一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统，包括水热反应器、餐厨垃圾破碎机、生物油收集瓶、鼓风和余热回收水热炭风干系统和气动力输送管道；工作时，餐厨垃圾从餐厨垃圾收集仓的进料口进入到餐厨垃圾破碎机中，通过餐厨垃圾破碎机将餐厨垃圾破碎；破碎后的餐厨垃圾进入到水热反应器中，通过电加热套加热进行水热反应，产生水热炭和生物油；本发明专利技术通过将餐厨垃圾进行水热反应，得到生物油和水热炭，不仅完成了餐厨垃圾的原位处理，还实现了餐厨垃圾变废为宝目的。

【技术实现步骤摘要】
一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统
本专利技术属于餐厨垃圾处理
，具体涉及一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备及全封闭回收系统。
技术介绍
近年来，随着社会经济的迅速发展和人们物质文化生活水平的不断提高，我国餐厨垃圾的产量从2010年的3667万吨提升至2018年的4552万吨，呈现明显上升趋势。餐厨垃圾具有高含水率、易腐烂变质、易发酵发臭的特点，如果处理不当则会散发恶臭气体，污染土壤、水体和大气。同时，餐厨垃圾还具有有机物含量高的特点，基于这一特点，餐厨垃圾可以看作一种放错地方的资源。目前，我国餐厨垃圾普遍采用异位处理的方式(即统一收集后异地处理)，处理技术主要包括：填埋、堆肥和厌氧消化，其中90％的餐厨垃圾处理厂采用厌氧消化工艺。然而，厌氧消化在实际运行中存在占地面积大、预处理要求高、操作条件苛刻、运行过程易酸化失稳等问题。而且，餐厨垃圾不同于我们其他的无机生活垃圾，不能长期存放，越快处理造成的污染越少。当前国内外研究者开始探索餐厨垃圾的原位处理技术，其中水热碳化技术得到了研究者的广泛关注，水热碳化技术(HydrothermalCarbonization，HTC)作为热化学方法的一种，它以回收水热炭材料为主要目的，同时伴有生物油产生，是餐厨垃圾处理领域一种新的能源转化技术，部分研究者也开始探索该技术用于餐厨垃圾处理的可行性。已有研究表明，该技术能够达到餐厨垃圾原位处理的目的，其核心在于该技术处理设备的体积大小可根据餐厨垃圾处理量的多少灵活设计，关键是能够针对标准家庭每日间歇性产生的0.5-5Kg左右的餐厨垃圾设计相应处理体积的水热碳化反应器，并且能够在数小时内完成处理过程。然而，当前的研究者更多的是探索基于水热碳化技术处理餐厨垃圾的可行性，开发高效处理餐厨垃圾的水热碳化设备。例如，现有技术公开了一种水热碳化耦合厌氧消化处理餐厨垃圾的方法，该专利技术将粉碎后的餐厨垃圾进行水热碳化反应，对水热碳化反应产物进行分离后得到水热液和水热炭，将得到的水热液、水热炭和水热液与水热炭混合物进行厌氧消化处理。现有技术中还公开了一种超临界水气化法联合水热法的餐厨垃圾的处理系统，餐厨垃圾经预处理单元处理后补水，在换热单元内与来自超临界水气化单元的高温产物进行换热，水热预处理后的原料在加热单元内加热后，进行超临界水气化处理，换热后的产物经气液分离单元后得到可燃合成气和固液混合物，进入固液分离单元后得到液体产物和固体残渣。现有技术中还公开了一种餐厨垃圾水热液化制取燃料油的方法，该专利技术核心在于将高含水量的餐厨垃圾水热处理后制得高热值、高附加产物的燃料油。现有技术中还公开了一种餐厨垃圾水热处理的方法及装置，该专利技术通过一级水热反应和二级水热反应来减少副反应的发生和副产物的产生，以此来缩短反应时间，降低反应成本。尽管上述研究者开展了水热碳化技术的大量研究，但是研究者们要么只关注如何将水热碳化技术耦合其他处理工艺作为前端预处理手段，要么只关注水热碳化反应后的液态产物的利用方式，甚至只是探索了如何通过多级反应提高水热碳化反应器的处理效率。截至目前还没有研究者提出一套真正以水热碳化为核心技术，适用于家庭的餐厨垃圾原位处理设备以及整个小区的全封闭回收系统。
技术实现思路
为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，包括水热反应器、餐厨垃圾破碎机、生物油收集瓶、鼓风和余热回收水热炭风干系统和气动力输送管道。所述水热反应器内部安装有反应盛料装置。所述反应盛料装置包括外筒和连接在外筒内部的内筒。所述内筒壁面上具有若干筛孔。所述外筒下端设置有生物油出料口。所述反应盛料装置外部套有电加热套。所述水热反应器下端连接有余热回收风干仓。所述余热回收风干仓的壁面上具有若干通孔。所述余热回收风干仓下端连接有水热炭排渣口。所述餐厨垃圾破碎机安装在反应盛料装置上端。所述餐厨垃圾破碎机上端设置有进料口。所述生物油收集瓶上端设置有生物油收集管道。所述生物油收集管道穿入水热反应器，连接在生物油出料口上。所述生物油收集瓶下端设置有生物油输送管道。所述鼓风和余热回收水热炭风干系统包括鼓风机和送风管道。所述鼓风机的输出端连接送风管道。所述送风管道连通水热反应器内部空间。所述气动力输送管道与水热炭排渣口连接。所述餐厨垃圾破碎机和反应盛料装置之间安装有第一电动球阀。所述反应盛料装置的内筒和余热回收风干仓之间安装有第二电动球阀。所述余热回收风干仓和水热炭排渣口之间安装有第三电动球阀。进一步，工作时，餐厨垃圾从餐厨垃圾破碎机的进料口进入到餐厨垃圾破碎机中，通过餐厨垃圾破碎机将餐厨垃圾破碎。餐厨垃圾破碎完全后，第一电动球阀打开，破碎后的餐厨垃圾进入到反应盛料装置中，通过电加热套加热进行水热反应，产生水热炭和生物油。所述生物油通过反应盛料装置外筒的生物油出料口流进生物油收集瓶。所述水热炭阻留在反应盛料装置的内筒中，待反应完全后，第二电动球阀打开，所述水热炭靠进入余热回收风干仓，所述鼓风机开始工作，风通过送风管道流经水热反应器加热套外壁，对水热反应器进行冷却，再利用水热反应的余热，将风升温，对水热炭进行干燥。干燥完成后，第三电动球阀打开，水热炭通过水热炭排渣口进入到气动力输送管道。进一步，所述餐厨垃圾破碎机包括电机和旋转刀片。所述旋转刀片固接在电机的输出端上。进一步，所述送风管道上设置有风量调节阀。进一步，所述生物油收集管道上安装有第四电动球阀。本专利技术还公开一种基于水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备的全封闭回收系统，包括水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备、空气动力输送系统和回收中心。所述回收中心包括生物油收集仓和水热炭收集仓。所述生物油收集仓连接所述水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备的生物油输送管道。所述空气动力输送系统包括气力输送装置、进料管道、空气压缩机、储气罐、冷冻式干燥机和控制器。所述气力输送装置安装在回收中心处。所述气力输送装置上端具有入料口，下端具有出料口。所述气力输送装置进料口处设置有进料阀。所述气力输送装置上端设置有排气阀。所述气力输送装置的泵体内部设置有流化阀和输送阀。所述气力输送装置的泵体上安装有压力变送器。所述水热炭收集仓通过管道连接气力输送装置的出料口。所述进料管道一端连接水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备的气动力输送管道，另一端连接气力输送装置的入料口。所述进料管道和气动力输送管道的连接处设置有第一称重传感器。所述空气压缩机输出端连接所述储气罐的输入端。所述储气罐的输出端连接所述冷冻式干燥机的输入端。所述冷冻式干燥机的输出端通过五通管道连接有四根进气管。将四根进气管依次记为第一进气管、第二进气管、第三进气管和第四进气管。所述第一进气管连接在气力输送装置的泵体上端。所述第二进气管连接在气力输送装置的泵体下端，并与气力输送装置的出料口相对应。所述第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：包括所述水热反应器(1)、餐厨垃圾破碎机(2)、生物油收集瓶(4)、鼓风和余热回收水热炭风干系统(5)和气动力输送管道(6)；/n所述水热反应器(1)内部安装有反应盛料装置(101)；所述反应盛料装置(101)包括外筒和连接在外筒内部的内筒；所述内筒壁面上具有若干筛孔；所述外筒下端设置有生物油出料口；所述反应盛料装置(101)外部套有电加热套(103)；所述水热反应器(1)下端连接有余热回收风干仓(102)；所述余热回收风干仓(102)的壁面上具有若干通孔；所述余热回收风干仓(102)下端连接有水热炭排渣口(104)；/n所述餐厨垃圾破碎机(2)安装在反应盛料装置(101)上端；所述餐厨垃圾破碎机(2)上端设置有进料口(201)；/n所述生物油收集瓶(4)上端设置有生物油收集管道(401)；所述生物油收集管道(401)穿入水热反应器(1)，连接在生物油出料口上；所述生物油收集瓶(4)下端设置有生物油输送管道(402)；/n所述鼓风和余热回收水热炭风干系统(5)包括鼓风机和送风管道(501)；所述鼓风机的输出端连接送风管道(501)；所述送风管道(501)连通水热反应器(1)内部空间。/n所述气动力输送管道(6)与水热炭排渣口(104)连接；/n所述餐厨垃圾破碎机(2)和反应盛料装置(101)之间安装有第一电动球阀(202)；所述反应盛料装置(101)的内筒和余热回收风干仓(102)之间安装有第二电动球阀(105)；所述余热回收风干仓(102)和水热炭排渣口(104)之间安装有第三电动球阀(106)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：包括所述水热反应器(1)、餐厨垃圾破碎机(2)、生物油收集瓶(4)、鼓风和余热回收水热炭风干系统(5)和气动力输送管道(6)；
所述水热反应器(1)内部安装有反应盛料装置(101)；所述反应盛料装置(101)包括外筒和连接在外筒内部的内筒；所述内筒壁面上具有若干筛孔；所述外筒下端设置有生物油出料口；所述反应盛料装置(101)外部套有电加热套(103)；所述水热反应器(1)下端连接有余热回收风干仓(102)；所述余热回收风干仓(102)的壁面上具有若干通孔；所述余热回收风干仓(102)下端连接有水热炭排渣口(104)；
所述餐厨垃圾破碎机(2)安装在反应盛料装置(101)上端；所述餐厨垃圾破碎机(2)上端设置有进料口(201)；
所述生物油收集瓶(4)上端设置有生物油收集管道(401)；所述生物油收集管道(401)穿入水热反应器(1)，连接在生物油出料口上；所述生物油收集瓶(4)下端设置有生物油输送管道(402)；
所述鼓风和余热回收水热炭风干系统(5)包括鼓风机和送风管道(501)；所述鼓风机的输出端连接送风管道(501)；所述送风管道(501)连通水热反应器(1)内部空间。
所述气动力输送管道(6)与水热炭排渣口(104)连接；
所述餐厨垃圾破碎机(2)和反应盛料装置(101)之间安装有第一电动球阀(202)；所述反应盛料装置(101)的内筒和余热回收风干仓(102)之间安装有第二电动球阀(105)；所述余热回收风干仓(102)和水热炭排渣口(104)之间安装有第三电动球阀(106)。


2.根据权利要求2所述的一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：工作时，餐厨垃圾从餐厨垃圾破碎机(2)的进料口(201)进入到餐厨垃圾破碎机(2)中，通过餐厨垃圾破碎机(2)将餐厨垃圾破碎；餐厨垃圾破碎完全后，第一电动球阀(202)打开，破碎后的餐厨垃圾进入到反应盛料装置(101)中，通过电加热套(103)加热进行水热反应，产生水热炭和生物油；
所述生物油通过反应盛料装置(101)外筒的生物油出料口流进生物油收集瓶(4)；
所述水热炭阻留在反应盛料装置(101)的内筒中，待反应完全后，第二电动球阀(105)打开，所述水热炭靠进入余热回收风干仓(102)，所述鼓风机开始工作，风通过送风管道(501)流经水热反应器加热套(103)外壁，对水热反应器(1)进行冷却，再利用水热反应的余热，将风升温，对水热炭进行干燥；干燥完成后，第三电动球阀(106)打开，水热炭通过水热炭排渣口(104)进入到气动力输送管道(6)。


3.根据权利要求1所述的一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：所述餐厨垃圾破碎机(2)包括电机和旋转刀片；所述旋转刀片固接在电机的输出端上。


4.根据权利要求1所述的一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：所述送风管道(501)上设置有风量调节阀(5011)。


5.根据权利要求1所述的一种水热碳化技术处理餐厨垃圾的家用小型原位处理设备，其特征在于：所述生物油收集管道(401)上安装有第四电动球阀(4011)。


6.一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小飞，张尚毅，陈晴空，易姝祺，龙诗华，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50