用于工业窑炉协同处理生活垃圾的热解气化炉
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理领域，具体是用于工业窑炉协同处理生活垃圾的热解气化炉。
背景技术
现如今城市生活垃圾的数量与日俱增，如何有效处理这些生活垃圾成为了当务之急，较为普遍的处理方式有填埋、焚烧，但是填满处理占地面积大，处理不当其产生的渗透液不仅对土壤、地下水造成严重污染，其发酵产生的臭气也会对空气造成污染；采用焚烧的方式虽然减少了占地面积，但在焚烧过程中同样也会释放出大量恶臭甚至有毒害的气体，同时产生的还有大量的粉尘及细小颗粒物，同样对环境会造成破坏。
目前还有一种处理方式是热解气化，主要通过热解气化炉对可燃生活垃圾进行热解气化，相对于填埋及焚烧，热解气化具有无害化转化率高、二次污染小等优点，但是现有热解气化设备的程序相对复杂，且送入设备中的垃圾一般都含有大量的水分，一方面水分容易腐蚀设备，另一方面，带有水分的垃圾在受热后蒸发会吸收大量的热量，造成热解效果不理想，导致二噁英等气体处理不彻底；同时大量水汽蒸发还会造成炉膛压力过大，严重时会对整个热解气化设备造成损坏。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于工业窑炉协同处理生活垃圾的热解气化炉，流程简单，可彻底清除垃圾燃烧产生的二噁英，并能循环利用所产生的灰渣，无害化转化率高。
为了实现上述目的，本发明首先提供一种用于工业窑炉协同处理生活垃圾的热解气化炉，包括热解气化装置、热交换装置、工业窑炉、废气处理装置以及预干燥装置，所述热解气化装置的上料端与所述预干燥装置的下料端对应，且其排气口通过第一管路与所述热交换装置的第一入口连通，所述热交换装置的第一出口作为热解气排放口经第二管路与工业窑炉的进气口连通，所述工业窑炉的排气口通过第三管路与所述废气处理装置的进气口接通，所述热交换装置的第二入口作为空气进口通过第四管路连通有风机，且其第二出口作为热空气出口经第五管路与所述预干燥装置的进气口连通，所述预干燥装置的出气口通过第六管路与所述热解气化装置的进气口连通。
其中，所述预干燥装置包括传输机壳，所述传输机壳的两端分别设置有上料斗和下料斗，其内部设置有沿其长度方向延伸的螺旋叶片，对应所述螺旋叶片还设置有传输电机，所述传输机壳上还设置有干燥流通系统。
其中，所述干燥流通系统包括设置在所述传输机壳内壁上的热空气流通腔，所述热空气流通腔的进气端和出气端分别连第五管路与第六管路，在所述传输机壳上还设置有一端与其壳腔连通的第七管路，所述第七管路的另一端连接在所述第六管路上，且所述第七管路上还连通有泄压阀。
其中，在所述热空气流通腔内还交错设置有多块折流板。
其中，所述热解气化装置包括炉体和双级炉芯，所述双级炉芯设置在炉体内，并由呈圆柱状的上级炉芯以及呈圆锥状的下级炉芯组成，所述下级炉芯与所述上级炉芯内部相通，且其底部还连通有外层套筒，所述外层套筒的下端向下延伸出所述炉体，并连接有轴封，所述热解气化装置还包括传动机构，所述传动机构可带动所述双级炉芯旋转，使炉渣从所述炉体底部的排渣口排出至所述炉体外。
其中，所述外层套筒内还通过轴封套接有作为进气通道的内层套管，所述内层套管的出气端沿外层套筒的中心轴向上延伸至上级炉芯，且所述内层套管的进气端与所述第六管路的出气端连通。
其中，所述下级炉芯的底部连接有底座，所述底座的侧壁上设置有拨渣器。
其中，所述传动机构包括固定连接在所述底座下端的大齿轮，所述大齿轮与所述外层套筒同轴设置，且其盘面上对应所述排渣口开设有弧形槽，对应所述大齿轮还设置有与其啮合的小齿轮，所述小齿轮可通过传动轴与驱动装置连接，当所述大齿轮转动时，炉渣可经所述弧形槽进入排渣口排出。
其中，所述第六管路上还连通有多个用于对热解气化装置进行多点供气的第八管路。
其中，对应所述预干燥装置的上料端还设置有上料装置，所述上料装置倾斜设置，且其出料端高于进料端。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、冷空气通过第四管路进入热交换装置后，与进入热交换装置的高温热解气发生热交换，此时冷空气被加热形成热空气，并通过第五管路进入预干燥装置内，从而加热预干燥装置中运输的垃圾，达到对垃圾进行初步干燥的效果，由于垃圾经过预干燥后的水分大量蒸发，因此在进入热解气化装置后热解效率更高，同时，预干燥装置中作为热源的热空气是通过与高温热解气热交换形成，因此也无需消耗额外的能源；
2、对垃圾预干燥处理后的热空气通过第六管路从预干燥装置回流至热解气化装置，使得热解气化装置、热交换装置和预干燥装置一直处于热量循环的状态，流程简单；
3、热交换装置排放的热解气经第二管路进入工业窑炉充分燃烧，燃烧温度控制在1000℃左右，可以破坏此前生成的二噁英使其控制在非常低的浓度范围，同时使热解气化装置排放的还原性污染物氧化为NOX、SO2及HCl；此外，热解气的余热可以在工业窑炉中进行二次利用。
4、工业窑炉排放的混合气体气经第三管路进入废气处理装置进行净化处理，可以破坏此前生成的二噁英使其彻底清除。
附图说明
图1为本发明的主体结构图；
图2为本发明中预干燥装置的结构示意图；
图3是本发明中热解气化装置的主体结构图；
图4是本发明中热解气化装置的剖视图；
图5为本发明中炉栅结构的俯视图；
其中：1-热解气化装置、2-热交换装置、3-工业窑炉、4-废气处理装置、5-预干燥装置、6-第一管路、7-第二管路、8-第三管路、9-第四管路、10-风机、11-第五管路、12-第六管路、501-传输机壳、502-上料斗、503-下料斗、504-螺旋叶片、505-传输电机、506-热空气流通腔、507-第七管路、508-泄压阀、509-折流板、101-双级炉芯、102-炉体、103-上级炉芯、104-下级炉芯、105-外层套筒、106-轴封、107-传动机构、108-排渣口、109-内层套管、110-底座、111-拨渣器、112-大齿轮、113-弧形槽、114-小齿轮、115-炉排、116-第一出气孔、117-第二出气孔、13-第八管路、14-上料装置。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明作进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于工业窑炉3协同处理生活垃圾的热解气化炉，包括热解气化装置1、热交换装置2、工业窑炉3、废气处理装置4以及预干燥装置5，所述热解气化装置1的上料端与所述预干燥装置5的下料端对应，且其排气口通过第一管路6与所述热交换装置2的第一入口连通，所述热交换装置2的第一出口作为热解气排放口经第二管路7与工业窑炉3的进气口连通，所述工业窑炉3的排气口通过第三管路8与所述废气处理装置4的进气口接通，所述热交换装置2的第二入口作为空气进口通过第四管路9连通有风机10，且其第二出口作为热空气出口经第五管路11与所述预干燥装置5的进气口连通，所述预干燥装置5的出气口通过第六管路12与所述热解气化装置1的进气口连通。
在本实施方式中，热交换装置2通过第一管路6接收所述热解气化装置1排放的热解气用作换热能源，工业窑炉3通过第二管路7接收热交换装置2排放的热解气用作余热利用，废气处理装置4通过第三管路8接收工业窑炉3排放的混合气体用作净化处理，热交换装置2通过第四管路9接收风机10输送的冷空气用作与热解气换热形成热空气，预干燥装置5通过第五管路11接收热交换装置2排放的热空气用作垃圾的预干燥处理，热解气化装置1通过第六管路12接收预干燥装置5排放的热空气用作供氧。
与现有技术相比，本发明的热解气化炉至少具有如下有益效果：
1、冷空气通过第四管路9进入热交换装置2后，与进入热交换装置2的高温热解气发生热交换，此时冷空气被加热形成热空气，并通过第五管路11进入预干燥装置5内，从而加热预干燥装置5中运输的垃圾，达到对垃圾进行初步干燥的效果，由于垃圾经过预干燥后的水分大量蒸发，因此在进入热解气化装置1后热解效率更高，同时，预干燥装置5中作为热源的热空气是通过与高温热解气热交换形成，因此也无需消耗额外的能源；
2、对垃圾预干燥处理后的热空气通过第六管路12从预干燥装置5回流至热解气化装置1，使得热解气化装置1、热交换装置2和预干燥装置5一直处于热量循环的状态，流程简单；
3、热交换装置2排放的热解气经第二管路7进入工业窑炉3充分燃烧，燃烧温度控制在1000℃左右，可以破坏此前生成的二噁英使其控制在非常低的浓度范围，同时使热解气化装置1排放的还原性污染物氧化为NOX、SO2及HCl；此外，热解气的余热可以在工业窑炉3中进行二次利用。
4、工业窑炉3排放的混合气体气经第三管路8进入废气处理装置4进行净化处理，可以破坏此前生成的二噁英使其彻底清除。
如图2所示，具体的，所述预干燥装置5包括传输机壳501，所述传输机壳501的两端分别设置有上料斗502和下料斗503，其内部设置有沿其长度方向延伸的螺旋叶片504，对应所述螺旋叶片504还设置有传输电机505，所述传输机壳501上还设置有干燥流通系统。
具体的，所述干燥流通系统包括设置在所述传输机壳501内壁上的热空气流通腔506，所述热空气流通腔506的进气端和出气端分别连第五管路11与第六管路12，在所述传输机壳501上还设置有一端与其壳腔连通的第七管路507，所述第七管路507的另一端连接在所述第六管路12上，且所述第七管路507上还连通有泄压阀508。
具体的，在所述热空气流通腔506内还交错设置有多块折流板509。
在本实施方式中，热空气经第五管路11从热空气流通腔506的进气端进入其腔内，并通过折流板509从其出气端进入热空气回流管路，同时，电机驱动螺旋叶片504旋转从而将带有大量水分的垃圾向下料斗503运输，当垃圾经过夹套式设置的热空气流通腔506时，其带有的水分被热空气流通腔506的中流通的热空气加热蒸发，从而对垃圾实现预干燥效果；另一方面，热空气进入第六管路12后，其一部分通过第六管路12直接回流至热解气化装置1内，另一部分通过第七管路507进入传输机壳501的壳腔中利用余热对垃圾进行二次干燥，并且进入壳腔中的部分热空气还可以对垃圾起到一定的推送效果，有利于垃圾运输，可降低传输电机505的负担，最终壳腔中的热空气从下料进入热解气化装置1内；此外，设置在热空气流通腔506中的折流板509可以延长热空气通过的时间，增加了对垃圾的干燥效果，而设置在第七管路507上的泄压阀508则可以用于调节整个设备的压力。
如图3所示，具体的，所所述热解气化装置1包括炉体102和双级炉芯101，所述双级炉芯101设置在炉体102内，并由呈圆柱状的上级炉芯103以及呈圆锥状的下级炉芯104组成，所述下级炉芯104与所述上级炉芯103内部相通，且其底部还连通有外层套筒105，所述外层套筒105的下端向下延伸出所述炉体102，并连接有轴封106，所述热解气化装置1还包括传动机构107，所述传动机构107可带动所述双级炉芯101旋转，使炉渣从所述炉体102底部的排渣口108排出至所述炉体102外。
在本实施方式中，当传动机构107带动双级炉芯101转动时，垃圾热解后产生的炉渣在自重和双级炉芯101转动的离心力作用下移向热解气化炉炉体102的内壁和双级炉芯101外壁之间形成的排渣间隙，双级炉芯101四周的大块炉渣与炉体102相对运动，可将大块炉渣研磨破碎，然后经排渣口108排出，因此防止炉渣堆积堵塞排渣出口，排渣效果显著，同时无需人为排渣，降低了人工成本；在使用过程中通过外层套筒105下端的轴封106套接作为进气通道的内层套管109，可在双级炉芯101旋转的同时保证其通气顺畅，因此不会影响热解气化炉的正常工作。
如图3和图4所示，具体的，所述外层套筒105内还通过轴封106套接有作为进气通道的内层套管109，所述内层套管109的出气端沿外层套筒105的中心轴向上延伸至上级炉芯103，且所述内层套管109的进气端与所述第六管路12的出气端连通。
在本实施方式中，热空气经第六管路12从内层套管109的出气端先进入上级炉芯103，其部分从上级炉芯103进入炉体102中部助燃，剩余部分在进入下级炉芯104，并经下级炉芯104进入炉体102底部助燃，可根据炉体102垃圾分布均匀布气，从而保障热解气化效果。
如图4和图5，具体的，所述下级炉芯104的底部连接有底座110，所述底座110的侧壁上设置有拨渣器111。
具体的，所述传动机构107包括固定连接在所述底座110下端的大齿轮112，所述大齿轮112与所述外层套筒105同轴设置，且其盘面上对应所述排渣口108开设有弧形槽113，对应所述大齿轮112还设置有与其啮合的小齿轮114，所述小齿轮114可通过传动轴与驱动装置连接，当所述大齿轮112转动时，炉渣可经所述弧形槽113进入排渣口108排出。
在本实施方式中，驱动装置驱动小齿轮114,转动，小齿轮114带动与其啮合的大齿轮112转动，大齿轮112带动底座110侧壁的拨渣器111转动，拨渣器111转动不仅可以增强炉栅结构外壁与炉体102内壁之间堆积炉渣的研磨破碎效果，同时，其转动会对炉渣产生向下的作用力，当大齿轮112轮盘上的弧形槽113与排渣口108部分重合时，炉渣可在作用力和重力的作用下，从弧形槽113与排渣口108的重合部分进入排渣口108，再经排渣口108排出炉体102。
请参阅图2，具体的，所述下级炉芯104的表面从上往下等间隔套设有多个尺寸逐渐增大的炉排115，所述炉排115的边缘向下倾斜，且相邻两个炉排115之间开设有多个第一出气孔116。
具体的，每个炉排115边缘的水平高度均低于与其相邻的第一出气孔116的水平高度。
在本实施方式中，边缘向下倾斜的炉排115，不仅可以有到有效遮挡第一出气孔116，起到避免第一出气孔116堵塞的作用，且当炉排115转动时，多级炉排115可带动堆积的炉渣向下运动，因此有利于排除炉渣。
具体的，所述上级炉芯103的侧壁上均匀分布有多个第二出气孔117。
如图1所示，具体的，所述第六管路12上还连通有多个用于对热解气化装置1进行多点供气的第八管路13。
在本实施方式中，多点供气，布气均匀，供氧充足，有效提升热解气化效率。
具体的，对应所述预干燥装置5的上料端还设置有上料装置14，所述上料装置14倾斜设置，且其出料端高于进料端。
最后需要说明的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
