卧式无害化高效垃圾裂解处理装置

技术领域：

本发明涉及生活垃圾无害处理技术，具体讲是一种卧式无害化高效垃圾裂解处理装置。

背景技术

随着人类文明进步和人口的增长，城市生活垃圾产量日益增加，垃圾的成分日趋复杂，有害成分日渐增多。传统的填埋垃圾浪费土地、破坏地下水源将退出历史舞台。目前各地采用的焚烧垃圾发电严重地污染环境遭致公众反对。焚烧垃圾发电排放出大量烟尘、有害物、酸性气体、未燃尽废物、重金属及微量有机化合物及大量致癌的二噁英，为防焚烧烟气污染物投入了大量减污设备，人力和物力，效果并不十分理想，同时焚烧使垃圾中有机材料变成灰烬，造成资源浪费。

垃圾成分复杂，其中各种可燃物具有不同的密度、形状、化学性质、着火及燃烧特性，它们在焚烧炉内呈现出不同的燃烧速度和燃烬时间，现有技术很难控制燃烧过程和燃烧充分，焚烧烟尘污染物严重。经检测，垃圾发电厂排烟污染物中的酸性气体主要有SOX、NOX、HCl、HG等，均源于相应垃圾组分的燃烧产生。SOX主要构成是SO

发明内容

为解决“垃圾围城”，防止焚烧垃圾发电造成的环境污染，本发明提供一种卧式无害化高效垃圾裂解处理技术，将垃圾装在一个蜜封裂解装置中，利用不同垃圾成份在受热过程中的相似性对其施加一定温度和压力，在催化剂催化下发生共裂解反应，将垃圾大分子固废物变成小分子气体，送入燃烧器中在气相中进行高温燃烧，完全分解，为垃圾继续裂解提供热能，裂解过程无“三废”排放，产生的大量余热可用于透平膨胀发电机组发电，产生的芳烃油是优质工业原料，产生的碳可以做有机肥料，从而真正实现垃圾处理减量化、无害化、资源化零排放目的。

本发明的通过下述技术方案得以实现：一种卧式无害化高效垃圾裂解处理装置，由垃圾裂解器，冷凝器，液压进料机，动力装置，管道转换器，余热回收器，冷却器、水封气罐及连接管道组成，其特征是垃圾裂解器是一个放置在支架四个滚轮上的可以360度转动的装垃圾的卧式滚筒，卧式滚筒筒内壁焊接若干可以散热、拨动滚筒内垃圾的拨板和若干个高效传热的超导传热副，筒外壁焊接若干可以吸热的长条吸热板，卧式滚筒右边是进料口密封盖，左边是与管道转换器连接的出气管，关闭出气管和密封盖，卧式滚筒内面呈封闭绝氧态。密封盖左边是卧式滚筒的右滚带，右滚带放置在两个右滚轮上，出气管右侧是卧式滚筒的左滚带，左滚带放置在两个左滚轮上。出气管与左滚带之间是卧式滚筒的齿环，齿环与动力装置电机的输出齿轮啮合，电机工作，通过输出齿轮、齿环带动卧式滚筒在四个滚轮上转动，装在卧式滚筒中垃圾随散热拨板和超导传热副翻动，使卧式滚筒中的垃圾得热均匀，充分受热裂解。卧式滚筒的周围装有固定保温套，保温套与卧式滚筒之间是热烟道，热烟道的上边是热烟道出气管，热烟道出气管与水箱连通，水箱与催化剂罐连通。卧式滚筒的下边与固定保温套之间是燃烧器，燃烧器的加热场通过热烟道将卧式滚筒包围。燃烧器与混气阀、输气管道、阻燃器、水封气罐、离心风机、冷凝蒸发器的燃气出口依次连通。卧式滚筒裂解垃圾产生的高温混合气体通过出气管、管道转换器、输气管道、余热回收器、冷凝器的过高温混合气体热交换器后分离出可燃气体，经离心风机、水封气罐、阻燃器进入混气阀，与余热回收器预热好的热空气在混气阀混合后进入燃烧器中燃烧，加热卧式滚筒，给卧式滚筒中垃圾提供裂解气化热能，产生的可燃气继续为垃圾裂解器的垃圾不断提供裂解的能源，多余的可燃气可存入水封气罐中备用。

所述的冷凝器由两组热交换器组成，一组为过高温混合气体热交换器，一组为过冷却工质液热交换器，过高温混合气体热交换器前端与余热回收器连通，末端与离心风机连通，卧式滚筒裂解垃圾产生的高温混合气体在离心风机作用下通过出气管、管道转换器、输气管、余热回收器进入冷凝器的过高温混合气体热交换器，被冷却器送来的进入过冷却工质液热交换器的冷却工质吸收，使过高温混合气体热交换器分离出的可燃气体经离心风机、水封气罐供给垃圾裂解器燃烧器燃烧裂解垃圾使用，分离出的裂解油由冷凝器的下边通过管道进入水封油罐。

所述的燃烧器混气阀的热风进口的供热空气管道与余热回收器的小离心机连通，小离心机与余热回收器的热空气出口连接，余热回收器利用卧式滚筒出来的热混合气预热进入混气阀的空气，进行废热利用，以提高供热系统的供热效率。余热回收器由箱体、中间隔板、若干个超导翅片传热管构成，其特征是中间隔板将若干个超导翅片传热管在箱体中隔成上下两箱体，下箱体的余热回收器进气口与卧式滚筒输气管道连通，上箱体的热空气出口通过小离心机、供热空气管道与热风进口连通。卧式滚筒输气管道出来的高温气体经余热回收器进气口进入余热回收器，再从出气口排出，通过若干个超导翅片传热管将余热烟气的热量传导到上箱体，将由上箱体左侧冷空气入口进入的冷空气预热后通过热空气出口、小离心机、热空气管道、混气阀进入燃烧器。

所述的焊接在卧式滚筒10筒壁上的若干个高效传热的超导传热副由处于筒壁外的蒸发端、处于筒壁内的冷凝端、装在蒸发端内的相变工质、焊接在蒸发端48上的吸热板、焊接在冷凝端上的散热板构成，冷凝端和散热板与卧式滚筒内的垃圾接触，卧式滚筒下边燃烧器加热场的热量可以通过若干个高效传热超导传热副迅速传导给卧式滚筒内的垃圾。装在若干个高效传热超导传热副蒸发端内的相变工质为活化的金属合金液体。

所述的管道转换器，由箱体、装在箱体中的话动板、装在箱体与话动板之间的鼎力弹簧、装在话动板与箱体右侧板之间密封材料构成，活动板与箱体右侧板中心开一园孔、出气管从两个中心孔通过，在活动板与箱体右侧板之间出气管的周围空间填满有润滑作用的耐热石墨硅酸铝纤维、或者高温陶瓷线、或者碳纤维与石墨膏按7∶3比例混合的密封材料，以保证卧式滚筒中裂解产生的气体在出气管旋转时出气口进入管道转换器而不产生气体泄露。

所述的卧式滚筒周围的固定保温套是导热系数在0.05W/(m.K)以下，耐热温度大于800℃的无机绝热保温材料，如硅酸铝多晶纤维棉，稀土保温泥，陶瓷纤维保温棉，或者石棉保温层，石墨保温层等，绝热层厚度15cm～20cm，它可以防止炉体上的温度向外扩散。固定式保温套外部装有垃圾裂解器的保护外壳。

所述的液压进料机的出料口与卧式滚筒进料口配套，打开密封盖通过液压进料机的出料口将垃圾送入卧式滚筒中。液压进料机的出料口上边装一催化剂罐，催化剂罐中装有催化剂，催化剂是95％的水与3％的白云石和％Fe

所述的阻火器是用来阻止燃烧器点火时火焰回火进入冷凝器或者水封气罐中发生可燃气体闪爆或者爆轰的安全装置。阻火器由一圆筒两头加法兰盘、两法兰盘之间加密实的金属网滤芯构成。金属网滤芯选用直径0.23～0.315mm孔的不锈钢孔板重叠8～16层，或者采用16～22目金属网重叠8～16层构成。阻火器的网上有无数小孔，工作时不会阻挡可燃气体的通过，当可燃气体回火时火焰进入阻火器就被阻火器密集的孔分成许多细小的火焰流，由于传热作用(气体被冷却)和器壁效应，火焰流即刻猝灭，火焰不会回火串入水封气罐中。

卧式无害化垃圾裂解处理装置是一种无污染无公害就地垃圾处理装置，是利用燃烧器的加热场对360度滚动的圾裂解器卧式滚筒全方位加热，通过卧式滚筒筒外壁焊接的若干可以吸热的吸热板、筒内壁焊接的若干可以散热、拨动滚筒内垃圾的散热拨板，通过焊接在卧式滚筒筒壁上若干个高效传热的超导传热副将燃烧器燃烧的自产气的热量均匀传导给密闭卧式滚筒中的垃圾实施垃圾有机物在卧式滚筒中由固态变气态过程，垃圾无害化裂解处理产生的余热用于透平膨胀机发电或加热水。此装置的卧式滚筒是一个特制的密封装置，垃圾有机物在其中400～600℃的温度、压力、催化剂与无氧条件下，使垃圾中的有机质和气化剂发生系列反应，将垃圾高分子碳氢化合物迅速打碎析出挥发分CO、H2、CH、CNHm等可燃性气体供自身裂解热源，裂解完毕后剩余的物质为优质碳肥料，打开进料口密封盖，卧式滚筒反方向360度滚动，将优质碳肥料从卧式滚筒倒出。裂解过程的裂解油从冷凝器的下边的出油管道进入水封油罐，再进入储油罐。可将社区、农村、田头、医院、养殖场、学校、工厂、铁路、部队、学校、景区等分散单位所产生的生活垃圾、废旧衣物、塑料、家具、畜便、农作物秸秆、农膜、树枝、杂草餐厨垃圾等有机物，装入卧式滚筒，关闭密封盖燃烧器工作，在无氧或者厌氧条件下就可将垃圾就地无害化处理成有机碳肥和裂解油，实现垃圾的减量化，做到废物利用，且无废水，无烟囱，无二氧化碳排放，无二噁英生成，节约人力、物力、财力和土地。

附图说明

图1是卧式无害化高效垃圾裂解处理装置结构示意图

图2是卧式无害化高效垃圾裂解处理装置垃圾裂解器卧式滚筒结构示意图

图中1、垃圾裂解器 2、冷凝器 3、液压进料机 4、动力装置 5、管道转换器 6、余热回收器 7、冷却器 8、水封气罐 9、支架 10、卧式滚筒 11、散热拨板 12、超导传热副 13、长条吸热板 14、密封盖 15、出气管 16、右滚带 17、右滚轮 18、左滚带 19、左滚轮 20、齿环21、电机 22、输出齿轮 23、垃圾 24、固定保温套 25、热烟道 26、热烟道出气管 27、水箱28、催化剂罐 29、燃烧器 30、混气阀 31、输气管道 32、阻燃器 33、离心风机 34燃气出口35、过高温混合气体热交换器 36、过冷却工质液热交换器 37、冷却工质 38、过油管道 39、水封油罐 40、供热空气管道 41、小离心机 42、热空气出口 43、箱体 44、中间隔板 45、超导翅片传热管 46、输气管道 47、热风进口 48、蒸发端 49、冷凝端 50、相变工质 51、散热板 52、箱体 53、话动板 54、鼎力弹簧 55、密封材料 56、液压进料机的出料口 57、催化剂58、金属网滤芯 59、储油罐 60、余热回收器进气口 61、冷却工质管道 62、喷咀 63、吸热板

具体实施方式

下面结合附图1对本发明的内容加以详细说明。

如图1所示，一种卧式无害化高效垃圾裂解处理装置，由垃圾裂解器1，冷凝器2，液压进料机3，动力装置4，管道转换器5，余热回收器6，冷却器7，水封气罐8及连接管道组成，其特征是垃圾裂解器1是一个放置在支架9四个滚轮上的可以360度转动的装垃圾的卧式滚筒10，卧式滚筒10筒内壁焊接若干可以散热、拨动滚筒内垃圾的散热拨板11和若干个高效传热的超导传热副12，筒外壁焊接若干可以吸热的长条吸热板13，卧式滚筒10右边是进料口密封盖14，左边是与管道转换器5连接的出气管15，关闭出气管15和进料口密封盖14，卧式滚筒1内面呈封闭绝氧态。密封盖14左边是卧式滚筒的右滚带16，右滚带16放置在两个右滚轮17上，出气管15右侧是卧式滚筒的左滚带18，左滚带18放置在两个左滚轮19上。出气管15与左滚带18之间是卧式滚筒1的齿环20，齿环20与动力装置电机21的输出齿轮22啮合，电机21工作，通过输出齿轮22、齿环20带动卧式滚筒10在四个滚轮上转动，装在卧式滚筒10中垃圾23随散热拨板11和超导传热副12翻动，使卧式滚筒10中的垃圾23受热均匀，充分受热裂解。卧式滚筒10的周围装有固定保温套24，固定保温套24与卧式滚筒10之间是热烟道25，热烟道25的上边是热烟道出气管26，热烟道出气管26与装有水溶液的水箱27连通，水箱27与催化剂罐28连通。卧式滚筒10的下边与固定保温套之间24是燃烧器29，燃烧器29的加热场通过热烟道25将卧式滚筒10包围。燃烧器29与混气阀30、输气管道31、阻燃器32、水封气罐8、离心风机33、冷凝器2的燃气出口34依次连通。卧式滚筒10裂解垃圾产生的高温混合气体通过出气管15、管道转换器5、输气管道46、余热回收器6、冷凝器2的过高温混合气体热交换器35后成为可燃气体，经离心风机33、水封气罐8、阻燃器32进入混气阀30，与余热回收器6预热好的热空气在混气阀30混合后进入燃烧器29中燃烧，加热卧式滚筒10，给卧式滚筒10中垃圾23提供裂解气化热能，产生的可燃气继续为垃圾裂解器的垃圾不断提供裂解的能源，多余的可燃气可存入水封气罐8中备用。

所述的冷凝器2由两组热交换器组成，一组为过高温混合气体热交换器35，一组为过冷却工质液热交换器36，过高温混合气体热交换器35前端与余热回收器6连通，末端与离心风机33连通，卧式滚筒10裂解垃圾产生的高温混合气体在离心风机33作用下通过出气管15、管道转换器5、输气管46、余热回收器6进入冷凝器2的过高温混合气体热交换器35，被冷却器7经冷却工质管道61送来的进入过冷却工质液热交换器36的冷却工质37吸收，使过高温混合气体热交换器35分离出的可燃气体经离心风机33、水封气罐8供给垃圾裂解器燃烧器29燃烧裂解垃圾使用，分离出的裂解油由冷凝器的下边通过过油管道38进入水封油罐39、储油罐59。

所述的燃烧器混气阀30的热风进口47的供热空气管道40与余热回收器6的小离心机41连通，小离心机41与余热回收器6的热空气出口42连接，余热回收器6利用卧式滚筒10出来的热混合气预热进入混气阀30的空气，进行废热利用，以提高供热系统的供热效率。余热回收器6由箱体43、中间隔板44、若干个超导翅片传热管45构成，其特征是中间隔板44将若干个超导翅片传热管45在箱体中隔成上下两箱体，下箱体的余热回收器进气口60与卧式滚筒输气管道46连通，上箱体的热空气出口42通过小离心机41、供热空气管道40与热风进口47连通。卧式滚筒输气管道46出来的高温气体经余热回收器进气口60进入余热回收器6，再从出气口排出，通过若干个超导翅片传热管45将余热烟气的热量传导到上箱体，将由上箱体左侧冷空气入口进入的冷空气预热后通过热空气出口42、小离心机41、供热空气管道40、混气阀30进入燃烧器29。

所述的焊接在卧式滚筒10筒壁上的若干个高效传热的超导传热副12由处于筒壁外的蒸发端48、处于筒壁内的冷凝端49、装在蒸发端48内的相变工质50、焊接在蒸发端48上的吸热板63、焊接在冷凝端49上的散热板51构成，冷凝端49和散热板51与卧式滚筒10内的垃圾23接触，卧式滚筒10下边燃烧器29加热场的热量通过若干个高效传热超导传热副12迅速传导给卧式滚筒10内的垃圾23。装在若干个高效传热超导传热副蒸发端48内的相变工质50为活化的金属合金液体。

所述的管道转换器5由箱体52、装在箱体52中的话动板53、装在箱体52与话动板53之间的鼎力弹簧54、装在话动板53与箱体右侧板之间密封材料55构成，活动板53与箱体右侧板中心开一园孔、出气管15从两个中心孔通过，在活动板53与箱体右侧板之间出气管的周围空间填满有润滑作用的耐热石墨硅酸铝纤维、或者高温陶瓷线、或者碳纤维与石墨膏按7∶3比例混合的密封材料，以保证卧式滚筒中裂解产生的混合气体在出气管15随卧式滚筒10旋转时进入管道转换器5而不产生气体泄露。

所述的卧式滚筒10周围的固定保温套24是导热系数在0.05W/(m.K)以下，耐热温度大于800℃的无机绝热保温材料，如硅酸铝多晶纤维棉，稀土保温泥，陶瓷纤维保温棉，或者石棉保温层，石墨保温层等，绝热层厚度15cm～20cm，它可以防止炉体上的温度向外扩散。固定式保温套外部装有垃圾裂解器的保护外壳。

所述的液压进料机3的出料口与卧式滚筒进料口配套，打开进料口密封盖14通过液压进料机的出料口56将垃圾送入卧式滚筒10中。液压进料机的出料口56上边装一催化剂罐28，催化剂罐28中装有催化剂57，催化剂57是95％的水与3％的白云石和2％Fe

所述的阻火器32是用来阻止燃烧器点火时火焰回火进入冷凝器或者水封气罐中发生可燃气体闪爆或者爆轰的安全装置。阻火器32由一圆筒两头加法兰盘、两法兰盘之间加密实的金属网滤芯58构成。金属网滤芯58选用直径0.23～0.315mm孔的不锈钢孔板重叠8～16层，或者采用16～22目金属网重叠8～16层构成。阻火器的网上有无数小孔，工作时不会阻挡可燃气体的通过，当可燃气体回火时火焰进入阻火器就被阻火器密集的孔分成许多细小的火焰流，由于传热作用(气体被冷却)和器壁效应，火焰流即刻猝灭，火焰不会回火串入水封气罐中。

卧式无害化高效垃圾裂解处理装置是一种无污染无公害就地垃圾高效处理装置，是利用燃烧器29的加热场对360度滚动的圾裂解器卧式滚筒10全方位加热，通过卧式滚筒10筒外壁焊接的若干可以吸热的长条吸热板13、筒内壁焊接的若干可以散热、拨动滚筒内垃圾的散热拨板11，通过焊接在卧式滚筒筒壁上若干个高效传热的超导传热副12将燃烧器29燃烧自产气的热量迅速均匀传导给密闭卧式滚筒10中的垃圾23实施垃圾有机物在卧式滚筒10中由固态变气态过程，垃圾无害化裂解处理产生的余热用于透平膨胀机发电或加热水。此装置的卧式滚筒10是一个特制的密封装置，垃圾有机物在其中400℃～600℃的温度、压力、催化剂与无氧条件下，使垃圾中的有机质和气化剂发生系列反应，将垃圾高分子碳氢化合物迅速打碎析出挥发分CO、H2、CH、CNHm等可燃性气体，以供垃圾裂解炉自身裂解的热源，裂解完毕后剩余的物质为优质碳肥料，打开进料口密封盖14，卧式滚筒10反方向360度滚动，将优质碳肥料从卧式滚筒倒出。裂解过程的裂解油从冷凝器2的下边的出油管道38进入水封油罐39，再进入储油罐59。可将社区、农村、田头、医院、养殖场、学校、工厂、铁路、部队、学校、景区等分散单位所产生的生活垃圾、废旧衣物、塑料、家具、畜便、农作物秸秆、农膜、树枝、杂草餐厨垃圾等有机物，装入卧式滚筒，关闭密封盖燃烧器工作，在无氧或者厌氧条件下就可将垃圾就地无害化处理成有机碳肥和裂解油，实现垃圾的减量化，做到废物利用，且无废水，无烟尘，无二氧化碳排放，无二噁英生成，节约人力、物力、财力和土地。