CN105937763A - 城市厨余垃圾无害化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市厨余垃圾无害化处理系统，包括：破碎机、传送带、干燥分系统以及生物质气化炉。干燥分系统包括回转筒及位于回转筒下方的燃烧室，回转筒设有用于承装垃圾碎粒的回转内腔，回转内腔的一端设有上料口，回转内腔的另一端设有下料口及排气口，上料口与传送带相连，下料口与干燥器相连，干燥器再与生物质气化炉相连，排气口将回转内腔中产生的废气排出至烟囱。燃烧室包括间隔设置于燃烧室底壁上的至少三个喷嘴。生物质气化炉设有空气入口、厨余垃圾颗粒入口以及生物质燃气出口，生物质燃气出口通过燃气管线与至少三个喷嘴相连以将生物质燃气喷射至燃烧室内燃烧放热以烘干回转筒中的垃圾碎粒。

Description

城市厨余垃圾无害化处理系统

技术领域

本发明属于垃圾处理技术领域，具体地说，涉及一种厨余垃圾处理系统。

背景技术

面对日益严峻的环境问题和能源危机，全世界都在大力提倡节能减排。尤其是对于容易造成环境污染的城市厨余垃圾以及随之伴生的产生耗能的厨余垃圾处理而言，如何进行节能减排改造，已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。

目前针对厨余垃圾的处理方式包括填埋、堆肥和焚烧。其中，填埋的效果很慢、占地还广、容易对地下水产生二次污染。堆肥即为将厨余垃圾发酵为有机肥料，但这种方式需要的时间较长，导致垃圾处理的效率比较低。此外，虽然有人将厨余垃圾进行加热，以加快垃圾分解，但这种方式不但会因为对大规模的厨余垃圾进行加热而造成耗能高，并且在厨余垃圾温度过高的情况下反而不利于垃圾发酵为有机肥料。而焚烧厨余垃圾的方式不仅污染空气，而且投资较大。

如中国专利申请201310675228.6号公开的一种垃圾处理系统，其包括垃圾脱水处理设备、垃圾分选设备以及垃圾焚烧炉，其中，垃圾脱水处理设备包括分布在其上具有多个出水孔的滚筒、安装在滚筒内并开有多个面向出水孔的出风口的风管、连通滚筒入口的进料装置、以及连接风管一端的风机，垃圾焚烧炉包括安装在炉体顶部的进料斗、逐层交错安装在炉体内的向下倾斜且每层的下端位于下一层的上端并密布多个通孔的垃圾承载板、位于炉体下部的燃烧室以及设置在炉体上部一侧的烟气出口装置，在有机物垃圾经由多个垃圾承载板下滑过程中，燃烧室燃烧垃圾产生的热量逐层对垃圾承载板上承载的有机物垃圾进行烘烤，将垃圾中残余水分烘干，使下滑到燃烧室的垃圾被快速焚烧。然而，该专利公开的垃圾处理系统存在如下的缺点或不足：(1)、只是简单地对垃圾进行焚烧，没有公开焚烧后的垃圾处理情况；(2)垃圾焚烧极易产生二次污染；(3)没有合理循环利用垃圾能源，无法实现节能环保的效果。

又如中国专利申请201510168637.6号公开的一种餐厨、厨余垃圾处理工艺及其处理系统，该工艺将餐厨、厨余垃圾的混合物经自动分拣台分拣后再投入预处理粉碎机中进行粉碎，经自动分拣平台的液相混合物以及经粉碎机分离出来的油水混合物进入油水分离设备中，进行油水分离，从油水分离设备中分离出来的水相需经过过滤处理，最终以生活浇灌用水的形式排出，油相进入生物分离设备进行生物分离，最终制成生物油脂；经预处理粉碎机粉碎后的餐厨、厨余垃圾作为营养来源投入虫体养殖生产线中，进行腐生生物的虫体养殖，成年虫体进入烘干机中进行烘干处理，然后加工生产成家禽、鱼类等饲料，虫体废弃物以及残渣进行降解处理，经降解后的物料，一部分以生物质燃料的形式用于发电，另一部分以有机肥的形式打包外运使用。然而，该专利公开的处理系统存在如下的缺点或不足：(1)、处理成本高，涉及大量的过滤分离设备；(2)降解时间漫长，处理效率低；(3)后续加工过程繁杂。

再如中国专利申请201510404242.1公开的一种餐厨垃圾处理系统，包括：空气热源泵，对液体进行加热并以液体为导热介质；太阳能集热器，具有热管，通过太阳能产生的热量对其内的液体进行加热；加热夹套，具有内壳体和外壳体，内壳体形成的内腔用来盛放餐厨垃圾，内壳体与外壳体之间形成外腔，在外腔内设置有环绕内壳体的外壁盘旋的液体通道，加热夹套设有伸入内腔的第一温度传感器；液体管路，连接空气热源泵、太阳能集热器和加热夹套；控制装置，控制空气热源泵和液体管路上各个电磁阀的开启和关闭。然而，该专利公开的餐厨垃圾处理系统存在如下的缺点或不足：(1)需要外界提供热能对垃圾进行加热并使内腔始终保持适合微生物繁殖的温度，产生了较高能耗；(2)、垃圾分解发酵成为有机肥料过程时间长，处理效率低；(5)分解发酵垃圾的容器占地面积大。

因此，提供一种既能够有效处理厨余垃圾产生的污染问题又能够充分利用厨余垃圾自身能源的城市厨余垃圾无害化处理系统成为业内急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市厨余垃圾无害化处理系统，其能够利用烘干后的厨余垃圾作为生物质气化炉的燃料，并利用生物质气化炉产生的生物质燃气以及烘干厨余垃圾产生的烟气作为再烘干厨余垃圾的能量源，实现能量的循环使用。

为了实现上述目的，本发明提供了一种城市厨余垃圾无害化处理系统，包括：用于破碎厨余垃圾形成垃圾碎粒的破碎机、用于传送垃圾碎粒的传送带、干燥分系统以及生物质气化炉，其中，干燥分系统包括回转筒及位于回转筒下方的燃烧室，回转筒设有用于承装垃圾碎粒的回转内腔，回转内腔的一端设有上料口，回转内腔的另一端设有下料口及排气口，上料口与传送带相连，下料口与生物质气化炉相连，排气口将回转内腔中产生的废气排出至烟囱，燃烧室包括间隔设置于燃烧室底壁上的至少三个喷嘴，至少三个喷嘴用于将燃气及助燃气喷射至燃烧室燃烧放热以烘干位于上方的回转筒的回转内腔中的垃圾碎粒；以及生物质气化炉设有空气入口、厨余垃圾颗粒入口以及生物质燃气出口，厨余垃圾颗粒入口通过管道与回转筒的下料口连通，生物质燃气出口通过燃气管线与至少三个喷嘴相连以将生物质燃气喷射至燃烧室内燃烧放热。

可选择地，回转筒倾斜设置，回转筒相对于水平面的倾斜角度范围为15度～30度。

可选择地，干燥分系统还包括干燥器，干燥器包括干燥器本体，干燥器本体的内部空间由密布有多个通孔的透风板分隔为位于下部的用于传递热风的干燥区以及位于中上部的搅拌推动区，搅拌推动区内设有至少一个沿水平轴线旋转的螺旋搅拌推动装置，其中，干燥器本体的顶壁设有与回转筒的下料口通过管道连接的入料口，干燥区的一侧壁设有热风入口，在透风板上方于搅拌推动区的一侧壁设有出料口，出料口通过管道与生物质气化炉的厨余垃圾颗粒入口相连接以将干燥后的垃圾碎粒作为生物质料进行气化。

可选择地，燃烧室的一侧壁连接有第一烟气排放管道，第一烟气排放管道与第一混合器的烟气入口相连接，第一混合器的空气入口连接至第一引风机，第一混合器的混合气出口与干燥区的热风入口相连接以将来自燃烧室的热烟气与空气混合形成的热风供给至干燥区内。

优选地，第一烟气排放管道中的800摄氏度～900摄氏度的热烟气与来自第一引风机的常温空气于第一混合器中混合后形成300摄氏度～400摄氏度的热风供给至干燥区内。

可选择地，干燥器的顶壁还连接有第二烟气排放管道，第二烟气排放管道与第二混合器的烟气入口相连接，第二混合器的废气入口通过管线与回转筒的排气口相连接，第二混合器的烟气出口通过烟气管道与烟囱相连接。

可选择地，在烟气管道的下游连接有烟气回流管线，烟气回流管线与至少三个喷嘴相连接以将烟气管道中的部分烟气回流至至少三个喷嘴处用于助燃。

优选地，烟气回流管线将烟气总量的40％～50％回流到至少三个喷嘴用于助燃。

优选地，烟气回流管线中的烟气温度为150摄氏度～200摄氏度。

在邻近烟囱的烟气管道上设有净化除尘装置以去除烟气中的尘渣。

可选择地，每个螺旋搅拌推动装置包括容置于搅拌推动区内的螺旋搅拌杆以及穿过搅拌推动区一侧壁与螺旋搅拌杆相连接的水平传动轴，其中，螺旋搅拌杆的外壁环绕设置有推进螺旋以使得来自回转筒内的垃圾碎粒随螺旋搅拌杆的转动在干燥区的热风作用下烘干并推动至出料口处。

可选择地，搅拌推动区内竖向等距间隔排布至少三个螺旋搅拌推动装置。

优选地，每个水平传动轴的一侧通过皮带与驱动装置相连接以驱动水平传动轴并带动螺旋搅拌杆转动。

可选择地，生物质气化炉的顶壁还设有补充生物质进料口以向生物质气化炉中补充生物质燃料，生物质气化炉的一端壁设有水蒸汽入口以向生物质气化炉中补充水蒸汽作为气化剂。

优选地，生物质气化炉的空气入口通过管线与第二引风机相连以向生物质气化炉中引入空气。

优选地，在烟气管道上于第二混合器与净化除尘装置之间设有第三引风机以利于烟气自回转筒及干燥器中排出至烟气管道中。

优选地，燃气管线上设有第四引风机以将生物质燃气引入至少三个喷嘴处。

本发明的有益效果是：(1)、将干燥处理后的厨余垃圾碎粒作为生物质气化炉的生物质燃料，产生的生物质燃气作为燃烧室燃气来源，再次用于厨余垃圾的烘干处理，实现了能量的循环利用，达到了节能减排的目的；(2)占总量40～50％的烘干厨余垃圾产生的废气及烟气回流输送至喷嘴助燃，不仅提高了燃烧效率，而且有效降低了排放污染；(3)对厨余垃圾进行第一次干燥操作可以排出垃圾中的大量水汽，进行第二次干燥操作则可将垃圾碎粒制备成适于生物质气化炉的颗粒原料，两次干燥操作能够完全彻底地烘干垃圾中的水分以作为生物质燃料使用；(4)净化除尘设备的使用，极大的降低了排出的最终烟气中的尘渣、二氧化碳、氮氧化物的含量，有效地保护了环境。

附图说明

图1示出了本发明的城市厨余垃圾无害化处理系统的构造示意图。

具体实施方式

请参照图1，根据本发明的一种非限制性实施方式，城市厨余垃圾无害化处理系统包括：破碎机100、传送带200、回转筒300、燃烧室400以及生物质气化炉500。

破碎机100将厨余垃圾破碎形成垃圾碎粒后，传送带200便将这些垃圾碎粒传送至回转筒300进行烘干。其中，回转筒300设有回转内腔310，回转内腔310的一端设有上料口320，上料口320与传送带200相连，从而将传送来的垃圾碎粒承装于回转内腔310中，回转内腔310的另一端设有下料口320及排气口330，排气口330将回转内腔310中产生的废气排出至烟囱800。

燃烧室400包括间隔设置于燃烧室底壁上的三个喷嘴410。生物质气化炉500设有空气入口510、厨余垃圾颗粒入口520以及生物质燃气出口530，生物质燃气出口530通过燃气管线GL与三个喷嘴410相连，从而将生物质燃气喷射至燃烧室400内燃烧放热。

作为一种可替代实施方式，回转筒300倾斜约15度设置，这样不仅利于垃圾碎粒的排出，同时也利于废气的排放。

如图1所示，作为另一种可替代实施方式，经过回转筒300干燥后的垃圾碎粒由下料口320排放至干燥器600中。其中，干燥器600包括干燥器本体(未标号)，干燥器本体的内部空间由密布有多个通孔的透风板610分隔为位于下部的用于传递热风的干燥区620以及位于干燥区620上方的搅拌推动区630，搅拌推动区630内竖向等距间隔排布三个绕水平轴线旋转的螺旋搅拌推动装置640，其中，干燥器本体的顶壁设有与回转筒300的下料口320通过管道连接的入料口650，干燥区620的一侧壁设有热风入口660，搅拌推动区630的一侧壁底部设有出料口670，出料口670通过管道与生物质气化炉500的厨余垃圾颗粒入口520相连接，从而将经过二次干燥的垃圾碎粒作为生物质料进行气化。

在该非限制性实施方式中，螺旋搅拌推动装置640包括容置于搅拌推动区630内的螺旋搅拌杆641以及穿过搅拌推动区630一侧壁与螺旋搅拌杆641相连接的水平传动轴642，螺旋搅拌杆641的外壁环绕设置有推进螺旋(未标号)，由此，来自回转筒300内的垃圾碎粒便随螺旋搅拌杆641的转动在干燥区620的热风作用下烘干并推动至出料口670处。

如图1所示，作为又一种可替代实施方式，燃烧室400的一侧壁连接有第一烟气排放管道L1，第一烟气排放管道L1与第一混合器M1的烟气入口相连接，第一混合器M1的空气入口连接至第一引风机F1，第一混合器M1的混合气出口与干燥区620的热风入口660相连接，由此，来自燃烧室400的约800摄氏度的热烟气与来自第一引风机F1的常温空气混合形成的约300摄氏度的热风提供至干燥区620内进行第二次干燥垃圾碎粒。

此外，干燥器600的顶壁还连接有第二烟气排放管道L2，第二烟气排放管道L2与第二混合器M2的烟气入口相连接，第二混合器M2的废气入口通过管线与回转筒300的排气口330相连接，第二混合器M2的烟气出口通过烟气管道FL与烟囱800相连接。在烟气管道FL的下游连接有烟气回流管线RL，烟气回流管线RL将烟气总量的40％～50％的烟气回流到三个喷嘴410处用于助燃。

在图1所示的非限制性实施方式中，在邻近烟囱800的烟气管道FL上设有净化除尘装置700从而可以去除烟气中的尘渣，实现环保的效果。

作为再一种可替代实施方式，生物质气化炉500的顶壁还设有补充生物质进料口550以向生物质气化炉500中补充生物质燃料，其可在垃圾碎粒热值不足时启动使用。此外，生物质气化炉500的一端壁可设有水蒸汽入口540以向生物质气化炉500内补充水蒸汽作为气化剂。

如图1所示，在该非限制性实施方式中，生物质气化炉500的空气入口510通过管线与第二引风机F2相连，在烟气管道FL上设有第三引风机F3，在燃气管道GL上设有第四引风机F4。

由此，厨余垃圾在经过破碎成为垃圾碎粒后，首先在回转筒300处通过燃烧室400的加热烘干经过第一次干燥，然后垃圾碎粒在干燥器600处进行第二次干燥，排放至生物质气化炉500中作为气化原料颗粒使用，产生的生物质燃气供给于燃烧室400的烧嘴410作为燃气使用。同时，燃烧室400排放的出来的约800摄氏度的热烟气与空气混合后提供至干燥器600处作为干燥介质使用，干燥降温为约150摄氏度的烟气后，占体积总量40～50％的烟气与回转筒300的排气混合后又回流至燃烧室400的烧嘴410作为助燃气使用，从而实现固体颗粒及气体的双循环使用。

尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。

Claims (10)

1.一种城市厨余垃圾无害化处理系统，包括：用于破碎厨余垃圾形成垃圾碎粒的破碎机及用于传送垃圾碎粒的传送带；其特征在于：

所述城市厨余垃圾处理系统还包括干燥分系统及生物质气化炉，

其中，所述干燥分系统包括回转筒及位于所述回转筒下方的燃烧室，所述回转筒设有用于承装所述垃圾碎粒的回转内腔，所述回转内腔的一端设有上料口，所述回转内腔的另一端设有下料口及排气口，所述上料口与所述传送带相连，所述下料口与所述生物质气化炉相连，所述排气口将所述回转内腔中产生的废气排出至烟囱，所述燃烧室包括间隔设置于所述燃烧室底壁上的至少三个喷嘴，所述至少三个喷嘴用于将燃气及助燃气喷射至所述燃烧室燃烧放热以烘干位于上方的所述回转筒的所述回转内腔中的垃圾碎粒；以及

所述生物质气化炉设有空气入口、厨余垃圾颗粒入口以及生物质燃气出口，所述厨余垃圾颗粒入口通过管道与所述回转筒的所述下料口连通，所述生物质燃气出口通过燃气管线与所述至少三个喷嘴相连以将生物质燃气喷射至所述燃烧室内燃烧放热。

2.如权利要求1所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述回转筒倾斜设置，所述回转筒相对于水平面的倾斜角度范围为15度～30度。

3.如权利要求2所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述干燥分系统还包括干燥器，所述干燥器包括干燥器本体，所述干燥器本体的内部空间由密布有多个通孔的透风板分隔为位于下部的用于传递热风的干燥区以及位于中上部的搅拌推动区，所述搅拌推动区内设有至少一个沿水平轴线旋转的螺旋搅拌推动装置，其中，所述干燥器本体的顶壁设有与所述回转筒的下料口通过管道连接的入料口，所述干燥区的一侧壁设有热风入口，在所述透风板上方于所述搅拌推动区的一侧壁设有出料口，所述出料口通过管道与所述生物质气化炉的厨余垃圾颗粒入口相连接以将干燥后的垃圾碎粒作为生物质料进行气化。

4.如权利要求3所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述燃烧室的一侧壁连接有第一烟气排放管道，所述第一烟气排放管道与第一混合器的烟气入口相连接，所述第一混合器的空气入口连接至第一引风机，所述第一混合器的混合气出口与所述干燥区的所述热风入口相连接以将来自所述燃烧室的热烟气与空气混合形成的热风供给至所述干燥区内。

5.如权利要求4所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述干燥器的顶壁还连接有第二烟气排放管道，所述第二烟气排放管道与第二混合器的烟气入口相连接，所述第二混合器的废气入口通过管线与所述回转筒的排气口相连接，所述第二混合器的烟气出口通过烟气管道与所述烟囱相连接。

6.如权利要求5所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，在所述烟气管道的下游连接有烟气回流管线，所述烟气回流管线与所述至少三个喷嘴相连接以将所述烟气管道中的部分烟气回流至所述至少三个喷嘴处用于助燃。

7.如权利要求6所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，每个所述螺旋搅拌推动装置包括容置于所述搅拌推动区内的螺旋搅拌杆以及穿过所述搅拌推动区一侧壁与所述螺旋搅拌杆相连接的水平传动轴，其中，所述螺旋搅拌杆的外壁环绕设置有推进螺旋以使得来自所述回转筒内的垃圾碎粒随所述螺旋搅拌杆的转动在所述干燥区的热风作用下烘干并推动至所述出料口处。

8.如权利要求7所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述搅拌推动区内竖向等距间隔排布至少三个所述螺旋搅拌推动装置。

9.如权利要求1～8中任一项所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，在邻近所述烟囱的所述烟气管道上设有净化除尘装置以去除烟气中的尘渣。

10.如权利要求9所述的城市厨余垃圾无害化处理系统，其特征在于，所述生物质气化炉的顶壁还设有补充生物质进料口以向所述生物质气化炉中补充生物质燃料，所述生物质气化炉的一端壁设有水蒸汽入口以向所述生物质气化炉中补充水蒸汽。