔115內(nèi)生成的氣態(tài)的油氣混合物也會經(jīng)過第二旋風(fēng)除塵器除塵1171后進入至油氣冷卻分餾塔1173內(nèi)進行油、氣分離。經(jīng)過冷卻分離后會產(chǎn)生可燃氣體和液態(tài)油，這些可燃氣體和液態(tài)油可以直接作為可用資源應(yīng)用在各種設(shè)備上，例如可以將可燃氣體通往烘干機燃燒室1175內(nèi)的垃圾進行加熱烘干。而帶有余熱的活性炭必須要通過炭回收裝置133對其進行冷卻。炭回收裝置133的出炭冷卻機1331的夾層1332內(nèi)裝有液態(tài)的水，當(dāng)帶有余熱的活性炭進入至出炭冷卻機1331后，夾層1332內(nèi)的水會進入到出炭冷卻機1331內(nèi)的螺旋管1334內(nèi)，并通過螺旋管1334內(nèi)的水對活性炭進行冷卻降溫，同時將螺旋管1334內(nèi)的液態(tài)水變成水蒸汽后輸送至蒸汽輸送直管1355內(nèi)，實現(xiàn)對能源的充分循環(huán)利用。
[0046]冷卻之后的活性炭會落在旋轉(zhuǎn)出料盤1333上，通過旋轉(zhuǎn)出料盤1333實現(xiàn)對活性炭的自動回收。旋轉(zhuǎn)出料盤1333底部設(shè)有一彈簧1335，當(dāng)出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較多時，由于重力作用，壓縮旋轉(zhuǎn)出料盤1333下面的彈簧1335，使旋轉(zhuǎn)出料盤1333與出炭冷卻機1331腔體底部之間的空隙加大，以加大出料速度。當(dāng)出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較少時，由于彈簧1335的回復(fù)力作用，旋轉(zhuǎn)出料盤1333往上運動，封住出炭冷卻機1331的底部出口，使出料速度減小甚至停止出料以密封出炭冷卻機1331，防止外界空氣與炭活化腔131內(nèi)氣體串通。
[0047]請參閱圖5，為本發(fā)明的第二實施方式，本實施方式為采用垃圾處理裝置10而實施的垃圾處理提取新能源的方法，其主要包括以下幾個步驟:
[0048]步驟S11，送入垃圾到上層加熱腔113。細化垃圾經(jīng)過進料111進入到鎖風(fēng)進料機112內(nèi)，由于鎖風(fēng)進料機112與上層加熱腔113相貫通，垃圾會順著鎖風(fēng)進料機112進入到上層加熱腔113內(nèi)。
[0049]步驟S21，垃圾在上層加熱腔113內(nèi)急速加熱裂解，產(chǎn)生酸性氣體、氣態(tài)油氣混合物和初級炭化產(chǎn)物。變螺旋送料機1131將進入到上層加熱腔113內(nèi)的垃圾順著旋轉(zhuǎn)葉輪1134傳送至下層加熱腔115內(nèi)。在螺旋傳動送料的同時，上層加熱圈1135對上層加熱腔113內(nèi)的垃圾進行急速加熱。根據(jù)加熱需要，需控制上層加熱腔113內(nèi)的溫度在90° -500°范圍內(nèi)，可以使上層加熱腔113內(nèi)的垃圾升溫速度達到10攝氏度/秒以上。通過改變上層加熱腔113的長度及變螺旋送料機1131的送料速度等方式使腔體內(nèi)的垃圾平均受熱時間在10秒到5分鐘范圍內(nèi)，保持這個加熱時間范圍是為了使腔體內(nèi)的垃圾分解更加徹底，將垃圾中所含鹵素完全分解出來，以酸性氣體的形式進入到除酸設(shè)備116內(nèi)，從而從源頭上遏制后續(xù)產(chǎn)品在燃燒過程產(chǎn)生二噁英。由于采用電加熱，使腔體內(nèi)的垃圾升溫速度可以達到10攝氏度/秒以上，這樣一方面可以提高垃圾的產(chǎn)油率，另一方面在垃圾急速受熱分解的同時，會產(chǎn)生大量的HCL(氯化氫)等酸性氣體，并將這些酸性氣體傳輸?shù)匠嵩O(shè)備116去。因此，經(jīng)過上層加熱腔113的急速加熱之后，會產(chǎn)生氣態(tài)的油氣混合物和酸性氣體。
[0050]步驟S31，除去上層加熱腔113內(nèi)產(chǎn)生的酸性氣體，產(chǎn)生潔凈的氣態(tài)油氣混合物。在上層加熱腔113內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)的油氣混合物和酸性氣體會一起進入到除酸設(shè)備116的第一旋風(fēng)除塵器1161內(nèi)進行除塵，然后再進入到高溫除酸塔1163內(nèi)將酸性氣體去除，最終產(chǎn)生潔凈的氣態(tài)油氣混合物。
[0051]步驟S33，初級炭化產(chǎn)物進入到下層加熱腔115進行持續(xù)高溫加熱裂解，產(chǎn)生終極炭化產(chǎn)物固態(tài)炭和氣態(tài)油氣混合物。在步驟S31除酸的同時，上層加熱腔113內(nèi)加熱后產(chǎn)生的未完全分解的垃圾會進入到下層加熱腔115內(nèi)繼續(xù)進行高溫持續(xù)的加熱。下層加熱腔115的下層加熱圈1155的升溫速度相對上層加熱圈1135要慢一些，主要是為了使下層加熱腔115內(nèi)的垃圾在溫度達到一定階段的時候保持在一個恒定的溫度范圍內(nèi)對垃圾進行深度分解。根據(jù)加熱需要，需控制下層加熱腔115內(nèi)的溫度在180° -800°范圍內(nèi)。通過改變下層加熱腔115的長度及螺旋送料機1151的送料速度等方式使腔體內(nèi)的垃圾平均受熱時間在3分鐘到120分鐘范圍內(nèi)。因為下層加熱腔115內(nèi)都是未完全分解的垃圾，這些垃圾需要更高的溫度和更長時間的加熱才可以使其進一步的分解，所以這些垃圾的加熱溫度以及加熱時間要比上層加熱腔113更高，更長。
[0052]步驟S41，活化下層加熱腔115內(nèi)產(chǎn)生的固態(tài)炭，生成活性炭。下層加熱腔115內(nèi)生成的固態(tài)炭經(jīng)過第二節(jié)流`器15后會進入到炭活化腔131內(nèi)進行活化。炭活化腔131的外壁包覆有加熱圈1315，控制加熱圈1315的加熱溫度對腔體內(nèi)炭的活化溫度進行調(diào)節(jié)，使活化溫度維持在500-1050°C的范圍內(nèi)。在腔體內(nèi)壁上設(shè)置有多個螺旋送料葉片1311，該螺旋送料葉片等間距螺旋布置，當(dāng)炭活化腔131旋轉(zhuǎn)時，通過螺旋送料葉片1311的轉(zhuǎn)動帶動其內(nèi)部的固態(tài)炭朝炭回收裝置133的方向運動。通過改變炭活化腔131的長度及螺旋送料葉片1311的間距等方式來控制腔體內(nèi)部固態(tài)炭的受熱時間，使活化時間維持在1-200分鐘的范圍內(nèi)。
[0053]步驟S43，回收經(jīng)過除酸的氣態(tài)油氣混合物和下層加熱腔115內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物。垃圾經(jīng)過下層加熱腔115完全裂解之后會生成固態(tài)的炭和氣態(tài)的油氣混合物。固態(tài)炭在步驟S41活化固態(tài)炭時，會在炭活化腔131內(nèi)產(chǎn)生可燃氣體，這些可燃氣體與下層加熱腔115內(nèi)產(chǎn)生的油氣混合物以及步驟S31除酸產(chǎn)生的潔凈的氣態(tài)油氣混合物一起進入到油氣冷卻分餾塔1173內(nèi)將油和可燃氣進行分離，產(chǎn)生的可燃氣和油即可以作為新的可用能源加以利用。
[0054]步驟S51，回收活性炭。炭活化后的活性炭溫度很高，所以帶有余熱的活性炭必須要通過炭回收裝置133對其進行冷卻。冷卻之后的活性炭會落在旋轉(zhuǎn)出料盤1333上，通過旋轉(zhuǎn)出料盤1333實現(xiàn)對活性炭的自動回收。旋轉(zhuǎn)出料盤1333底部設(shè)有一彈簧1335，當(dāng)炭回收裝置133的出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較多時，由于重力作用，壓縮旋轉(zhuǎn)出料盤1333下面的彈簧1335，使旋轉(zhuǎn)出料盤1333與出炭冷卻機1331腔體底部之間的空隙加大，以加大出料速度。當(dāng)出炭冷卻機1331內(nèi)活性炭比較少時，由于彈簧1335的回復(fù)力作用，旋轉(zhuǎn)出料盤1333往上運動，封住出炭冷卻機1331的底部出口，使出料速度減小甚至停止出料以密封出炭冷卻機1331，防止外界空氣與炭活化腔131內(nèi)氣體串通。
[0055]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的垃圾處理裝置10及拉圾處理提取新能源的方法采用分層式處理結(jié)構(gòu)，并在每層垃圾處理之后分別對有利用價值的的產(chǎn)品進行回收，對有害的產(chǎn)品進行排除，因此，其一方面提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面通過對有害產(chǎn)品去除，防止設(shè)備被一些有害氣體腐蝕而降低整臺設(shè)備的使用壽命。另外，本發(fā)明對在垃圾處理過程中所產(chǎn)生的摻雜有可利用資源的產(chǎn)品都做了進一步的提取和再利用，使垃圾在處理過程中所產(chǎn)生的所有可利用產(chǎn)品徹底被提取分離，最大化的實現(xiàn)設(shè)備的產(chǎn)品回收利用率。本發(fā)明還將處理過程中所剩余的資源也作了進一步的回收再利用。最終使設(shè)備的產(chǎn)出率達到最高，而資源消耗率達到最低，從根本上降低設(shè)備的處理成本，提高其經(jīng)濟實用價值。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進等均應(yīng)包含本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種垃圾處理裝置，包括垃圾加熱裝置和氣體凈化裝置，垃圾加熱裝置包括一第一加熱腔和一第二加熱腔，氣體凈化裝置、第一加熱腔和第二加熱腔相互貫通并形成一密閉的腔體空間，其特征在于:垃圾在第一加熱腔內(nèi)急速加熱產(chǎn)生酸性氣體，酸性氣體通過氣體凈化裝置進行除酸，第二加熱腔對經(jīng)第一加熱腔加熱裂解后的產(chǎn)物進行高溫持續(xù)加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的垃圾處理裝置，其特征在于:該第一加熱腔內(nèi)包括一進料口和一變螺旋送料機，變螺旋送料機上設(shè)有多個旋轉(zhuǎn)葉輪，垃圾進入到第一加熱腔內(nèi)后，通過變螺旋送料機進行往前推進送料，變螺旋送料機上的兩相鄰旋轉(zhuǎn)葉輪間距變化與第一加熱腔內(nèi)垃圾受熱后的體積變化成正比。
3.如權(quán)利要求1所述的垃圾處理裝置，其特征在于:垃圾在第一層加熱腔的加熱時間為10秒-5分鐘，加熱溫度為90-500°C，垃圾在第二層加熱腔的垃圾加熱時間為3-120分鐘，加熱溫度為180-800°C。
4.如權(quán)利要求1所述的垃圾處理裝置，其特征在于:該垃圾處理裝置進一步包括一炭活化裝置，該炭活化裝置與該垃圾加熱裝置相互獨立并保持相互貫通形成一密閉的腔體空間，在該炭活化裝置與該垃圾加熱裝置之間設(shè)有一節(jié)流器。
5.如權(quán)利要求4所述的垃圾處理裝置，其特征在于:該炭活化裝置包括炭活化腔、蒸汽輸送管和炭回收裝置，炭活化腔以及炭回收裝置相互貫通并形成一密閉的腔體空間，蒸汽輸送管的一端位于炭活化腔內(nèi)，為炭活化的進行提供水蒸汽，另一端位于炭回收裝置內(nèi)，將炭回收裝置內(nèi)產(chǎn)生的水蒸汽通過蒸汽輸送管輸送至炭活化腔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的垃 圾處理裝置，其特征在于:該炭活化腔內(nèi)炭的活化溫度為500-1050°C，活化時間為1-200分鐘。
7.如權(quán)利要求4所述的垃圾處理裝置，其特征在于:該氣體凈化裝置包括除酸設(shè)備和油氣分離設(shè)備，垃圾在第一加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過除酸設(shè)備去除酸性氣體后與第二加熱腔產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物以及炭活化裝置內(nèi)產(chǎn)生的氣體一起進入到油氣分離設(shè)備分離出油和可燃氣。
8.如權(quán)利要求5所述的垃圾處理裝置，其特征在于:該炭活化腔的體積均大于第一加熱腔和一第二加熱腔的體積。
9.一種垃圾處理提取新能源的方法，其特征在于:包括以下步驟: SI，送入垃圾到第一加熱腔； S2，垃圾在第一加熱腔內(nèi)急速加熱裂解，產(chǎn)生酸性氣體、氣態(tài)油氣混合物和初級炭化產(chǎn)物； S3，初級炭化產(chǎn)物進入到第二加熱腔進行持續(xù)高溫加熱裂解，產(chǎn)生終極炭化產(chǎn)物固態(tài)炭和氣態(tài)油氣混合物； S4,除去第一加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的酸性氣體，產(chǎn)生潔凈的氣態(tài)油氣混合物；及 S5，回收經(jīng)過除酸的氣態(tài)油氣混合物和第二加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的氣態(tài)油氣混合物。
10.如權(quán)利要求9所述的垃圾處理提取新能源的方法，其特征在于:其進一步包括以下步驟: S6，活化第二加熱腔內(nèi)產(chǎn)生的固態(tài)炭，生成活性炭；及 S7，回收活性炭。
【文檔編號】C01B31/10GK103525441SQ201210244892
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月5日
【發(fā)明者】蔣華俊 申請人:蔣華俊