本發(fā)明涉及一種生活垃圾的處理裝置，具體為一種生活垃圾碳生化爐，以及這種生活垃圾的處理工藝。屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在城市化進(jìn)程中，垃圾作為城市代謝的產(chǎn)物曾經(jīng)是城市發(fā)展的負(fù)擔(dān)，世界上許多城市均有過垃圾圍城的局面。而如今，垃圾被認(rèn)為是最具開發(fā)潛力的、永不枯竭的“城市礦藏”，是“放錯地方的資源”。這既是對垃圾認(rèn)識的深入和深化，也是城市發(fā)展的必然要求。

中國垃圾處理行業(yè)起步晚，但通過不斷的發(fā)展，我國垃圾處理產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，垃圾處理市場容量有了顯著增加，市場滲透率迅速提高，進(jìn)入環(huán)衛(wèi)行業(yè)的企業(yè)數(shù)量也在迅猛增加。我國的垃圾處理市場已經(jīng)從導(dǎo)入期進(jìn)入到成長期，并正向成熟期邁進(jìn)。

隨著環(huán)境問題逐漸被重視，節(jié)能、環(huán)保成為各國的發(fā)展主題，已經(jīng)開始為垃圾處理提供產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機會。全世界垃圾年均增長速度為8.42％，而中國垃圾增長率達(dá)到10％以上。全世界每年產(chǎn)生4.9億噸垃圾，僅中國每年就產(chǎn)生近1.5億噸城市垃圾。中國城市生活垃圾累積堆存量已達(dá)70億噸。在如此巨大的垃圾壓力下，有理由相信，垃圾處理產(chǎn)業(yè)會成為未來國內(nèi)的明星產(chǎn)業(yè)。

目前生活垃圾的處理主要有填埋、堆肥和焚燒：填埋處理需占用大量土地。同時，垃圾中有害成份對大氣、土壤及水源也會造成嚴(yán)重污染，不僅破壞生態(tài)環(huán)境，還嚴(yán)重危害人體健康。

堆肥處理對垃圾要進(jìn)行分揀、分類，要求垃圾的有機含量較高。而且堆肥處理不能減量化，仍需占用大量土地。焚燒的實質(zhì)是將有機垃圾在高溫及供氧充足的條件下氧化成惰性氣態(tài)物和無機不可燃物，以形成穩(wěn)定的固態(tài)殘渣。首先將垃圾放在焚燒爐中進(jìn)行燃燒，釋放出熱能，然后余熱回收可供熱或發(fā)電。煙氣凈化后排出，少量剩余殘渣排出、填埋或作其它用途。其優(yōu)點是迅速的減容能力和徹底的高溫?zé)o害化，占地面積不大，對周圍環(huán)境影響較小，且有熱能回收。因此，對msw實行焚燒處理是無害化、減量化和資源化的有效處理方式。隨著人們環(huán)境意識的不斷增強和熱能回收等綜合利用技術(shù)的提高，世界各國采用焚燒技術(shù)處理生活垃圾的比例正在逐年增加。

然而目前常見的焚燒處理方法，存在諸多缺陷：1、需要很高的阻燃燃料一是焚燒處理生活垃圾不需要很高的助燃燃料；2、需要大量的資金和占地面積，并且設(shè)備維護(hù)成本高，使用壽命短；3、產(chǎn)生重金屬污染物和二惡英等有害氣體；4、垃圾不能充分燃燒，焚燒后爐內(nèi)爐渣易結(jié)塊，不僅不能有效地利用，而且還占用大量土地，污染環(huán)境。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了提供一種生活垃圾的碳生化爐及其處理工藝；以解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

一種生活垃圾的碳生化爐，包括圓柱狀碳生化爐爐體和固定爐體的固定支架；所述的爐體的內(nèi)徑和外徑由上而下逐漸增大；爐體豎直放置，其上端為上口，下端為下口；所述的爐體側(cè)壁外設(shè)置有夾套；在夾套和爐體側(cè)壁之間設(shè)置有若干垃圾碳化絞籠閥道，所述的垃圾碳化絞籠閥自上口沿爐體延伸至下口，并在下口處設(shè)置有將垃圾碳化絞籠閥道自下往上推進(jìn)的碳化絞籠閥道推進(jìn)機；所述爐體的頂部設(shè)置有垃圾供料輸送機；所述的爐體中部的側(cè)壁上設(shè)置有若干呈仰角的供氧閥，并且供氧閥向爐體中軸線的同一側(cè)偏移；所述的爐體側(cè)壁上還設(shè)置有若干與儲油罐連通的噴油泵閥；所述的爐體底部設(shè)置有爐渣下料出口閥；在爐體的下部設(shè)置有連通爐膛和供熱設(shè)備的余熱引風(fēng)閥。

所述的垃圾碳化絞籠閥道和碳化絞籠閥道推進(jìn)機設(shè)置有四個，均勻排列在爐體側(cè)壁與夾套之間。

所述的爐體高度為11米以上，保證垃圾在爐體內(nèi)至少1秒鐘。

所述的爐體側(cè)壁與夾套之間的距離為45-60毫米。優(yōu)選50毫米。

所述的垃圾碳化絞籠閥道的滑套直徑為40-50毫米。優(yōu)選45毫米。

所述的垃圾供料輸送機為全封閉結(jié)構(gòu)。

所述的爐體頂部設(shè)置有防爆應(yīng)急閥。

所述的爐體側(cè)壁上還設(shè)置有觀望閥，以便于在使用過程中了解爐體內(nèi)垃圾焚燒的情況。

所述的供氧閥的仰角相同，并且供氧閥向爐體中軸線的同一側(cè)的偏移角度也相同。因此，在供氧時形成向上的旋風(fēng)。本發(fā)明中所述的供氧閥的角度是指在爐膛中的噴射氣體的角度。

一種使用上述碳生化爐的生活垃圾處理工藝，其步驟如下：

(1)生活垃圾的前處理：將經(jīng)過分揀破碎、篩分、磁洗生活垃圾粉碎至50×50mm左右；再通過擠壓至含水量30％-40％；

(2)打開碳生活爐的供氧閥、噴油泵閥和余熱引風(fēng)閥；碳生化爐爐體內(nèi)的溫度升至900～1200℃；

(3)將經(jīng)過處理后的生活垃圾輸送至碳化絞籠中，通過垃圾碳化絞籠閥道由下而上輸送至上口，并存放在待生化處理的儲料倉；

(4)將儲料倉里的生活垃圾通過全封閉螺旋式輸送機輸送到生化爐進(jìn)料口并進(jìn)入爐膛生化處理，輸送過程中，夾套余熱尾氣給予烘干供熱；

(5)生化處理后的爐渣通過爐渣下料出口閥輸送至爐體外處理；爐膛內(nèi)的余熱通過余熱引風(fēng)閥輸送至供熱設(shè)備；

(6)步驟(1)、(3)、(4)和(5)周而復(fù)始，循環(huán)使用。

所述的供氧閥向爐體內(nèi)提供氣化劑(空氣)，跟據(jù)碳生化爐下出口高溫?zé)煔饣蛴酂徨仩t的尾氣出處的含氧量5～10％范圍，由鼓風(fēng)機調(diào)頻自動調(diào)節(jié)。

所述的爐體頂部還設(shè)置有引風(fēng)機，該引風(fēng)機跟據(jù)爐體內(nèi)腔的負(fù)壓8～12毫米水柱范圍來自動調(diào)節(jié)控制。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)跟其他傳統(tǒng)焚燒爐不同的是采納熱解的方法和直接燃燒方法合為一體的方式，集兩種方法的長處又克服兩方法制處為一體，轉(zhuǎn)型的燃燒方式。

(2)由垃圾本身熱解氣化后產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，自身燃燒，這就比直接焚燒需要助燃器不可斷火經(jīng)濟(jì)多了，節(jié)約也不可估量的燃料能源，對企業(yè)來說，是最低的運行成本。

(3)通過一體式碳生化爐設(shè)計，通過碳化絞籠閥道設(shè)計，利用爐體余熱進(jìn)行垃圾前處理，自動連續(xù)添加物料；不僅減少了生活垃圾焚燒處理設(shè)備的占用空間，還提高了生活垃圾的處理效率。

(4)通過特殊的供氧閥設(shè)計，不僅提供了生活垃圾在燃燒時的供氧需求，還在爐體內(nèi)形成旋風(fēng)；可以讓生活垃圾下落減緩，增加生活垃圾生化處理時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的a-a向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的b-b向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、爐體2、供氧閥3、噴油泵閥4、觀望閥5、碳化絞籠閥道推進(jìn)機6、垃圾供料輸送機7、防爆應(yīng)急閥8、上口9、下口10、余熱引風(fēng)閥11、殘渣下料出口閥12、垃圾碳化絞籠閥道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1、圖2和圖3所示一種生活垃圾的碳生化爐，包括圓柱狀碳生化爐爐體1和固定爐體1的固定支架；所述的爐體1的內(nèi)徑和外徑由上而下逐漸增大；爐體1豎直放置，其上端為上口8，下端為下口9；所述的爐體1側(cè)壁外設(shè)置有夾套；在夾套和爐體1側(cè)壁之間設(shè)置有若干垃圾碳化絞籠閥道12，所述的垃圾碳化絞籠閥道12自上口8沿爐體1延伸至下口9，并在下口9處設(shè)置有將垃圾碳化絞籠閥道12自下往上推進(jìn)的碳化絞籠閥道推進(jìn)機5；所述爐體1的頂部設(shè)置有垃圾供料輸送機6；所述的爐體1中部的側(cè)壁上設(shè)置有若干呈仰角的供氧閥2，并且供氧閥2向爐體1中軸線的同一側(cè)偏移；所述的爐體1側(cè)壁上還設(shè)置有若干與儲油罐連通的噴油泵閥3；所述的爐體1底部設(shè)置有爐渣下料出口閥11；在爐體1的下部設(shè)置有連通爐體1內(nèi)腔(爐膛)和供熱設(shè)備的余熱引風(fēng)閥10。

所述的垃圾碳化絞籠閥道12和碳化絞籠閥道推進(jìn)機5設(shè)置有四個，均勻排列在爐體1側(cè)壁與夾套之間。

所述的爐體1高度為11米以上，保證垃圾在爐體內(nèi)至少1秒鐘。

所述的爐體1側(cè)壁與夾套之間的距離為45-60毫米。優(yōu)選50毫米。

所述的垃圾碳化絞籠閥道12的滑套直徑為40-50毫米。優(yōu)選45毫米。

所述的垃圾供料輸送機6為全封閉結(jié)構(gòu)。

所述的爐體1頂部設(shè)置有防爆應(yīng)急閥7。

所述的爐體1側(cè)壁上還設(shè)置有觀望閥4，以便于在使用過程中了解爐體內(nèi)垃圾焚燒的情況。

所述的供氧閥2的仰角相同，并且供氧閥2向爐體中軸線的同一側(cè)的偏移角度也相同。因此，在供氧時形成向上的旋風(fēng)。本發(fā)明中所述的供氧閥2的角度是指在爐膛中的噴射氣體的角度。

一種使用上述碳生化爐的生活垃圾處理工藝，其步驟如下：

(1)生活垃圾的前處理：將經(jīng)過分揀破碎、篩分、磁洗生活垃圾粉碎至50×50mm左右；再通過擠壓至含水量30％-40％；

(2)打開碳生活爐的供氧閥2、噴油泵閥3和余熱引風(fēng)閥10；碳生化爐爐體1內(nèi)的溫度升至900～1200℃；

(3)將經(jīng)過處理后的生活垃圾輸送至碳化絞籠中，通過垃圾碳化絞籠閥道12由下而上輸送至上口，并存放在待生化處理的儲料倉；

(4)將儲料倉里的生活垃圾通過全封閉螺旋式輸送機輸送到生化爐進(jìn)料口并進(jìn)入爐體1內(nèi)腔(爐膛)生化處理，輸送過程中，夾套余熱尾氣給予烘干供熱；

(5)生化處理后的爐渣通過爐渣下料出口閥11輸送至爐體外處理；爐膛內(nèi)的余熱通過余熱引風(fēng)閥10輸送至供熱設(shè)備；

(6)步驟(1)、(3)、(4)和(5)周而復(fù)始，循環(huán)使用。

所述的供氧閥2向爐體1內(nèi)提供氣化劑(空氣)，跟據(jù)碳生化爐下出口高溫?zé)煔饣蛴酂徨仩t的尾氣出處的含氧量5～10％范圍，由鼓風(fēng)機調(diào)頻自動調(diào)節(jié)。

所述的爐體頂部還設(shè)置有引風(fēng)機，該引風(fēng)機跟據(jù)爐體內(nèi)腔的負(fù)壓8～12毫米水柱范圍來自動調(diào)節(jié)控制。

碳生化爐裝置的設(shè)計，就是以快速熱解法而來，碳生化爐設(shè)計是直體的爐型，以處理100t/d的爐為例：爐體總高有11-13米高，熱解氣化采用下吸式工藝，即氣化劑(空氣)從爐上部供入，經(jīng)過較長的(11m左右)反應(yīng)爐膛由爐底部排出反應(yīng)殘渣和高溫尾氣，900℃高溫尾氣用于發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能，用于本系統(tǒng)動力裝置。

經(jīng)過前處理過的生活垃圾，含水量確保在30％以下其熱值達(dá)3000大卡/kg以上，并粉碎后的顆粒為物料的熱解氣化提供了重要前題，物料由全封閉送料機緩慢送入碳化爐爐體上端經(jīng)900℃以上的助燃器提供的高溫區(qū)域，進(jìn)入爐腔即開始熱解，由于物料是分散進(jìn)入，干燥后又質(zhì)量相對減少，在下落過程中顯的有些浮動狀態(tài)，使物料受熱均勻，接受熱能很快達(dá)到氣化效果。同時上、中、下三段氣化劑(即來自于爐夾套的適量的熱空氣)以切線方向補充射入，形成了旋轉(zhuǎn)氣流，使已進(jìn)入熱解氣化的物料也跟隨著旋轉(zhuǎn)而下，這就保證了物料在下飄過程中有充足的時間再進(jìn)一步的裂解。物料在下沉過程中，由熱解氣化出來的1000℃以上的可燃?xì)怏w，在不斷補充的氣化劑(空氣)使溫度再次提升，達(dá)到裂解需要的高溫1000℃以上，保證了快速熱解、氣化，包括裂解在瞬間同時完成，將物料中的有機物徹底裂解成單質(zhì)分子，無害排放，無機殘渣沉入爐底，爐灰以出灰口自動排出。采取這樣工藝解決了在焚燒過程中普通存在的二惡英、焦油等較難處理的問題。

高溫尾氣(1000℃以上)經(jīng)余熱鍋爐急冷，出口溫度在250度以下，再經(jīng)尾氣凈化處理工序，給予達(dá)標(biāo)排放。

本發(fā)明在焚燒處理生活垃圾不需要很高的助燃燃料(柴油或天燃?xì)獾?只是在開爐時需要提升爐膛溫度(850-900℃即可)待進(jìn)料后，約半小時至2小時，運行正常后，就不需要助燃了，設(shè)備可以連續(xù)運行，因此運行成本很低，每噸垃圾的處理成本和燃料的成本以說幾乎為“零”。

本發(fā)明處理垃圾產(chǎn)生的熱能相當(dāng)可觀，通過余熱利用發(fā)電，會有很大的經(jīng)濟(jì)效益，處理1噸生活垃圾所產(chǎn)生的熱能，可以發(fā)電300-350kw/噸，100噸垃圾處理的產(chǎn)生的熱能，可以發(fā)電3萬kw以上，每小時為1250kw/h，工業(yè)用電每度1.20元/度計，3600元/噸的支出成本節(jié)約除去自身裝置用電外。多余的電量還可上網(wǎng)外供，每年光節(jié)約電費就是1000萬以上。發(fā)電裝置1500kw/h投資僅1500萬，一年多就可以收回投費。就反二述這項就可以收獲最大的經(jīng)濟(jì)效益。

另外，本發(fā)明的設(shè)備裝置相比其它焚燒裝置簡易不復(fù)雜，機械修維保養(yǎng)也相應(yīng)簡單，故障率小，減少大量的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)及定期設(shè)備維修時間，保證設(shè)備裝置每年運行300天以上。