專利名稱：廢料干燥方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來干燥廢料的設(shè)備，更具體地涉及一種用來干燥含有不同水份的各種淤渣和其他廢料的設(shè)備。
環(huán)境問題已促使人們尋求能根據(jù)適當(dāng)?shù)囊?guī)定標(biāo)準(zhǔn)處理廢料的廢物處理設(shè)備。這些處理方法中最廣泛應(yīng)用的包括將廢物焚燒。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在焚燒前通過干燥將廢物中加以預(yù)處理，則其焚燒最為有效。然而，傳統(tǒng)的廢物處理設(shè)備不干燥或只稍加干燥就進(jìn)行焚燒。處理干燥的廢物的那些設(shè)備典型地包括一個將一部分液體從廢物中去除的干燥機(jī)。例如，美國專利No.3，716，002(Porter等人)揭示了一種固體廢物處理設(shè)備，在其中，水份廢物在焚燒前先傳送過一個干燥機(jī)。在干燥機(jī)內(nèi)與熱的氣體混合。但為了避免廢物過早燃燒，氣體溫度不是高到足以使廢物完全干燥，需要將已部分干燥的廢物循環(huán)送入干燥機(jī)的進(jìn)口以與進(jìn)來的濕廢物預(yù)混合，以降低混合物的通過干燥機(jī)的每單位重量的水份。因此這種設(shè)備效率不高，因?yàn)橹挥幸徊糠忠迅稍锏膹U物真正傳送到焚燒爐。而且，在干燥機(jī)中沒有任何裝置來保證廢物在傳送到焚燒爐之前得到勻勻的干燥。
其他傳統(tǒng)的廢物干燥設(shè)備效率相當(dāng)?shù)停荒苓m合各種廢物。比如為了處理高水份的淤渣廢物，傳統(tǒng)的設(shè)備必須消耗過多數(shù)量的燃料以將高水份廢物均勻地干燥到完全燃燒所必需的程度，這使干燥過程效率極低。而且，這些設(shè)備很不靈活，因?yàn)樗鼈儽仨殕为?dú)設(shè)計(jì)以處理少數(shù)幾種廢物。它們還被局限于處理某種特定的廢料，比如淤渣，因?yàn)樗鼈冞^早地?zé)怂菹鄬Φ偷膹U物(過火狀態(tài))而不能使水份相對高的廢物足夠干燥(久火狀態(tài))。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種干燥機(jī)組件，它很容易適用于使具有不同水份的各種廢物清潔而有效地干燥，而且只用少量礦物燃料來進(jìn)行均勻的干燥。
本發(fā)明的另一目的是提供一種均勻且有效地使各種廢物干燥的方法。
為達(dá)到所述目的，本發(fā)明提供了一種干燥機(jī)組件，它有進(jìn)口部分和出口，還有用于將廢物從進(jìn)口部分傳送到出口的裝置。傳送裝置包括位于進(jìn)口部分內(nèi)的預(yù)熱裝置，它在一空間內(nèi)加熱廢料，此空間內(nèi)有熱氣體但不與廢料接觸，這樣可避免廢料在氣體溫度下降時燃燒。傳送裝置還包括裝在預(yù)熱裝置和出口之間的混合部分內(nèi)的混合裝置，它使廢物和氣體混合以使廢物均勻地加到一預(yù)定濕度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，傳送裝置包括帶有多個擋板的滾筒式輸送機(jī)。當(dāng)廢物在干燥機(jī)內(nèi)傳送時擋板使其混合。
根據(jù)本發(fā)明的的再一個方面，多個擋板位于進(jìn)口部分內(nèi)并有杯形結(jié)構(gòu)容納廢物使其與熱氣體隔開。每個擋板還有幾個用于將一部分廢物迅速傳送到混合部分的外部供給加速器。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，混合部分內(nèi)的多個擋板構(gòu)成了幾個交替的第一和第二擋板段，擋板段限定了一個使廢物均勻干燥到預(yù)定程度的主干燥段。每個第一擋板段有多個從滾筒周邊徑向地向外延伸的支撐桿和安裝在每個支撐桿上的多個多面體的擋板。每個第二擋板段包括多個擋板，擋板具有多個用于使一部分尚未干燥到預(yù)定水份的廢物在主干燥段內(nèi)再循環(huán)的杯形件。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，所提供的廢物干燥方法包括下列步驟將熱氣體和含水廢物導(dǎo)入具有預(yù)處理和混合部分的干燥機(jī);將廢物傳送過預(yù)處理部分，使其被加熱但不與氣體接觸，從而避免廢物過早燃燒;將廢物輸送過混合區(qū)直到它與氣體均勻混合并干燥到預(yù)定濕度;以及將廢物輸送出干燥機(jī)出口。
根據(jù)本發(fā)明的還有一個方面，此方法還包括調(diào)節(jié)干燥機(jī)的尺寸的步驟以適應(yīng)干燥具有不同水份的各種廢料。
本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)從下面詳細(xì)說明將變得更清楚。然而應(yīng)當(dāng)明白，詳細(xì)說明及特定實(shí)例雖然表示了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但只是為了說明，因?yàn)楸炯夹g(shù)領(lǐng)域的熟練人員從此詳細(xì)說明中能清楚地設(shè)想出本發(fā)明之精神及范圍內(nèi)的各種變化和修改。


圖1a為顯示根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行干燥的廢物處理設(shè)備的流程圖;
圖1b為顯示本發(fā)明中的用來壓榨水份極高的廢物的皮帶壓榨機(jī)和廢物加熱蒸發(fā)器的流程圖;
圖1c為顯示與本發(fā)明的一個實(shí)施例一起使用的洗滌器的流程圖;
圖1d為顯示使用本發(fā)明之一個實(shí)施例的廢物處理設(shè)備的流程圖;
圖2為包括本發(fā)明之一個較佳實(shí)施例的廢物處理設(shè)備的側(cè)視圖;
圖3為此廢物處理設(shè)備的頂視圖;
圖4為此廢物處理設(shè)備的端視圖;
圖5為本發(fā)明之一個較佳實(shí)施例中的燃燒爐的前視圖;
圖6為圖5之燃燒爐的剖視圖;
圖7為本發(fā)明之干燥機(jī)組件的一個較佳實(shí)施例的部分示意側(cè)剖圖;
圖8為干燥機(jī)組件的一個送料擋板段的立體圖;
圖9為沿圖7的a-a線的剖視圖;
圖10為沿圖7的c-c線的剖視圖;
圖11為圖10的一部分的放大圖;
圖12為沿圖7的d-d線的剖視圖;
圖13為沿圖12的一部分的放大圖;
圖14為沿圖7的e-e線的剖視圖;
圖15為使用于本發(fā)明的一個實(shí)施例的風(fēng)扇組件的部分側(cè)視圖;
圖16為此風(fēng)扇組件的頂視圖;
圖17為用于本發(fā)明的一種風(fēng)扇的側(cè)剖視圖;
圖18為這一風(fēng)扇的側(cè)視圖;
圖19為這一風(fēng)扇的頂視圖。
根據(jù)本發(fā)明，廢料被均勻地干燥到一預(yù)定濕度。比如此預(yù)定濕度可以是能夠進(jìn)行有效燃燒的程度。干燥機(jī)有一滾筒體，滾筒體有一同時導(dǎo)入廢物和熱氣體的進(jìn)口，干燥機(jī)還有一將已干燥的廢物和熱蒸氣送出干燥機(jī)的出口。滾筒體有多個預(yù)熱擋板，在擋板里廢物被氣體加熱但不與氣體接觸，從而防止廢物過早燃燒。位于預(yù)熱擋板下游的各擋板段均勻地將廢物向下游分配到滾筒體的主干燥段，在那里廢物與氣體混合以將廢物均勻地干燥到預(yù)定溫度。主干燥段包括交替的擋板段，擋板段將廢物干燥并使尚未干燥的廢物循環(huán)回到前面的擋板段。通過改變廢物在各個干燥機(jī)段的停留時間和/或通過改變干燥機(jī)直徑和各個干燥機(jī)段的長度，干燥機(jī)很容易適應(yīng)接納含有各種水份的各種廢物。
本發(fā)明的干燥機(jī)最好用于能處理和焚燒各種不同含水量的廢物的設(shè)備。干燥機(jī)的一個較佳實(shí)施例及使用這一干燥機(jī)的設(shè)備將在下面詳細(xì)說明。
請看圖1a中的方框1和2，所示的處理過程的第一步是將廢物送入主處理裝置，并在其進(jìn)入干燥過程(方框3)前準(zhǔn)備(預(yù)處理)廢物以保證廢物處于適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸惹覜]有過多的粒狀物質(zhì)。此初始步驟比如可包括，使廢料通過一皮帶壓榨機(jī)式過濾器5或任何其他類型的機(jī)械脫水裝置，并用一洗滌器6在將廢物送入干燥機(jī)前去除并消毒上層清液。
在示于圖1d的實(shí)施例中，從方框20-24，含有較多金屬或其它需要較高燃燒溫度的廢物在工位22經(jīng)受比如微波或超聲波輻照之類的初步處理，這樣固態(tài)廢物顆粒受到預(yù)處理使所述廢物顆粒在受熱作用時釋放結(jié)合水，這樣可以提高設(shè)備在實(shí)現(xiàn)所需終點(diǎn)濕度中的效率。
如圖5所示，在廢物經(jīng)壓榨過濾預(yù)處理或其他預(yù)處理階段后，送料推進(jìn)器110從皮帶壓榨過濾器接收濕廢物并將具壓送入干燥機(jī)進(jìn)料管111。干燥機(jī)進(jìn)料管111與循環(huán)管112相連，循環(huán)管112連接到循環(huán)管路106的113處。這樣循環(huán)氣體被推進(jìn)通過進(jìn)料管111，清洗進(jìn)料管的內(nèi)表面，從而避免顆粒的堆積及可能發(fā)生的故障。
如圖2-4所示，預(yù)處理過的廢物在供料進(jìn)口109被送入主處理設(shè)備。主處理設(shè)備包括一干燥機(jī)組件200、一用于排除干燥機(jī)出口去來的水蒸氣的風(fēng)扇組件300和一燃燒爐100，燃燒爐100結(jié)合焚燒過程使流出干燥機(jī)200的廢物氣化，并將排出的熱氣體和由風(fēng)扇組件300輸送的水蒸氣混合以產(chǎn)生供干燥機(jī)200用的含有干燥介質(zhì)的熱氣。
燃燒爐用來使均勻干燥后的廢物氣化和焚燒。以這種方法對廢物的熱處理也產(chǎn)生能量，此能量可用來參與在預(yù)處理階段對淤渣的干燥。如上所述，燃燒爐100的排氣與從風(fēng)扇組件300來的循環(huán)蒸氣相混合，以產(chǎn)生具有適于用來干燥廢物的溫度的氣體。
許多類型的爐子都能完成這種熱處理功能。建議利用一種使用某種類型的燃燒器的爐子，這類燃燒爐通過根據(jù)需要設(shè)置主和輔焚燒過程，可以使即使含水量很高的燃料也能完全燃燒。典型的這類燃燒爐是美國專利No.4，574，711(J.Vernon Christian)敘述的所謂“渦流氣化器燃燒器(VGC)”，其內(nèi)容在這里作為參考。VGC的控制電路包括建立爐子設(shè)定點(diǎn)溫度的熱敏件，它測量煙道氣體和爐子溫度，并控制送入VGC的燃燒室的燃料和燃燒空氣量，以保證維持設(shè)定點(diǎn)溫度，從而確保有效燃燒，降低污染，防止過分的燃料消耗。設(shè)定點(diǎn)溫度可根據(jù)在VGC中氣化和焚燒的廢物的類型來調(diào)整。典型的這類控制電路是美國專利No.4，517，902(J.Vernon Christian)中敘述的所謂“燃料控制器”，其中的內(nèi)容在這里作為參考。這個設(shè)備考慮了影響固態(tài)燃料有效燃燒的控制參數(shù)，并計(jì)算及維持一個設(shè)定點(diǎn)溫度，使得在此溫度下固態(tài)燃料燃燒爐的工作最為有效。
在圖5中，部件100是一個VGC燃燒爐。在離開干燥機(jī)之后，已干燥到預(yù)定濕度的廢物在位置A、B或C或者這些位置的任何組合進(jìn)入燃燒爐100的主燃燒室101。從廢物主燃燒室來的熱煙氣(1600-2000°F)進(jìn)入輔燃燒室102，如果需要進(jìn)一步燃燒的話，煙氣可在此處與由輔助氣體/油燃燒爐103產(chǎn)生的煙氣相混合。已加熱的煙氣然后送到混合室104，在那里進(jìn)行兩步驟冷卻。首先，來自廢物的水蒸氣與來自干燥機(jī)排氣管路105的較冷蒸氣的混合物和來自VGC燃燒爐的熱煙氣相混合。較冷蒸氣溫度比如可在165-275°F之間，盡管更高的溫度也是適合的，這取決于廢物類型。較冷蒸氣和熱煙氣的混合形成了進(jìn)入進(jìn)料進(jìn)口管路的氣體，此氣體在所希望的降低了的溫度范圍內(nèi)，比如在600-1400°F的范圍內(nèi)。未循環(huán)到混合室的過量煙氣輸送到排出管路107，在那里在氣體排入大氣之前揮發(fā)的廢物發(fā)生氧化。
由于氣體仍然太熱而不能與廢物直接接觸，循環(huán)管路106就將從風(fēng)扇來的較冷的循環(huán)氣體輸送到進(jìn)料進(jìn)口管路109。然后較冷的循環(huán)氣體與來自混合室的熱氣體相混合以保證進(jìn)入干燥機(jī)200的氣體溫度較低而更適合于干燥垃圾。循環(huán)導(dǎo)管106有一調(diào)節(jié)板以限制輸送過循環(huán)管路106的較冷循環(huán)氣體量，從而保證混合室104在低于大氣壓力比如-0.25英寸水柱的壓力下工作，從而形成部分真空。混合室104內(nèi)的這個負(fù)壓防止熱氣通過導(dǎo)管107逸出到大氣，從而保證最大數(shù)量的熱氣體得到循環(huán)，這樣增加了VGC燃燒爐的總效率。
而且，前面已討論的VGC的控制電路也包括控制經(jīng)過干燥機(jī)循環(huán)的氣體溫度的熱敏電路。熱敏電路測量管路106和107內(nèi)的干燥機(jī)排出蒸氣的溫度并調(diào)節(jié)被VGC燃燒的燃料量，以控制蒸氣的濕度，此濕度最終控制與較冷蒸氣相混合的煙氣的溫度，以便通過干燥機(jī)再循環(huán)。
參看圖7，高濕度廢物通過干燥機(jī)組件200的進(jìn)口201輸送入一個旋轉(zhuǎn)的干燥機(jī)筒體201，廢物在那里均勻干燥到預(yù)定濕度后再從出口203離開干燥機(jī)組件。由爐子100產(chǎn)生且從進(jìn)口201進(jìn)入干燥機(jī)200的熱氣為干燥廢物提供熱量。干燥機(jī)滾筒有一控制廢物進(jìn)入其余干燥機(jī)段的供給速率的供料擋板段204、一廢物在其中預(yù)熱以實(shí)現(xiàn)更有效的干燥作用的擋板段210、一均勻地將廢物分配到后續(xù)的各擋板段的分配擋板段220、以及一包括多個傳熱擋板段230和循環(huán)擋板段240的主干燥段。干燥機(jī)組件的出口203處有一出口錐筒250。
如圖8所示，供料擋板段204裝有多個成對的橫切供料葉片205，它們控制著待干燥廢物供到檔板段210里面的供給率。這些成對的葉片通過根據(jù)各后續(xù)擋板段的合理工作所需而在成對葉片205內(nèi)裝起最適宜數(shù)量的廢物而限制著供入擋板段210的廢物數(shù)量。當(dāng)廢料供入干燥機(jī)的速率超出擋板段210的承受能力時，其結(jié)果是廢料阻塞在成對的供料葉片205內(nèi)，且過量的廢料從由供料葉片構(gòu)成的杯形構(gòu)件中溢出。當(dāng)進(jìn)入干燥機(jī)的廢物流量下降時，過量廢料又被供料葉片裝起并供應(yīng)到擋板段210。此工作過程可保證廢料體積是均勻地分布在干燥機(jī)里，實(shí)現(xiàn)更均勻的干燥。
本發(fā)明的一種設(shè)備能通過改變安裝在給定半徑筒體內(nèi)的橫切擋板數(shù)目來處理不同的廢料。安裝在擋板數(shù)量取決于被處理廢料的濕度、廢物中可燃成份的比例以及廢物在擋板205上的粘附系數(shù)。例如，含水份83%、粘附系數(shù)小的廢料需要36個擋板覆蓋1%的干燥機(jī)長度，而含水份25%且粘附系數(shù)高的廢料需要20個擋板覆蓋10%的干燥機(jī)長度。筒體202的尺寸可以與在給定時間里要處理的廢物體積成正比地變化。
從供料擋板段205出來的廢料送入擋板段210，在其處預(yù)熱到能進(jìn)行有效干燥的溫度。通過熱氣體的間接傳熱和擋板段的表面?zhèn)鳠岬木C合作用，廢物在這一段中被預(yù)熱。參看圖9，擋板段210各個擋板有一杯形結(jié)構(gòu)211來裝納廢物并把它們與通過筒體中央的爐子熱氣體流隔開。由于進(jìn)入筒體的氣體一般都熱到足以使接觸的廢物燃燒，因此這種用杯形結(jié)構(gòu)裝起來的作用是必要的。如果廢料過早燃燒，將會產(chǎn)生不希望的含在空氣中的顆粒。但在這一擋板段內(nèi)發(fā)生的傳熱可以使離開此擋板段的氣體冷卻到可以與廢物接觸而不會發(fā)生燃燒的溫度。
這些擋板210每個都有外部進(jìn)料加速器212，用以迅速地將任何繞過擋板段或由于暫時過載而杯形結(jié)構(gòu)裝納不下的廢料傳送到下一段。這些加速器212迅速地將廢料傳送到下游擋板而不會使它們落入熱燃?xì)庵小?br> 擋板段210的擋數(shù)量根據(jù)廢物的傳熱特性、廢物中可燃成份的含量、需要在后續(xù)干燥機(jī)擋板段中除去水所需的預(yù)熱量、廢物進(jìn)入干燥機(jī)組件的速率、筒體尺寸及其他變量而改變。比如，對于用于適宜的通過量的筒體，廢物含水量為25%。周圍溫度75°F，則需要12個擋板和干燥機(jī)長度之18%的預(yù)熱段。
如圖7所示，從擋板段210流出的廢物接著進(jìn)入分配擋板段220，此擋板段220起看將廢物均勻地分配到下游擋板段230的作用。這一擋板段包括多個用來分配廢物均勻地通過熱氣體并送到傳熱擋板230上的升降擋板。在圖10中，每個分配擋板段220的升降檔板221、222和223從筒體的外周徑向延伸并形成三個遞增的角度，使廢物在筒體201的給定轉(zhuǎn)動一圈中的各不同點(diǎn)處釋放。然后筒體內(nèi)的空氣流均勻地將廢物分配到下一個擋板段230，以便與熱氣體進(jìn)行傳熱。從而保證更均勻的干燥過程。221、222、223這些擋板的提升和下降動作也起著將任何大塊廢物在進(jìn)入第一個傳熱段230前粉碎的作用。
擋板段210的長度可通過改變位于分配段內(nèi)的擋板段數(shù)目來改變。比如，水份含量為83%且粘附系數(shù)為中等的廢物需要覆蓋干燥機(jī)長度38%的分配擋板段。水份含量為83%而粘附系數(shù)小的廢物需要覆蓋干燥機(jī)長度25%的分配擋板段。最好根據(jù)廢物的特性來改變這個擋板段的長度以使廢物的分配為最佳。比如，因?yàn)檫@一段的主要目的是使廢物接觸足夠的空氣流以將它們送到下一擋板段并粉碎任何聚結(jié)在一起的廢物塊料，分配擋板段210的長度必須隨著廢物密度和/或體積的增加而增加。
從圖7中分配擋板段220流出廢物均勻地分配到主干燥段的第一擋板段上，廢物在那里均勻地干燥到預(yù)定含水量。主干燥段包括一組交替的傳熱擋板段230和循環(huán)擋板段240。最后一個擋板段230通過速度錐形體250開通到干燥機(jī)筒體出口203。下面將分別詳細(xì)討論各擋板段230和240的結(jié)構(gòu)和作用。
傳熱擋板段230用來均勻地干燥廢物。每一段包括多個特別設(shè)計(jì)用來從爐子產(chǎn)生的熱氣體中有效地回收熱量的擋板。應(yīng)注意到，從干燥機(jī)組件出來的熱氣體歸類于蒸氣是合適的，因?yàn)榈皆诹鞒鲎詈蟮膿醢宥螘r它們已從廢物中吸取了大量的水份。
如圖12和13所示，每個傳熱擋板段230都包括多個從筒體外周向內(nèi)徑向延伸的交替的主和輔擋板支撐桿231和232和多個支撐在每個支撐桿上的多面體擋板235。為了在筒體直徑的所有部分保持有足夠的擋板表面橫切斷面面積，輔支撐桿232的長度近似等于主支撐桿231的長度的一半。每個支撐桿連接在一個平的桿撐板233上。此撐板也用來迫使氣流通過干燥機(jī)以使氣體流量保持在所希望的程度。一偏轉(zhuǎn)錐體234裝在擋板段230的中央以進(jìn)一步迫使氣流通過干燥機(jī)。
支撐桿231和232構(gòu)成直角擋板，而每個多面體擋板235都有抓料板236、237和238，它們各自從所連接的支撐桿分別以60°、70°和90°的角度延伸。抓料板236、237和238裝入一些廢料以形成許多小“筒體”，廢物在每個抓料板內(nèi)獨(dú)立地干燥。每個多面體擋板235的各個抓料板和由對應(yīng)的支撐桿231或232構(gòu)成的對應(yīng)的直角擋板之間的間隙設(shè)計(jì)成將廢物保持在每個擋板段230內(nèi)直至廢物變輕得足以被蒸氣流移送。此擋板段也起著打碎任何聚成塊的廢物以改善廢物質(zhì)量從而提高熱交換效率的作用。
每個擋板段230的長度可根據(jù)將廢物中的水份蒸發(fā)到預(yù)定程度所需的熱量而改變。影響的各個擋板段的所需長度的因素包括進(jìn)入該段的廢物溫度、熱氣體和廢物的接觸面積、廢物的熱交換系數(shù)、擋板粉碎廢物的能力以及廢物的總表面積等。這些擋板段的所需長度還將隨著廢料的含水量變化，以及隨干燥機(jī)筒體尺寸變化。
再參看圖7，從第一傳熱擋板段230流出的廢物進(jìn)入第一循環(huán)擋板段240。此擋板段240保證廢物被通過把還未干燥到足以由氣流傳送的高密度廢物為進(jìn)一步干燥而噴射回第一傳熱擋板段230而均勻地干燥。循環(huán)擋板段240包括多個倒裝的返回或逆向擋板，其中之一如圖14所示。這些返回?fù)醢宓拿恳粋€包括一個位于擋板段240的干燥機(jī)中心線側(cè)邊上的180°杯形件241，用以在筒體轉(zhuǎn)動過程中裝納廢料并將被循環(huán)的廢物流隔離于干燥機(jī)的氣體流。杯形件241成30°角的楔形以使廢料反向加速回到第一傳熱擋板段230。偏轉(zhuǎn)板錐242位于擋板段240的中央以將氣體流量保持在所希望的程度。
每個擋板段240的反向擋板的攻角及其至每個循環(huán)擋板段240的筒體外殼的距離與筒體轉(zhuǎn)速和廢料的比重相匹配。這些變量決定著所需的廢物回流數(shù)量，從而選擇離開擋板段240的廢物的濕度。各個擋板段240的長度可根據(jù)干燥機(jī)筒體的尺寸而變化，而筒體尺寸如前所述是依待處理的廢料體積而改變。
廢物繼續(xù)從一個段流向另一個段，逐漸地干燥直至到達(dá)速度錐體250，此速度錐體250位于筒體201的出口203的中央，它控制著流出的廢物的流量并保證只有已干燥了的廢物才流出干燥機(jī)組件。速度錐體250的底面與高度之比為5∶1，以降低通過開口錐形段的空氣速度，從而控制干燥廢物的流量。它也使由蒸氣流帶入傳熱擋板段230的任何小尺寸顆粒發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這保證了從干燥機(jī)組件出來的廢物是由于其水份小、比重底而被蒸氣所攜帶，而不單是由于其顆粒尺寸小。速度錐體250就這樣為所有自干燥機(jī)組件200流出的廢物到達(dá)預(yù)定濕度提供了最后的保證。
通過改變交替的傳熱擋板段230和循環(huán)擋板段240的數(shù)目。，干燥機(jī)200可以很容易地調(diào)整到適于干燥各種不同含水量的廢物。而且，在擋板段210進(jìn)行預(yù)熱的數(shù)量和在擋板段220進(jìn)行的廢物分配都可以通過改變擋板段210和220的數(shù)目來簡單地修改。而且，各個擋板段可以由為給定應(yīng)用和上面已討論的設(shè)計(jì)上的考慮而專門設(shè)計(jì)的各段來取代。這樣一給定的干燥機(jī)組件可以迅速并容易地修正以適于進(jìn)行很多種干燥和處理工作。
圖5中，從干燥機(jī)200流出的已干燥廢物由一輸送裝置送到爐子100，輸送情形就象上面所討論的那樣。傳送裝置也與風(fēng)機(jī)組件300連通，風(fēng)機(jī)組件300從干燥機(jī)抽出蒸氣并凈化和循環(huán)這些蒸氣。
用于干燥廢物的熱氣體和干燥機(jī)排氣管的顆粒狀排出物最好都滿足與聯(lián)邦政府空氣規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的適用空氣質(zhì)量規(guī)定。據(jù)此，在300處(圖3、4和17-20)總體表示的循環(huán)/分離風(fēng)機(jī)與干燥機(jī)組件200的出口管路相連。這些風(fēng)機(jī)是多用途的，因?yàn)樗鼈兗瘸闊岬暮莸恼魵馔ㄟ^干燥機(jī)組件，又將顆粒雜質(zhì)從所抽的蒸氣流分離出去，還要通過干燥機(jī)排出管路105和循環(huán)管路106把清潔了的循環(huán)蒸氣流泵送回到VGC燃燒爐(圖5)。盡管各種類型的塵粒控制/風(fēng)機(jī)設(shè)備都能完成循環(huán)/分離功能，但還是應(yīng)采用一種較好的塵?？刂圃O(shè)備以便能使進(jìn)來的蒸氣流加速而將顆粒物質(zhì)從蒸氣流中離心分離掉。由于風(fēng)機(jī)在與干燥機(jī)排出蒸氣相同的溫度下工作，不會發(fā)生水蒸氣的冷凝或積聚。這樣，風(fēng)機(jī)可保證進(jìn)入排出管道107(圖2和圖3)的蒸氣是不含凝結(jié)水的。
如圖16和17所示，負(fù)壓室301是塵粒控制設(shè)備的焦點(diǎn)。Magnum風(fēng)機(jī)400裝在負(fù)壓室301的頂部(請看圖16)。風(fēng)機(jī)數(shù)目由干燥機(jī)的干燥能力來決定。下面將詳述風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)。抽自干燥機(jī)的熱蒸氣在循環(huán)前經(jīng)受兩層凈化過程。
如圖15-17所示，每個Magnum風(fēng)機(jī)400裝在負(fù)壓室301的頂部使負(fù)壓室降低蒸氣的速度，這樣干燥機(jī)筒體內(nèi)的較重廢物從蒸氣流中掉落下去，由主螺旋清除機(jī)315去除(參看圖3)。每個風(fēng)機(jī)400包括一錐形進(jìn)口部分401，此進(jìn)口部401向風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)口404連通的出口方向漸縮。此進(jìn)口部401的錐形形狀使進(jìn)來的蒸氣流速度增加到足以將較重顆粒物質(zhì)從蒸氣流中離心分離出去而又能防止顆粒物質(zhì)聚集在進(jìn)口部401的側(cè)面或底部。
負(fù)壓室301用來支撐風(fēng)機(jī)400的載荷，以支撐并容納主旋風(fēng)分離器305，以及支撐外部的輔旋風(fēng)分離器305'。輔分離器305'用于需要比內(nèi)部的主分離器305能達(dá)到的凈化效果更好的氣流凈化設(shè)備中。通過將主分離器305裝在負(fù)壓室301內(nèi)，進(jìn)入各分離器的蒸氣仍保持很熱，從而防止會導(dǎo)致凝結(jié)的溫差。不希望發(fā)生這種凝結(jié)，因?yàn)檎魵饬骼锏念w粒物質(zhì)會粘附在設(shè)備內(nèi)表面上的凝結(jié)水氣上。粘附的顆粒物質(zhì)至少會部分地阻塞設(shè)備的內(nèi)部管道，這樣會降低其工作效率。輔分離器305'內(nèi)的凝結(jié)水量也通過將風(fēng)機(jī)安裝在負(fù)壓室301頂部來降低，這可保證從風(fēng)機(jī)400進(jìn)入分離器305'的蒸氣流的溫度相當(dāng)高。風(fēng)機(jī)組件和負(fù)壓室，包括分離器的結(jié)構(gòu)及工作現(xiàn)結(jié)合圖15-19進(jìn)行說明。
首先，如圖16所示，負(fù)壓室的內(nèi)部塵粒收集設(shè)備使抽身干燥機(jī)組件的蒸氣加速并將蒸氣分成為凈化的介質(zhì)的主氣流和輔氣流，而且后者含顆粒物質(zhì)的濃度高。含有凈化蒸氣的主氣流從風(fēng)機(jī)送出到管路105和106。輔氣流排入管路303。管路303起著公共總管的作用并通到高效分離收集器305的進(jìn)口304。每一設(shè)備中的分離收集器數(shù)目可根據(jù)被處理廢物的類型而變化。負(fù)壓室301有一個裝在負(fù)壓室頂部靠近風(fēng)扇的百葉通氣口320，用來控制蒸氣流速度，以使從干燥機(jī)筒體去除的大尺寸廢物顆粒散落。這些百葉氣口是根據(jù)被處理的廢物的濃度設(shè)計(jì)的。這些百葉氣口的覆蓋面和角度應(yīng)可以改變，以與廢物的特點(diǎn)相適應(yīng)。
通過使輔氣流減速并使殘余顆粒物質(zhì)落入各分離器的下部306，分離器305和305'就進(jìn)一步凈化了進(jìn)入的輔氣流(圖15)。從圖15可見，落下的顆粒物質(zhì)然后在307處離開分離器305并進(jìn)入公用螺旋輸送器308。為保持分離器通向輸送器308的出口307處的有效密封，螺旋輸送器采用全螺距螺旋推送器309。若沒有螺旋輸送器底部的密封，一些蒸氣就會穿過分離器的底部流失。這種蒸氣流失會使分離器內(nèi)蒸氣容積減小，并從而減小分離器內(nèi)蒸氣的速度，這樣就會降低去除顆粒的工作效率。因此，要調(diào)節(jié)螺旋輸送器速度以維持上游分離器出口307處的顆?？刂瞥潭?。由顆粒物質(zhì)本身產(chǎn)生并由螺旋輸送器309的速度控制的可靠密封防止了外部空氣進(jìn)入設(shè)備中的負(fù)壓區(qū)。
凈化了的輔氣流通過管路313回到負(fù)壓室301(圖15和圖16)。殘留在輔氣流中的任何顆粒物質(zhì)直接通過風(fēng)機(jī)400循環(huán)，在風(fēng)機(jī)處上述塵粒收集過程重復(fù)進(jìn)行。然后，凈化了的輔氣流從風(fēng)機(jī)組件300排出并經(jīng)由管路105和106送到干燥機(jī)組件200的前部。如果需要，由風(fēng)機(jī)組件300排除的一部分蒸氣可通過管道107(圖16-3)供入廢物熱蒸發(fā)器6以進(jìn)行蒸發(fā)和凈化過程。
下面更詳細(xì)地說明風(fēng)機(jī)4的內(nèi)部塵粒收集設(shè)備。如圖17所示，載有較多顆粒物質(zhì)的蒸氣被抽入風(fēng)機(jī)入口401并在收縮噴管402中輸送至葉輪進(jìn)口404處的渦流粉碎擋板403。由圖17-19中可見，風(fēng)機(jī)葉輪405有多個傾斜的葉片405'，葉片405'從風(fēng)機(jī)的外周圍以30度角向與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向相反的方向延伸。葉輪405施加軸向能量給蒸氣及顆粒物質(zhì)，這一能量使蒸氣和顆粒物質(zhì)進(jìn)入一組加速室406，加速室406繞風(fēng)機(jī)殼體407的內(nèi)周以大約60°角安裝。加速室406使蒸氣向下作盤旋(離心)運(yùn)動而加速。然后蒸氣離開加速室進(jìn)入分離室408(圖17)。這樣，顆粒物質(zhì)就在室406里加速，然后粘附在風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁407上而被從蒸氣中分離出去。由室406這樣產(chǎn)生的向下的盤旋運(yùn)動(離心運(yùn)動)將這時已高度分離的蒸氣和顆粒物質(zhì)經(jīng)過分離室408傳送入聚集區(qū)409。由風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁407和收縮錐402構(gòu)成的聚集區(qū)起著使已聚集的蒸氣和顆粒物質(zhì)再加速的作用。此再加速過程保證顆粒物質(zhì)有足夠的動量去切向地沖擊到負(fù)壓室301的渦殼內(nèi)壁410上。渦壁的內(nèi)下部分形成了一個有一連接于渦壁407的導(dǎo)向葉片的管道。此導(dǎo)向葉片411有一垂向腿，它可將顆粒物質(zhì)，截止于由渦壁410及葉片411構(gòu)成的管道內(nèi)，而后管道將顆粒物質(zhì)輸送到顆粒出口412。
導(dǎo)向葉片411也與風(fēng)機(jī)殼體407構(gòu)成了環(huán)形通路。此環(huán)形通路使凈化了的蒸氣能進(jìn)入通道413。通道413成為一由渦殼410和風(fēng)機(jī)殼體407構(gòu)成的管路，借此凈化了的蒸氣輸送到風(fēng)機(jī)凈化蒸氣出口414。
顆粒物質(zhì)出口412的漏斗結(jié)構(gòu)開始于415處而結(jié)束于出口412。415處也是將凈化了的蒸氣引導(dǎo)到風(fēng)機(jī)凈化蒸氣出口414的傾斜轉(zhuǎn)折板416的起點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一用來均勻地干燥含水廢料的干燥機(jī)組件，其特征在于，它包括(A)一與熱氣體源和所述廢物源相連通的進(jìn)口部分；(B)一遠(yuǎn)離所述進(jìn)口部分的出口；(C)用來將所述廢物從所述進(jìn)口部分輸送到出口的輸送裝置，所述輸送裝置包括(ⅰ)預(yù)熱裝置，裝在所述進(jìn)口部分內(nèi)用來在一空間內(nèi)加熱所述廢物，在此空間內(nèi)有所述氣體但不與廢物接觸，這樣當(dāng)所述氣體溫度降低時不會使廢物燃燒；以及(ⅱ)混合裝置，裝在所述預(yù)熱裝置和所述出口之間的混合部分內(nèi)，用以將所述廢物與所述氣體混合以使所述廢物均勻地干燥到預(yù)定溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述輸送裝置包括一滾筒式輸送器，此輸送器有適合于一邊在所述干燥機(jī)裝置里輸送所述廢料一邊使所述廢料混合的多個擋板。
3.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，裝在所述進(jìn)口部分內(nèi)的每個所述擋板包括成對的適合于控制廢料進(jìn)入所述混合部分的進(jìn)料速率的供料葉片。
4.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，裝在所述進(jìn)口部分內(nèi)的多個所述擋板每個都有(a)一裝納廢料使之與所述熱氣體隔開的杯形結(jié)構(gòu)和(b)用來將一部分所述廢料迅速地傳送入所述混合部分的多個外部進(jìn)料加速器。
5.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，裝在所述混合部分內(nèi)的多個所述擋板包括具有不同角度的多個升降擋板，用來抓取所述廢料并在所述滾筒的一個給定的轉(zhuǎn)動一圈內(nèi)的不同位置釋放不同數(shù)量的廢料，從而將所述廢物均勻地分配到后續(xù)的擋板段。
6.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，多個所述擋板構(gòu)成了一組交替的多個第一和第二擋板段，它們限定了一可將廢物均勻地干燥到所述預(yù)定濕度的主干燥段。
7.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，所述每一第一擋板段包括(a)從所述滾筒的周邊徑向地向內(nèi)延伸的支撐桿;和(b)支撐在每個所述支撐桿上的多面體擋板。
8.如權(quán)利要求7所述的組件，其特征在于，每個多面體擋板包括多個角形構(gòu)件，角形構(gòu)件形成了從支撐桿以一定角度延伸并適合用來抓取廢物的抓料板。
9.如權(quán)利要求6所述的組件，其特征在于，每個所述的第二擋板段包括多個擋板，這些擋板具有杯形件，用來使一部分還未干燥到預(yù)定濕度的所述廢物在所述主干燥段里循環(huán)，從而進(jìn)一步使所述這部分廢物干燥。
10.如權(quán)利要求2所述的組件，其特征在于，所述滾筒式輸送器的直徑設(shè)計(jì)成適合特定廢物的需要。
11.一種均勻地干燥含水廢物的方法，其特征在于，它包括下列步驟(A)將熱氣體和所述含水廢物導(dǎo)入干燥機(jī)，干燥機(jī)包括一預(yù)熱部分和一混合部分;然后，(B)將所述廢物輸送過所述預(yù)熱部分，在輸送中所述廢物被加熱但不與所述熱氣體接觸，從而保證所述廢物不會發(fā)生燃燒;然后，(C)將所述廢物輸送過所述混合部分，在輸送中所述廢物與所述氣體均勻混合并干燥到預(yù)定濕度;然后(D)將所述廢物輸送出所述干燥機(jī)的出口。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟(C)包括將所述廢物輸送過一個滾筒式輸送器的步驟，此輸送器有多個用來一邊使所述廢物混合一起在所述干燥機(jī)是輸送所述廢物的擋板。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的輸送步驟包括將廢物均勻地送入所述預(yù)熱部分，然后將所述廢物裝納在位于所述預(yù)熱氣體接觸，同時將未裝在所述杯形結(jié)構(gòu)里的所述廢物的任何部分迅速的傳送入所述混合部分。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述輸送步預(yù)包括隨著所述廢物離開所述預(yù)熱部分抓取所述廢物并在所述滾筒的一個給定的一轉(zhuǎn)內(nèi)的不同位置釋放不同量的所述廢物，從而將所述廢物均勻地分配到后續(xù)擋板段。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述輸送步驟包括將所述廢物輸送過一組交替的多個第一和第二擋板段，這些擋板限定了所述混合部分的主干燥段，在這里所述廢物被均勻地干燥到所述預(yù)定濕度。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述的將所述廢物輸送過所述第一擋板段的步驟包括將廢物保持在多面體擋板的抓料板內(nèi)直到每個抓料板內(nèi)的廢物干燥得足以由蒸氣流輸送過所述干燥機(jī)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述的將所述廢物輸送過所述第二擋板段的步驟包括在所述主干燥段內(nèi)使還未被干燥到預(yù)定濕度的一部分所述廢物再循環(huán)，從而進(jìn)一步使這部分廢物干燥。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括調(diào)整所述干燥機(jī)的尺寸以干燥各種廢物的步驟。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括調(diào)整干燥機(jī)筒體的直徑以適合特定垃圾的需要的步驟。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括調(diào)整所述擋板的尺寸和數(shù)量以適合干燥特定廢物的需要的步驟。
全文摘要
一種將廢料干燥到預(yù)定溫度的干燥機(jī)組件包括具有同時導(dǎo)入廢物和熱氣體的進(jìn)口和送出已干燥垃圾和熱蒸氣的出口的筒體。筒體內(nèi)有多個預(yù)熱擋板，在其中廢物被氣體加熱但不與氣體接觸，以避免廢物過早燃燒。預(yù)熱擋板下游的擋板段將廢物均勻地分配到下游的筒體的主干燥段，在那里廢物與氣體混合并均勻地干燥到預(yù)定溫度。主干燥段有多個分別用于干燥廢物和將尚未干燥的廢物送回到前面的擋板段的交替擋板。干燥機(jī)能適應(yīng)各種水份的各種廢物。
文檔編號F26B11/02GK1056348SQ9110260
公開日1991年11月20日 申請日期1991年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月10日
發(fā)明者大衛(wèi)·瑞·沃爾克 申請人:燃燒設(shè)計(jì)公司