申请号CN201710809834.0
申请日2017.09.08
公开(公告)号CN107353916A
公开(公告)日2017.11.17
IPC分类号C10B53/00; C10B53/02; C10B57/04; C10B57/10; C10B57/18; C02F11/10; C02F11/12; F23G7/06; F23G7/00
摘要
本发明涉及一种园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，包括粉碎混合装置、混料存储装置、干化热解装置、焚烧装置及尾气处理装置;本发明用于园林绿化垃圾及污泥处理，通过切碎、粉碎、混合、干化、热解、焚烧、尾气处理一系列的处理过程，将垃圾及污泥处理成生物炭，进行资源再利用，整个系统设计合理，工作稳定。
权利要求书
1.一种园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：包括粉碎混合装置、混料存储装置(3)、干化热解装置(4)、焚烧装置(5)及尾气处理装置(6);
所述粉碎混合装置包括切碎装置(1)及污泥热粉碎混料装置(2);所述切碎装置(1)包括切碎进料斗(11)、与切碎进料斗(11)下端出口连接的切碎筒(12)、位于切碎筒(12)一侧且与切碎筒(12)连通的导出通道(13)、位于切碎筒(12)另一侧且与切碎筒(12)连通的鼓风机(14)，所述切碎进料斗(11)与切碎筒(12)的连通处设有切刀(15)，所述切刀(15)由切碎筒(12)外侧的切刀电机(16)驱动;
所述污泥热粉碎混料装置(2)包括与所述导出通道(13)连通的混料通道(21)、安装于所述混料通道(21)中的螺旋混料刀(22)，所述螺旋混料刀(22)由混料通道(21)外侧的混料电机(23)驱动，靠近所述导出通道(13)的混料通道(21)的一端连接有污泥进料斗(24)，混料通道(21)的另一端与所述混料存储装置(3)连通;
所述混料存储装置(3)包括与所述混料通道(21)的输出端连接的存储池(31)、安装于存储池(31)一侧的热源装置(32);
所述干化热解装置(4)包括干化机(41)、与所述干化机(41)输出端连接的热解装置(42)，所述热解装置(42)包括热解前置处理炉(421)、热解炉(422)，所述热解前置处理炉(421)的上端与所述干化机(41)的输出端连接，热解前置处理炉(421)中安装有分散装置(423)，热解前置处理炉(421)的下端连接螺旋输送管道(424)，所述螺旋输送管道(424)的输出末端与所述热解炉(422)的输入端连接;
所述干化机(41)为圆盘式干化机，包括壳体(411)，壳体(411)中安装有搅拌轴(412)，搅拌轴(412)上隔开安装有圆盘片(413)，壳体(411)的顶部设有混料泥进口(414)、蒸汽出口(415)，底部设有干污泥混料出口(416)，搅拌轴(412)由一端的电机(417)驱动，搅拌轴(412)为空心结构，其一端为热蒸汽入口(418)并插置有冷凝水导出管(419);所述壳体(411)包括安装所述搅拌轴(412)并与所述搅拌轴(412)同轴的半圆筒(4110)及从所述半圆筒(4110)上侧向上延伸而成的穹顶(4111)，所述穹顶(4111)上设有高压水入口(4112)及氮气输入口(4113)，所述高压水入口(4112)与储水箱(4114)相连的水管上安装有高压水泵(4115)，氮气输入口(4113)与氮气罐(4116)相连的气管上安装有高压气泵(4117);所述壳体(411)的截面结构为：从所述穹顶(4111)的顶端至所述半圆筒(4110)的中心之间的间距为所述半圆筒(4110)半径的1-2倍;
所述焚烧装置(5)包括相连的燃烧器(51)、蒸汽蒸发器(52)，所述燃烧器(51)通过管道与所述热解炉(422)的顶部出口连接，所述燃烧器(51)与蒸汽蒸发器(52)之间连接有蓄热管(53);
所述尾气处理装置(6)包括除尘器(61)，所述除尘器(61)与蒸汽蒸发器(52)之间通过引风机(62)及管道连通，除尘器(61)的输出端连接烟囱(63);
所述粉碎混合装置与所述烟囱(63)之间通过回烟管道(7)连通，所述回烟管道(7)之间安装有回烟引风机(8);所述回烟管道(7)的末端通过分支管道(9)与切碎筒(12)、混料通道(21)连通。
2.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述切碎筒(12)的底部安装有隔板(121)，所述隔板(121)将切碎筒(12)分隔成上部的切碎腔(122)及下部的导热腔(123)，所述隔板(121)朝所述导出通道(13)倾斜设置，隔板(121)上设有热气导出孔，所述导热腔(123)与所述回烟管道(7)连通;所述导出通道(13)包括与切碎腔(122)连通的导出段(131)及与所述混料通道(21)连通的导入段(132)，所述导出段(131)倾斜向上设置，所述导入段(132)呈锥形缩口结构。
3.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述污泥进料斗(24)与导出通道(13)隔开设置，污泥进料斗(24)靠近混料通道(21)的端部，所述导出通道(13)靠近混料通道(21)的中部。
4.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述混料通道(21)的两端分别通过管道与所述回烟管道(7)连通。
5.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污水的资源化处理系统，其特征在于：所述穹顶(4111)的内部设有喷雾管(4118)，所述喷雾管(4118)沿着半圆筒(4110)的轴向延伸，喷雾管(4118)上设有多个喷雾嘴(4119)。
6.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述壳体(411)内设有温度监测点及粉尘监测点，所述温度监测点处安装有温度传感器(4120)，粉尘监测点处安装有粉尘传感器(4121);所述干化机还包括控制器(4122)，所述控制器(4122)与所述温度传感器(4120)、粉尘传感器(4121)、高压水泵(4115)及高压气泵(4117)连接，所述控制器(4122)根据温度传感器(4120)检测的温度信号控制所述高压水泵(4115)、根据粉尘传感器(4121)的粉尘量信号控制所述高压气泵(4117)。
7.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述壳体(411)的一端的穹顶(4111)顶部设有混料泥进口(414)，另一端的半圆筒(4110)底部设有干污泥混料出口(416)，所述干污泥混料出口(416)连接倾斜向上设置的螺旋输送器(4123)。
8.根据权利要求1所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：从所述穹顶(4111)的顶端至所述半圆筒(4110)的中心之间的间距为半圆筒(4110)半径的1.5倍。
9.根据权利要求5所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述喷雾管(4118)呈波浪型贴合布置在穹顶(4111)的顶部内壁，其每个折弯点均布置有所述喷雾嘴(4119)。
10.根据权利要求5所述的园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，其特征在于：所述喷雾管(4118)呈波浪型悬吊于穹顶(4111)的内顶面，起每个折弯点均布置有向下及前后喷射的喷雾嘴(4119)。
说明书
园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统
技术领域
本发明涉及能源循环利用技术领域，特别涉及用于园林绿化垃圾和污泥的处置利用系统。
背景技术
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前能源供给形势严峻，环境质量包袱沉重。由于化石能源储量日益减少、油价波动较大、对能源安全问题的担忧以及对全球变暖的关注，发展清洁可再生能源已成为紧迫的课题，新能源行业呈现高成长性。根据广泛论证的可再生能源的产业背景及发展概况，以生物质能为代表的生物质气化发电、生物质氢能、生物质绿色液体燃料将成为未来重要的替代能源。生物质能属于清洁能源，中国的生物质再生能源的资源非常丰富，生物质再生能源大规模普及应用，有助于改善生态环境和C02减排。
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。
生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到250～700℃，通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。从化学反应的角度对其进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。生物质热解的产物是可燃的热解气和固态的生物质炭，都是可供能源应用的产品。
目前已出现的生物质热解设备、技术，主要针对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点进行研究和设计，然而，热解之前必须的粉碎、干化处理设备均采用普通的粉碎干化设备，并没进行相适应的改进，故最终导致热解效率低，即缺少一套完整的粉碎、干化、热解系统。其中，若采用普通的圆盘式干化机，其干化效果不佳，且圆盘干化机内属于高温(100-180℃)，高尘(污泥干化并旋转推进产生的粉尘，干污泥粉尘可燃)空气环境，且处于摩擦状态，存在爆炸的风险较大。
发明内容
鉴于此，申请人进行研究及改进，提供一种园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统。
为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
一种园林绿化垃圾和污泥的资源化处理系统，包括粉碎混合装置、混料存储装置、干化热解装置、焚烧装置及尾气处理装置;
所述粉碎混合装置包括切碎装置及污泥热粉碎混料装置;所述切碎装置包括切碎进料斗、与切碎进料斗下端出口连接的切碎筒、位于切碎筒一侧且与切碎筒连通的导出通道、位于切碎筒另一侧且与切碎筒连通的鼓风机，所述切碎进料斗与切碎筒的连通处设有切刀，所述切刀由切碎筒外侧的切刀电机驱动;
所述污泥热粉碎混料装置包括与所述导出通道连通的混料通道、安装于所述混料通道中的螺旋混料刀，所述螺旋混料刀由混料通道外侧的混料电机驱动，靠近所述导出通道的混料通道的一端连接有污泥进料斗，混料通道的另一端与所述混料存储装置连通;
所述混料存储装置包括与所述混料通道的输出端连接的存储池、安装于存储池一侧的热源装置;
所述干化热解装置包括干化机、与所述干化机输出端连接的热解装置，所述热解装置包括热解前置处理炉、热解炉，所述热解前置处理炉的上端与所述干化机的输出端连接，热解前置处理炉中安装有分散装置，热解前置处理炉的下端连接螺旋输送管道，所述螺旋输送管道的输出末端与所述热解炉的输入端连接;
所述干化机为圆盘式干化机，包括壳体，壳体中安装有搅拌轴，搅拌轴上隔开安装有圆盘片，壳体的顶部设有混料泥进口、蒸汽出口，底部设有干污泥混料出口，搅拌轴由一端的电机驱动，搅拌轴为空心结构，其一端为热蒸汽入口并插置有冷凝水导出管;所述壳体包括安装所述搅拌轴并与所述搅拌轴同轴的半圆筒及从所述半圆筒上侧向上延伸而成的穹顶，所述穹顶上设有高压水入口及氮气输入口，所述高压水入口与储水箱相连的水管上安装有高压水泵，氮气输入口与氮气罐相连的气管上安装有高压气泵;所述壳体的截面结构为：从所述穹顶的顶端至所述半圆筒的中心之间的间距为所述半圆筒半径的1-2倍;
所述焚烧装置包括相连的燃烧器、蒸汽蒸发器，所述燃烧器通过管道与所述热解炉的顶部出口连接，所述燃烧器与蒸汽蒸发器之间连接有蓄热管;
所述尾气处理装置包括除尘器，所述除尘器与蒸汽蒸发器之间通过引风机及管道连通，除尘器的输出端连接烟囱;
所述粉碎混合装置与所述烟囱之间通过回烟管道连通，所述回烟管道之间安装有回烟引风机;所述回烟管道的末端通过分支管道与切碎筒、混料通道连通。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述切碎筒的底部安装有隔板，所述隔板将切碎筒分隔成上部的切碎腔及下部的导热腔，所述隔板朝所述导出通道倾斜设置，隔板上设有热气导出孔，所述导热腔与所述回烟管道连通;所述导出通道包括与切碎腔连通的导出段及与所述混料通道连通的导入段，所述导出段倾斜向上设置，所述导入段呈锥形缩口结构。
所述污泥进料斗与导出通道隔开设置，污泥进料斗靠近混料通道的端部，所述导出通道靠近混料通道的中部。
所述混料通道的两端分别通过管道与所述回烟管道连通。
所述穹顶的内部设有喷雾管，所述喷雾管沿着半圆筒的轴向延伸，喷雾管上设有多个喷雾嘴。
所述壳体内设有温度监测点及粉尘监测点，所述温度监测点处安装有温度传感器，粉尘监测点处安装有粉尘传感器;所述干化机还包括控制器，所述控制器与所述温度传感器、粉尘传感器、高压水泵及高压气泵连接，所述控制器根据温度传感器检测的温度信号控制所述高压水泵、根据粉尘传感器的粉尘量信号控制所述高压气泵。
所述壳体的一端的穹顶顶部设有混料泥进口，另一端的半圆筒底部设有干污泥混料出口，所述干污泥混料出口连接倾斜向上设置的螺旋输送器。
从所述穹顶的顶端至所述半圆筒的中心之间的间距为半圆筒半径的1.5倍。
所述喷雾管呈波浪型贴合布置在穹顶的顶部内壁，其每个折弯点均布置有所述喷雾嘴。
所述喷雾管呈波浪型悬吊于穹顶的内顶面，起每个折弯点均布置有向下及前后喷射的喷雾嘴。
本发明的技术效果在于：
本发明用于园林绿化垃圾及污泥处理，通过切碎、粉碎、混合、干化、热解、焚烧、尾气处理一系列的处理过程，将垃圾及污泥处理成生物炭，进行资源再利用，整个系统设计合理，工作稳定;将尾气处理后的烟气进行循环再利用，能量利用率高，具有节能环保的优点，并且能保证粉碎混合安全工作。本发明改变了传统的圆筒状壳体结构，增设穹顶结构，并采用高压喷雾、喷氮气的方式，可彻底避免爆炸，提高安全性;并且，高压喷雾管的结构设计巧妙，可实现快速降温，并能节省水源。