振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统及方法
技术领域
本发明属于固体废物处理技术领域，尤其涉及一种振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统及方法。
背景技术
利用压实设备对固体废物进行压实成形，能够便于固体废物的存储、装卸、运输等，现有的压实设备具有以下不足：
一、压实作业中，固体废物所含的污染气体没有进行合理收集处理，易对环境造成污染；
二、固体废物质地较硬状态下，压实难度大且压实作业过后易发生反弹现象。
为解决上述问题，本发明设计了一种振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统，具有环保、压实效果好、压实紧固等优点，且配套的致密处理方法布局合理、得当。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供的振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统及方法，具有环保、压实效果好、压实紧固等优点。
技术方案：为实现上述目的，本发明的振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统，包括弹性支撑架和微波加热容器；所述微波加热容器顶部与底部均开口，其通过弹性支撑架支撑保持竖向悬空姿态，且其外侧安装有振动器；
还包括滑移密封式上压头、滑移密封式下压头、第一抽气单元和第二抽气单元；所述滑移密封式上压头位于微波加热容器顶部开口正上方，所述滑移密封式下压头位于微波加热容器底部开口正下方，所述滑移密封式上压头以及滑移密封式下压头在竖直方向分别与微波加热容器滑移密封配合，且竖向下移伸入微波加热容器内的所述滑移密封式上压头与竖向上移伸入微波加热容器内的所述滑移密封式下压头之间构成容积可变式负压热化压实密封仓；所述滑移密封式上压头底部具有上进气口，所述滑移密封式下压头顶部具有下进气口，所述第一抽气单元的抽气嘴通过上进气口与容积可变式负压热化压实密封仓连通，所述第二抽气单元的抽气嘴通过下进气口与容积可变式负压热化压实密封仓连通，所述容积可变式负压热化压实密封仓通过第一抽气单元以及第二抽气单元共同抽气形成并处于负压状态；位于处于负压状态的容积可变式负压热化压实密封仓内的固体废物通过所述滑移密封式上压头与所述滑移密封式下压头在竖直方向上的相向挤压配合构成致密固体废物块；
还包括固体废物输送装置、致密固体废物块输送装置、磁吸紧固单元和磁吸紧固单元输送装置；所述微波加热容器顶部开口具有扩张入料罩，所述进料输送装置用于将固体废物输送至扩张入料罩；所述致密固体废物块输送装置用于将致密固体废物块输送离滑移密封式下压头所在作业区，且被致密固体废物块输送装置输送的致密固体废物块通过磁吸紧固单元包夹紧固；所述磁吸紧固单元输送装置用于将磁吸紧固单元输送至滑移密封式下压头所在作业区。
进一步地，所述滑移密封式上压头包括从下到上相对固定叠放的上压块和上活塞，所述滑移密封式下压头包括从上到下相对固定叠放的下压块和下活塞，所述容积可变式负压热化压实密封仓通过与微波加热容器内侧壁滑移密封配合的上活塞以及下活塞实现密封，所述致密固体废物块通过上压块与下压块竖向配合挤压容积可变式负压热化压实密封仓内的固体废物构成；
所述上压块顶部设置有上导气管，所述上进气口位于上压块底部，所述上进气口通过上压块内部的导气通道与上导气管连通；所述第一抽气单元包括第一抽气泵和第一导气波纹管，所述上导气管通过第一导气波纹管与第一抽气泵的抽气嘴连通；所述下压块底部设置有下导气管，所述下进气口位于下压块顶部，所述下进气口通过下压块内部的导气通道与下导气管连通；所述第二抽气单元包括第二抽气泵和第二导气波纹管，所述下导气管通过第二导气波纹管与第二抽气泵的抽气嘴连通；所述容积可变式负压热化压实密封仓通过第一抽气泵以及第二抽气泵共同启动抽气实现负压状态。
进一步地，所述上进气口封装有上网架，所述上网架底部与上压块底部平齐；所述下进气口封装有下网架，所述下网架顶部与下压块顶部平齐。
进一步地，所述上压块顶部还设置有上压杆和上螺栓，所述上压杆连接上驱动装置，所述上压杆、上螺栓以及上导气管均竖向密封贯穿上活塞设置，且上活塞通过上螺栓上旋紧的上螺母实现与上压块的固定；
所述下压块底部还设置有下压杆和下螺栓，所述下压杆连接下驱动装置，所述下压杆、下螺栓以及下导气管均竖向密封贯穿下活塞设置，且下活塞通过下螺栓上旋紧的下螺母实现与下压块的固定；
所述上驱动装置和下驱动装置均为液压缸。
进一步地，还包括气体净化处理系统，所述第一抽气泵的排气嘴以及第二抽气泵的排气嘴分别通过气体输送管道连接所述气体净化处理系统。
进一步地，所述磁吸紧固单元包括下支撑磁吸架和上盖合磁吸架，所述下支撑磁吸架支撑致密固体废物块底部，所述上盖合磁吸架盖合致密固体废物块顶部，所述下支撑磁吸架与上盖合磁吸架之间相互磁吸实现对致密固体废物块竖直方向上的包夹紧固。
进一步地，所述下支撑磁吸架包括从下到上相对固定的下底板、下隔磁架、下支撑板和下橡胶填充垫，还包括多个布置于下底板与下支撑板之间下磁块，所述下磁块与下底板或下支撑板固连；所述下底板侧面对称设置有把手；所述下隔磁架由多块下隔磁板连接构成，处于相邻方位的所述下磁块之间均通过下隔磁板隔磁；
所述上盖合磁吸架包括从上到下相对固定的上底板、上隔磁架、上盖合板和上橡胶填充垫，还包括多个布置于上底板与上盖合板之间的上磁块，所述上磁块与上底板或上盖合板固连；所述上隔磁架由多块上隔磁板连接构成，处于相邻方位的所述上磁块之间均通过上隔磁板隔磁；
所述上磁块与下磁块上、下一一对应异性相吸配合设置。
进一步地，所述弹性支撑架包括支撑立柱、通过横向支撑杆连接于微波加热容器外侧面的套环、设置于支撑立柱顶部的顶挡板、设置于支撑立柱下部的下挡板以及套设于支撑立柱上的竖向支撑弹簧；所述套环为从上到下同心设置的多个，且所有套环均位于顶挡板与下挡板之间；多个所述竖向支撑弹簧分别弹性设置于顶挡板与套环之间、相邻套环之间以及套环与下挡板之间。
振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统的致密处理方法，包含以下步骤：
a)下驱动装置驱动滑移密封式下压头竖向上移至微波加热容器内，随后停止；
b)通过固体废物输送装置将固体废物输送至微波加热容器内，与此同时，启动振动器带动微波加热容器振动，使微波加热容器内的固体废物从上到下由轻至重分布；待微波加热容器内具有适量的固体废物后，先关闭固体废物输送装置停止送料，然后关闭振动器；
c)上驱动装置驱动滑移密封式上压头竖向下移至微波加热容器内，使滑移密封式上压头与滑移密封式下压头之间构成容积可变式负压热化压实密封仓，通过微波加热容器对容积可变式负压热化压实密封仓内的固体废物进行加热，固体废物受热软化，从而降低其硬度，使其质地柔和，与此同时，启动第一抽气泵和第二抽气泵进行抽气，使容积可变式负压热化压实密封仓内为负压状态，紧接着，下驱动装置驱动滑移密封式下压头竖向上移，由此，下移的滑移密封式上压头与上移的滑移密封式下压头配合对容积可变式负压热化压实密封仓内的固体废物逐渐进行挤压，容积可变式负压热化压实密封仓的容积逐渐减小并在第一抽气泵和第二抽气泵的共同抽气作用下始终处于负压状态，直到固体废物被挤压成致密固体废物块；
d)关闭第一抽气泵和第二抽气泵，滑移密封式下压头下移移出微波加热容器至复位后停止，人工从磁吸紧固单元输送装置上取下磁吸紧固单元，然后将磁吸紧固单元的下支撑磁吸架放置在滑移密封式下压头上；滑移密封式上压头继续下移将致密固体废物块推出微波加热容器，随后滑移密封式上压头上移复位；致密固体废物块落在下支撑磁吸架上，人工再把磁吸紧固单元的上盖合磁吸架盖合在致密固体废物块顶部，下支撑磁吸架与上盖合磁吸架之间相互磁吸从而包夹紧固致密固体废物块；
e)人工通过磁吸紧固单元将被包夹紧固的致密固体废物块搬运至致密固体废物块输送装置上一同进行输送，到达卸货作业区后，人工通过磁吸紧固单元将被包夹紧固的致密固体废物块从致密固体废物块输送装置上取下，然后卸掉磁吸紧固单元，并把磁吸紧固单元放置在磁吸紧固单元输送装置上输送回滑移密封式下压头所在作业区。
进一步地，在步骤b中，振动器比固体废物输送装置延后5～10秒关闭，保证微波加热容器内的固体废物从上到下由轻至重分布的彻底性；
在步骤c中，第一抽气泵和第二抽气泵抽出的气体通过气体输送管道输送至气体净化处理系统进行净化处理。
有益效果：本发明的振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统及方法，有益效果如下：
1)微波加热容器振动状态下能够使其内的固体废物从上到下由轻至重分布，从而更有利于后续对其进行压实作业，避免构成的致密固体废物块出现重心偏上现象，使得致密固体废物块放置更加稳固，不需要对其进行翻转，避免造成致密固体废物块松散，更为有利于后续搬运、存储、运输等；
2)通过微波加热容器对容积可变式负压热化压实密封仓内的固体废物进行加热，能够使其受热软化，从而降低其硬度，使其质地柔和，更有利于对其进行压实，压实更为紧密，压实效果非常好；
3)通过第一抽气单元以及第二抽气单元同步将容积可变式负压热化压实密封仓内的气体抽出使其处于负压状态，能够提前缩小固体废物自身含气量以及相邻间隙之间的含气量，从而更有利于通过滑移密封式上压头与滑移密封式下压头配合的挤压压实作业，而且抽出的气体送至气体净化处理系统进行净化处理，避免造成环境污染；
4)滑移密封式上压头与滑移密封式下压头在竖向方向的相向移动配合实现对固体废物的压实作业，压实效率更高；
5)通过磁吸紧固单元对致密固体废物块进行包夹紧固能够避免其在输送过程中受振动或波动影响发生松散象限，磁吸紧固单元可在后续的致密固体废物块搬运、存储、装车运输等过程继续沿用，以保证致密固体废物块的形态稳固性；
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为进行压实作业状态下的微波加热容器的内部结构示意图；
附图3为滑移密封式上压头的结构分解示意图；
附图4为滑移密封式下压头的结构分解示意图；
附图5为第一抽气泵以及第二抽气泵抽出的气体送至气体净化处理系统进行净化处理的结构示意图；
附图6为通过致密固体废物块输送装置输送致密固体废物块以及通过磁吸紧固单元输送装置输送磁吸紧固单元的结构示意图；
附图7为附图6中A部分的结构放大示意图；
附图8为下支撑磁吸架的俯视图；
附图9为上盖合磁吸架的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1和附图2所示，振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统，包括弹性支撑架1和微波加热容器2；所述微波加热容器2顶部与底部均开口，其通过弹性支撑架1支撑保持竖向悬空姿态，且其外侧安装有振动器3。微波加热容器2振动状态下能够使其内的固体废物从上到下由轻至重分布，从而更有利于后续对其进行压实作业，避免构成的致密固体废物块出现重心偏上现象，使得致密固体废物块放置更加稳固，不需要对其进行翻转，避免造成致密固体废物块松散，更为有利于后续搬运、存储、运输等。
还包括滑移密封式上压头4、滑移密封式下压头5、第一抽气单元6和第二抽气单元7；所述滑移密封式上压头4位于微波加热容器2顶部开口正上方，所述滑移密封式下压头5位于微波加热容器2底部开口正下方，所述滑移密封式上压头4以及滑移密封式下压头5在竖直方向分别与微波加热容器2滑移密封配合，且竖向下移伸入微波加热容器2内的所述滑移密封式上压头4与竖向上移伸入微波加热容器2内的所述滑移密封式下压头5之间构成容积可变式负压热化压实密封仓20；所述滑移密封式上压头4底部具有上进气口，所述滑移密封式下压头5顶部具有下进气口，所述第一抽气单元6的抽气嘴通过上进气口与容积可变式负压热化压实密封仓20连通，所述第二抽气单元7的抽气嘴通过下进气口与容积可变式负压热化压实密封仓20连通，所述容积可变式负压热化压实密封仓20通过第一抽气单元6以及第二抽气单元7共同抽气形成并处于负压状态；位于处于负压状态的容积可变式负压热化压实密封仓20内的固体废物通过所述滑移密封式上压头4与所述滑移密封式下压头5在竖直方向上的相向挤压配合构成致密固体废物块。通过微波加热容器2对容积可变式负压热化压实密封仓20内的固体废物进行加热，能够使其受热软化，从而降低其硬度，使其质地柔和，更有利于对其进行压实，压实更为紧密，压实效果非常好。通过第一抽气单元6以及第二抽气单元7同步将容积可变式负压热化压实密封仓20内的气体抽出使其处于负压状态，能够提前缩小固体废物自身含气量以及相邻间隙之间的含气量，从而更有利于通过滑移密封式上压头4与滑移密封式下压头5配合的挤压压实作业，而且抽出的气体送至气体净化处理系统18进行净化处理，避免造成环境污染。滑移密封式上压头4与滑移密封式下压头5在竖向方向的相向移动配合实现对固体废物的压实作业，压实效率更高。
还包括固体废物输送装置7、致密固体废物块输送装置8、磁吸紧固单元9和磁吸紧固单元输送装置19；所述微波加热容器2顶部开口具有扩张入料罩21，所述进料输送装置7用于将固体废物输送至扩张入料罩21；所述致密固体废物块输送装置8用于将致密固体废物块输送离滑移密封式下压头5所在作业区，且被致密固体废物块输送装置8输送的致密固体废物块通过磁吸紧固单元9包夹紧固；所述磁吸紧固单元输送装置19用于将磁吸紧固单元9输送至滑移密封式下压头5所在作业区。通过磁吸紧固单元9对致密固体废物块进行包夹紧固能够避免其在输送过程中受振动或波动影响发生松散象限，磁吸紧固单元9可在后续对致密固体废物块的搬运、存储、装车运输等过程继续延用，以保证致密固体废物块的形态稳固性。
如附图1、附图3和附图4所示，所述滑移密封式上压头4包括从下到上相对固定叠放的上压块41和上活塞42，所述滑移密封式下压头5包括从上到下相对固定叠放的下压块51和下活塞52，所述容积可变式负压热化压实密封仓20通过与微波加热容器2内侧壁滑移密封配合的上活塞42以及下活塞52实现密封，所述致密固体废物块通过上压块41与下压块51竖向配合挤压容积可变式负压热化压实密封仓20内的固体废物构成。
更为具体的，所述上压块41顶部设置有上导气管46，所述上进气口位于上压块41底部，所述上进气口通过上压块41内部的导气通道与上导气管46连通；所述第一抽气单元6包括第一抽气泵61和第一导气波纹管62，所述上导气管46通过第一导气波纹管62与第一抽气泵61的抽气嘴连通；所述下压块51底部设置有下导气管56，所述下进气口位于下压块51顶部，所述下进气口通过下压块51内部的导气通道与下导气管56连通；所述第二抽气单元7包括第二抽气泵71和第二导气波纹管72，所述下导气管56通过第二导气波纹管72与第二抽气泵71的抽气嘴连通；所述容积可变式负压热化压实密封仓20通过第一抽气泵61以及第二抽气泵71共同启动抽气实现负压状态。
值得注意的是，为了避免固体废物被压入上进气口内，所述上进气口封装有上网架47，所述上网架47底部与上压块41底部平齐，不对压实作业产生影响；为了避免固体废物被压入下进气口内，所述下进气口封装有下网架57，所述下网架57顶部与下压块51顶部平齐，不对压实作业产生影响。
更为具体的，所述上压块41顶部还设置有上压杆43和上螺栓44，所述上压杆43连接上驱动装置，所述上压杆43、上螺栓44以及上导气管46均竖向密封贯穿上活塞42设置，且上活塞42通过上螺栓44上旋紧的上螺母45实现与上压块41的固定，从而提高上活塞42的装配便捷性；所述下压块51底部还设置有下压杆53和下螺栓54，所述下压杆53连接下驱动装置，所述下压杆53、下螺栓54以及下导气管56均竖向密封贯穿下活塞52设置，且下活塞52通过下螺栓54上旋紧的下螺母55实现与下压块51的固定，从而提高下活塞52的装配便捷性。
作为一种优选，所述上驱动装置和下驱动装置均为液压缸。
如附图5所示，还包括气体净化处理系统18，所述第一抽气泵61的排气嘴以及第二抽气泵62的排气嘴分别通过气体输送管道17连接所述气体净化处理系统18，对气体进行净化处理，避免污染环境。
如附图6所示，所述磁吸紧固单元9包括下支撑磁吸架91和上盖合磁吸架92，所述下支撑磁吸架91支撑致密固体废物块底部，所述上盖合磁吸架92盖合致密固体废物块顶部，所述下支撑磁吸架91与上盖合磁吸架92之间相互磁吸实现对致密固体废物块竖直方向上的包夹紧固。由于致密固体废物块是在竖直方向施力挤压而成，因此其容易在竖直方向发生回弹松散现象，所以对致密固体废物块采用上、下包夹紧固的方式更合理，且更好。
如附图7、附图8以及附图9所示，所述下支撑磁吸架91包括从下到上相对固定的下底板911、下隔磁架912、下支撑板913和下橡胶填充垫914，还包括多个布置于下底板911与下支撑板913之间下磁块915，所述下磁块915与下底板911或下支撑板913固连；所述下底板911侧面对称设置有把手916；所述下隔磁架912由多块下隔磁板9121连接构成，处于相邻方位的所述下磁块915之间均通过下隔磁板9121隔磁。下橡胶填充垫914能够对致密固体废物块底部的凹陷位置进行填充，从而保证包夹紧固的稳定性。下隔磁板9121能够避免相邻下磁块915之间的磁力干扰。
所述上盖合磁吸架92包括从上到下相对固定的上底板921、上隔磁架922、上盖合板923和上橡胶填充垫924，还包括多个布置于上底板921与上盖合板923之间的上磁块925，所述上磁块925与上底板921或上盖合板923固连；所述上隔磁架922由多块上隔磁板9221连接构成，处于相邻方位的所述上磁块925之间均通过上隔磁板9221隔磁。上橡胶填充垫924能够对致密固体废物块顶部的凹陷位置进行填充，从而保证包夹紧固的稳定性。上隔磁板9221能够避免相邻上磁块925之间的磁力干扰。
所述上磁块925与下磁块915上、下一一对应异性相吸配合设置，从而实现对致密固体废物块的磁吸包夹紧固。
此外，磁吸紧固单元9结构简单，具有可拆卸性，使用即为便捷。
如附图1所示，所述弹性支撑架1包括支撑立柱11、通过横向支撑杆12连接于微波加热容器2外侧面的套环13、设置于支撑立柱11顶部的顶挡板14、设置于支撑立柱11下部的下挡板15以及套设于支撑立柱11上的竖向支撑弹簧16；所述套环13为从上到下同心设置的多个，且所有套环13均位于顶挡板14与下挡板15之间；多个所述竖向支撑弹簧16分别弹性设置于顶挡板14与套环13之间、相邻套环13之间以及套环13与下挡板15之间。
振动、负压与热化技术的固体废物致密处理系统的致密处理方法，包含以下步骤：
a)下驱动装置驱动滑移密封式下压头5竖向上移至微波加热容器2内，随后停止；
b)通过固体废物输送装置7将固体废物输送至微波加热容器2内，与此同时，启动振动器3带动微波加热容器2振动，使微波加热容器2内的固体废物从上到下由轻至重分布；待微波加热容器2内具有适量的固体废物后，先关闭固体废物输送装置7停止送料，然后关闭振动器3；
c)上驱动装置驱动滑移密封式上压头4竖向下移至微波加热容器2内，使滑移密封式上压头4与滑移密封式下压头5之间构成容积可变式负压热化压实密封仓20，通过微波加热容器2对容积可变式负压热化压实密封仓20内的固体废物进行加热，固体废物受热软化，从而降低其硬度，使其质地柔和，与此同时，启动第一抽气泵61和第二抽气泵71进行抽气，使容积可变式负压热化压实密封仓20内为负压状态，紧接着，下驱动装置驱动滑移密封式下压头5竖向上移，由此，下移的滑移密封式上压头4与上移的滑移密封式下压头5配合对容积可变式负压热化压实密封仓20内的固体废物逐渐进行挤压，容积可变式负压热化压实密封仓20的容积逐渐减小并在第一抽气泵61和第二抽气泵71的共同抽气作用下始终处于负压状态，直到固体废物被挤压成致密固体废物块；
d)关闭第一抽气泵61和第二抽气泵71，滑移密封式下压头5下移移出微波加热容器2至复位后停止，人工从磁吸紧固单元输送装置19上取下磁吸紧固单元9，然后将磁吸紧固单元9的下支撑磁吸架91放置在滑移密封式下压头5上；滑移密封式上压头4继续下移将致密固体废物块推出微波加热容器2，随后滑移密封式上压头4上移复位；致密固体废物块落在下支撑磁吸架91上，人工再把磁吸紧固单元9的上盖合磁吸架92盖合在致密固体废物块顶部，下支撑磁吸架91与上盖合磁吸架92之间相互磁吸从而包夹紧固致密固体废物块；
e)人工通过磁吸紧固单元9将被包夹紧固的致密固体废物块搬运至致密固体废物块输送装置8上一同进行输送，到达卸货作业区后，人工通过磁吸紧固单元9将被包夹紧固的致密固体废物块从致密固体废物块输送装置8上取下，然后卸掉磁吸紧固单元9，并把磁吸紧固单元9放置在磁吸紧固单元输送装置19上输送回滑移密封式下压头5所在作业区。
在步骤b中，振动器3比固体废物输送装置7延后5～10秒关闭，保证微波加热容器2内的固体废物从上到下由轻至重分布的彻底性；
在步骤c中，第一抽气泵61和第二抽气泵71抽出的气体通过气体输送管道17输送至气体净化处理系统18进行净化处理。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
