一种垃圾处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种垃圾处理装置，包括用于固气液分离的垃圾预处理装置和处理垃圾的垃圾裂解反应装置。本发明专利技术还公开了一种利用垃圾处理装置的垃圾处理方法。本发明专利技术将垃圾处理生成氢气、一氧化碳等气体产物、固相碳及金属合金和无机盐碱混合物两种副产物，并将气体产物、固相碳产物、金属合金产物及无机盐碱混合物产物分别进行分离和收集，实现了垃圾的全过程处理，保障了垃圾处理的及时性、连续性和高效率的同时，避免了环境污染。

A garbage treatment device and method

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾处理装置及方法
本专利技术涉及垃圾处理领域，尤其涉及一种垃圾处理装置及方法。
技术介绍
人们日常见到的垃圾从化学成分上主要分成有机和无机两大类，有机的主要包括易降解的人畜粪便、厨余垃圾、作物秸秆、绿化垃圾及不易降解的塑料垃圾等，无机的主要包括建筑垃圾及各种金属非金属垃圾等。绝大多数的垃圾堆积占地污染环境，焚烧处理只是在减量化上起点作用，资源化很有限也不是好方法。热解技术能源回收性好、环境污染小资源化程度高是垃圾处理最优越、最有意义的方法。现在己有的垃圾的热解设备基本都是参照燃煤锅炉的基础上进行改造的，主要包括固定床、流化床、回转窑、烧蚀床、熔融浴等。大部分热裂解反应器是在气态下进行热裂解，垃圾内外受热不均，熔融后粘结在反应罐壁上发生焦化，同时焦化的产物也无法去除，生产连续性很差；液相熔融浴法裂解处理装置注重液相产品产出，使反应条件限制苛刻，操作弹性差，并且固相产物碳、金属及无机物的混合物同样无法去除，只能间歇性排除，生产连续性也很差，其混合物再分离困难成本高。总之无论技术环节和经济效益等难题的阻碍限制了裂解法大规模普及应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种能够裂解垃圾并将产物分离的垃圾处理装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种垃圾处理装置，包括能够实现固气液分离的垃圾预处理装置和垃圾裂解反应装置，所述垃圾裂解反应装置包括至少一条进料管、能够破碎并压实垃圾的螺旋挤压进料器、设置在螺旋挤压进料器下方的反应塔进料管、设置在螺旋挤压进料器下方的带有内腔的反应塔以及设置在反应塔上部外侧的旋分塔；所述反应塔内腔由下向上依次设有熔融金属层、熔融碱层和碳流化床层；所述反应塔进料管一端与进料管连通，另一端伸入反应塔内，并与反应塔内腔底壁留有间隙，所述反应塔进料管下部设有孔；所述旋分塔能够分别收集反应塔内腔的固态物质和气态物质并经旋分塔排出；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融金属混合物的熔融金属压差溢出装置；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融碱混合物的熔融碱混合物溢出装置，所述熔融碱混合物溢出装置设置在熔融金属压差溢出装置的上方；所述垃圾裂解反应装置还包括用于支撑反应塔的反应塔基座。优选地，所述垃圾预处理装置包括带有活塞的压缩筒，设置在压缩筒上方的进料斗，以及能够分离垃圾中气体和/或液体的分离装置。所述进料斗与压缩筒连通，所述分离装置设置在活塞靠近垃圾一侧，与分离装置相配合的压缩筒设有压缩筒排出口，所述活塞在压缩筒内往复压缩垃圾时，垃圾中的液体依次经分离装置和压缩筒排出口排出，垃圾中的气体也可以依次经分离装置和压缩筒排出口排出。优选地，所述分离装置由筛孔板、集储堰板、集液腔、储液腔以及排出口组成，所述集储堰板与筛孔板形成集液腔，所述集储堰板与活塞形成储液腔，所述排出口设置在储液腔底部，与压缩筒排出口相配合。优选地，所述进料斗与压缩筒之间设有双螺旋进料器，所述进料斗上方连接有垃圾桶。优选地，反应塔外侧设有电磁感应线圈加热器，所述电磁感应线圈加热器能够加热反应塔内腔的熔融金属层，经加热的熔融金属层能够加热熔融碱层。优选地，反应塔外侧设有电阻加热器，所述电阻加热器能够加热反应塔内腔的熔融碱层，经加热的熔融碱层能够加热熔融金属层。优选地，所述反应塔内腔碳流化床层处设有回流循环的分离气体及外源水管线。一种垃圾处理方法，利用垃圾处理装置，包括如下步骤：S1：垃圾预处理：将垃圾输送至垃圾预处理装置内反复进行压缩形成垃圾压缩块，同时分离垃圾中的液体和/或气体，垃圾压缩块达到预定值时排出垃圾预处理装置；S2：垃圾破碎挤压：将垃圾压缩块输送至螺旋挤压进料器进行破碎，破碎后再进行挤压，经挤压的垃圾通过反应塔进料管进入反应塔；S3：碳流化床脱水：进入反应塔的垃圾在碳流化床层高温加热下，蒸发水分，蒸发出来的水分从反应塔进料管的孔进入碳流化床层的底部；S4：碳流化床干馏：垃圾中的纸壳纸张、厨余垃圾及绿化垃圾等生物质在碳流化床层高温加热下发生干馏，干馏出来的轻烃组分与水分从反应塔进料管的孔进入碳流化床层的底部；S5：碳流化床裂解：一部分易裂解的经S4干馏出来的轻烃化合物在高温的碳流化床层中裂解产生氢气和碳，另一部分轻烃化合物与碳流化床层中的单质碳和经S3蒸发的水分、经S4干馏产生的水分，以及由回流循环的分离气体及外源水管线补充的水分和一氧化碳等气体发生反应，生成氢气、一氧化碳气体，气体通过反应塔进料管进入碳流化床层；S6：熔融碱裂解：经S5处理后的垃圾在熔融碱层的作用下发生裂解，生成氢气和一氧化碳气体、轻烃化合物、固相碳和固相碳复合物、水玻璃以及盐，裂解产生的气体从熔融碱层中溢出进入碳流化床层；S7：熔融碱洗脱：经S6处理后生成的水玻璃及盐附着在裂解固相碳和固相碳复合物骨架结构的表面和空隙中，熔融碱层过量的熔融碱将盐和水玻璃洗脱下来；S8：熔融碱溶解：经熔融碱洗脱后的盐溶解在熔融碱层的熔融碱中，经熔融碱洗脱后的水玻璃溶解在熔融碱层的熔融碱中；S9：熔融金属裂解：垃圾经熔融金属层中的熔融金属裂解生成氢气、轻烃化合物、固相碳和固相碳复合物，氢气、轻烃化合物依次经过熔融金属层、熔融碱层进入碳流化床层；S10：金属还原：过渡元素及金属元素的氧化物在氢气和碳的还原下形成金属单质；S11：熔融金属溶解：经S10还原形成的金属单质与垃圾中的原金属一同溶解在熔融金属层中；S12：固相碳复合物再反应：经S9裂解后的碳复合物经反应塔进料管流入熔融金属层中，在外力的作用下，固相碳复合物流入熔融碱层中，重复S6、S7和S8步骤，生成氢气、轻烃化合物、碳，气体通过熔融碱层进入碳流化床层；S13：气体转换：经S6、S9、S12上述步骤反应后的轻烃组分流入到碳流化床层，与经S3蒸发的水分、经S4生物质干馏产生的水分，以及由回流循环的分离气体及外源水管线补充的水分及循环回流的分离气体共同和碳流化床层中的碳反应生成氢气和一氧化碳；S14：气体固体分离排出：气体通过旋分塔收集排出，固相产物碳在旋分塔作用下收集排出；S15：熔融碱混合物排出：经S6、S7和S8步骤后，增多的熔融碱混合物经熔融碱混合物溢出装置排出；S16:熔融金属混合物排出：经S10和S11步骤后，金属经熔融金属压差溢出装置排出。优选地，还包括将碱加热形成熔融碱以及将金属加热形成熔融金属的步骤，所述熔融碱是由电阻加热器使碱加热形成熔融碱，所述熔融金属是由经加热的熔融碱间接加热金属形成熔融金属。优选地，还包括将碱加热形成熔融碱以及将金属加热形成熔融金属的步骤，所述熔融金属是由电磁感应线圈加热器使金属加热形成熔融金属，所述熔融碱是由经加热的熔融金属间接加热碱形成熔融碱。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用熔融金属、熔融碱对垃圾进行裂解处理，并利用裂解过程中产生的固体碳构成的碳流化床，一体化集成设计在垃圾处理装置中，这样使得从垃圾站预先经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾处理装置，包括能够实现固气液分离的垃圾预处理装置和垃圾裂解反应装置，其特征在于，所述垃圾裂解反应装置包括至少一条进料管、能够破碎并压实垃圾的螺旋挤压进料器、设置在螺旋挤压进料器下方的反应塔进料管、设置在螺旋挤压进料器下方的带有内腔的反应塔以及设置在反应塔上部外侧的旋分塔；所述反应塔内腔由下向上依次设有熔融金属层、熔融碱层和碳流化床层；所述反应塔进料管一端与进料管连通，另一端伸入反应塔内，并与反应塔内腔底壁留有间隙，所述反应塔进料管下部设有孔；所述旋分塔能够分别收集反应塔内腔的固态物质和气态物质并经旋分塔排出；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融金属混合物的熔融金属压差溢出装置；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融碱混合物的熔融碱混合物溢出装置，所述熔融碱混合物溢出装置设置在熔融金属压差溢出装置的上方；所述垃圾裂解反应装置还包括用于支撑反应塔的反应塔基座。/n

【技术特征摘要】
1.一种垃圾处理装置，包括能够实现固气液分离的垃圾预处理装置和垃圾裂解反应装置，其特征在于，所述垃圾裂解反应装置包括至少一条进料管、能够破碎并压实垃圾的螺旋挤压进料器、设置在螺旋挤压进料器下方的反应塔进料管、设置在螺旋挤压进料器下方的带有内腔的反应塔以及设置在反应塔上部外侧的旋分塔；所述反应塔内腔由下向上依次设有熔融金属层、熔融碱层和碳流化床层；所述反应塔进料管一端与进料管连通，另一端伸入反应塔内，并与反应塔内腔底壁留有间隙，所述反应塔进料管下部设有孔；所述旋分塔能够分别收集反应塔内腔的固态物质和气态物质并经旋分塔排出；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融金属混合物的熔融金属压差溢出装置；所述垃圾裂解反应装置还包括用于排出熔融碱混合物的熔融碱混合物溢出装置，所述熔融碱混合物溢出装置设置在熔融金属压差溢出装置的上方；所述垃圾裂解反应装置还包括用于支撑反应塔的反应塔基座。


2.根据权利要求1所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，所述垃圾预处理装置包括带有活塞的压缩筒，设置在压缩筒上方的进料斗，以及能够分离垃圾中气体和/或液体的分离装置，所述进料斗与压缩筒连通，所述分离装置设置在活塞靠近垃圾一侧，与分离装置相配合的压缩筒设有压缩筒排出口，所述活塞在压缩筒内往复压缩垃圾时，垃圾中的气体和/或液体依次经分离装置和压缩筒排出口排出。


3.根据权利要求2所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，所述分离装置由筛孔板、集储堰板、集液腔、储液腔以及排出口组成，所述集储堰板与筛孔板形成集液腔，所述集储堰板与活塞形成储液腔，所述排出口设置在储液腔底部，与压缩筒排出口相配合。


4.根据权利要求2所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，所述进料斗与压缩筒之间设有双螺旋进料器，所述进料斗上方连接有垃圾桶。


5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，反应塔外侧设有电磁感应线圈加热器，所述电磁感应线圈加热器能够加热反应塔内腔的熔融金属层，经加热的熔融金属层能够加热熔融碱层。


6.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，反应塔外侧设有电阻加热器，所述电阻加热器能够加热反应塔内腔的熔融碱层，经加热的熔融碱层能够加热熔融金属层。


7.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种垃圾处理装置，其特征在于，所述反应塔内腔碳流化床层处设有回流循环的分离气体及外源水管线。


8.一种垃圾处理方法，利用权利要求1至7中任意一项权利要求所述的垃圾处理装置，其特征在于，包括如下步骤：
S1：垃圾预处理：将垃圾输送至垃圾预处理装置内反复进行压缩形成垃圾压缩块，同时分离垃圾中的液体和/或气体，垃圾压缩块达到预定值时排出垃圾预处理装置；
S2：垃圾破碎挤压：将垃圾压缩块输送至螺旋挤压进料器进行破碎，破碎后再进行挤压，经挤压的垃圾通过反应塔进料管进入反应塔；
S3：碳流化床脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶秋实，
申请(专利权)人：叶秋实，
类型：发明
国别省市：辽宁;21