用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置及其方法
技术领域
本发明涉及处理生活垃圾领域，特别涉及一种用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置及其方法。
背景技术
城市中产生的生活垃圾一直是需要解决的一个重要问题，不仅对城市面貌产生了一定影响，同时也污染了环境，威胁着人们的身体健康。
目前城市中的垃圾堆放已呈现饱和现象，逐步扩展至城乡结合区域进行垃圾存放。因为地域环境和生活饮食习惯不同，各个城市居民小区产生的生活垃圾成分并不相同，因而各地选用的生活垃圾处理方式并不相同。
目前常用的垃圾处理技术主要有三种，一是垃圾填理技术，二是焚烧处理技术，三是高温堆肥技术。
然而三种技术的不足也很明显。填埋技术：需要大量的土地，填埋产生大量臭氧，渗滤液无法排除，后续需要大量的资金维护；焚烧技术：垃圾的量大可用于焚烧发电，产生一定的经济效益，但焚烧后产生的烟气会造成大气的二次污染，需要配大量的除尘设备净化烟气；高温堆肥技术：需要占用大量的土地，技术要较高，对垃圾的成份要求也高，高温发酵的过程会产生臭氧造成二次污染。
基于此，本发明在解决现有技术不足的同时也为生活垃圾的处理技术提供不会二次污染的热解装置和热解方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置及其方法，主要是通过采用绝氧热解技术和超高频加热，来减少有害气体和污染物的生成，得到的产物还可以进行二次利用，既环保，又能高效解决生活垃圾处理问题。
本发明提供了一种用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置，一种用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置，其包括进料出渣组件、反应室组件、加热组件和气液冷却收集组件
所述进料出渣组件，其包括底座、无轴螺旋输送机、螺旋支座、出渣口、出渣阀、液压插板阀、入料斗、螺旋密封套和进渣口，所述无轴螺旋输送机的第一端设有出渣口和出渣阀，所述出渣阀位于所述出渣口的下端，所述无轴螺旋输送机的第二端设有进渣口，所述进渣口位于所述反应室的内部，所述无轴螺旋输送机的中部和所述螺旋支座的第一端连接，所述无轴螺旋输送机的第二端通过螺旋密封套和所述反应室的第一端连接，所述无轴螺旋输送机的第三端和所述入料斗的第一端连接，所述入料斗的第二端和所述液压插板阀连接；
所述反应室组件，其包括反应室壳体、反应室、Y型托辊组、保温密封套、支撑板、出气管和出气管密封套，所述反应室壳体的下端和所述底座的第二安装部固定连接，所述Y型托辊组和所述底座的第三安装部固定连接，所述反应室位于所述反应室壳体上端的内部，所述反应室外部的两侧分别设有保温密封套，所述保温密封套分别与所述反应室壳体内部的两侧固定连接，所述反应室壳体的内部设有支撑板，所述出气管位于所述反应室的第二侧的中部，所述出气管和所述出气管密封套的第一端连接，所述反应室的内部分别设有隔板、铲渣斗、反斜桨和正斜桨；
所述加热组件，其包括加热线圈、温度传感器和保温介质，所述加热线圈位于所述反应室的外部，所述温度传感器位于所述反应室壳体的外部，所述保温介质位于所述反应室壳体内部和所述加热线圈之间；
所述气液冷却收集组件，其包括壳体、分流管、气液分离管、气液分离罐、螺旋翅片管、冷却风机、第一出口管、第二出口管、油水暂存罐、可燃气出口管和可燃气暂存罐，所述气液分离罐的第一端和所述出气管密封套的第二端连接，所述气液分离罐的第二端和所述分流管的第一端连接，所述气液分离罐的第三安装部设有第一出口管，所述第一出口管和所述油水暂存罐的第一端连接，所述分流管的第二端和所述螺旋翅片管的第一端连接，所述螺旋翅片管的第二端和所述气液分离管的第一端连接，所述气液分离管的第二端和第三端分别设有可燃气出口管和第二出口管，所述可燃气出口管和所述可燃气暂存罐连接，所述第二出口管和所述油水暂存罐的第二端连接。
在一个优选实施方式中，本发明的用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置还包括驱动组件，其包括大齿轮、小齿轮、减速机、大皮带轮、传动皮带、驱动电机和小皮带轮，所述驱动电机的外壳和所述减速机的外壳分别与所述底座的第四安装部和第五安装部固定连接，所述驱动电机的输出轴和所述小皮带轮的第一端连接，所述小皮带轮的第二端通过所述传动皮带和所述大皮带轮的第一端连接，所述大皮带轮的第二端和所述减速机的第一端连接，所述减速机的第二端和所述小齿轮的第一端连接，所述小齿轮的第二端和所述大齿轮的第一端啮合，所述大齿轮的第二端和所述反应室第二侧的外部固定连接。
进一步，在所述气液冷却收集组件中，所述气液分离罐的外壳和所述壳体的第一端分别与所述底座的第六安装部和第七安装部固定连接，所述分流管的外壳和所述壳体的第二端固定连接，所述螺旋翅片管的外壳和所述壳体的第三端固定连接，所述冷却风机和所述壳体的第四端固定连接，所述油水暂存罐和所述可燃气暂存罐分别与所述壳体的第五端和第六端固定连接。
可优选的是，在所述进料出渣组件中，所述平台的第一端和所述底座的第一端固定连接，所述护栏和所述平台的第二端的两侧固定连接，所述螺旋支座的第二端和所述平台的第三端固定连接，所述爬梯和所述平台的第四端固定连接。
可优选的是，所述隔板的数量为七，将反应室的内壁均匀分为八个相同的隔断室，所述铲渣斗的数量为四，位于第一隔断室的内部，沿第一隔断室内部的周向均布；所述反斜桨和所述正斜桨的数量均为七，依次分布在第二隔断室至第八隔断室的内部，在同一隔断室内，所述反斜桨和所述正斜桨对称布置，相邻两隔断室内，所述反斜桨或者所述正斜桨按一定角度依次错位布置。
可优选的是，所述加热线圈的数量为四，相邻加热线圈之间设有支撑板，将加热线圈分为四个加热区。
本发明的另一发明提供一种根据前述用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置的超高频绝氧热解方法，其包括以下步骤：
S1、上料：打开液压插板阀，将破碎筛分的生活垃圾通过入料斗送入无轴螺旋输送机内，通过无轴螺旋输送机将破碎筛分的生活垃圾推入反应室内，并关闭液压插板阀；
S2、反应室加热：启动带有加热线圈的加热组件，将反应室的温度加热到700～800℃，为反应室内的生活垃圾绝氧热解提供热量；
S3、绝氧热解：启动驱动电机，将反应室在大齿轮的带动下按预设间隔正反向转动；
S4、将绝氧热解产生的混合气体进行收集和回收：将反应室内绝氧热解产生的混合气体送入气液分离罐的内部，经过气液分离罐内部的离心撞击，将气态重油转化为液体分离并回收，将混合气体转化为液态轻油、水和可燃性混合气体并回收；
S5、出渣：打开位于出渣口下部的出闸阀，通过反应室的持续反转，将固渣持续向出闸口的方向移动抛落，同时铲渣斗持续将固渣铲到进渣口内，通过无轴螺旋输送机将固渣推至出渣口，并通过出闸阀排出。
8.根据权利要求7所述的超高频绝氧热解方法，其特征在于，在步骤S3中，反应室内的温度控制在580℃至620℃。
附图说明
图1为本发明用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置的正面主视图；
图2为本发明用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置的俯视图；
图3为本发明用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置的轴测图；
图4为本发明沿着图2中A-A的剖视图；
图5为本发明沿着图2中B-B剖视图；
图6为本发明沿着图2中C-C剖视图；
图7为本发明沿着图2中D-D视图；
图8为本发明沿着图2中E-E剖视图；
图9为本发明用于生活垃圾的超高频绝氧热解方法的流程示意图。
主要附图标记：
护栏1，无轴螺旋输送机2，爬梯3，平台4，出渣口5，出渣阀6，底座7，螺旋支座8，液压插板阀9，入料斗10，检修门11，螺旋密封套12，保温密封套13，反应室壳体14，温度传感器15，反应室16，大齿轮17，出气管密封套18，气液分离罐19，分流管20，气液分离管21，壳体22，螺旋翅片管23，冷却风机24，Y型托辊组25，小齿轮26，减速机27，大皮带轮28，传动皮带29，第一出口管30，第二出口管31，油水暂存罐32，可燃气出口管33，可燃气暂存罐34，驱动电机35，小皮带轮36，保温介质37，加热线圈38，支撑板39，进渣口40，铲渣斗41，反斜桨42，正斜桨43，隔板44，出气管45。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
本发明用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置，主要技术原理为：有机物可在600～700℃高温的绝氧环境下生成碳渣、重油、可燃性气体及轻油和水蒸气组成的混合气体；由于液体和气体的不同物理特性，先将重油和混合气体分离开来，再把高温混合气体迅速冷凝生成轻油、液态水、可燃性气体，再次利用物理特性将轻油和水与可燃性气体分离，最后将轻油从油水混合液体内分离；从而将各类生成物单独收集起来。如图1至图3所示，本发明装置具体包括进料出渣组件、反应室组件、加热组件、驱动组件和气液冷却收集组件。
进料出渣组件，如图3所示，包括护栏1、爬梯3、平台4、底座7、无轴螺旋输送机2、螺旋支座8、出渣口5、出渣阀6、液压插板阀9、入料斗10、螺旋密封套12和进渣口40；底座7为矩形结构，上表面焊有钢板，底座7上依次设置有平台4、反应室壳体14、Y型托辊组25、减速机27、驱动电机35、气液分离罐19和壳体22。
如图4并结合图2-3所示，平台4的第一端和底座7的第一安装部固定连接，护栏1和平台4的第二端的两侧固定连接，螺旋支座8的第二端和平台4的第三端固定连接，爬梯3和平台4的第四端固定连接。无轴螺旋输送机2的第一端设有出渣口5和出渣阀6，出渣阀6位于出渣口5的下端，无轴螺旋输送机2的第二端设有进渣口40，进渣口40位于反应室16的内部，无轴螺旋输送机2的中部和螺旋支座8的第一端连接，无轴螺旋输送机2的第二端通过螺旋密封套12和反应室16的第一端连接，无轴螺旋输送机2的第三端和入料斗10的第一端连接，入料斗10的第二端和液压插板阀9连接。
反应室组件，如图5和图6所示，包括反应室壳体14、反应室16、Y型托辊组25、检修门11、保温密封套13、支撑板39、铲渣斗41、反斜桨42、正斜桨43、隔板44、出气管45和出气管密封套18；反应室16为圆筒形结构，两端外壁上为半圆形限位轨道，防止反应室16左右移动，反应室16外壁半圆形限位轨道与四组Y型托辊组25上半圆形凹槽圆周相切；Y型托辊组25的结构特点为设置有双托轮并共用转动轴，可灵活的调整位置，四组共八个托轮可有效的托住反应室16。
反应室壳体14的下端和底座7的第二端固定连接，Y型托辊组25和底座7的第三安装部固定连接，反应室16位于反应室壳体14上端的内部，反应室16外部的两侧分别设有保温密封套13，保温密封套13为分段式，保温密封套13分别与反应室壳体14内部的两侧固定连接，反应室壳体14的内部设有支撑板39。由于反应室16是圆周转动的，随着其转动，检修门11的位置处于变化状态，位于哪一端都有可能。出气管45位于反应室16的第二侧的中部，出气管45和出气管密封套18的第一端连接，反应室16的内部分别设有隔板44、铲渣斗41、反斜桨42和正斜桨43。
如图8所示，具体而言，隔板44的数量为七，将反应室16的内壁均匀分为八个相同的隔断室，铲渣斗41的数量为四，位于第一隔断室的内部，沿第一隔断室内部的周向均布；反斜桨42和正斜桨43的数量均为七，依次分布在第二隔断室至第八隔断室的内部，在同一隔断室内，反斜桨42和正斜桨43对称布置，相邻两隔断室内，反斜桨42或者正斜桨43按一定角度依次错位布置。
加热组件，包括加热线圈38、温度传感器15和保温介质37，加热线圈38的数量为四，加热线圈38位于反应室16的外部，相邻加热线圈38之间设有支撑板39，将加热线圈38分为四个加热区，反应室壳体14外部的正面设置有四组温度传感器15，对四个加热区分别测温，保温介质37位于反应室壳体14内部和加热线圈38之间。
气液冷却收集组件，如图2和图3所示，包括壳体22、分流管20、气液分离管21、气液分离罐19、螺旋翅片管23、冷却风机24、第一出口管30、第二出口管31、油水暂存罐32、可燃气出口管33和可燃气暂存罐34；螺旋翅片管23每组垂直蛇形结构排布，可增大混合气体的通过行程，增加换热面积，提高冷凝效率；四台冷却风机24用于快速冷凝热混合气体，使轻油和可燃性气体分离；气液分离罐19的内部含有水封装置，防止混合气体进入重油出口管。油水暂存罐32内部分为重油区和轻油水区，两区域不连通。
气液分离罐19的外壳和壳体22的第一端分别与底座7的第六安装部和第七安装部固定连接，分流管20的外壳和壳体22的第二端固定连接，螺旋翅片管23的外壳和壳体22的第三端固定连接，冷却风机24和壳体22的第四端固定连接，油水暂存罐32和可燃气暂存罐34分别与壳体22的第五端和第六端固定连接，油水暂存罐32在一侧，例如左端，可燃性气体34暂存罐位于另一侧，例如在右端。
气液分离罐19的第一端和出气管密封套18的第二端连接，气液分离罐19的第二端和分流管20的第一端连接，气液分离罐19的第三端设有第一出口管30，第一出口管30和油水暂存罐32的第一端连接，分流管20的第二端和螺旋翅片管23的第一端连接，螺旋翅片管23的第二端和气液分离管21的第一端连接，气液分离管21的第二端和第三端分别设有可燃气出口管33和第二出口管31，可燃气出口管33和可燃气暂存罐34连接，第二出口管31和油水暂存罐32的第二端连接。
驱动组件，如图7所示，包括大齿轮17、小齿轮26、减速机27、大皮带轮28、传动皮带29、驱动电机35和小皮带轮36；驱动电机35间歇性周期性正反转，转动时可间接带动反应室16转动，从而使反应室16内的生活垃圾绝氧热解的更加充分，并加快反应速度。
驱动电机35的外壳和减速机27的外壳分别与底座7的第四安装部和第五安装部固定连接，驱动电机35的输出轴和小皮带轮36的第一端连接，小皮带轮36的第二端通过传动皮带29和大皮带轮28的第一端连接，大皮带轮28的第二端和减速机27的第一端连接，减速机27的第二端和小齿轮26的第一端连接，小齿轮26的第二端和大齿轮17的第一端啮合，大齿轮17的第二端和反应室16第二侧的外部固定连接。
在本发明的一个优选实施例中，用于生活垃圾的超高频绝氧热解方法，其包括五大部分：上料、加热、绝氧热解、收集和出渣。
以下结合实施例对本发明的用于生活垃圾的超高频绝氧热解装置的方法做进一步描述：
如图9所示，用于生活垃圾的超高频绝氧热解方法是这样实现的：
S1、上料：打开液压插板阀9，将破碎筛分的生活垃圾通过入料斗10送入无轴螺旋输送机2内，通过无轴螺旋输送机2将破碎筛分的生活垃圾推入反应室16内，并关闭与入料斗10连接的液压插板阀9，使反应室16为一个全密封结构，为后续的处理做准备。
S2、加热：启动带有加热线圈38的加热组件，将反应室16的温度加热到700～800℃，为反应室16内的生活垃圾绝氧热解提供热量。
S3、绝氧热解：启动驱动电机35，通过与驱动电机35输出轴连接的小皮带轮36、传动皮带29、大皮带轮28、减速机27和小齿轮26，将反应室16在大齿轮17的带动下按一定规律进行间接性的正反转，在正斜桨43和反斜桨42的作用下反应室16内部的破碎筛分的生活垃圾左右移动并旋转抛物，对破碎筛分的生活垃圾加速热解。搅拌的过程中将反应室16内的温度稳定控制在600℃左右，在一个优选实施方式中，反应室内的温度控制在580℃至620℃，破碎筛分的生活垃圾在反应室16内绝氧的环境下生成混合气体和固渣，其中混合气体包括重油气态、轻油气态、可燃性混合气体和水蒸气。
S4、收集：将反应室16内热解出来的混合气体送入气液分离罐19的内部，经过气液分离罐19内部的离心撞击，将气态重油转化为液体分离并通过气液分离罐19第三安装部设有的第一出口管30进行回收，回收到与第一出口管30连接的油水暂存罐32的重油区；将混合气体转化为液态轻油、水和可燃性混合气体并通过与气液分离罐19连接的分流管20和螺旋翅片管23运输到气液分离管21内，通过气液分离管21分离并经过第二端和第三安装部设有的可燃气出口管33和第二出口管31回收，分别回收到与可燃气出口管33连接的可燃气暂存罐34内，与第二出口管31连接的油水暂存罐32的轻油区。
S5、出渣：打开位于出渣口5下部的出闸阀6，通过反应室16的持续反转，将固渣持续向出闸口5的方向移动抛落，同时位于第一隔断室内壁四周的四个铲渣斗41将固渣铲到位于反应室16内的进渣口40，由此将固渣送入无轴螺旋输送机2的内筒，通过无轴螺旋输送机2的旋转将固渣推至出渣口5位置处，并通过出闸阀6排出固渣。其中，无轴螺旋输送机2正转时为进料状态，无轴螺旋输送机2翻转时为出渣状态。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明采用绝氧热解技术处理生活垃圾，不会产生有毒有害气体及二噁英污染物等。
2.本发明采用超高频加热，任何热解过程均需要加热，而超高频加热不产生有毒有害气体，不会造成二次污染，不需要除尘系统。
3.本发明采用超高频加热系统，工作状态下反应室为间歇性周期性正反转，破碎后的生活垃圾在反应室内通过正斜桨和反斜桨的左右移动，根据电脑模拟四个加热区域内物料的多少情况，加热系统能够通过温度传感器自动调节四个加热区域的温度，节能减排。
4.本发明采用特制进出料无轴螺旋输送机，进料斗和出渣口均有密封型阀门，不会漏气，进出料无轴螺旋输送机不需要随进料和出料时刻反复移动，可在反应室工作状态下与反应室连接。
5.本发明冷却系统采用螺旋翅片管，比普通光管冷凝器具有更大换热面，占地也较小。
6.本发明的产出物为碳渣、重油、轻油、可燃性气体、水，其中碳渣可用建筑骨料和制作环保砖，重油和轻油可作为燃料油原料售卖，可燃性气体多以甲烷类为主可以用来供暖、发电或者作为热源。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
