一種利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置及方法與流程
2024-04-14 19:10:05 2
1.本發明屬於多源固廢處置領域，涉及一種利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置及方法。
背景技術：
2.隨著我國城市化進程的不斷加快，固體廢棄物的產量急劇增加，而如何對其進行資源化和無害化處置已經成為各級政府所面對的難題。鍋爐爐膛內溫度較高高，因此利用高溫煙氣對固廢進行有效處置得到學者們的高度重視。然而目前國內在固廢的輸送、乾燥和炭化等環節仍存在很大局限性，導致處置系統無法持續運行。有關系統對含水率較高的固廢進行直接處理時，不僅存在乾燥不徹底、能耗較大的問題，還會對鍋爐的正常運行造成一定影響。因此，需要設計一種可以利用高溫煙氣對固廢進行炭化粉碎的設備，進而實現現有固廢處置系統的優化。
技術實現要素：
3.本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置及方法，該裝置及方法能夠對固廢進行徹底乾燥碳化，同時能耗較低。
4.為達到上述目的，本發明所述的利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置包括進料預熱段、下料段、碳化出料段、旋轉軸及電機；
5.進料預熱段、下料段及碳化出料段自上到下依次相連通，進料預熱段頂部的側面上設置有第一煙氣出口，旋轉軸的上端與電機相連接，旋轉軸的下端沿軸向依次穿過進料預熱段、下料段及碳化出料段；
6.進料預熱段內設置有第一攪拌葉輪，其中，第一攪拌葉輪套接於所述旋轉軸上，下料段內設置有開關門；
7.所述碳化出料段頂部的側面上設置有第二煙氣出口，碳化出料段底部的側面上設置有高溫煙氣進口，碳化出料段內設置有第二攪拌葉輪，其中，所述第二攪拌葉輪套接於所述旋轉軸上，碳化出料段的底部設置有固廢出料口。
8.還包括進料通道，進料通道的出口與進料預熱段頂部側面的進料口相連通，進料通道上設置有固廢進料口，進料預熱段頂部側面上的進料口與進料通道之間設置有隔熱墊圈。
9.進料通道內設有螺旋輸送葉片。
10.旋轉軸的上端通過聯軸器與電機相連接。
11.所述旋轉軸與進料預熱段的頂部之間設置有上軸承。
12.旋轉軸與碳化出料段的底部之間設置有下軸承。
13.開關門與下料段的側壁之間通過門軸相連接。
14.碳化出料段底部的內側設置有第一破碎器及第二破碎器。
15.固廢出料口處設置有螺旋給料機。
16.本發明所述的利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的方法包括以下步驟：
17.1)打開電機，使得旋轉軸、第一攪拌葉輪及第二攪拌葉輪轉動，將固廢運送至進料預熱段中；
18.550-600℃的煙氣由高溫煙氣進口進入碳化出料段中，少量煙氣經下料段與開關門之間的縫隙進入進料預熱段內，在第一攪拌葉輪的作用下，固廢與煙氣充分接觸並進行初步炭化，放熱後的煙氣通過第一煙氣出口排出；
19.2)打開開關門，將進料預熱段內的固廢全部送入碳化出料段，然後關閉開關門；
20.3)在第二攪拌葉輪的作用下，高溫煙氣與初步炭化後的固廢充分接觸，使固廢完成進一步炭化，放熱後的煙氣通過第二煙氣出口排出，完成炭化的固廢在第二攪拌葉輪作用下經固廢出料口排出。
21.本發明具有以下有益效果：
22.本發明所述的利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置及方法在具體操作時，採用兩級乾燥的方式對固廢進行乾燥碳化，其中，在進料預熱段中，在第一攪拌葉輪的攪拌下，通過少量的煙氣對固廢進行初步碳化，然後在碳化出料段中，在第二攪拌葉輪的攪拌下，通過高溫煙氣進行進一步的乾燥碳化，然後經固廢出料口排出，以實現對固廢進行徹底乾燥碳化，同時這個裝置耗能部件較少，能耗較低。
附圖說明
23.圖1為本發明的主視圖；
24.圖2為本發明的俯視圖；
25.圖3為進料預熱段1的仰視圖；
26.圖4為第一攪拌葉輪105的結構圖。
27.其中，1為進料預熱段、2為下料段、3為碳化出料段、4為旋轉軸、5為聯軸器、6為上軸承、7為下軸承、101為固廢進料口、102為進料通道、103為隔熱墊圈、104為第一煙氣出口、105為第一攪拌葉輪、201為開關門、202為門軸、301為高溫煙氣進口、302為第二煙氣出口、303為第二攪拌葉輪、304為第一破碎器、305為第二破碎器、306為固廢出料口。
具體實施方式
28.為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，不是全部的實施例，而並非要限制本發明公開的範圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要的混淆本發明公開的概念。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
29.在附圖中示出了根據本發明公開實施例的結構示意圖。這些圖並非是按比例繪製的，其中為了清楚表達的目的，放大了某些細節，並且可能省略了某些細節。圖中所示出的各種區域、層的形狀及它們之間的相對大小、位置關係僅是示例性的，實際中可能由於製造公差或技術限制而有所偏差，並且本領域技術人員根據實際所需可以另外設計具有不同形狀、大小、相對位置的區域/層。
30.參考圖1至圖4，本發明所述的利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的裝置包括進料預熱段1、下料段2、碳化出料段3、旋轉軸4、聯軸器5、上軸承6、下軸承7、固廢進料口101、進料通道102、隔熱墊圈103、第一煙氣出口104、第一攪拌葉輪105、開關門201、門軸202、高溫煙氣進口301、第二煙氣出口302、第二攪拌葉輪303、第一破碎器304、第二破碎器305及固廢出料口306；
31.進料預熱段1、下料段2及碳化出料段3自上到下依次相連通，進料通道102的出口與進料預熱段1頂部側面的進料口相連通，進料通道102上設置有固廢進料口101，進料預熱段1頂部側面上的進料口與進料通道102之間設置有隔熱墊圈103，通過隔熱墊圈103削弱進料預熱段1內煙氣與進料通道102之間熱量傳遞，進料預熱段1頂部的側面上設置有第一煙氣出口104，旋轉軸4的上端通過聯軸器5與電機相連接，旋轉軸4的下端沿軸向依次穿過進料預熱段1、下料段2及碳化出料段3，且所述旋轉軸4與進料預熱段1的頂部之間設置有上軸承6，旋轉軸4與碳化出料段3的底部之間設置有下軸承7；
32.所述進料預熱段1內設置有第一攪拌葉輪105，其中，第一攪拌葉輪105套接於所述旋轉軸4上，下料段2內設置有開關門201，其中，開關門201與下料段2的側壁之間通過門軸202相連接；
33.所述碳化出料段3頂部的側面上設置有第二煙氣出口302，碳化出料段3底部的側面上設置有高溫煙氣進口301，碳化出料段3內設置有第二攪拌葉輪303，其中，所述第二攪拌葉輪303套接於所述旋轉軸4上，碳化出料段3底部的內側設置有第一破碎器304及第二破碎器305，碳化出料段3的底部設置有固廢出料口306。
34.具體的，需要說明的是，下料段2的內壁與開關門201之間的間隙寬度小40mm，使得打開開關門201後，完成初步炭化的固廢可以被輸送至碳化出料段3，同時確保固廢在初步炭化過程中不會發生洩露。
35.所述進料通道102內設有螺旋輸送葉片；固廢出料口306處設置有螺旋給料機，從而對破碎後的固廢進行輸送；進料預熱段1、下料段2及碳化出料段3之間通過法蘭連接；
36.本發明所述利用高溫煙氣進行固廢炭化粉碎的方法包括以下步驟：
37.1)打開電機，使得旋轉軸4、第一攪拌葉輪105及第二攪拌葉輪303轉動，固廢由固廢進料口101進入進料通道102中，再由螺旋輸送葉片運送至進料預熱段1中；550-600℃的煙氣由高溫煙氣進口301進入碳化出料段3中，少量煙氣經下料段2與開關門201之間的縫隙進入進料預熱段1內。當進料預熱段1內固廢達到預設存量後，則停止螺旋輸送葉片。在第一攪拌葉輪105的作用下，固廢與煙氣充分接觸並進行初步炭化，放熱後的煙氣通過第一煙氣出口104排出；
38.2)打開開關門201，將進料預熱段內的固廢全部送入碳化出料段3，然後關閉開關門201，同時啟動進料通道102內的螺旋輸送葉片，進行下個周期的初步炭化；
39.3)打開第一破碎器304及第二破碎器305，在第二攪拌葉輪303的作用下，高溫煙氣與初步炭化後的固廢充分接觸，使固廢完成進一步炭化，放熱後的煙氣通過第二煙氣出口302排出，完成炭化的固廢通過第一破碎器304及第二破碎器305進行充分破碎，通過第二攪拌葉輪303送至固廢出料口306排出，完全排出後，打開開關門201，進行下個周期的進一步炭化。
40.本發明具有以下特點：
41.本發明的炭化原理為採用高溫煙氣分步對固廢進行炭化：首先利用少量煙氣在進料預熱段1完成初步炭化；在此基礎上，固廢與大量的煙氣在碳化出料段3中直接接觸完成進一步炭化後，利用破碎器對其進行粉碎，實現單一設備對固廢的炭化及粉碎處理，粉碎後的固廢容易運輸，便於進一步處置和利用。
42.本發明中進料預熱段1及碳化出料段3的有效高度均約為1m，當固廢密度為400kg/m3、每小時的炭化次數為20次時，本發明能夠實現約300t/d的固廢炭化量，因此具有較高的炭化效率。
43.本發明主要能耗來源僅包括電機及破碎器，因此在能耗較低的前提下實現固廢的炭化。
44.最後應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求保護範圍之內。