半固态物料处置设备及其喷枪
技术领域
本实用新型涉及废弃物料处置技术领域，尤其涉及一种半固态物料处置设备及其喷枪，且所述喷枪特别适合于半固态物料入窑炉焚烧时的分散。
背景技术
随着我国经济发展的加快，一方面固体废物的产生量迅速增加，废弃物的随意填埋、倾倒等处置方式普遍存在，对周边空气、土壤、水质以及居民生活环境造成了负面影响，环境污染引起的问题的在各地频繁出现；另一方面在经济发展的影响下，人们生活水平的日益提高，对生活环境的要求越来越高，这二者之间的矛盾也随之加剧。为了缓和这一矛盾，政府及各行业针对环境保护的政策和法规也不断完善，针对固体废物违法倾倒和不规范法处置的打压力度也逐渐加强，各行各业加强规范法处置废弃的处置工作迫在眉睫。
而利用水泥厂的工业窑炉协同处置市政污泥和工业污泥逐渐成为一个主流发展趋势。但是，在处置过程中，由于水泥厂的工业窑炉有严格的热工制度控制要求，因此在进入窑炉前需要对工业废物等物料进行各种预处理，以降低对工业窑炉的正常影响，这也是协同处置的一个关键因素。
对于半固态物料(例如污泥或其它需进行无害化处理的废弃物料等)，其入窑一般是通过管道进行输送。现有的入窑管道直径一般在150-300mm，入窑的半固态废物块状尺寸大，在窑内燃烧分解速度慢，对窑系统热工制度影响大，从而影响窑炉的正常生产。而通过污泥分散装置对进入窑炉的废物进行分散，可以很好的降低污泥结团入炉对窑炉工况的影响。现有的污泥分散装置主要通过在管道外配置高压气套管，在喷枪出口对污泥进行切割分散。为实现良好的分散效果，需要高压高流量的压缩空气，一方面压缩空气能耗高，另一方面大量压缩空气带入窑炉影响窑工况和能耗。
在现有技术中，申请号为CN201210075516，发明名称为一种喷枪及利用该喷枪实现将半固态介质分散输送方法的中国专利，公开了一种喷枪及利用该喷枪实现将半固态介质分散输送方法，其是在喷枪枪体上开设物料连接接入口；在枪体内腔中置有压缩空气杆，其由一内部扩散管及套设在其上的活塞环组成，该内部扩散管可于枪体内横向移动，并于后段上套有卡头，尾端上开有雾化空气接口、清洗水接口和雾化环冷却空气接口，于该内部扩散管的前端头(近焚烧口端)扣设一雾化环；在枪体内腔壁上设有挡料环，该挡料环位于活塞环的前方；并设有一执行器，执行器的一端与枪体稳固连接，该执行器具有一可往复动作的推杆，执行器推杆的外端与内部扩散管的尾端固定连接并可以带动内部扩散管横向往复移动；在枪体上开设喷枪清洗接入口。因此该专利是利用枪体内腔中设置压缩空气杆、挡料环、往复动作的推杆等结构，通过压缩空气实现半固态介质的分散和输送。
申请号为CN201721466466，实用新型名称为半固态污泥喷枪中国专利，公开了一种半固态污泥喷枪，包括：喷枪管，其为一端封闭的桶体，另一端为半固态污泥出口；高压风管，其贯穿所述喷枪管的封闭端并同轴延伸设置在所述喷枪管内，以在高压风管与喷枪管之间形成环形的第一容置空间，且所述高压风管的在喷枪管内的延伸长度小于所述喷枪管的长度；多个第一高压风孔，其设置在所述高压风管的出口处，且靠近所述喷枪管的另一端；污泥管，其一端连通至靠近所述喷枪管的封闭端的所述喷枪管的侧壁上。该实用新型专利是利用一端封闭的喷枪管，通过高压风管，在高压风管与喷枪管之间形成环形的第一容置空间，通过高压空气将含有一定量水分的半固态污泥喷吹至类似雾化状态后进行直接的焚烧处理的方法。
申请号CN201520972515，实用新型名称为一种高浓物料喷枪的中国实用新型专利，涉及一种高浓物料喷枪，枪体由内而外依次设有物料腔、雾化风腔、输送风腔，所述枪体上部设有输送风口，下部设有雾化风口，所述枪体上使用固定法兰连接。该实用新型的有益效果是：本喷枪采用多层结构，内层物料腔由高压输送设备连续不断的把高浓物料送入，最外层输送风腔兼有输送物料及冷却的作用，中间层雾化风腔的作用是把高浓物料打散成细小颗粒，再由输送风吹散，形成雾状，该喷枪主要作用是把高浓物料由大块状，打散成小颗粒雾状，以利于处置设备处置。因此，该实用新型专利的高浓物料喷枪是采用多层结构，内层物料腔输送高浓物料，最外层输送风腔兼有输送物料及冷却的作用，中间层雾化风腔的作用是把高浓物料分散成细小颗粒，再由输送风吹散，形成雾状，把高浓物料由大块状，分散成小颗粒雾状。
申请号为CN201821560000，实用新型名称为一种渣浆废弃物专用喷枪的中国实用新型专利，介绍了一种渣浆废弃物专用喷枪，公开了一种渣浆废弃物专用喷枪，包括进料管，所述进料管的顶部内壁和底部内壁均设有固定齿，且进料管的顶部外壁和底部外壁均开设有等距离分布的穿孔，所述进料管的顶部外壁和底部外壁均设有过渡盘，且两个过渡盘靠近进料管的一侧均开设有等距离分布的出气孔，两个所述过渡盘远离进料管的一侧均插接有进气管，所述进料管的两端内壁通过轴承连接有同一个挤压辊，且挤压辊的圆周外壁设有等距离分布的活动齿。该实用新型具备破碎功能，避免固定齿之间卡接杂物，且加强废弃物的分散，使得喷出的废弃物更加分散，改变废弃物的排出方向，使其从不同角度击打在转动叶轮上，从而分散在不同的区域，操作灵活方便。因此，该实用新型专利是利用进料管，内壁固定齿，外壁分布的穿孔，过渡盘，进料管的两端的挤压辊，实现渣浆废弃物的破碎分散防堵功能。
申请号为CN201220520565，实用新型名称为一种处置污泥的喷枪装置的中国实用新型专利介绍了一种处置污泥的喷枪装置，它包括喷枪主体管、污泥入口管、高压空气入口管、斜挡板和污泥清理出口挡板，喷枪主体管一侧固装一根具有一定倾斜角度并与喷枪主体管连通的污泥入口管；在喷枪主体管中前部两侧对称固装一根高压空气入口管，并与喷枪主体管外壁夹层环形管道相连通；在喷枪主体管头部污泥出口处设有斜挡板，在喷枪主体管尾部污泥清理出口处设有污泥清理出口挡板；所述斜挡板与喷枪主体管头部污泥出口的竖直距离为2±0.5mm。其优点是：该装置结构新颖独特，简单实用；可通过高压空气打散喷枪出口处的工业污泥，并将打散后工业污泥直接送入到水泥窑中进行喷烧，并且不对水泥窑产生任何影响。该装置包括喷枪主管体管、污泥入口管、高压空气入口管、斜挡板和污泥清理出口挡板，喷枪主管体管一侧固装一根具有一定倾斜角度并与喷枪主管体管连通的污泥入口管；在喷枪主管体管中前部两侧对称固装一根高压空气入口管，并与喷枪主管体管外壁夹层环形管道相连通。
但是，以上5个专利技术中的机构配置均采用不同的管道套筒结构，通过高压风将物料打撒，即在使用过程中均需要高压空气将物料分散。
综上可知，现有技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种半固态物料处置设备及其喷枪，以实现无助力的对半固态物料的分散。
为了实现本实用新型的发明目的，本实用新型提供了一种喷枪，其特点在于，包括：喷枪主管体，其一端与物料管道连接，用以接收所述物料管道所输送的半固态物料；以及喷头机构，包括变径喷头和切割板，所述变径喷头的一端连接于所述喷枪主管体的另一端，所述切割板设置于所述变径喷头的另一端，且所述切割板上设置有多个切割孔。
在本实用新型的一实施例中，所述多个切割孔为缩径孔，其邻近所述变径喷头的另一端的进口的尺寸大于远离所述变径喷头的另一端的出口的尺寸。
在本实用新型的一实施例中，所述缩径孔的所述出口为矩形出口。
在本实用新型的一实施例中，所述多个切割孔是沿所述切割板的径向方向均匀间隔布置，且所述多个切割孔的矩形出口的长度是自所述切割板的中心向外递减。
在本实用新型的一实施例中，所述切割板是与所述变径喷头的另一端通过连接机构可拆卸地连接。
在本实用新型的一实施例中，所述连接机构为螺栓连接机构，其包括：固定连接部，固定设置于所述变径喷头的另一端，所述固定连接部上设置有第一连接孔；第二连接孔，设置于所述切割板上，并与所述第一连接孔对应设置；以及螺栓，穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔连接所述切割板和所述变径喷头。
在本实用新型的一实施例中，所述喷枪主管体的一端是通过连接法兰与所述物料管道连接；及/或，所述喷枪主管体呈圆柱状。
在本实用新型的一实施例中，所述变径喷头呈圆台状，且其具有较小直径的一端是与所述喷枪主管体的另一端连接，具有较大直径的另一端是与所述切割板连接，且所述变径喷头的具有较小直径的一端的直径为130毫米～200毫米，所述变径喷头的具有较大直径的另一端的直径为200毫米～300毫米。
在本实用新型的一实施例中，所述半固态物料为含水量为50％～80％的物料。
为了实现上述目的，本实用新型还提供一种半固态物料处置设备，其特点在于，该半固态物料处置设备包括有：窑炉，其包括有分解炉；如上所述的喷枪，所述喷枪是相对于所述分解炉倾斜预定角度设置，且所述喷枪的喷头机构是向下伸入所述分解炉内。
本实用新型通过使用变径喷头结合具有若干切割孔的切割板的结构，可实现对半固态物料(例如污泥等)的分散，从而无需传统喷枪必须使用的高压风，有效降低了能耗，并避免了高压风进入窑炉对窑炉系统热工制度的影响。并且，变径喷头可实现喷枪出口面积的增大效果。切割板上的切割孔可为缩径孔，即采用进口尺寸大出口尺寸小的方式，降低了堵塞风险。缩径孔的出口还可采用矩形出口的结构，使得半固态物料(例如污泥等)以扁平形状入炉，从而增大了接触面积，提高了焚烧效率。切割板还可通过可拆卸的连接机构连接实现切割板的拆卸、安装和更换。本实用新型的喷枪属于无助力分散装置，特别适合无杂物半固态物料(例如污泥等)入窑炉焚烧时的分散。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的喷枪的侧视图；
图2是本实用新型实施例提供的喷枪的前视图；
图3为本实用新型实施例提供的半固态物料处置设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不必然每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这种表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求书中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的连接手段。间接的连接手段包括通过其它装置进行连接。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
需说明的是，在本实用新型中，所谓的“半固态物料”是指含水量为50～80％的物料，其可为但不局限于例如经过预处理之后的呈半固态的市政污泥、工业污泥、废弃物(如建筑垃圾、生活垃圾、工业垃圾等)等物料。但是，可以理解的是，所述的半固态物料虽然经过预处理，但其仍可能含有部分杂物，当然，也可能不含杂物，本实用新型对不含杂物的半固态物料的处置效果更佳，但这些并不作为对本实用新型的限制。
参见图1～图2，在本实用新型的一个实施例中提供了一种喷枪100，可实现半固态物料的分散，该喷枪100主要包括喷枪主管体10以及喷头机构20。其中，所述喷枪主管体10的一端是与物料管道(图中未示)连接，用以接收所述物料管道所输送的半固态物料(例如污泥等)。较佳的，所述喷枪主管体10可呈圆柱状，且其一端是通过连接法兰11与所述物料管道连接。所述喷头机构20可包括变径喷头21和切割板22。
其中，所述变径喷头21例如可呈圆台状，如图1所示，即为扩充喷枪横截面积的结构。所述变径喷头21具有较小直径的一端是与所述喷枪主管体10的另一端连接，而具有较大直径的另一端是与所述切割板22连接。并且，所述变径喷头21的具有较小直径的一端的直径可为130毫米～200毫米，即与所述喷枪主管体10相匹配，例如可为150毫米或180毫米等；而所述变径喷头21的具有较大直径的另一端的直径可为200毫米～300毫米，例如可为250毫米或280毫米等。
其中，所述切割板22例如可呈圆形，并设置于所述变径喷头21的另一端，且所述切割板22上设置有多个切割孔221。半固态物料(例如污泥等)是通过这些切割孔221穿过切割板22进入窑炉，从而实现分散。较佳地，所述多个切割孔221可为缩径孔，即其邻近所述变径喷头21的另一端的进口的尺寸大于远离所述变径喷头21的另一端的出口的尺寸，如图1所示，此种进口尺寸大出口尺寸小的缩径孔结构，可有效降低堵塞风险。而所述缩径孔(即切割孔)的出口较佳地可为矩形出口，如图2所示，如此可使得经由所述切割孔出来的半固态物料(例如污泥等)为扁平形状，从而可扩大分散的半固态物料与窑炉内热风的接触面积，提高焚烧效率。所述缩径孔(即切割孔)的进口较佳地也可为矩形进口，所述矩形进口的截面积大于所述矩形出口的截面积。
并且，较佳地，如图2所示，所述多个切割孔221是沿所述切割板22的纵向径向方向V-V均匀间隔布置，且所述多个切割孔221的矩形出口的长度(即图中矩形出口平行于所述切割板22的横向径向方向H-H的边的长度)是自所述切割板22的中心向外递减。当然，可以理解的是，在其他实施例中，所述多个切割孔221的布置方式并不局限于图2所示实施例的布置方式，其进口和出口的结构也并不局限于矩形，即也可以为其他的布置方式和形状，这些并不作为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，较佳地，如图1～2所示，所述切割板22与所述变径喷头21的另一端是通过连接机构23可拆卸地连接。所述连接机构23例如可为螺栓连接机构，其可包括：固定连接部231，固定设置于所述变径喷头21的另一端，且所述固定连接部231上设置有第一连接孔(图中未示)；第二连接孔(图中未示)，设置于所述切割板22上，并与所述第一连接孔对应设置；以及螺栓232，穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔连接所述切割板22和所述变径喷头21。当然，可以理解的是，所述连接机构23也可以为其他结构的可拆卸结构，例如可为法兰结构，这同样不作为对本实用新型的限制。这样，当切割板损坏、堵塞后，通过可拆卸的连接机构可实现切割板22与变径喷头21的拆卸、安装和更换。
本实用新型还提供一种半固态物料处置设备200，如图3所示，其包括有窑炉210和上述的喷枪100。其中，所述窑炉210例如可包括横向设置的回转窑211和纵向设置的分解炉212，且所述回转窑211与所述分解炉212连通。所述喷枪100例如可为多个，其是相对于所述分解炉212倾斜预定角度A设置，例如倾斜5～10度，且所述喷枪100的喷头机构20是向下伸入所述分解炉212内。如此，经过预处理之后的半固态物料(例如污泥等)可经由物料管道输送进入喷枪100的喷枪主管体10，并可无需助力即可通过所述喷枪100的变径喷头21和穿过所述切割板22上的切割孔221，并被所述切割孔221分散成扁平状半固态物料，分散后的扁平状半固态物料进入分解炉212内进行焚烧处理。
在本实用新型中，所述喷枪100为焊接件，其材质可为高耐热钢，若有损坏可整体更换。并且，所述喷枪100可通过连接法兰与所述分解炉212可拆卸地倾斜安装。
较佳地，本实用新型还可设计所述切割板22的安装角度，使得倾斜安装后的喷枪100的切割板22上的缩径孔(即切割孔221)的矩形出口的长边(即图2所示的H-H方向)与分解炉212内的热风的流动方向垂直，以促使分解炉212内的热风对进入窑炉的扁平状半固态物料进一步进行分散。
可以理解的是，本实用新型的半固态物料处置设备还可以包括其他前序预处理工艺流程的装置或设备，但这些前序预处理工艺流程并不涉及本实用新型的创新内容，因此在此不再加以赘述。
本实用新型通过采用变径喷头、切割板等辅助部件，并通过最优切割孔形状设计，在不使用高压风的前提下，实现了半固态物料(例如污泥等)的入窑炉打散目的。通过试验验证，本实用新型能够有效的实现半固态物料的分散，同时无需传统喷枪必须使用的高压风作为助力，在实现分散的同时，降低了能耗，避免了高压风进入窑炉对窑炉系统热工制度的影响。同时，本实用新型还简化了喷枪结构型式。
本实用新型通过采用扩径的变径喷头结构，确保了半固态物料(例如污泥等)的出口的有效通过面积，降低了喷枪的阻力。切割孔通过采用进口大出口小的缩径孔结构，并采用矩形出口结构，使得分散后的半固态物料可以扁平形状入炉，增大了接触面积，提高了焚烧效率。通过设计切割板的安装角度，确保缩径孔的矩形出口的长边与窑炉内热风的流动方向垂直，可以促使窑炉内的热风对进入窑炉的扁平状半固态物料进一步进行分散。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
