CN109168212A - 一种固体废弃物微波处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体废弃物微波处理设备，它包括依次相连的微波能发生系统（1）、微波馈能传输系统（2）和微波腔体（3）；微波腔体（3）安装在机架（8）上；微波腔体（3）内安装有微波专用复合保温层（4），微波专用复合保温层（4）内安装有微波专用坩埚（5），微波专用坩埚（5）的内部安装有微波专用蓄热载体（6）；微波腔体（3）内部的微波专用坩埚（5）与烟气管道组合（7）相连通。本发明提供的固体废弃物微波处理设备，结构设计合理，操作方便，微波利用效率高，可以连续的进、出料生产，物料升温的温度快，处理时间短。可用于多类固体废弃物的微波处理，且可解决现有技术蓄热载体较难分离的不足。

Description

一种固体废弃物微波处理设备

技术领域

本发明涉及一种固体废弃物处理装置，具体涉及一种固体废弃物微波处理设备。

背景技术

传统的固体废物处理设备采用天然气及重油来提供热量或混合炭来提高固体废弃物的热值来进行焚烧，焚烧时需鼓入过量的氧气，单位吨能耗较高，焚烧产生的烟气量较大，加重了后续的二次燃烧设备的处理负担，设备前期投资较大。

固体废弃物微波处理方式主要利用微波对炉内的蓄热载体进行加热升温，升温后的高温蓄热载体通过热辐射和热传导来对固体废弃物进行升温处理。现有的微波处理设备主要采用物料混合蓄热载体的形式进行加热升温，物料热解完成后，蓄热载体较难分离，同时蓄热载体损耗率较高；分离后的蓄热载体高温与物料混合时，易造成进料口处的物料黏连堵塞，采用低温混合时，整炉的热解时间长，热能不利于回收利用等。

发明内容

发明目的：本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理，可以连续的进、出料生产，物料升温的温度快，处理时间短，微波效能高的固体废弃物微波处理设备。

技术方案：为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

一种固体废弃物微波处理设备，它包括依次相连的微波能发生系统、微波馈能传输系统和微波腔体；微波腔体安装在机架上；微波腔体内安装有微波专用复合保温层，微波专用复合保温层内安装有微波专用坩埚，微波专用坩埚的内部安装有微波专用蓄热载体；微波腔体内部的微波专用坩埚与烟气管道组合相连通；

微波腔体上部开设有与微波专用坩埚相连通的进料口；微波腔体底部开设有与微波专用坩埚相连通的出料口。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，微波腔体底部出料口的前端安装有搅动出料装置。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，微波发生系统由单套或多套微波电源柜和微波输出柜组成，其中单台波能发生系统产生微波能功率为15kW-100kW，频率为915MHz或2450MHz。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，微波馈能传输系统包括通过法兰依次连接的三端环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、调配三螺钉波导组合、E面45°圆弧波导、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；其中三端环形器与微波发生系统连接，扩展馈能波导组合与微波腔体连接。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的扩展馈能波导组合包括喇叭扩展波导、裂缝天线波导或波导同轴天线。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的所述微热腔体为金属焊接的谐振腔体；微波腔体的形状为方形、圆形、六边形或八边形；微波腔体上设有馈能口，馈能口通过法兰与微波馈能传输系统的扩展馈能波导组合相连；

微波腔体上设置有检修炉门、测温口和充氮口。检修炉门可以方便的检修微波腔体的内部各部件，测温口进行腔体内部环境与微波专用坩埚的外壁进行检测，防止过烧损坏部件；冲氮口对微波腔体内部进行充氮，减少在设备运行时，空气进入到微波专用坩埚内，影响固体废弃物的微波处理。在微波腔体顶板上开设有进料口及烟气出气口，方便物料的进入及烟气的排出，可以为方口、也可以为圆口。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的微波专用复合保温层内部采用不吸收微波的软质的保温棉材料，外部材质硬质不吸收微波的轻质保温板复合而成；微波专用复合保温层支撑在微波腔体的底板上，环绕微波专用坩埚的外部进行堆砌，堆砌的厚度为100~300mm。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的微波专用坩埚由高温时透波性良好的耐火材料高温烧制而成，微波专用坩埚为方形或圆形；微波专用坩埚支撑在微波腔体的炉板上；

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的烟气管道组合采用耐800℃高温钢管制作而成，烟气管道组合上设置有测温口、测压口、测氧口和泄爆口。

测温口对烟气的温度进行监测，防止烟气的温度过低，测压口用来对管道及微波腔体内的压力进行监测，与后续的抽排风机实现联动，使微波腔体内保证微负压状态下运行；测氧口对管道及腔体内的氧含量进行监测，有效的控制烟气内的含氧量；泄爆口用于发生危险时进行紧急的安全泄爆。

作为优选方案，以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的搅动出料装置由驱动机构与旋转叶片组成。旋转叶片在驱动机构的驱动下在微波炉腔中旋转，刮动裂解后的固体废弃物残灰向出料口运动，从出料口排出。驱动机构可以为电动电机，液压马达等动力源，可以通过链传动、带传动、齿轮传动与旋转叶片轴相连接。

有益效果：本发明提供的固体废弃物微波处理设备与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明提供的固体废弃物微波处理设备，结构设计合理，操作方便，可以连续的进、出料生产，解决部分固体废弃物不吸收微波无法升温的问题。

2、本发明提出的固体废弃物微波处理设备，不对环境造成二次污染，物料升温的温度快，处理时间短。

3、本发明提出的固体废弃物微波处理设备，工作温度最高可达1000℃，满足大多类固体废弃物的微波处理。

4、本发明提出的固体废弃物处理设备的各处密封性良好，可有效的控制氧气进入腔体内部，减少固体废弃物处理时产生的烟气量。

5、本发明提出的固体废弃物处理设备，微波穿透物料后才被热载体吸收升温，有利于微波直接作用于部分炭化后的固体废弃物物料，使其快速加热升温炭化。本发明蓄热载体固定在坩埚的内部，不随物料排出，可持续的对物料进行加热升温，有效的减少能量的消耗。且可解决现有技术物料与蓄热载体混合加热升温，蓄热载体难以分离的技术问题。

6、蓄热载体辐射的热量需经过固体废弃物传导给微波专用坩埚，不对微波专用坩埚直接辐射，降低微波专用坩埚的升温，方便保温隔热处理，降低使用成本。

附图说明

图1是本发明提供的一种固体废弃物微波处理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，一种固体废弃物微波处理设备，它包括依次相连的微波能发生系统1、微波馈能传输系统2和微波腔体3；微波腔体3安装在机架8上；微波腔体3内安装有微波专用复合保温层4，微波专用复合保温层4内安装有微波专用坩埚5，微波专用坩埚5的内部安装有微波专用蓄热载体6；微波腔体3内部的微波专用坩埚5与烟气管道组合7相连通；

微波腔体3上部开设有与微波专用坩埚5相连通的进料口3-1；微波腔体3底部开设有与微波专用坩埚5相连通的出料口3-2。微波腔体3底部出料口3-2的前端安装有搅动出料装置9。

以上所述的固体废弃物微波处理设备，微波发生系统1由单套或多套微波电源柜和微波输出柜组成，其中单台波能发生系统产生微波能功率为15kW-100kW，频率为915MHz或2450MHz。

以上所述的固体废弃物微波处理设备，微波馈能传输系统2包括通过法兰依次连接的三端环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、调配三螺钉波导组合、E面45°圆弧波导、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；其中三端环形器与微波发生系统1连接，扩展馈能波导组合与微波腔体3连接。所述的扩展馈能波导组合包括喇叭扩展波导、裂缝天线波导或波导同轴天线。三端环形器、调配三螺钉波导组合可以有效降低微波能量的反射，既提高了微波能利用的效率，也减小了反射的微波能对微波发生系统的损害。

以上所述的固体废弃物微波处理设备，所述的所述微热腔体3为金属焊接的谐振腔体；微波腔体3的形状为方形、圆形、六边形或八边形；微波腔体3上设有馈能口，馈能口通过法兰与微波馈能传输系统2的扩展馈能波导组合相连；

微波腔体3上设置有检修炉门、测温口和充氮口。在微波腔体3的炉体的四个面上开设有馈能口；两面上设有检修门，检修门采取对称设置，方便对馈能口密封板及炉内结构的情况的查看；剩余的两个面上开设有测温孔，可以对腔体内的环境及微波专用坩埚5的外壁温度进行监测。在微波腔体顶板上开设有圆形的进料口及烟气出气口。微波腔体3的底部为采用不锈钢310S制作而成的炉板和底板组成，底板上开设有出料口，方便处理后的固体残灰的出料。在测温管处设置了冲氮口对微波腔体3内部进行充氮，减少在设备运行时，空气进入到微波专用坩埚5内，影响医疗固体废弃物的微波处理。

在本实施例中，微波专用复合保温层4内部采用不吸波的陶瓷纤维棉与外部采用陶瓷纤维板复合而成，可以有效的隔绝热量传导及辐射到微波腔体的壁上，保温材料质量轻，堆砌方便。微波专用复合保温层支撑在微波腔体的底板上，环绕微波专用坩埚的外部进行堆砌，堆砌的厚度200mm，有效的隔绝了微波专用坩埚的热量的传导与辐射，确保微波腔体温度≤60℃。

在本实施例中，微波专用坩埚5为圆形，由重质刚玉耐火材料高温烧制而成，工作温度可达1200℃，透波性良好。微波专用坩埚5坩埚表面密实，可阻止烟气及其它有毒有害物质的侵入，透出到坩埚。微波专用坩埚5支撑在微波腔体3的炉板上，安装在微波专用复合保温层4的内部，有一定的结构强度，热振性能良好，能满足冷热交替连续生产的工作需要。

在本实施例中，微波专用蓄热载体6为吸波性良好的碳化硅升温材料烧制而成，最高升温可达1200℃。热载体上部设计成锥形，有利于进入炉内的物料强制分料；在保证微波能全部吸收的情况下，采用中空设计，减小热载体的重量，方便安装固定。微波专用蓄热载体6安装在微波腔体3的炉板上，与炉板之间采用刚玉耐火材料进行隔热，防止炉板的温度过高，微波专用蓄热载体6安装于微波专用坩埚5的中心部，高温时可以均匀的向四周辐射热量，使炉膛温度高达500℃-1000℃，对微波专用坩埚5内的医疗固体废弃物有效的进行热解反应，并大幅降低烟气内的二噁英含量。

在本实施例中，烟气管道组合7由310S耐高温不锈钢管制作而成，工作耐温≥800℃，烟气管道组合7上设置有1个测温口、1个测压口、1个测氧口和1个泄爆口。测温口对烟气的温度进行监测，防止烟气的温度过低，测压口用来对管道及炉腔内的压力进行监测，与后续的抽排风机实现联动，使腔体内保证-50Pa的微负压状态下运行；测氧口对管道及腔体内的氧含量进行监测，控制氧气含量在2%以下，有效的控制烟气及炉内的含氧量，抑制二噁英的产生，同时防止烟气爆炸危险的发生；泄爆口主要是用于发生危险时进行紧急的安全泄爆，防止冲开炉门组合或冲坏炉腔体，坏物伤人。

在本实施例中，机架8由支架为H型钢焊接制作而成，满足整体设备及物料的承载要求。

在本实施例中，搅动出料装置9由变频防爆电机驱动，变频电机经减速机、大小带轮减速后，带动旋转叶片在微波炉腔3中旋转，将热解后的医疗废弃物的炭渣刮动向出料口3-2运动，从出料口3-2排出。

在本实施例中，固体废弃物为医疗固体废弃物，但不局限于此物料。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种固体废弃物微波处理设备，其特征在于，它包括依次相连的微波能发生系统（1）、微波馈能传输系统（2）和微波腔体（3）；微波腔体（3）安装在机架（8）上；微波腔体（3）内安装有微波专用复合保温层（4），微波专用复合保温层（4）内安装有微波专用坩埚（5），微波专用坩埚（5）的内部安装有微波专用蓄热载体（6）；微波腔体（3）内部的微波专用坩埚（5）与烟气管道组合（7）相连通；微波腔体（3）上部开设有与微波专用坩埚（5）相连通的进料口（3-1）；微波腔体（3）底部开设有与微波专用坩埚（5）相连通的出料口（3-2）。

2.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，微波腔体（3）底部出料口（3-2）的前端安装有搅动出料装置（9）。

3.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，微波发生系统（1）由单套或多套微波电源柜和微波输出柜组成，其中单台波能发生系统产生微波能功率为15kW-100kW，频率为915MHz或2450MHz。

4.根据权利要求1至3任一项所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，微波馈能传输系统（2）包括通过法兰依次连接的三端环形器、E面90°圆弧波导、直波导、H面90°圆弧波导、调配三螺钉波导组合、E面45°圆弧波导、BJ-9功率分配器和扩展馈能波导组合；其中三端环形器与微波发生系统（1）连接，扩展馈能波导组合与微波腔体（3）连接。

5.根据权利要求4所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的扩展馈能波导组合包括喇叭扩展波导、裂缝天线波导或波导同轴天线。

6.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的所述微热腔体（3）为金属焊接的谐振腔体；微波腔体（3）的形状为方形、圆形、六边形或八边形；微波腔体（3）上设有馈能口，馈能口通过法兰与微波馈能传输系统（2）的扩展馈能波导组合相连；微波腔体（3）上设置有检修炉门、测温口和充氮口。

7.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的微波专用复合保温层（4）内部采用不吸收微波的软质的保温棉材料，外部材质硬质不吸收微波的轻质保温板复合而成；微波专用复合保温层（4）支撑在微波腔体（3）的底板上，环绕微波专用坩埚（5）的外部进行堆砌，堆砌的厚度为100~300mm。

8.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的微波专用坩埚（5）由高温时透波性良好的耐火材料高温烧制而成，微波专用坩埚（5）为方形或圆形；微波专用坩埚（5）支撑在微波腔体（3）的炉板上。

9.根据权利要求1所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的烟气管道组合（7）采用耐800℃高温钢管制作而成，烟气管道组合（7）上设置有测温口、测压口、测氧口和泄爆口。

10.根据权利要求2所述的固体废弃物微波处理设备，其特征在于，所述的搅动出料装置（9）由驱动机构与旋转叶片组成。