專利名稱：城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備及用于其的低溫缺氧碳化旋轉爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，以及用于該低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐。
背景技術：
隨著城市的不斷擴大化、人們生活水平的不斷提高以及城市人口的不斷增加，城市給周邊環境帶來的危害在不斷增加，其中以生活垃圾帶來的污染尤為明顯。為了解決由于城市垃圾帶來的污染問題，人類在不斷地進行各種努力，這也成為全世界都在致力于解決和攻克的一個重大難題。目前對城市生活垃圾進行處理的方式大部分為焚燒方式，而焚燒過程本身就是氧化過程，無論是進行有氧燃燒或者貧氧燃燒，該焚燒過程都會產生有害的“二噁英”物質，從而對周圍環境產生二次污染，破壞了人類的生存環境和健康。
發明內容
本發明提供了一種城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，通過該城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，能夠對城市垃圾進行高效率的碳化處理，并且有效地抑制二噁英的生成，杜絕處理生活垃圾過程中產生二次污染。為了實現上述目的，本發明提出的低溫缺氧碳化系統設備，包括原料準備部分、低溫缺氧碳化部分、生成物處理部分以及熱能交換部分；其中原料準備部分包括儲備垃圾原料的原料儲備倉，對來自原料儲備倉的垃圾原料進行破碎處理的破碎裝置，對破碎完成后的垃圾原料進行脫水處理的脫水裝置，對脫水完成后的垃圾原料進行吸濕干燥的干燥裝置；低溫缺氧碳化部分包括對來自干燥裝置的垃圾原料進行低溫缺氧碳化處理的低溫缺氧碳化旋轉爐；生成物處理部分包括碳黑處理部分和油氣處理部分，其中，碳黑處理部分包括存儲由低溫缺氧碳化部分生成的碳黑的碳黑存儲箱，對碳黑存儲箱中的碳黑進行精選的碳黑精選裝置，以及貯存精選后的碳黑的碳黑貯存倉；油氣處理部分包括接收由低溫缺氧碳化部分生成的包括可燃氣和氣態焦油的氣體、并對接收到的氣體進行油氣分離的脫氯洗氣裝置，對分離出的焦油進行閃蒸分液處理的閃蒸分液裝置，從來自閃蒸分液裝置的焦油分離出廢液的油水分離裝置，存儲分離得到的焦油的儲油罐和對分離得到的廢水進行處理的污水處理裝置；接收并對來自脫氯洗氣裝置分離的可燃氣進行冷卻脫硫處理的冷卻脫硫裝置，以及接收并存貯來自冷卻脫硫裝置的可燃氣的可燃氣存貯罐；熱能交換部分包括原料臭氣采集部分和煙氣熱能交換部分，其中，原料臭氣采集部分包括對原料儲備倉中的垃圾原料進行吸臭處理的吸臭裝置；煙氣熱能交換部分包括接收來自低溫缺氧碳化部分的煙氣并利用該煙氣產生熱能的煙氣熱能交換裝置，接收經過煙氣熱能交換裝置處理后的煙氣并對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置，以及將經過除塵脫硫裝置的煙氣吸引到用于煙氣排出的煙囪的引風機。
通過本發明所提供的城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，有效地抑制了垃圾原料的碳化過程中“二噁英”物質的生成，并解決了垃圾碳化過程中自生能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。同時，根據本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備，有效地控制了排放煙氣、污水等造成的二次污染，實現了零排放和節能減排的社會效益。進一步，根據本發明所提供的城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備對生活垃圾進行碳化處理后，能夠生成作為氣態燃料的燃氣、作為液態燃料的焦油以及可以作為固態燃料和/ 或有機肥料的碳黑，從而在處理生活垃圾的同時產生了新的再生資源。本發明還提供一種用于該低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐，該低溫缺氧碳化旋轉爐包括與低溫缺氧碳化系統設備的原料準備部分連通的進料部分、釜體、傳送拌料裝置、保溫箱、與低溫缺氧碳化系統設備的煙氣熱能交換部分連通的煙氣出口、循環導熱管、與低溫缺氧碳化系統設備的生成物處理部分連通的出料部分、支撐座、加熱裝置、 保溫箱溫控裝置、釜體溫控裝置、以及傳動裝置；其中上述進料部分連接到上述釜體的一端，且該進料部分的上端形成有用于進料的進料開口，進料部分與上述釜體之間為旋轉迷宮密封連接；上述出料部分連接到上述釜體的另一端，且該出料部分包括與生成物處理部分的碳黑處理部分連通的、形成于其下端的用于出料的出料開口，以及與所述生成物處理部分的油氣處理部分連通的、形成于其上端用于排出燃氣和氣體焦油的氣體出口，出料部分與上述釜體之間為旋轉迷宮密封連接；上述傳送拌料裝置設置于上述釜體內，且沿著釜體的延伸方向從上述釜體的一端延伸到上述釜體的另一端；上述支撐座位于上述釜體的兩端部，且可旋轉地支撐上述釜體；上述釜體的中間部分位于上述保溫箱內部，且保溫箱與釜體的接觸部位為填料彈壓密封連接；上述加熱裝置設置于上述釜體的中間部分的下方，用于對上述釜體位于上述保溫箱內部的中間部分進行加熱；上述保溫箱溫控裝置設置于上述保溫箱內部、上述釜體外部；上述釜體溫控裝置設置于上述釜體內部、靠近上述出料部分的位置；煙氣出口和循環導熱管位于上述保溫箱的上方，且與上述保溫箱內部連通；上述傳動裝置使得上述釜體相對于上述進料部分和上述出料部分進行旋轉；上述進料部分進一步包括進料傳送裝置，該進料傳送裝置位于上述進料開口和上述釜體的一端之間，且該進料傳送裝置的外周表面與上述進料部分的內周壁形成密封接觸；上述出料部分進一步包括出料傳送裝置，該出料傳送裝置位于上述釜體的另一端與上述出料開口之間，且該出料傳送裝置的外周表面與上述出料部分的內周壁形成密封接觸。通過這樣的構造，本發明提供的低溫缺氧碳化旋轉爐在對垃圾進行碳化的過程中能夠連續地進出料作業，并且保證了在垃圾碳化過程中各連接部位和傳動部位之間的密封性能，從而保證了釜體內部在碳化過程中的缺氧環境，進而保證了低溫缺氧碳化系統設備的高效、穩定運行。以下根據本發明所揭露的目的、功效，以及結構組態，列舉較佳實施例，并配合附圖詳細說明。
圖1為本發明的低溫缺氧碳化系統設備的系統框圖；圖2為用于本發明的低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐的結構示意圖3為本發明的低溫缺氧碳化旋轉爐的變型例的結構示意圖。
具體實施例方式為了方便說明本發明的結構組態，以及使用狀態，以下的實施例將參照附圖對本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備和用于其的低溫缺氧碳化旋轉爐的示例性實施例進行說明。如圖1所示，本發明提供一種低溫缺氧碳化系統設備，包括原料準備部分、低溫缺氧碳化部分、生成物處理部分以及熱能交換部分；其中原料準備部分包括儲備垃圾原料的原料儲備倉1，對來自原料儲備倉的垃圾原料進行破碎處理的破碎裝置2，對破碎完成后的垃圾原料進行脫水處理的脫水裝置3，和對脫水處理后的垃圾原料進行吸濕干燥的干燥裝置4。低溫缺氧碳化部分包括對來自干燥裝置的垃圾原料進行低溫缺氧碳化處理的低溫缺氧碳化旋轉爐5。生成物處理部分包括碳黑處理部分和油氣處理部分。其中，碳黑處理部分包括存儲由低溫缺氧碳化部分生成的碳黑的碳黑存儲箱7，對碳黑存儲箱7中的碳黑進行精選的碳黑精選裝置8以及貯存精選后的碳黑的碳黑貯存倉9。油氣處理部分包括接收由低溫缺氧碳化部分生成的包括可燃氣和氣態焦油的氣體、并對接收到的氣體進行脫氯處理并且進行油氣分離的脫氯洗氣裝置10，對分離出的焦油進行閃蒸分液處理的閃蒸分液裝置11，其中該閃蒸分液處理主要在于對焦油進行初步的油水分離，以及進一步從來自閃蒸分液裝置11的焦油分離出廢液的油水分離裝置12，存儲分離得到的焦油的儲油罐14和對分離得到的廢水進行處理的污水處理裝置13。接收并對來自脫氯洗氣裝置10分離的可燃氣進行冷卻脫硫處理的冷卻脫硫裝置20，以及接收并存貯來自冷卻脫硫裝置的可燃氣的可燃氣存貯罐21。熱能交換部分包括原料臭氣采集部分和煙氣熱能交換部分。原料臭氣采集部分包括對原料儲備倉1中的垃圾原料進行吸臭處理的吸臭裝置對。煙氣熱能交換部分包括接收來自低溫缺氧碳化部分的煙氣并利用該煙氣產生熱能的煙氣熱能交換裝置16，接收經過煙氣熱能交換裝置16處理后的煙氣并對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置 17,以及將經過除塵脫硫裝置17的煙氣吸引到用于煙氣排出的煙囪19的引風機18。具體來說，如圖1所示，利用根據本實施例所提供的低溫缺氧碳化系統設備，來自原料儲備倉1的垃圾原料依次經過以預定的破碎要求破碎該垃圾原料的破碎裝置2，以預定的脫水率進行脫水處理的脫水裝置3、以及干燥裝置4后進入低溫缺氧碳化部分，并由該低溫缺氧碳化部分進行碳化處理。更為具體地，進入低溫缺氧碳化部分的垃圾原料由該低溫缺氧碳化部分中的低溫缺氧碳化旋轉爐5進行碳化處理。接下來，經過低溫缺氧碳化部分碳化處理后生成的碳黑進入碳黑存儲箱7，再傳送到碳黑精選裝置8進行精選，然后傳送到碳黑貯存倉9以供后續使用。該精選后的碳黑可以作為固態燃料產生熱能，也可以作為有機肥料植入土壤，也可以具有其他用途。同時，經過低溫缺氧碳化部分碳化處理后生成包含可燃氣和氣態焦油的氣體進入油氣分離裝置10，并由該油氣分離裝置10進行油氣分離， 經分離后的焦油經過閃蒸分液裝置11進行脫氯處理，以去除其中所含氯成分，進一步，脫氯處理后的焦油進入油水分離裝置11，以分離出焦油和廢液，分離得到的焦油進入儲油罐 14以供后續使用，且分離得到的廢液進入污水處理裝置進行處理后排放。如圖1所示，在本實施例所提供的低溫缺氧碳化系統設備中還包括焦油氣化裝置15，該焦油氣化裝置15將儲油罐14中的焦油進行氣化以產生熱能，但本發明并不限于此，在本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備中，可以不包括該焦油氣化裝置15，而儲油罐14中的焦油可以被提供用于各種用途。如圖1所示，本實施例所提供的低溫缺氧碳化系統設備還包括原料臭氣采集部分，該原料臭氣采集部分包括對原料儲備倉1中的垃圾原料進行吸臭處理的吸臭裝置對。 進一步，本實施例所提供的低溫缺氧碳化系統設備還包括接收來自低溫缺氧碳化部分的煙氣并利用該煙氣產生熱能的煙氣熱能交換裝置16，接收經過煙氣熱能交換裝置16處理后的煙氣并對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置17，以及將經過除塵脫硫裝置17的煙氣吸引到用于煙氣排出的煙囪19的引風機18。更為具體地，低溫缺氧碳化部分對垃圾原料進行碳化處理時，由于加熱所產生的煙氣進入該煙氣熱能交換裝置16。同時，在本實施例中，吸臭裝置M所吸取的臭氣也被吸引進入煙氣熱能交換裝置16，在該煙氣熱能交換裝置16中，溫度較低的臭氣與溫度較高的煙氣進行熱交換，有效地降低了在接下來需要排出到周圍環境中的煙氣的溫度，同時使得臭氣溫度升高，即，由臭氣攜帶利用煙氣產生的熱能。在本實施例中，如圖1所示，可以將溫度較高的臭氣輸入干燥裝置4，用于干燥裝置4對垃圾原料進行干燥。即，該煙氣產生的熱能可以作為對垃圾原料進行干燥的能量。但是，本發明并不限于此，也可以將上述由煙氣產生的熱能用于其他任何需要的部分。例如，在低溫缺氧碳化部分干燥垃圾原料，或者用于對垃圾原料加熱，以實現節能的目的。進一步，本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備中，也可以不包括該原料臭氣采集部分，或者將從原料中抽取的臭氣用于其他部分。進一步，本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備中，也可以不包括該煙氣熱能交換裝置16，或者將該煙氣熱能交換裝置16所產生的熱能用于其他部分。 同時，對于本領域技術人員來說，該煙氣熱能交換裝置16也可以不使用由原料臭氣采集部分所采集的臭氣攜帶由煙氣產生的熱能，例如，可以使用從另外的管道輸入的冷水或冷空氣等，只要能夠與煙氣進行熱交換后攜帶該煙氣產生的熱能即可。進一步，在本實施例中， 經過干燥裝置4后的臭氣被輸入低溫缺氧碳化部分。具體來說，被輸入低溫缺氧碳化旋轉爐6中，以作為該低溫缺氧碳化旋轉爐6進行碳化處理時所需空氣。通過這樣的結構，能夠省去該低溫缺氧碳化旋轉爐6的空氣輸入部分。但本發明并不僅限于此，經過干燥裝置4 后的臭氣也可以不被輸入低溫缺氧碳化部分，而被輸入其他任何需要的部分或者經過處理后直接排放到空氣中。接下來，經過煙氣熱能交換裝置16處理后的煙氣進入除塵脫硫裝置17，在該除塵脫硫裝置17中對該煙氣進行除塵脫硫處理，以使得煙氣達到排放標準，然后再通過引風機 18將經過除塵脫硫裝置17的煙氣吸引到煙囪19，從而向外排出達標的煙氣。進一步，如圖 1所示，在本發明中還包括連接到可燃氣存貯罐21的抽氣機22和緩沖裝置23，該抽氣機 22可以將可燃氣存貯罐21中的可燃氣抽吸到諸如壓縮機等的緩沖裝置23中，并通過該緩沖裝置23送入低溫缺氧碳化部分，以供低溫缺氧碳化部分產生熱能使用。例如，低溫缺氧碳化部分可以使用該可燃氣進行燃燒后產生熱能，并將這樣產生的熱能用于對垃圾原料加熱，以實現保護環境和節能的目的。但本發明并不僅限于此，本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備中，也可以不包括該抽氣機22和緩沖裝置23，而是將可燃氣存貯罐21中的可燃氣用作其他用途。進一步，在本發明所提供的系統設備中，原料儲備倉1、破碎裝置2以及脫水裝置3 中由垃圾原料所產生的廢水均進行污水處理裝置進行處理。如圖1所示，在本實施例中，原料儲備倉1、破碎裝置2以及脫水裝置3中由垃圾原料所產生的廢水均進入污水處理裝置 13進行處理，但本發明并不僅限于此，對原料儲備倉1、破碎裝置2以及脫水裝置3中由垃圾原料所產生的廢水進行處理的污水處理裝置可以是不同于污水處理裝置13的另一個設備。通過本發明所提供的城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，有效地抑制了垃圾原料的碳化過程中“二噁英”物質的生成，并解決了垃圾碳化過程中自生能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。進一步，根據本發明所提供的城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備對生活垃圾進行碳化處理后，能夠生成作為氣態燃料的燃氣、作為液態燃料的焦油以及可以作為固態燃料和/ 或有機肥料的碳黑，從而在處理生活垃圾的同時產生了新的再生資源。進一步，根據本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備中，低溫缺氧碳化旋轉爐5 對垃圾原料進行碳化處理時，該低溫缺氧碳化旋轉爐5的釜體內部溫度為350°C、50°C，且該釜體內部保持缺氧狀態。通過這樣的設置，能夠有效地抑制“二噁英”物質的生成，并且保證了所生成的生成物，諸如碳黑、可燃氣和焦油的高品質。發明人通過實驗發現，在低溫缺氧碳化旋轉爐5的釜體內部溫度為350°C、50°C，且該釜體內部保持缺氧的狀態下對垃圾原料進行碳化處理后，所產生的碳黑中所含的可燃物質含量非常高，且可燃氣和焦油也具有很高的燃燒品質。本發明還提供一種用于上述低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐。說明書附圖2和3介紹了本發明所提供的低溫缺氧碳化旋轉爐的示例性實施例和變型例。如附圖2所示，本實施例所提供的低溫缺氧碳化旋轉爐包括與低溫缺氧碳化系統設備的原料準備部分連通的進料部分31、釜體32、傳送拌料裝置33、保溫箱34、與低溫缺氧碳化系統設備的煙氣熱能交換部分連通的煙氣出口 35、循環導熱管36、與低溫缺氧碳化系統設備的生成物處理部分連通的出料部分37、支撐座39、加熱裝置40、保溫箱溫控裝置41、釜體溫控裝置 42、以及傳動裝置43。其中，進料部分31連接到釜體32的一端，且該進料部分31的上端形成有用于進料的進料開口 51，進料部分31與釜體32之間為旋轉迷宮密封連接。出料部分37連接到釜體32的另一端，且該出料部分37包括與生成物處理部分的碳黑處理部分連通的、形成于其下端的用于出料的出料開口 53，以及與生成物處理部分的油氣處理部分連通的、形成于其上端用于排出燃氣和氣態焦油的氣體出口 54，出料部分37與釜體32之間為旋轉迷宮密封連接。傳送拌料裝置33設置于釜體32內，且沿著釜體32的延伸方向從釜體32的一端延伸到釜體32的另一端。支撐座39位于于釜體32的兩端部，且可旋轉地支撐釜體32。釜體32的中間部分位于保溫箱34內部，且保溫箱34與釜體32的接觸部位為填料彈壓密封連接。加熱裝置40設置于釜體32的中間部分的下方，用于對釜體32位于保溫箱34內部的中間部分進行加熱。保溫箱溫控裝置41設置于保溫箱34內部、釜體32外部。釜體溫控裝置42設置于釜體32內部、靠近出料部分37的位置。煙氣出口 35和循環導熱管36位于保溫箱34的上方，且與保溫箱34連通。傳動裝置43使得釜體32相對于進料部分31和出料部分37進行旋轉。進料部分31進一步包括進料傳送裝置52，該進料傳送裝置52位于進料開口 51和釜體32的一端之間，且該進料傳送裝置52的外周表面與進料部分31的內周壁形成密封接觸。出料部分37進一步包括出料傳送裝置55，該出料傳送裝置55位于釜體32的另一端與出料開口 53之間，且該出料傳送裝置55的外周表面與出料部分37的內周壁形成密封接觸。 更為具體地，根據本發明的示例性實施例所提供的低溫缺氧碳化旋轉爐中，如圖2 所示，釜體32為圓筒狀結構。但本發明并不僅限于此，該釜體32也可以是截面為橢圓形、 多邊形或者其他不規則幾何形狀的筒狀結構。在本發明中，釜體32內部對垃圾進行碳化處理的溫度為350°C、50°C，且釜體32內部在進行碳化處理的過程中保持缺氧。進一步， 進料部分31連接到釜體32的一端(圖2中的左側端)，且該進料部分31的上端形成有用于進料的進料開口 51。該進料部分31與釜體32之間為旋轉迷宮密封連接。垃圾原料從該進料開口 51進入進料部分31中。出料部分37連接到釜體32的另一端(圖2中的右側端)，且該出料部分37包括形成于其下端的用于出料的出料開口 53，以及形成于其上端用于排出燃氣和氣態焦油的氣體出口 M。出料部分37與釜體32之間為旋轉迷宮密封連接。經過碳化處理所生成的碳黑從該出料開口 53被排出，且所生成的燃氣和氣態焦油從氣體出口 M被排出。傳送拌料裝置33設置于釜體32內，且沿著釜體32的延伸方向從釜體 32的一端延伸到釜體32的另一端。當來自進料部分31的垃圾原料從釜體32的一端進入釜體32時，該垃圾原料由傳送拌料裝置33向釜體32的另一端傳送，且在傳送的過程中進行攪拌。在本實施例中，如圖2所示，該傳送拌料裝置33為繞軸旋轉的螺旋推進器，但本發明并不僅限于此，該傳送拌料裝置33也可以使用螺桿結構，或者繞同一軸旋轉的多葉片結構，只要能夠實現上述傳送拌料裝置33的功能即可。支撐座39位于于釜體32的兩端部， 且可旋轉地支撐釜體32，從而釜體32能夠在傳動裝置43的作用下，相對于進料部分31和出料部分37繞著該釜體32的長度方向上的軸線進行旋轉，以使得釜體32內部的垃圾能夠被攪拌均勻并且被更加均勻的加熱。釜體32的中間部分位于保溫箱34內部，且保溫箱34 與釜體32的接觸部位為填料彈壓密封連接。在本實施例中，釜體32除了被支撐座39支撐的部分均位于保溫箱34內部，以使得釜體32的加熱面積最大，但是，本發明并不僅限于此， 本領域技術人員能夠根據實際使用需要和結構要求，任意選擇釜體32位于保溫箱34內部的中間部分的面積。加熱裝置40設置于釜體32的中間部分的下方，即釜體32位于保溫箱內部的那部分下方，以對釜體32位于保溫箱34內部的中間部分進行加熱。如圖2所示，在本實施例中，加熱裝置40穿透保溫箱34的底壁進入保溫箱34，且具有位于釜體32下方的 5個加熱端口，以均勻地對釜體32的中間部分進行加熱，但本發明并不限于此，本領域技術人員可以任意選擇加熱裝置40對釜體32的加熱方式和配置，只要使得該加熱裝置40能夠對釜體32的中間部分進行均勻加熱即可。保溫箱溫控裝置41設置于保溫箱34內部、釜體 32外部。如圖1所示，在本實施例中，保溫箱溫控裝置41位于保溫箱34內、釜體32的上方， 但本發明并不限于此，本領域技術人員可以任意選擇該保溫箱溫控裝置41的位置，只要該保溫箱溫控裝置41能夠檢測到保溫箱34內部的溫度即可。釜體溫控裝置42設置于釜體 32內部、靠近出料部分37的位置。在本實施例中，將釜體溫控裝置42設置于釜體32內部靠近氣體出口 M的位置，但本發明并不限于此，本領域技術人員可以任意選擇該釜體溫控裝置42的位置，只要該釜體溫控裝置42能夠檢測到釜體32該端的溫度即可。在本實施例中，保溫箱溫控裝置41與釜體溫控裝置42均為溫度傳感器，但本發明并不僅限于此，該保溫箱溫控裝置41可以是任何能夠測量溫度的裝置。煙氣出口 35和循環導熱管36位于保溫箱34的上方，且與保溫箱34連通。具體來說，循環導熱管36與設置于低溫缺氧碳化旋轉爐外部的換熱裝置(未顯示)連通，且該換熱裝置與煙 (未顯示)連通。煙氣出口 35則直接與煙囪連通。通過這樣的構造，在正常運轉狀態下，加熱裝置40在保溫箱34內部燃燒時所產生的煙氣經過循環導熱管36、換熱裝置從煙囪(未顯示)排出。而在低速或少量碳化的過程中，加熱裝置40在保溫箱34內部燃燒時所產生的煙氣則直接經過煙氣出口 35、 煙囪排出。更為具體地，當加熱裝置40在保溫箱34內部燃燒時所產生的煙氣經過循環導熱管36進入換熱裝置后，該換熱裝置使用該煙氣中所包含的熱量對還沒有進入釜體32的垃圾原料進行干燥，然后使得該煙氣進入凈化塔，再經過煙 排放。通過這樣的結構，能夠有效地利用在垃圾處理過程中所產生的熱量，大大地節約了能源。如圖2所示，在本實施例中，煙氣出口 35和循環導熱管36設置于連通到保溫箱34的同一根管道上，但本發明并不僅限于此，該煙氣出口 35和循環導熱管36可以彼此分離地與保溫箱34連通。進一步，在本實施例中，保溫箱；34采用耐火磚、保溫磚和陶瓷纖維棉中的一種或兩種以上組合壘砌而成，以取得良好的保溫效果。但本發明并不限于此，該保溫箱34可以由任何保溫材料制成， 只要能夠實現保溫目的即可。在本發明中，進料部分31包括進料傳送裝置52，該進料傳送裝置52位于進料開口 51和釜體32的一端之間，且該進料傳送裝置52的外周表面與進料部分31的內周壁形成密封接觸。具體地，如圖2所示，在本實施例中，進料部分31的內周壁呈圓筒狀，且進料傳送裝置52為螺桿結構，該螺桿結構的進料傳送裝置52的外周表面與進料部分31的內周壁之間形成至少一周密封接觸。更為具體地，在本實施例中，進料部分31的內壁由諸如橡膠的彈性材料形成，而進料傳送裝置52由諸如鋼材的非彈性材料形成，且彈性材料形成的內壁與螺桿結構的進料傳送裝置52的外周表面之間形成緊配合(過盈配合)，通過這樣的構造， 進料傳送裝置52的外周表面與進料部分1的內周壁之間形成至少一周密封接觸。但本發明并不僅限于這樣的結構，本領域技術人員可以任意選擇進料傳送裝置52和進料部分31 的內周壁的材料和構造，以及進料傳送裝置52的外周表面與進料部分31的內周壁之間的接觸方式，只要兩者之間在進料傳送裝置52工作狀態下保持密封狀態即可。例如，可以使用彈性材料形成螺桿結構的進料傳送裝置52，且使用非彈性材料形成進料部分31的內壁； 或者，使用非彈性材料形成螺桿結構的進料傳送裝置52和進料部分31的內壁，且在螺桿結構的進料傳送裝置22的螺紋外緣包覆有諸如橡膠之類的彈性材料。進一步，在本發明中，出料部分37進一步包括出料傳送裝置55，該出料傳送裝置 55位于釜體32的另一端與出料開口 53之間，且該出料傳送裝置55的外周表面與出料部分37的內周壁形成密封接觸。具體地，如圖2所示，在本實施例中，出料部分37的內周壁呈圓筒狀，且出料傳送裝置55為螺桿結構，該螺桿結構的出料傳送裝置55的外周表面與出料部分37的內周壁之間形成至少一周密封接觸。更為具體地，在本實施例中，出料部分37 的內壁由諸如橡膠的彈性材料形成，而出料傳送裝置陽由諸如鋼材的非彈性材料形成，且彈性材料形成的內壁與螺桿結構的出料傳送裝置陽的外周表面之間形成緊配合，通過這樣的彈性材料與非彈性材料之間的緊配合，出料傳送裝置55的外周表面與出料部分37的內周壁之間形成至少一周密封接觸。但本發明并不僅限于這樣的結構，本領域技術人員可以任意選擇出料傳送裝置陽和出料部分37的內周壁的材料和構造，以及出料傳送裝置55 的外周表面與出料部分37的內周壁之間的接觸方式，只要兩者之間在出料傳送裝置55工作狀態下保持密封狀態即可。例如，可以使用彈性材料形成螺桿結構的出料傳送裝置陽，且使用非彈性材料形成出料部分37的內壁；或者，使用非彈性材料形成螺桿結構的出料傳送裝置55和出料部分37的內壁，且在螺桿結構的出料傳送裝置55的螺紋外緣包覆有諸如橡膠之類的彈性材料。通過這樣的構造，當來自干燥裝置4的垃圾原料從進料部分31的進料開口 51進入該低溫缺氧碳化旋轉爐時，垃圾原料首先由進料部分31的進料傳送裝置52傳送到釜體 32的一端，且由釜體32內部的傳送拌料裝置33朝向釜體32的另一端傳送。同時，加熱裝置40對釜體32位于保溫箱34內部的中間部分加熱到350°C 450°C，從而當垃圾原料由傳送拌料裝置33傳送經過釜體32的中間部分時，垃圾原料在該中間部分在缺氧條件下被加熱進行碳化處理，進而產生碳黑、焦油和燃氣。接下來，所產生的碳黑由傳送拌料裝置33傳送到釜體32的另一端，并通過出料部分37的出料傳送裝置55從出料開口 53排出，且所產生的燃氣和氣態焦油則通過出料部分37的氣體出口 M被排出。通過這樣的構造，根據本發明提供的低溫缺氧碳化旋轉爐在對垃圾進行碳化的過程中能夠實現連續地進出料作業，并且保證了在垃圾碳化過程中各連接部位和傳動部位之間的密封性能，從而保證了釜體2內部在碳化過程中的缺氧環境。進一步，通過本發明所提供的低溫缺氧碳化旋轉爐，在對垃圾原料進行碳化處理后得到了碳黑、焦油以及燃氣等多態燃料，有效地解決了垃圾碳化過程中自生能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。以上參照附圖1對本發明的示例性實施例進行了具體描述，但本發明并不僅限于此。本領域技術人員可以根據實際使用和結構需要，對上述實施例中的結構進行替換、變型和改進，而不會脫離本發明的保護范圍。例如，在上述示例性實施例中，進料傳送裝置52與出料傳送裝置55均為螺桿結構，但本發明并不僅限于此，該進料傳送裝置52和/或出料傳送裝置55也可以是其他結構形式，只要能夠實現上述功能即可。例如，進料傳送裝置52和/或出料傳送裝置55也可以是活塞結構、葉片結構等。更具體地，在本發明的另一變型例中，如圖2所示，出料傳送裝置 55是活塞結構，該活塞結構在出料部分37內部、釜體32的另一端與出料開口 53之間進行往復運動，且該活塞結構的外周表面與出料部分37的內周壁之間密封接觸。為了更加完全地排出碳黑和焦油，在附圖3所示的變型例中，出料開口 53設置在出料部分37的下端側部。通過這樣的結構，該活塞結構能夠實現與上述實施例中的螺桿結構相同的效果，即在密封狀態下將釜體32另一端的碳黑和焦油傳送到出料開口 53。類似地，進料傳送裝置32也可以采用活塞結構。綜上，根據本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備及用于該低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐，能夠有效地抑制現有技術中常見的“二噁英”物質的生成，并且避免了垃圾處理過程中的二次污染。進一步，由于根據本發明所提供的低溫缺氧碳化系統設備的集成度高，實現了項目占地面積小，建設投資省、運營成本低、生產操作規范簡便等優點，并且實現了零排放和有效節能的優點。以上是本發明的較佳實施例以及附圖，只有較佳實施例以及附圖被舉例說明，并非用于限制本發明技術的權利范圍，凡以相同的技術手段、或為下述權利要求內容所涵蓋的權利范圍而實施的，均不脫離本發明的范疇而是申請人的權利范圍。
權利要求
1.一種城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，包括原料準備部分、低溫缺氧碳化部分、生成物處理部分以及熱能交換部分；其中原料準備部分包括儲備垃圾原料的原料儲備倉(1)，對來自原料儲備倉(1)的垃圾原料進行破碎處理的破碎裝置O)，對破碎完成后的垃圾原料進行脫水處理的脫水裝置(3)， 和對脫水處理后的垃圾原料進行吸濕干燥的干燥裝置(4)；低溫缺氧碳化部分包括對來自干燥裝置的垃圾原料進行低溫缺氧碳化處理的低溫缺氧碳化旋轉爐(5)；生成物處理部分包括碳黑處理部分和油氣處理部分，其中， 碳黑處理部分包括存儲由低溫缺氧碳化部分生成的碳黑的碳黑存儲箱(7)， 對碳黑存儲箱(7)中的碳黑進行精選的碳黑精選裝置( 以及貯存精選后的碳黑的碳黑貯存倉(9)；油氣處理部分包括接收由低溫缺氧碳化部分生成的包括可燃氣和氣態焦油的氣體、并對接收到的氣體進行脫氯并實現油氣分離的脫氯洗氣裝置(10)，對分離出的焦油進行閃蒸分液處理的閃蒸分液裝置(11)，從來自閃蒸分液裝置(11)的焦油分離出廢液的油水分離裝置(12)，存儲分離得到的焦油的儲油罐(14)和對分離得到的廢水進行處理的污水處理裝置(1 ；接收并對來自脫氯洗氣裝置(10)分離的可燃氣進行冷卻脫硫處理的冷卻脫硫裝置(20)，以及接收并存貯來自冷卻脫硫裝置的可燃氣的可燃氣存貯罐； 熱能交換部分包括原料臭氣采集部分和煙氣熱能交換部分，其中， 原料臭氣采集部分包括對原料儲備倉(1)中的垃圾原料進行吸臭處理的吸臭裝置 (24)；煙氣熱能交換部分包括接收來自低溫缺氧碳化部分的煙氣并利用該煙氣產生熱能的煙氣熱能交換裝置(16)，接收經過煙氣熱能交換裝置(16)處理后的煙氣并對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置(17)，以及將經過除塵脫硫裝置(17)的煙氣吸引到用于煙氣排出的煙囪(19)的引風機(18)。
2.如權利要求1所述的低溫缺氧碳化系統設備，其特征在于，所述熱能交換部分進一步包括可燃氣熱能交換部分，該可燃氣熱能交換部分包括將所述可燃氣存貯罐中的可燃氣抽吸到所述低溫缺氧碳化部分的抽氣機0 和緩沖裝置03)。
3.如權利要求1所述的低溫缺氧碳化系統設備，其特征在于，所述低溫缺氧碳化旋轉爐(5)對垃圾原料進行碳化處理時，該低溫缺氧碳化旋轉爐(5)的釜體內部溫度為 3500C、50°C，且該釜體內部保持缺氧。
4.一種用于權利要求1所述的低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于，所述低溫缺氧碳化旋轉爐包括與低溫缺氧碳化系統設備的原料準備部分連通的進料部分(31)、釜體(3 、傳送拌料裝置(3 、保溫箱(34)、與低溫缺氧碳化系統設備的煙氣熱能交換部分連通的煙氣出口(3 和循環導熱管(36)、與低溫缺氧碳化系統設備的生成物處理部分連通的出料部分(37)、支撐座(39)、加熱裝置00)、保溫箱溫控裝置Gl)、釜體溫控裝置(42)、以及傳動裝置；其中所述進料部分(31)連接到所述釜體(3 的一端，且該進料部分(31)的上端形成有用于進料的進料開口(51)，所述進料部分(31)與所述釜體(3 之間為旋轉迷宮密封連接；所述出料部分(37)連接到所述釜體(3 的另一端，且該出料部分(37)包括與所述生成物處理部分的碳黑處理部分連通的、形成于出料部分(37)下端的用于出料的出料開口 (53)，以及與所述生成物處理部分的油氣處理部分連通的、形成于出料部分(37)上端用于排出燃氣和氣態焦油的氣體出口 64)，所述出料部分(37)與所述釜體(3 之間為旋轉迷宮密封連接；所述傳送拌料裝置(3 設置于所述釜體(3 內，且沿著所述釜體(3 的延伸方向從所述釜體(3 的一端延伸到所述釜體(3 的另一端；所述支撐座(39)位于于所述釜體(3 的兩端部，且可旋轉地支撐所述釜體(32)； 所述釜體(3 的中間部分位于所述保溫箱(34)內部，且所述保溫箱(34)與所述釜體 (32)的接觸部位為填料彈壓密封連接；所述加熱裝置GO)設置于所述釜體(3 的中間部分的下方，用于對所述釜體(32)位于所述保溫箱(34)內部的中間部分進行加熱；所述保溫箱溫控裝置Gl)設置于所述保溫箱(34)內部、所述釜體(3 外部； 所述釜體溫控裝置0 設置于所述釜體(3 內部、靠近所述出料部分(37)的位置； 所述煙氣出口(3 和循環導熱管(36)位于所述保溫箱(34)的上方，且與所述保溫箱 (34)內部連通；所述傳動裝置(1 使得所述釜體(3 相對于所述進料部分(31)和所述出料部分 (37)進行旋轉； 其特征在于所述進料部分(31)進一步包括進料傳送裝置(52)，該進料傳送裝置(5 位于所述進料開口(51)和所述釜體(3 的一端之間，且該進料傳送裝置(5 的外周表面與所述進料部分(31)的內周壁形成密封接觸；所述出料部分(37)進一步包括出料傳送裝置(55)，該出料傳送裝置(5 位于所述釜體(32)的另一端與所述出料開口(53)之間，且該出料傳送裝置(55)的外周表面與所述出料部分(37)的內周壁形成密封接觸。
5.如權利要求4所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于，在對垃圾原料進行碳化處理時，所述釜體O)內部的溫度為350°C、50°C，且釜體(2) 內部保持缺氧。
6.如權利要求4或5所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于，所述進料部分(31)的內周壁呈圓筒狀，且所述進料傳送裝置(5 為螺桿結構，該進料傳送裝置(5 的外周表面與所述進料部分(31)的內周壁之間形成至少一周密封接觸。
7.如權利要求4或5所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于，所述出料部分(37)的內周壁呈圓筒狀，且所述出料傳送裝置(5 為螺桿結構，該出料傳送裝置(5 的外周表面與所述出料部分(37)的內周壁之間形成至少一周密封接觸。
8.如權利要求4或5所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于， 所述釜體為圓筒狀。
9.如權利要求4或5所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于，所述保溫箱(34)采用耐火磚、保溫磚和陶瓷纖維棉中的一種或兩種以上組合壘砌而成。
10.如權利要求4或5所述的低溫缺氧碳化旋轉爐，其特征在于， 所述傳送拌料裝置(33)為螺桿結構、葉片結構及螺旋推進器中的一種。
全文摘要
本發明提出一種城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備，包括原料準備部分、低溫缺氧碳化部分、生成物處理部分以及熱能交換部分。本發明還提出一種用于上述所述的低溫缺氧碳化系統設備的低溫缺氧碳化旋轉爐，該低溫缺氧碳化旋轉爐包括進料部分、釜體、傳送拌料裝置、保溫箱、煙氣出口和循環導熱管、出料部分、支撐座、加熱裝置、保溫箱溫控裝置、釜體溫控裝置、以及傳動裝置。根據本發明所提供的城市垃圾低溫缺氧碳化系統設備以及低溫缺氧碳化旋轉爐，能夠有效地抑制了垃圾原料的碳化過程中“二噁英”物質的生成，并解決了垃圾碳化過程中自生能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。
文檔編號C10C1/00GK102274845SQ20101019960
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者王柏松, 陳水琴 申請人:上海岸峰環保設備有限公司