專利名稱：垃圾焚化利用熱能的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保設(shè)施，主要是垃圾燃料的制造方法。
垃圾公害白色污染已為全球所重視，現(xiàn)大型處理垃圾的方法有(1)集中填埋法集中遠(yuǎn)郊埋存，容量大是其優(yōu)點，但還存在運輸量大，人工費用高，塑料不能分解利用。(2)垃圾生燒法徹底干凈消化垃圾并利用熱能是其優(yōu)點，但目前國內(nèi)外所生產(chǎn)的垃圾專用焚化爐，都是以改造爐膛使之適應(yīng)垃圾的生燒，其適應(yīng)力有一定范圍，當(dāng)垃圾中含水份與無機物過量時，常引起爐溫下降，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價昂貴將影響其普及使用。
本發(fā)明的宗旨是從國情出發(fā)，從改造垃圾入手，設(shè)計出投資少、效率高、運行費用省的、便于普及使用的新工藝、新設(shè)備，以實現(xiàn)當(dāng)日消化當(dāng)日垃圾，徹底消滅垃圾公害，并充分利用垃圾燃燒熱能制高壓蒸氣，為工業(yè)供氣供電，提供較高的社會效益與經(jīng)濟效益，以造福人民。
本發(fā)明的技術(shù)方案是依據(jù)國情的垃圾狀況及其影響垃圾燃燒的因素而提出的(1)國情垃圾一無包裝、二無分檔，露天的收集，受人、時、地各種因素的影響，成份混雜、干濕不一，遇雨季、雨天及西瓜上市等情其含水量變化甚大，如紙、布、棉等纖維素其干態(tài)含水量在10％以下，而濕態(tài)可達(dá)80％左右，煤渣座幾乎無水，一經(jīng)沾水其含水量達(dá)40--50％。(2)國情垃圾回收利用較多，廢棄物有人撿，被撿走的多是有機物和少量金屬，余下的有機可燃物一般在20--30％，可燃物提供熱量與爐溫成正比，而無機物和水占70--80％，是常溫入爐高溫出爐，帶走大量熱能，還會增加爐膛氣壓，又會阻塞風(fēng)道，影響氧化燃燒，它的含量與爐溫成反比，這就是主要矛盾。(3)生活垃圾數(shù)量多、腐臭快、垃圾發(fā)酵分解出大量甲烷(沼氣)是可燃性能源，若無法利用任其散失，釋放的沼氣及少量一氧化碳、一氧化氮、硫化氫、氨……等有毒氣體，加上致病菌的繁殖，蚊、蠅的孳生傳播病菌，構(gòu)成了對環(huán)境對大氣的污染，所以消滅垃圾公害和利用垃圾熱能都要與細(xì)菌搶時間，愈快愈好，因此處理垃圾要大容量高速度?？傊?，處理垃圾的難度在于垃圾的數(shù)量大、成份雜、腐臭快、可燃物有限、含水量多變、加工困難、燃燒不易，還要求大容量、高速度、低消耗、高效益，為解決這一難題，本發(fā)明采用改造垃圾為主，進行水選可燃物、排除無機物、榨干水份，把垃圾制成適應(yīng)普通燃煤鍋爐及其他鼓風(fēng)爐的通用塊狀燃料。
本發(fā)明的技術(shù)方案的可行性依據(jù)是(1)根據(jù)各種無機物其比重都大于1能在水中下沉，所有有機可燃物其比重都小于1，都會浮懸于水，通過一定流壓、旋流、落差流速的推送，落入篩網(wǎng)輸送帶便可收集所有的有機可燃物。(2)無機物沉于傾斜的池底，落于一側(cè)出口，經(jīng)帶斗傳送帶連續(xù)排出。(3)水源用部分自來水，主要是收集榨干下水循環(huán)使用，最后污水經(jīng)空載運行由篩網(wǎng)不斷過濾和沉淀能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。(4)分選出來的可燃物，適應(yīng)機械榨干壓塊的加工。(5)成塊的垃圾其硬度、干度、厚度相對均勻、通風(fēng)良好，鼓風(fēng)不飛，同時硬塊能減緩塑料脂質(zhì)遇高溫產(chǎn)生的爆發(fā)性氣化，使其氧化充分，不冒黑煙。(6)充分燃燒的有機物，其終端排氣成分是二氧化碳和水，不含過量的有害物質(zhì)，能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的具體措施由工藝流程圖(圖7)給出。
以下結(jié)合視圖順序說明

圖1、是垃圾破袋機主頂視示意2、是垃圾水選槽三視示意3、是外圓切式垃圾滾壓機主側(cè)視示意4、是內(nèi)圓切式垃圾滾壓機主視示意5、是活閘式垃圾滾壓機主視示意6、A是活節(jié)鏈片組合形式圖B是活節(jié)鏈片主側(cè)視7、是工藝流程圖
1、生活垃圾車運入斗應(yīng)具有相應(yīng)的車運場地，便于倒車、翻斗、多方位進料，魚貫進出，要有妥善的安全設(shè)施，儲料斗容量20T，底傾斜大于40°，下開口0.36--0.42M2端面水平，下口接垃圾破袋機。
2、垃圾破袋機(圖1)由齒輪箱(1)和其二條輸出軸快速軸(2)和慢速軸(3)所組成，兩軸上每隔8公分裝一片4齒漸開線形牙刃口的園盤刀片(4)，刀片靠墊套(5)和螺母(6)緊固于軸，兩軸相對內(nèi)旋，兩軸差速是1∶2，慢速軸刀端線速為2.5--3.5M/S，外殼安全罩(7)上有方形開口與垃圾儲料斗下口相接，罩與徑向刀片應(yīng)有較大空間，讓被漸開線彈出的金屬容器可從空間落水，垃圾破袋機靜止時能阻止儲料斗垃圾瀉下，工作時能撕破袋裝垃圾的塑料袋，擊破玻璃瓶，打斷長條物，讓垃圾以相對勻速落入水選槽中，刀片刃口是漸開線式的，其作用是不讓長纖維物纏刀和硬物卡刀，設(shè)兩軸差速是使刀片形成剪切，易于撕破塑料袋。
3、垃圾水選槽(圖2)，水選槽殼體(1)由薄中板焊接制成，正對垃圾落入?yún)^(qū)(2)安有低壓水泵噴口(3)，對著垃圾灌水，垃圾隨水壓旋流翻騰，無機物隨即下沉，集中從漏斗孔(4)滑出，落入帶淺斗式傳送帶(6)排出，有機物浮懸順流而下自溢水口(7)排出，落入篩網(wǎng)傳送帶，送至垃圾滾壓機料斗，在溢水口(7)的一側(cè)安裝一臺錐面耙(5)不斷耙出垃圾以克服卡堵，錐面耙(5)其錐度120°--140°裝4排垂直于斜面的耙釘，其中心軸與蝸輪軸相接，傾斜安裝以只讓耙釘入水，耙堵一瞬要使斜面與水面平行，由于錐角大有較大旋角保持耙釘向下使垃圾易于脫落，在水選槽下部設(shè)有排水閥(8)和后封蓋(9)，以便排空與維修。
4、垃圾滾壓機為中試設(shè)計的滾壓機有三種機型A外圓切式垃圾滾壓機(圖3)，圖3中(1)是機架，(2)是固定在機架(1)上的電動機，(3)是固定在機架(1)上的減速機，(2)與(3)可用摩擦式離合器聯(lián)軸，(4)是安在減速機(3)主軸上的主動齒輪，(5)是吞料輪齒輪，(6)是吞料輪，(5)與(6)同心緊固連體，(7)是固定在機架上(1)上的吞料輪刮刀，其刀體尾部隨大壓輪(12)的突緣弧度延長至主壓輪(9)，(8)是主壓輪齒輪，(9)是主壓輪，(8)與(9)同心緊固連體，齒輪(5)與(8)同時與主動齒輪(4)相嚙合，運行時吞料輪(6)與主壓輪(9)作同方向(逆時針)、同線速滾動，(10)是固定在機架(1)上的主壓輪刮刀，(11)是進料斗，(12)是大壓輪，其兩端有加大外徑的突緣，起止推與防料溢作用，其驅(qū)動力靠彈簧力緊壓于(6)(9)兩輪徑的摩擦力帶動，作順時針被動旋轉(zhuǎn)。(13)是大壓輪刮刀，它的支臂一端作孔套于大壓輪中心固定軸(14)的軸頸上，隨輪上下前后游移的變動而變動，保持其刮刀切角與支臂半徑不變，而刮刀所需的力，則由近刮刀的支臂上選一力點與機架(1)適當(dāng)點抵觸而取得，(14)是大壓輪中心的固定軸，它與大壓輪(12)的內(nèi)徑靠滾錐軸承配合，(15)是固定軸滑座，它與固定軸(14)是緊配合，它以徑向中心距80MM的長孔套在調(diào)壓螺桿(18)上滑動，以適應(yīng)兩道滾壓不同厚度時所產(chǎn)生的前后傾斜變位而自動調(diào)整，(16)是壓縮彈簧，其可調(diào)總壓力是以輪寬公分×1.5噸計算，(17)是上下彈簧座，應(yīng)有固定彈簧內(nèi)徑的階限，它與調(diào)壓螺桿(18)是孔軸動配合。(18)是調(diào)壓螺桿，其上端螺母以調(diào)整彈簧總壓力，其下端螺母緊固于機架(1)，以上結(jié)構(gòu)特點是三大輪兩道滾，當(dāng)動力傳動驅(qū)動三大輪，進料斗垃圾隨進第一道吞料輪滾壓，吞料輪刮刀(7)刮下粘在吞料輪上的垃圾，順大壓輪突緣內(nèi)導(dǎo)入第二道主壓輪滾壓，壓后成塊在刮刀(10)與(13)刮下即成垃圾燃料。這時按垃圾塊狀態(tài)，調(diào)整壓力，以求質(zhì)與量的最佳效果。(19)是分力角調(diào)整螺栓，由于垃圾成份繁雜，無法準(zhǔn)確推算兩個分力角∠A與∠B的比例，暫定正位∠B＝1.5∠A，可能不準(zhǔn)，為此中試機特以軸心為圓心的同心弧，將機架(1)上部截成弧面貼合的兩體，可以在同心條件下，游移弧的貼合位置，就可以按需要改變彈簧壓力重心垂線的擺向，以調(diào)整分力角的比例調(diào)整范圍是±6°，兩弧面作長孔微調(diào)，靠分力調(diào)整螺栓(19)緊固。在不同地區(qū)、不同季節(jié)的垃圾狀況不同時，也要重新調(diào)整分力角的比例的，分力角的比例是由輪徑、垃圾和壓力三者內(nèi)在的物理力學(xué)關(guān)系所決定的，兩輪相切動向相對，以磨擦力夾帶垃圾入滾(以下稱入滾力)；兩輪相切有一個漸開的切角，將垃圾向后排擠(稱擠出力)雙個矛盾的力同時作用于垃圾，滾壓時讓摩擦系數(shù)大的固態(tài)垃圾入滾，讓摩擦系數(shù)小的水被擠出，問題是介于長纖維和水之間的漿狀物，可隨長纖維入滾又可隨水?dāng)D出(稱漿水流)，為要盡可能增加入滾摩擦力，減少漿水流，一是加大輪徑，輪徑愈大，其切角愈小，入滾力愈大，但輪徑受加工能力限制是有極限的，中試機大壓輪(9)與主壓輪(6)其半徑相加應(yīng)不小于2.8M最好能大于3.5M。二是適當(dāng)壓力，壓力愈大其擠出力也愈大，壓得愈干，但過大壓力又使其漿水流增加，吞料量減少，當(dāng)總壓力調(diào)到吞料量適合時，這時若出料含水量偏多，就要增加主壓輪(9)的壓力又不能增加吞料綸(6)的壓力，就只有靠增壓同時改變分力角的比例，即重心移向主壓輪，使∠A減少∠B加大，依理類推可知，總壓力要適當(dāng)量，分壓力的比例還要適當(dāng)，才算最佳壓力狀態(tài)。除加大輪徑外在輪面上開槽也能增加入滾力，主吞料輪(6)是一定要開槽的，開徑向平行槽，槽距30--4，槽角50--60°，槽峰寬2--3，槽深10--15，槽底平，槽的作用是初壓時大量水份從槽底排出，減少對垃圾的擠出力，槽峰壓強大容易壓碎硬物，槽谷空間增加入滾容量，其斜面增加摩擦力。至于大壓輪(12)，要先試平光輪，平光輪成塊物在刮刀作用下成塊率較高。如入滾摩擦力不足時，再開細(xì)齒槽，槽距是吞料輪槽距的五分之一，為了提高成塊率，主壓輪(9)不要開槽，而且特別要安裝好刮刀的角度，刮刀板是輪徑的切線而不是弦的延長線。特別是后出料的主壓輪刮刀(10)與大壓輪刮刀(13)，刀口要利要緊貼，角度要準(zhǔn)，以提高垃圾成塊率。此外吞料輪齒輪(5)主壓輪齒輪(8)，它們不是漸開線齒輪，而是新型的圓銷軸齒輪，即用板鋼作分度圓上鉆孔，裝上銷軸，制成圓銷軸齒輪，而主動齒輪(4)其齒形同標(biāo)準(zhǔn)鏈輪，制造簡單，損壞可換。
B內(nèi)切式垃圾滾壓機(圖4)，圖4中(21)是主動帶鏈輪，(22)是從動帶鏈輪，起扶正張緊作用，(23)是活節(jié)鏈帶，其基本結(jié)構(gòu)單位是由活節(jié)鏈片(圖6)與長銷軸組合而成，活節(jié)鏈片可用鑄鋼、模鍛成型或特扎型鋼進行切削加工，要求組合工作面弧的半徑R’等于大壓輪(12)的半徑R×1.45其背面的弧度是同心弧R’+活節(jié)鏈片的高度的弧，其片間隙對排氣排水有利，但不能有1MM以上的漏縫漏孔以免漏料，鏈片組合是交錯互銜所以每兩排中就有一排的兩邊是半片的，半片的活節(jié)鏈片，沒有凹槽，可用方鋼制造，(24)是鏈帶刮刀，(25)是壓力器，安于兩側(cè)，可用液壓或壓縮彈簧組制，總壓力＝輪寬公分×2T，(26)是弧形橋，其一端以孔軸動配合支于機架，另一端在弧圓相切處有伸長兩側(cè)的橫梁，同時靠于兩側(cè)壓力器(25)上，其工作面弧度都是以內(nèi)切弧R’同心擴大的弧度，其弧形面上縱向每50MM銑--8MM槽，深4，每隔50MM鉆1個Ф8通孔，反面用Ф10擴孔，余2MM厚度為止，小槽與孔用以排水排污，(24)是滾柱鏈，用鉻鋼制成的長軸作為滾子，兩端用鏈板相接，置于活節(jié)鏈帶(23)與弧形橋(26)之間起滾動作用，(11)是料斗，工作時由傳動系統(tǒng)接主動帶鏈輪(21)作逆時針旋轉(zhuǎn)，鏈帶以0.6--1M/S線速牽動，由壓力器(25)的彈簧力作用，產(chǎn)生強摩擦力帶動大壓輪(12)旋轉(zhuǎn)，料斗內(nèi)的垃圾即被入滾力夾帶入滾，隨之逐步被壓縮脫水成塊，經(jīng)刮刀刮起，即成干度適當(dāng)?shù)臒o定型結(jié)塊的垃圾燃料。內(nèi)切式滾壓機是以半徑R的圓與R’的內(nèi)弧相切，其切角小于同半徑的外圓切的四分之一，因此入滾力大為增加，漿水流減少，吞料量增加，效率提高，同時成型厚度增加，相對成塊率也會提高。
C活閘式滾壓機(圖5)是在B內(nèi)切滾壓機的結(jié)構(gòu)上，增加活動閘板，在大壓輪(12)的輪徑上作24等分，開與輪徑同寬的活閘板槽孔(30)在兩端鼓上開對中相應(yīng)的長孔(31)，(32)是插在活閘板槽孔(30)上的活閘板，(33)是固定在活閘板上行程長孔(31)上的活閘橫桿，其兩端延伸出輪鼓端面外以與導(dǎo)板相切，(34)是固定在機架(1)上兩側(cè)相對的關(guān)閘導(dǎo)板，(35)是固定在機架(1)上兩側(cè)相對的開閘導(dǎo)板，工作時傳動運行同B內(nèi)切式滾壓機(從略)，當(dāng)活閘橫桿(33)的端頸旋進關(guān)閘導(dǎo)板(34)隨導(dǎo)板的斜面作用把活閘板(32)導(dǎo)至關(guān)態(tài)，并保持關(guān)態(tài)至導(dǎo)板終端。這時從正上方所填的料至旋進入鏈帶就逐漸被壓縮，當(dāng)旋進高壓區(qū)關(guān)態(tài)活閘板(32)便與鏈帶相碰，關(guān)往垃圾阻止單向濟出力，因此增加吞料量，關(guān)態(tài)活閘板(32)在繼續(xù)被壓縮過程，自動隨料縮短，旋過輪弧切點，活閘橫桿便進入開閘導(dǎo)板(35)隨導(dǎo)板的斜面作用進行開閘，把活閘板(32)導(dǎo)至開態(tài)，平于輪徑，便于刮刀把成塊的垃圾燃料刮起。其工作形式可算是滾壓中的半模壓。能有效地克服單向擠壓力，其效果將更提高一步，以上三型從簡到繁，其成功率也隨之提高，中試必須三種都試在比較中擇優(yōu)選用，組合定型，因為垃圾燃料價值很低，必須粗加工，基本合用能簡則簡，減少制造與運行費用，簡單的設(shè)備不行才不得不用復(fù)雜的設(shè)備。
5、垃圾燃料基本要求指標(biāo)含水量17％以下無定形成塊率70％以上，低中密度，厚度相對均勻。達(dá)標(biāo)垃圾燃料，只要有鼓風(fēng)條件任何爐膛都能充分燃燒。垃圾處理要求當(dāng)日燒完當(dāng)日垃圾，主要用以供氣供電，現(xiàn)有制氣鍋爐、蒸氣機、發(fā)電機等成套設(shè)備可以利用，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚化利用熱能的工藝流程簡稱垃化熱工程，其特征是以制造垃圾燃料為主法，把生活垃圾車運入斗，經(jīng)垃圾破袋機破袋，勻速落入垃圾水選槽，經(jīng)用水泵沖灌、下沉的無機物從帶淺斗輸送帶排出，浮懸的有機物隨流速而下配用錐形耙疏導(dǎo)，落入篩網(wǎng)輸送帶，輸入垃圾滾壓機，榨去過多的水份，把垃圾壓制成適合普通燃煤鍋爐及一般鼓風(fēng)爐燃燒的通用的無定形塊狀燃料。用以制取高壓蒸氣，供氣供電。
2.一種垃化熱工程專用設(shè)備——垃圾破袋機(圖一)其特征是一齒輪箱輸出兩條轉(zhuǎn)向相反、速差1倍、同徑同長的軸，軸上各固定一組4齒漸開線刃口的園盤刀片，交錯等距安裝，整機納入上下開口護罩機殼里。
3.一種垃化熱工程專用設(shè)備，——垃圾水選槽(圖二)，其特征是，水箱是漏斗式，水路是回轉(zhuǎn)式，正對垃圾落入?yún)^(qū)(2)、安有低壓水泵噴口(3)、正托漏斗下口(4)、裝有帶淺斗式輸送帶(6)，在溢水口(7)一側(cè)裝有錐形耙(5)，底部有一排水閥(8)。
4.一種垃化熱工程垃圾脫水成塊專用設(shè)備——外園切式垃圾滾壓機(圖三)，其特征是三大輪兩道壓，在機架(1)上固定有電機(2)減速機(3)接主動齒輪(4)結(jié)構(gòu)中的吞料輪(6)和主壓輪(9)其連體齒輪各與位于其間的主動齒輪(4)相嚙合，其徑面各與其上的大壓輪(12)相切。三個滾輪其切點前方各裝有一把與其輪徑相切合的刮刀，三個大輪中心固定軸都套有滾錐軸承與內(nèi)徑配合，大壓輪(12)中心固定軸(15)，其兩端與能在調(diào)整螺桿(18)上下前后滑動的固定軸滑座(14)緊配合，其上有彈簧座(17)與彈簧(16)，上下彈簧座(17)以對稱孔與下端固定在機架(1)上的調(diào)壓螺桿(18)動配合，調(diào)壓螺桿(18)其上端有一調(diào)壓螺母。
5.一種垃化熱工程垃圾脫水壓塊專用設(shè)備，——內(nèi)切式垃圾滾壓機(圖四)，其特征是(機架與傳動從略)靠摩擦被動的大壓輪(12)其下面是落入其兩端突緣內(nèi)的活節(jié)鏈帶(23)，活節(jié)鏈帶(23)繞過主動帶鏈輪(21)和被動帶鏈輪(22)，并與襯于其下的滾柱鏈(27)共同環(huán)繞于弧形橋(26)上下，弧形橋(26)一端靠孔軸動配合支于機架，一端在園弧相切處有伸出兩側(cè)的橫梁，并觸靠于兩側(cè)加壓器(25)上。輪鏈相切點的前方各裝有刮刀。
6.一種垃化熱工程脫水壓塊專用設(shè)備——活閘式垃圾滾壓機(圖五)，其特征是在內(nèi)切式滾壓機的結(jié)構(gòu)上，把大壓輪(12)的輪徑以24等分加開槽孔(30)，滑動在槽孔(30)中是與輪徑同寬的活閘板(32)，其后部固定于活閘橫桿(33)?；铋l橫桿(33)的兩端從長孔(31)伸出輪鼓外，與其接觸導(dǎo)其開關(guān)變位的有固定在機架(1)兩側(cè)上部的關(guān)閘導(dǎo)板(34)和固定在機架(1)下部兩側(cè)的開閘導(dǎo)板(35)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種垃圾焚化利用熱能的工藝流程簡稱垃化熱工程,主要是垃圾燃料的選制方法。把生活垃圾經(jīng)專用設(shè)備垃圾破袋機、垃圾水選槽和垃圾滾壓機等一條生產(chǎn)線處理,進行水選有機可燃物,排除下沉的無機物,榨干多余水份,把垃圾選制成能適應(yīng)普通燃煤鍋爐及其他鼓風(fēng)爐的通用塊狀燃料,燒取高壓蒸氣,供氣、發(fā)電。并實現(xiàn)當(dāng)日消化當(dāng)日垃圾,徹底消滅垃圾公害。提供較高的社會效益和經(jīng)濟效益,以造福人民。
文檔編號C10L5/46GK1241622SQ9810912
公開日2000年1月19日 申請日期1998年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月25日
發(fā)明者楊國經(jīng) 申請人:楊國經(jīng)