一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置

摘要

本发明一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置涉及生活垃圾处理技术，属于焚化炉类(F23G)。按照传统思路建设焚烧厂需要进行道路、场地、电、天然气等主体及配套设施的建设，建设周期长，投资大，大件运输不便，本发明提出的一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置就是在不通电及不通天然气的工况中正常运行，配件(散件)运输到现场固定组装底部渣变气强制热源发生器系统、中部生活垃圾渣变气反应器系统、顶部气体收集输送系统三大系统，实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化。

说明书

(一)技术领域：本发明涉及一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置，属于焚化 炉类(F23G)。

(二)背景技术：在目前众多的生活垃圾堆放场所，按照传统思路建设焚烧厂需要进行 道路、场地、电、天然气等配套设施的建设，设备大件的运输对道路的要求高。因此需要设 计一种可拆卸、容易组装、在道路受限的情况下方便运输的生活垃圾处理装置，并且能在不 通电及不通天然气的工况中正常运行，本发明提出的一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处 理装置就是解决以上针对性的问题。

(三)发明内容：本发明提出的一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置，由底部 渣变气强制热源发生器系统、中部生活垃圾渣变气反应器系统、顶部气体收集输送系统三大 系统组成，其特征是

1.见图1、图11、图12、图13、图14，底部渣变气强制热源发生器系统由四个强制热 源发生底部配件拼装而成；见图1，强制热源发生底部配件设不锈钢配件外壳1、隔热保温层 2、防火层3、软性中间层4、可燃成型固定层5、配件底座6、通道7、钢架8、炉排9、底 部通气管支架10、底部通气管支架固定端11、可燃气输送管道12、空气通气口13、强制点 火区14、燃烧机15；

2.见图2、图14，中部生活垃圾渣变气反应器系统的节数可以根据单次装置填充生活垃 圾的处理量确定，每一节中部生活垃圾渣变气反应器系统由四个渣变气反应中部配件拼装而 成；见图2、渣变气反应中部配件设不锈钢配件外壳1、隔热保温层2、防火层3、软性中间 层4、可燃成型固定层5、中部通气管支架(下)6、通气管7、弯头8、支撑钢架9、中部通 气管支架(上)10、中部通气管连接口(上)11、中部通气管连接口(下)12；弯头8空气 出口方向向下，既可以提供生活垃圾热解燃烧所需空气，又可以防止生活垃圾堵塞通气管。 中部通气管连接口(下)12安装固定在强制热源发生底部配件底部通气管支架固定端。

3.见图3、图14，顶部气体收集输送系统由四个气体收集顶部配件拼装而成；见图3， 气体收集顶部配件设不锈钢配件外壳1、隔热保温层2、防火层3、顶部通气管气体出口4、 顶部通气管支架5、集气室6、固定钢架7、可燃气输送管道8；顶部通气管支架与渣变气反 应中部配件中的中部通气管支架(上)连接紧固。

4.见图4，发明内容1所述强制热源发生底部配件设不锈钢配件外壳4.1、底部通气管支 架固定端4.2、底部通气管支架4.3、连接钢架4.4、钢架4.5、配件底座4.6、通道4.7、燃 烧机4.8、强制点火区4.9、空气通气口4.10、可燃气输送管道4.11、地脚螺丝固定预留孔 4.12、炉排4.13。

5.见图5(左)，发明内容1所述强制热源发生底部配件设预埋地脚螺丝孔5.1、通道 5.2、不锈钢配件外壳5.3、隔热保温层5.4、防火层5.5、软性中间层5.6、可燃成型固定层 5.7；见图5(右)，发明内容1所述强制热源发生底部配件设炉排5.8。其中软性中间层5.6 可以选用稻草或者秸秆。

6.见图6(左)，发明内容1所述强制热源发生底部配件设底部通气管支架6.1、底部通 气管连接口(下)6.2；见图6(右)，发明内容1所述强制热源发生底部配件设燃烧机6.3、 空气通气口6.4、强制点火区6.5。

7.见图10，设底部渣变气强制热源发生器系统土建安装基础预埋件，底部渣变气强制热 源发生器系统土建安装基础预埋件设预埋地脚螺丝10.1、钢筋混凝土10.2、素混10.3、通 道10.4，发明内容1所述强制热源发生底部配件通过预埋地脚螺丝10.1固定。设通道10.4， 既可以作为设备安装检修通道，又可以作为空气通道，提供装置运行时候所需氧气。

8.见图11，底部渣变气强制热源发生器系统安装基础设预埋地脚螺丝11.1、通道11.2。

9.见图12，底部渣变气强制热源发生器系统由四个强制热源发生底部配件拼装而成，底 部渣变气强制热源发生器系统设预埋地脚螺丝12.1、底座安装基础平面12.2、强制热源发生 底部配件12.3、通道12.4。

10.见图13，强制热源发生底部配件设底部通气管支架13.2，底部通气管支架13.2接通 气管13.1，强制热源发生底部配件设炉排13.3、填充助燃物13.4及添加剂13.5，通过通道 13.9提供强制热源发生底部配件内的燃烧机13.8工作时所需自然空气13.6，在助燃物13.4 及添加剂13.5上填充生活垃圾13.7。工作时，燃烧机13.8依次强制点燃炉排13.3上方的 助燃物13.4及添加剂13.5，强制将生活垃圾13.7干燥、热解、气化、燃烧。助燃物13.4 可以选用木材，添加剂13.5可以选用媒或者煤矸石；根据所处理的生活垃圾13.7热值测定 结果，可以在生活垃圾13.7中按照一定比例加入添加剂13.5媒或者煤矸石，提高生活垃圾 13.7的热值。

11.见图7，发明内容2所述渣变气反应中部配件设不锈钢配件外壳7.1、中部通气管连 接口(上)7.2、中部通气管支架(上)7.3、通气管7.4、弯头7.5、中部通气管连接口(下) 7.6、中部通气管支架(下)7.7、支撑钢架7.8。

12.见图8(左)，发明内容2所述渣变气反应中部配件设通气管8.1、弯头8.2；见图8 (右)，发明内容2所述渣变气反应中部配件设不锈钢配件外壳8.3、隔热保温层8.4、防火 层8.5、软性中间层8.6、可燃成型固定层8.7、中部通气管支架(下)8.8、中部通气管连 接口(下)8.9。设弯头8.2既可以输送工作时所需空气，又可以防止生活垃圾堵塞通气管； 软性中间层8.6选用稻草或者秸秆，材料廉价易得，装置工作时气化热解焚烧软性中间层8.6 为渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置提供一部分热源、气源，工作结束后也可以防止 生活垃圾粘附在防火层8.5，有利于渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置的拆卸。

13.见图1、图2、图14，强制热源发生底部配件中的钢架8和渣变气反应中部配件中的 支撑钢架9通过固定螺栓连接，强制热源发生底部配件中的不锈钢配件外壳1和渣变气反应 中部配件中的不锈钢配件外壳1通过固定螺栓连接；

14.见图2、图14，每一节中部生活垃圾渣变气反应器系统由四个渣变气反应中部配件拼 装而成，支撑钢架9通过固定螺栓固定，不锈钢配件外壳1与不锈钢配件外壳1之间通过固 定螺栓固定，将四个渣变气反应中部配件拼装而成一节中部生活垃圾渣变气反应器系统；中 部生活垃圾渣变气反应器系统的节数根据生活垃圾一次性处理量的需要可以是一节，也可以 多节累加，根据生活垃圾一次性处理量的多寡，确定中部生活垃圾渣变气反应器系统的节数。 每一节中部生活垃圾渣变气反应器系统之间的连接与固定均通过支撑钢架9与不锈钢配件外 壳1设的固定螺栓固定。

15.见图9，发明内容3所述气体收集顶部配件设不锈钢配件外壳9.1、隔热保温层9.2、 防火层9.3、顶部通气管气体出口9.4、固定钢架9.5、集气室9.6、安全绳9.7、可燃气输 送管道9.8、安全卸压阀9.9、连接弯头9.10。设安全卸压阀9.9及安全绳9.7，可以在装置 内混合气体爆燃时自动泄压，解决装置的安全问题。

16.见图9，固定钢架9.5通过固定螺栓固定，不锈钢配件外壳9.1与不锈钢配件外壳 9.1之间通过固定螺栓固定，四个气体收集顶部配件拼装而成顶部气体收集输送系统。顶部 气体收集输送系统与中部生活垃圾渣变气反应器系统的连接与固定通过不锈钢配件外壳与不 锈钢配件外壳、固定钢架和支撑钢架之间的固定螺栓实现。

17.见图14，生活垃圾14.8在干燥热解气化过程中产生的可燃气14.10，可燃气14.10 在顶部气体收集输送系统14.4收集后通过可燃气输送管道14.11由引风机14.15抽入底部渣 变气强制热源发生器系统，经过燃烧机14.5强制点燃后燃烧。见图13，同时，依次强制点 燃炉排13.3上方的助燃物13.4及添加剂13.5，强制将生活垃圾13.7进一步干燥、热解、 气化、燃烧，形成一个闭路循环持续工作过程。见图14，空气14.9自炉排下部通过炉渣之 间的缝隙进入，经过通气管，出弯头并与垃圾混合；生活垃圾14.8在干燥热解气化过程中产 生的可燃气14.10，被强制点燃燃烧之后，可关掉燃烧机柴油阀门，此时就是生活垃圾14.8 在干燥热解气化过程中产生的可燃气14.10处理生活垃圾14.8，达到以废治废的目的。

18.见图14，设柴油发电机组14.12、控制柜14.13，柴油发电机组14.12发电提供工作 管理用电及燃烧机、引风机、控制柜等工作所需电力。

本发明有益效果：

(1)将大型处理装置设计成强制热源发生底部配件、渣变气反应中部配件、气体收集顶部配 件三种小型配件，通过在现场组成而成大件，解决了大件运输不便，运输成本高的问题；同 时大件的设计一次性装炉容量大，处理效率高；

(2)每一节中部生活垃圾渣变气反应器系统由四个渣变气反应中部配件拼装而成，其节数可 以根据处理量的要求任意增加，方便灵活，不同的处理量，其加工设计无需重新设计，而且 每个渣变气反应中部配件都是标准件，加工简单，降低了生产成本；

(3)柴油发电机组、控制柜的设计解决了现场设备运行及管理的用电问题；

(4)助燃物、添加剂、软性中间层廉价易得、运行成本低，可操作性强；

(5)通过在缺氧的环境中干燥热解生活垃圾的工艺制取的荒煤气、氢气、甲烷气等可燃废气 循环使用，达到了以废治废、节能减排的目的。

(7)本装置是散件运输现场拼装，运输方便。

(四)附图说明：(图1--14)

图1为强制热源发生底部配件剖面图：1.不锈钢配件外壳、2.隔热保温层、3.防火层、 4.软性中间层、5.可燃成型固定层、6.配件底座、7.通道、8.钢架、9.炉排、10.底部通气管 支架、11.底部通气管支架固定端、12.可燃气输送管道、13.空气通气口、14.强制点火区、 15.燃烧机。

图2为渣变气反应中部配件剖面示意图：1.不锈钢配件外壳、2.隔热保温层、3.防火层、 4.软性中间层、5.可燃成型固定层、6.中部通气管支架(下)、7.通气管、8.弯头、9.支撑钢 架、10.中部通气管支架(上)、11.中部通气管连接口(上)、12.中部通气管连接口(下)。

图3为气体收集顶部配件剖面图：1.不锈钢配件外壳、2隔热保温层、3防火层、4顶部 通气管气体出口、5.顶部通气管支架、6.集气室、固定钢架7、可燃气输送管道8；

图4为强制热源发生底部配件透视图：4.1不锈钢配件外壳、4.2底部通气管支架固定端、 4.3底部通气管支架、4.4连接钢架、4.5钢架、4.6配件底座、4.7通道、4.8燃烧机、4.9 强制点火区、4.10空气通气口、4.11可燃气输送管道、4.12地脚螺丝固定预留孔、4.13炉 排。

图5(左)为强制热源发生底部配件局部示意图：5.1.预埋地脚螺丝孔、5.2.通道、5.3. 不锈钢配件外壳、5.4.隔热保温层、5.5.防火层、5.6.软性中间层、5.7.可燃成型固定层、 图5(右)为强制热源发生底部配件炉排示意图：5.8.炉排。

图6(左)为强制热源发生底部配件通气管示意图：6.1.底部通气管支架、6.2.底部通 气管连接口(下)；图6(右)为强制热源发生底部配件强制燃烧局部示意图：6.3.燃烧机、 6.4.空气通气口、6.5.强制点火区。

图7为渣变气反应中部配件透视图：7.1不锈钢配件外壳、7.2中部通气管连接口(上)、 7.3中部通气管支架(上)、7.4通气管、7.5弯头、7.6中部通气管连接口(下)、7.7中部 通气管支架(下)、7.8支撑钢架。

图8(左)为中部通气管弯头示意图：8.1.通气管、8.2.弯头；图8(右)为中部通气管 支架及配件外壳示意图：8.3.不锈钢配件外壳、8.4.隔热保温层、8.5.防火层、8.6.软性中 间层、8.7.可燃成型固定层、8.8.中部通气管支架(下)、8.9.中部通气管连接口(下)。

图9为气体收集顶部配件剖面图：9.1不锈钢配件外壳、9.2隔热保温层、9.3防火层、 9.4顶部通气管气体出口、9.5固定钢架、9.6集气室、9.7安全绳、9.8可燃气输送管道、 9.9安全卸压阀、9.10连接弯头。

图10为底部渣变气强制热源发生器系统土建安装基础预埋件剖面图：10.1预埋地脚螺 丝、10.2钢筋混凝土、10.3素混、10.4通道。

图11为底部渣变气强制热源发生器系统安装基础平面图：11.1预埋地脚螺丝、11.2通 道。

图12为底部渣变气强制热源发生器系统拼装平面图：12.1预埋地脚螺丝、12.2底座安 装基础平面、12.3强制热源发生底部配件、12.4通道。

图13为强制热源发生底部配件工作示意图：13.1通气管、13.2底部通气管支架、13.3 炉排、13.4助燃物、13.5添加剂、13.6自然空气、13.7生活垃圾、13.8燃烧机、13.9通道、 13.10空气通气口。

图14为一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置总装及工作原理示意图：14.1装 置土建安装基础、14.2底部渣变气强制热源发生器系统、14.3中部生活垃圾渣变气反应器系 统、14.4顶部气体收集输送系统、14.5燃烧机、14.6助燃物、14.7添加剂、14.8生活垃圾、 14.9空气、14.10可燃气、14.11可燃气输送管道、14.12柴油发电机组、14.13控制柜、14.4 0#柴油、14.5引风机。

(五)具体实施方式：

第一步，见图10，首先在现场进行土建安装基础施工，在钢筋混凝土10.2上预埋地脚 螺丝10.1，并设通道10.4；做好现场组装一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置的土 建安装基础；

第二步，按照发明内容所述加工配件(散件)准备相关材料，运输到现场固定组装一种 渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置，具体如下：

见图12，由四个强制热源发生底部配件拼装而成底部渣变气强制热源发生器系统，并通 过底座安装基础平面12.2上预埋地脚螺丝12.1将底部渣变气强制热源发生器系统固定；见 图1，强制热源发生底部配件设不锈钢配件外壳1、隔热保温层2、防火层3、软性中间层4、 可燃成型固定层5、配件底座6、通道7、钢架8、炉排9、底部通气管支架10、底部通气管 支架固定端11、可燃气输送管道12、空气通气口13、强制点火区14、燃烧机15；

见图13，在固定安装好底部渣变气强制热源发生器系统时如图13所示在炉排13.3填充 助燃物13.4、13.5添加剂；

然后，见图2、图14，在底部渣变气强制热源发生器系统上部固定四个渣变气反应中部 配件，拼装而成第一节中部生活垃圾渣变气反应器系统，中部生活垃圾渣变气反应器系统的 节数根据单装置处理量的需要而定，可以累加节数。见图2，每节中部生活垃圾渣变气反应 器系统由四个渣变气反应中部配件拼装而成，渣变气反应中部配件设不锈钢配件外壳1、隔 热保温层2、防火层3、软性中间层4、可燃成型固定层5、中部通气管支架(下)6、通气管 7、弯头8、支撑钢架9、中部通气管支架(上)10、中部通气管连接口(上)11、中部通气 管连接口(下)12；

每一节中部生活垃圾渣变气反应器系统安装固定好后往中部生活垃圾渣变气反应器系统 内装满要处理的生活垃圾14.8(见图14)，装完生活垃圾14.8后在中部生活垃圾渣变气反应 器系统上方安装顶部气体收集输送系统；

见图9、图14，顶部气体收集输送系统由四个气体收集顶部配件拼装而成，并和中部生 活垃圾渣变气反应器系统连接固定。见图9，顶部气体收集输送系统由四个气体收集顶部配 件拼装而成，气体收集顶部配件设不锈钢配件外壳9.1、隔热保温层9.2、防火层9.3、顶部 通气管气体出口9.4、固定钢架9.5、集气室9.6、安全绳9.7、可燃气输送管道9.8、安全 卸压阀9.9、连接弯头9.10。

见图14，顶部气体收集输送系统设可燃气输送管道14.11与底部渣变气强制热源发生器 系统14.2相连，设柴油发电机组14.12、控制柜14.13，柴油发电机组14.12现场发电，控 制柜14.13控制燃烧机、引风机的启停；从而完成现场固定组装一种渣变气生活垃圾以废治 废无害化处理装置的工作。

第三步，一种渣变气生活垃圾以废治废无害化处理装置运行时，见图14，控制柜14.13 启动燃烧机14.5，然后依次点燃底部渣变气强制热源发生器系统中14.2的助燃物14.6、添 加剂14.7，生活垃圾14.8在干燥热解气化过程中产生的可燃气14.10，可燃气14.10在顶部 气体收集输送系统14.4收集后通过可燃气输送管道14.11由引风机14.15抽入底部渣变气强 制热源发生器系统，经过燃烧机14.5强制点燃后燃烧。生活垃圾14.8在干燥热解气化过程 中产生的可燃气14.10，被强制点燃燃烧之后，可关掉燃烧机柴油阀门，此时就是生活垃圾 14.8在干燥热解气化过程中产生的可燃气14.10处理生活垃圾14.8，达到以废治废的目的。