CN110081430A - 一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统 - Google Patents

Abstract

一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，包括带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室、尾气处理系统和PLC控制装置，所述尾气处理系统包括冷却室、除酸室、除尘室、风机和锅炉，所述锅炉的左侧上部设有主进水口和支进水口，所述锅炉的右侧中部设有锅炉出水口，所述锅炉的左侧下部设有锅炉进气口，所述冷却室的出水口通过输水管与锅炉的支进水口连接，所述冷却室内设有焦油收集管，所述焦油收集管位于冷却管的下方且与冷却管的底部连通。本发明提供了一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，利用垃圾热解使垃圾资源化，减量化，有效化。

Description

一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统

技术领域

本发明涉及热解有机染料技术领域，尤其是涉及一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统。

背景技术

公开号CN107796001A，公开日为2018年3月13号，实用新型名称为“一种环保型垃圾热解气化焚烧方法及其焚烧装置”的中国实用新型专利公开了一种环保型垃圾热解气化焚烧方法及其焚烧装置。该方法是垃圾在密闭的焚烧炉炉腔内利用侧部布风盘送风进行缺氧燃烧，不可燃物质变成灰渣通过排渣机构排出炉外；产生的高温气体上升加热热解上部垃圾中的有机物质，最后产生的可燃气体通过上部出口导出；垃圾中未热解的固定碳和灰份等无机类物质继续下行进行缺氧燃烧。

公开号为CN 104848229A,公开日为2015年8月19日，实用新型名称为“一种车载式可燃固体废料热解焚烧装置”的中国实用新型专利公开了一种车载式可燃固体废料热解焚烧装置及方法。该装置由进料系统，热解焚烧炉烟气-空气换热系统风机机组组成。该方法是固体废料通过液压活塞进料设备进入热解焚烧炉的热解气化室。热解气化室为常规设计，在缺氧条件下，依次进行干燥、热解与气化反应生成热解气化气体和灰渣。生产的气体向上进入二燃室，产生的灰渣经炉箅排入灰渣室。

在现有技术中的垃圾处理设备在使用时，存在以下问题：①传统的加热方式存在着传热效率低，耗能大，高温产物收集之前未经余热回收过程，温度不易控制，造成二次污染等问题。②城市垃圾通过垃圾车运往中转站，在处理时，再将垃圾从中转站运输至焚烧厂对垃圾进行焚烧，再对焚烧后的废渣进行填埋或其他方式进行处理。在此过程中，需要频繁多次搬运垃圾，不仅增加了成本，而且容易造成二次污染。③目前的热解处理装备设备系统复杂、流程冗长、操作系统复杂，投资成本高，因而对于一些垃圾产生源较分散且产量不是很大情况，无法得到推广。

发明内容

为了克服现有垃圾处理技术存在的缺陷，本发明提供了一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，利用垃圾热解使垃圾资源化，减量化，有效化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，包括带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室、尾气处理系统和PLC控制装置，所述带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室、尾气处理系统分别与PLC控制装置连接，所述尾气处理系统包括冷却室、除酸室、除尘室、风机和用于制热水的锅炉，所述进料机构安装在旋转式低温热解炉的上方，且进料机构的出料端与旋转式低温热解炉的进料口连接，所述高温热解室位于冷却室的上方，所述冷却室位于除酸室的上方，所述除酸室位于除尘室的上方，所述锅炉的左侧上部设有主进水口和支进水口，所述锅炉的右侧中部设有锅炉出水口，所述锅炉的左侧下部设有锅炉进气口，所述冷却室的进水口、锅炉的主进水口分别与供水装置连接，所述冷却室的出水口通过输水管与锅炉的支进水口连接，所述冷却室内设有焦油收集管，所述焦油收集管位于冷却管的下方且与冷却管的底部连通，所述冷却室外壳下部的左右两侧分别设有一个焦油清理孔，所述焦油收集管的左右两端分别从相应一侧的焦油清理孔伸出，所述焦油收集管的右端口为残余焦油清理口，所述焦油收集管的左端向下弯曲并与焦油引流板连接，形成焦油排放口；

所述旋转式低温热解炉的出气孔通过低温热解出气管与高温热解室的进气口连接，高温热解室的出气口与冷却室的进气口连接，所述冷却室的出气口与除酸室的进气口连接，所述除酸室的出气口与除尘室的进气口连接，所述除尘室的出气口通过除尘室出气管与风机的入口连接，风机的出口通过锅炉燃气进气管与锅炉进气口连接；所述低温热解出气管上设有压力传感器和降压阀，压力传感器与PLC控制装置连接，PLC控制装置与降压阀连接；

垃圾通过进料机构的破碎装置破碎后并从出料端出料，接着通过旋转式低温热解炉的进料口进入热解炉内，并通过干燥、低温热解后，气体通过低温热解出气管进入到高温热解室，灰渣被清理出去，气体通过高温热解室高温热解后，依次通过冷却室、除酸室和除尘室，进行冷却、除酸和除尘，最后进入到锅炉内进行燃烧。

进一步，所述热解制热水系统还包括底盘和带有锁止机构的万向轮，所述底盘底部的四个角处分别设置一个万向轮。

再进一步，所述旋转式低温热解炉包括包括支架、内炉体、外炉体、加热底座、顶盖、用于内炉体旋转的旋转机构和三个用于顶起顶盖的小液压机，所述内炉体内通过三块分隔板均分成三个仓室，三块分隔板之间相互呈120°布置，每个仓室的底板均为圆心角为120°的扇形且分别与内炉体可拆卸式连接，所述旋转机构包括上传动轴、下传动轴和步进电机，所述上传动轴的下端固定在三块分隔板上端连接点上，所述下传动轴的上端固定在三块分隔板下端连接点上；

所述加热底座包括底座本体和环形凸起，环形凸起安装在底座本体上，且环形凸起上设有外螺纹，环形凸起内通过三个隔条均分成三个区域，分别为干燥区、低温热解区和出渣区，三个隔条之间相互呈120°布置且与三块分隔板上下重合设置，该干燥区和低温热解区上均设有电加热管，该低温加热区内的电加热管数量多于干燥区内的电加热管数量，三个隔条连接点处设有传动轴安装孔，所述下传动轴的下端通推力球轴承可转动的安装在传动轴安装孔内；

所述外炉体套装在内炉体外且与内炉体之间设有间隙，所述外炉体的下端与环形凸起螺纹连接，所述外炉体内壁上均布有三个隔热板，三个隔热板与加热底座上的三个隔条一一对应且在同一半径上，将外炉体与内炉体之间的间隙也分割成三个区域，分别为干燥区、低温热解区和出渣区，该干燥区和低温热解区内均设有用于加热的硅碳棒，硅碳棒竖直排列，该低温加热区内的硅碳棒的数量多于干燥区内的硅碳棒的数量；

所述顶盖上设有进料口、干燥气体出气孔、低温热解出气孔和传动轴通孔，所述低温热解出气孔即为所述旋转式低温热解炉的出气孔，所述进料口与干燥气体出气孔设置在同一个区域内，该区域与干燥区上下对应，同时与内炉体的其中一个仓室连通，所述低温热解出气孔与低温热解区上下对应且与内炉体的另一个仓室连通，所述上传动轴的上端穿过传动轴通孔与步进电机的输出轴连接，所述步进电机安装在支架上；所述顶盖底部在与干燥区和低温热解区正对位置上分别设有干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器，所述干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器分别与PLC控制装置连接；

三个小液压机等间隔布置在外炉体外一周，每个小液压机的缸体固定安装在底座本体上，每个小液压机的顶杆与顶盖连接，顶盖与外炉体、内炉体之间密封连接；所述外炉体在出渣区设有排渣口，在排渣口处设有排渣盖；所述电加热管、硅碳棒分别与供电设备连接，PLC控制装置分别与步进电机、小液压机、电加热管、硅碳棒连接；

垃圾从顶盖上的进料口进入到内炉体的其中一个仓室内，该仓室位于干燥区内，待垃圾达到一定量时，干燥区上的电加热管和硅碳棒均开始加热进行干燥，干燥完毕后，通过三个小液压机将顶盖顶起脱离内炉体，接着步进电机驱动带动上传动轴转动，从而带动内炉体进行120°旋转，使得装有干燥后的垃圾的仓室旋转到低温热解区，通过低温热解后，内炉体接着旋转120°，使得装有低温热解后的垃圾的仓室旋转到出渣区，打开排渣盖，将此区域的内炉体仓室的底板拆下，进而实现排渣，排渣后，内炉体继续旋转120°，使得排渣后的这个仓室回到干燥区内，并继续进料，与此同时其他两个仓室在旋转到不同区域时，进行该区域的相应的操作。

更进一步，所述高温热解室内设有高温热解管、保温壳体、热解管进气口、热解管出气口、用于加热的硅碳棒和金属扭带，所述热解管进气口即为高温热解室的进气口，热解管出气口即为高温热解室的出气口，所述高温热解管和保温壳体均为U型，所述保温壳体套装在高温热解管外，热解管进气口与热解管出气口分别与高温热解管的两端连接；

所述硅碳棒位于保温壳体内且呈螺旋状缠绕在高温热解管外，该硅碳棒还与PLC控制装置连接，所述高温热解管内设有一根螺旋状金属扭带，所述热解管进气口与热解管出气口均为锥形，与保温壳体连接的一端为大头端。

本发明的有益效果主要表现在：

1.先进性：加热方式采用电加热，升温速率快，加热效率高，而且在电加热过程中，产生的废气、残余物和烟尘少，可保持被加热物体的洁净，不污染环境；内炉体可旋转，因此废料以此在三个仓室中完成干燥-低温热解-出渣的过程，三个室连续轮流进行，可实现连续不停止进料，相对小型的垃圾热解装置，其日处理量较高；分室旋转式低温热解炉的设计也使得整个系统的占地面积小；多级热解使得垃圾组分中有机挥发分热解得更加彻底，小分子可燃气体产率更高，而尾气中有机污染物含量相应的降低；高温产物的余热回收系统实现了能量的梯级利用，提高了整个系统的能量利用率；

2.安全性：利用热解气体回收装置以及生成炉渣再利用方式，达到了有毒气体0排放的设想，对于使用人员，对于设备工作环境来说具有绝对的安全性；

3.可靠运行性：采用电热解方式，使得热解过程更为可控，使得设备的运行可靠性增加；通过测算垃圾投入峰值，确保垃圾处理节拍与垃圾投入节拍较为一致，使得设备具有可靠的持续运行能力；

4.多级热解产物利用：高灰分生物质无氧800度反应后大概固体产率28％，碳含量69％，氢含量4％，氮含量0.6％，余下为灰分和氧；气体产率75％，气体成分58％氢气，28％一氧化碳，10％甲烷，2％左右气态烃类，剩下为氮气和二氧化碳。在该装置中，经过800度分解的气体，将通过管道输送至储气瓶，在输送过程中利用其余热对刚进入热解系统含有大量水分的生活垃圾进行干燥。在通入储气瓶中之后可以为村镇提供燃气原料；

5.热利用：通过余热利用系统，可以实现利用该设备的余热和冷却需求对物质加热，可产生供热使用的热水提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是旋转式低温热解炉的结构示意图。

图3是外炉体的结构示意图。

图4是顶盖仰视角立体图。

图5是顶盖的俯视图。

图6是高温热解管的立体图。

图7是高温热解管的俯视图。

图8是加热底座的示意图。

图9是内炉体与外炉体装配示意图。

图10是内炉体的示意图。

图11是旋转式低温热解炉的外观图。

图12是内炉体仓室的底板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图12，一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，包括带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室19、尾气处理系统和PLC控制装置，所述带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室19、尾气处理系统分别与PLC控制装置连接，所述尾气处理系统包括冷却室7、除酸室8、除尘室9、风机12和用于制热水的锅炉14，所述进料机构安装在旋转式低温热解炉的上方，且进料机构的出料端与旋转式低温热解炉的进料口连接，所述高温热解室位于冷却室7的上方，所述冷却室7位于除酸室8的上方，所述除酸室8位于除尘室9的上方，所述锅炉14的左侧上部设有主进水口16和支进水口，所述锅炉14的右侧中部设有锅炉出水口15，所述锅炉14的左侧下部设有锅炉进气口13，所述冷却室的进水口5、锅炉的主进水口16分别与供水装置连接，所述冷却室的出水口通过输水管17与锅炉17的支进水口连接，输水管17上设有阀门18，所述冷却7内设有焦油收集管，所述焦油收集管位于冷却管7的下方且与冷却管7的底部连通，所述冷却室外壳下部的左右两侧分别设有一个焦油清理孔，所述焦油收集管的左右两端分别从相应一侧的焦油清理孔伸出，所述焦油收集管的右端口为残余焦油清理口11，所述焦油收集管的左端向下弯曲并与焦油引流板连接，形成焦油排放口6；

所述旋转式低温热解炉的出气孔通过低温热解出气管20与高温热解室的进气口连接，高温热解室的出气口与冷却室7的进气口连接，所述冷却室7的出气口与除酸室8的进气口连接，所述除酸室8的出气口与除尘室9的进气口连接，所述除尘室的出气口10通过除尘室出气管与风机的入口连接，风机的出口通过锅炉燃气进气管与锅炉进气口13连接；所述低温热解出气管20上设有压力传感器22和降压阀21，压力传感器22与PLC控制装置连接，PLC控制装置与降压阀21连接；

垃圾通过进料机构的破碎装置破碎后并从出料端出料，接着通过旋转式低温热解炉的进料口进入热解炉内，并通过干燥、低温热解后，气体通过低温热解出气管进入到高温热解室，灰渣被清理出去，气体通过高温热解室高温热解后，依次通过冷却室7、除酸室8和除尘室9，进行冷却、除酸和除尘，最后进入到锅炉内进行燃烧。

进一步，所述热解制热水系统还包括底盘和带有锁止机构的万向轮，所述底盘底部的四个角处分别设置一个万向轮。

再进一步，所述旋转式低温热解炉包括包括支架4、内炉体30、外炉体2、加热底座3、顶盖28、用于内炉体30旋转的旋转机构和三个用于顶起顶盖的小液压机1，所述内炉体内通过三块分隔板301均分成三个仓室，三块分隔板301之间相互呈120°布置，每个仓室的底板302均为圆心角为120°的扇形且分别与内炉体30可拆卸式连接，所述旋转机构包括上传动轴29、下传动轴39和步进电机25，所述上传动轴29的下端固定在三块分隔板上端连接点上，所述下传动轴39的上端固定在三块分隔板下端连接点上；

所述加热底座3包括底座本体和环形凸起，环形凸起安装在底座本体上，且环形凸起上设有外螺纹，环形凸起内通过三个隔条均分成三个区域，分别为干燥区41、低温热解区42和出渣区43，三个隔条之间相互呈120°布置且与三块分隔板301上下重合设置，该干燥区和低温热解区上均设有电加热管，该低温加热区内的电加热管数量多于干燥区内的电加热管数量，三个隔条连接点处设有传动轴安装孔40，所述下传动轴39的下端通推力球轴承可转动的安装在传动轴安装孔40内；

所述外炉体2套装在内炉体30外且与内炉体之间设有间隙，所述外炉体2的下端与环形凸起螺纹连接，所述外炉体内壁2上均布有三个隔热板2-2，三个隔热板2-2与加热底座3上的三个隔条一一对应且在同一半径上，将外炉体2与内炉体30之间的间隙也分割成三个区域，分别为干燥区、低温热解区和出渣区，该干燥区和低温热解区内均设有用于加热的硅碳棒2-1，硅碳棒2-1竖直排列，该低温加热区内的硅碳棒的数量多于干燥区内的硅碳棒的数量；

所述顶盖28上设有进料口26、干燥气体出气孔27、低温热解出气孔23和传动轴通孔，所述低温热解出气孔23即为所述旋转式低温热解炉的出气孔，所述进料口26与干燥气体出气孔27设置在同一个区域内，该区域与干燥区上下对应，同时与内炉体30的其中一个仓室连通，所述低温热解出气孔23与低温热解区上下对应且与内炉体30的另一个仓室连通，所述上传动轴29的上端穿过传动轴通孔与步进电机25的输出轴连接，所述步进电机25安装在支架4上；所述顶盖28底部在与干燥区41和低温热解区42正对位置上分别设有干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器，所述干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器分别与PLC控制装置连接；

三个小液压机1等间隔布置在外炉体2外一周，每个小液压机1的缸体固定安装在底座本体上，每个小液压机1的顶杆与顶盖28连接，顶盖与外炉体2、内炉体30之间密封连接；所述外炉体2在出渣区设有排渣口，在排渣口处设有排渣盖32；所述电加热管、硅碳棒2-1分别与供电设备连接，PLC控制装置分别与步进电机25、小液压机1、电加热管、硅碳棒2-1连接；

垃圾从顶盖28上的进料口进入到内炉体30的其中一个仓室内，该仓室位于干燥区41内，待垃圾达到一定量时，干燥区41上的电加热管和硅碳棒2-1均开始加热进行干燥，干燥完毕后，通过三个小液压机1将顶盖28顶起脱离内炉体30，接着步进电机25驱动带动上传动轴29转动，从而带动内炉体30进行120°旋转，使得装有干燥后的垃圾的仓室旋转到低温热解区42，通过低温热解后，内炉体30接着旋转120°，使得装有低温热解后的垃圾的仓室旋转到出渣区43，打开排渣盖，将此区域的内炉体仓室的底板302拆下，进而实现排渣，排渣后，内炉体继续旋转120°，使得排渣后的这个仓室回到干燥区内，并继续进料，与此同时其他两个仓室在旋转到不同区域时，进行该区域的相应的操作。

更进一步，所述高温热解室19内设有高温热解管36、保温壳体34、热解管进气口33、热解管出气口37、用于加热的硅碳棒35和金属扭带38，所述热解管进气口33即为高温热解室的进气口，热解管出气口37即为高温热解室的出气口，所述高温热解管36和保温壳体34均为U型，所述保温壳体套装在高温热解管外，热解管进气口与热解管出气口分别与高温热解管的两端连接；

所述硅碳棒35位于保温壳体34内且呈螺旋状缠绕在高温热解管36外，该硅碳棒35还与PLC控制装置连接，所述高温热解管36内设有一根螺旋状金属扭带38，所述热解管进气口33与热解管出气口37均为锥形，与保温壳体34连接的一端为大头端。

如图1所示，进料口26为倒锥形进料口，垃圾由进料口26进入，破碎装置位于进料口26处，破碎装置处干燥区域上方。破碎装置以及进料口26由于工作过程当中会出现震动情况因此在下方设计有三轴支架支撑。破碎装置选用双轴破碎机24，主要由破碎机主体、动刀/定刀、轴承、刀轴、减速机、电动机及电路控制机构等构成。双轴破碎机采用行星齿轮减速机驱动，刀片采用高强度合金钢制成，有较强的耐磨性和较高的强度等特点，轴间差速运转，有撕扯、挤压、咬合等功能。此双轴破碎机可运用于：衣服皮革边角料，原始生活垃圾，厨余垃圾，建筑板等材料，因此满足该设备破碎对象的需求。出料大小可按用户要求调整，设启动、停止、反转及超载自动反转控制功能，具有结构简单紧凑占地面积小，低速、低噪音等特点。破碎后的有机生活垃圾通过下方的仓室，进入到热解炉，进料仓室与热解炉的顶盖紧密链接的。顶盖设有干燥气体出气孔，顶端安装有气体气味净化装置，当在干燥过程当中水分以及垃圾中携带的异味可能会溢出，该系统工作环境处于居民区，因此需将排出的水蒸气做预处理。

如图2和图3所示，旋转式低温热解炉由顶盖28、内炉体30、外炉体2、加热底座3、硅碳棒2-1、温度控制系统、压力控制系统组成，该内炉体30的三个仓室整体外形呈圆柱一体，分别各占1/3体积，外炉体采用保温隔热材料；内炉体30和外炉体2之间是不互相接触的，外炉体主要起到防止内炉体热量向外散失的作用，外炉体2始终固定不动，而内炉体30可以在传动轴的带动下，随着传动轴做同步旋转运动，两者分别由顶盖28将其固定住；内炉体30采用步进电机25驱动，步进电机25与炉体顶端上传动轴29相连接，可以精准的控制内炉体30每次旋转120°；在步进电机25作为主动件，传动轴作为传动件，内炉体作为从动件的旋转运动下，三个仓室相对于顶盖28、加热底座3做间歇性转动，各个仓室的停留时间主要根据干燥室内生活垃圾的量、含水量等因素决定，通过传感器和控制系统调节；加热底座3上分为三个区域，分为干燥区41、低温热解区42、出渣区43，根据各个仓室对于温度要求的不同装有不同数量的硅碳棒作为电热元件进行加热，在内炉体30与外炉体2之间有硅碳棒竖直排列，其中干燥区硅碳棒数量少于低温热解区硅碳棒数量，出渣区43不做排布；低温热解区41顶部具有低温热解出气管20，将低温热解出的气体排出至高温热解室内的高温热解管做进一步热解，低温热解出气管20上设有压力传感器22和降压阀21，以防止气体压力过大或管道发生堵塞时炉内压强过大发生危险；整体来看，该热解炉的外炉体2、顶盖28和加热底座3是固定不动的，只有内炉体30随着传动轴在做同心旋转，顶盖28与外炉体2和内炉体30之间通过密封圈密封，同时采用润滑处理。内炉体30的底部是与可拆卸的底板302榫连接的，中间有柔性密封材料，当可拆卸的底板302与内炉体30装配后，利用内炉体内部的气压压力以及物体的压力将其压紧。当进行出渣操作时，首先打开排渣盖32，后取出内炉体底部的底板302，将灰渣清出后再将其装配。

如图6和图7所示，高温热解管36呈U型设计，硅碳棒35呈螺旋形缠绕在高温热解管36外壁加热，以增大加热效率；高温热解管36温度控制在950℃～1000℃左右，将低温热解所产生的气体进行二次热解，气体不间断地从高温热解管36内流过，以达到持续反应；将一根螺旋状的金属扭带38插入高温热解管36，使得管道单向流体换热得到强化反应充分发生。

所述热解管进气口33为锥形，近入口端为小端，近保温壳体端为大端，大端与保温壳体相连接；所述热解管出气口37为锥形，近出口端为小端，近保温壳体端为大端，大端与保温壳体34相连接；所述保温壳体34呈U型，内包含高温热解管36、硅碳棒35、金属扭带38；所述硅碳棒35呈螺旋状缠绕在高温热解管36上，便于增加受热面积，使气体充分热解；所述金属扭38带放入高温热解管36，使气体紊流增加，充分热解。

尾气处理系统，水由冷却室的进水口5进入，当温度逐渐上升冷却效果下降时，水从冷却室出水口排出，进入锅炉14中通过热解气体做进一步的燃烧加热；低温热解炉和高温热解管36产生的可燃合成气含有大分子物质以及大颗粒物质，同时含有对空气有一定危害的酸性气体，在对其进行燃烧之前需做净化处理，主要包括除酸和除尘处理；除酸处理使用碱石灰做除酸处理，除尘处理使用除尘布袋；除尘布袋对于气体流动阻力较大，为保证前面流程顺利进行，在锅炉燃气进气管间安装风机，促进管道内气体流动；最后进入锅炉14进行燃烧。

控制系统，该控制系统可使用PLC控制装置，旋转式低温热解炉中的温度、压力等各个参数可以在显示屏上面显示出来，操作者可以通过调节来改变各个参数，从而实现对整个系统的控制与参数调节。同时，显示屏上还有一系列操作指令，可以对进料机构的进料速度，进料口与出料口的开与关，各室停留时间及风机组的功率大小等等进行控制。

温度控制系统包括干燥仓室温度传感器、低温热解仓室温度传感器，该控制系统控制仓室内温度保持在一个稳定稳定的范围以达到理想的热解效果和节约能耗的效果。压力控制系统为压力传感器22和降压阀21。

本热解制热水系统的运行流程：

1.将垃圾经双轴破碎机24破碎后进入处于干燥区41的仓室内进行干燥处理，以达到垃圾干燥话，燃烧热值高的效果

2.待垃圾干燥至可热解状态时，内炉体30旋转，该仓室旋转至低温热解区42进行低温热解，其中该区域由于温度较高，且易生成难分解危害物，如焦油等。因此需要将该区域温度迅速提高，此区域温度提升速度当以“秒”计算，且该区域意产生不完全热解气体如：焦油，半焦油等；

3.低温热解所产生的气体输入至高温热解管做进一步控焦油、促正向反应作用，进行高温热解，该区域对前一级热解进行过程中产生的气体进行完全热解。该区域同样对于产物要求较高，且考虑到减少有害物质的生成，因此该区域温度提升速度也应当以“秒”计算。在该级热解过程中所产生的气体将通过管道输送至尾气处理系统进行降温冷却处理。

4.尾气输送至尾气处理系统之后首先进行的是换热处理，将高温气体所产生的热量与换热介质进行换热过程，该区域将进行独立设计换热系统，以达到换热效率高，能量梯度利用率高的优点。

5.尾气净化处理后输入尾端锅炉燃烧、为锅炉加热水提供清洁能源。

本发明的工作过程为：

第一步：将有机生活垃圾投入进料口26，进料口26呈倒锥形，这样有利于生活垃圾利用自身重力进入双轴破碎机24进行破碎，同时当垃圾投入量达到峰值的时候，对于不能及时处理的垃圾起到一个暂存的作用。由于处理对象为村镇生活有机垃圾，因此对垃圾成分分析后发现有机物、水分等柔性物质占很大比例，而金属、化学有害物质等不易破碎垃圾在成分中占比极低，因此无需对垃圾做预分类，直接进入双轴破碎机24进行破碎处理。

第二步：经过双轴破碎机24破碎挤压后的生活有机垃圾，直接进入到下方的旋转式低温热解炉的干燥室即内炉体上位于干燥区的仓室中，垃圾在干燥室内的干燥温度为150℃左右，干燥15分钟之后，由PLC控制装置控制步进电机25作为主动件，带动上传动轴29使仓室旋转120°，处于干燥区域的干燥室转动到低温热解区，仓室内温度也相应地由干燥温度提升至低温热解所需要的温度，一般温度范围设置在650℃～700℃的可调节范围，垃圾在该区域发生热解反应，产生可燃气体CO、CH4、H2、CO2、大分子有机气体等，亦产生焦油、半焦油、焦炭等物质。与此同时可继续投放垃圾进入进料口26当中，经双轴破碎机24破碎之后投入到刚旋转进入干燥区域的仓室，进行干燥反应，以此实现垃圾的不间断处理。生成的气体由与顶盖上的低温热解出气孔连接的低温热解出气管20排出，随管道输送到高温热解管36进行高温抑制焦油的生成同时促进可逆反应的正向进行，增加大分子有机气体的热解程度。高温热解管36呈U型设计如上图6所示，硅碳棒35呈螺旋形缠绕在高温热解管36管壁上进行缠绕加热，这样可以使得热解管受热更加充分，同时提高加热效率。该区域温度一般设置在950℃～1000℃的可调节范围。同时低温热解室与高温热解管36之间的低温热解出气管20之间装有压力传感器22和降压阀21，当输气过程中出现气压过大或大分子物质发生淤塞导致气体堵塞出现仓室内压力过大的情况时，降压阀21进行降压工作，以保证反应仓室的安全。经过高温热解后的气体有输气管输入到“冷却室7-除酸室8-除尘室9”一体尾气处理系统中进行热解气体的加工处理。

第三步：高温热解气体首先进入冷却室7进行热交换冷却处理，采用水浴冷却的方式对气体进行冷却降温，同时水可以将气体的余热收集。用于气体输送的冷却管在冷却室内呈螺旋形布置，这样可以提高热交换效率，予以冷却管内的高温气体进行充分降温。水浴池内的水由冷却室的进水口5进入，冷却室的进水口5可自来水管相连，当冷却室内水满后阀门自动关闭进水。同时在冷却过程当中会有少量焦油的析出，因此在冷却管的底部设置有焦油收集管，焦油收集后从焦油排放口6排出，以防止焦油堵塞输气管道；同时通过残余焦油清理口11清理残余在冷却管底部的残余焦油。高温热解气体流动式进入除酸室8内进行除酸，之后进入除尘室9对可燃气体中的大颗粒杂质进行除尘处理。在除尘室9后端的除尘室的出气口10中间安装风机12，缓解除尘过程中对气体流动带来的阻力，保证气体可进入锅炉内燃烧。当经过热交换后冷却室内的水达到一定温度以后由输水管17排出并进入通过支进水口进入锅炉，待水完全排出后冷却室的进水口5继续进水，以达到批次使用自来水热交换的目的。当冷却室内的水浴水达到一定温度使得其冷却效果下降时，通过锅炉的主进水口16进水。其中加热燃料使用的是之前通过热解得到的热解混合气体，即从除尘室出来的气体。当水加热到一定温度时，水从锅炉出水口15输出，可供当地居民作为生活用水使用。

第四步：当低温热解室内的垃圾热解完成之后，内炉体进一步旋转120°至出渣区，低温热解的仓室即变为灰渣收集室31，此时之前停留在出渣区的仓室旋转至干燥区，停留在干燥区的仓室旋转至低温热解区进行不间断地垃圾热解反应，重复上述过程。外炉体在灰渣收集室31的底部设有有排渣盖32作为仓门开关，操作者可通过排渣盖32观察灰渣收集仓内灰渣积累量，当达到一定量的时候做灰渣清理。

Claims (4)

1.一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，其特征在于：包括带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室、尾气处理系统和PLC控制装置，所述带有破碎装置的进料机构、旋转式低温热解炉、高温热解室、尾气处理系统分别与PLC控制装置连接，所述尾气处理系统包括冷却室、除酸室、除尘室、风机和用于制热水的锅炉，所述进料机构安装在旋转式低温热解炉的上方，且进料机构的出料端与旋转式低温热解炉的进料口连接，所述高温热解室位于冷却室的上方，所述冷却室位于除酸室的上方，所述除酸室位于除尘室的上方，所述锅炉的左侧上部设有主进水口和支进水口，所述锅炉的右侧中部设有锅炉出水口，所述锅炉的左侧下部设有锅炉进气口，所述冷却室的进水口、锅炉的主进水口分别与供水装置连接，所述冷却室的出水口通过输水管与锅炉的支进水口连接，所述冷却室内设有焦油收集管，所述焦油收集管位于冷却管的下方且与冷却管的底部连通，所述冷却室外壳下部的左右两侧分别设有一个焦油清理孔，所述焦油收集管的左右两端分别从相应一侧的焦油清理孔伸出，所述焦油收集管的右端口为残余焦油清理口，所述焦油收集管的左端向下弯曲并与焦油引流板连接，形成焦油排放口；

所述旋转式低温热解炉的出气孔通过低温热解出气管与高温热解室的进气口连接，高温热解室的出气口与冷却室的进气口连接，所述冷却室的出气口与除酸室的进气口连接，所述除酸室的出气口与除尘室的进气口连接，所述除尘室的出气口通过除尘室出气管与风机的入口连接，风机的出口通过锅炉燃气进气管与锅炉进气口连接；所述低温热解出气管上设有压力传感器和降压阀，压力传感器与PLC控制装置连接，PLC控制装置与降压阀连接；

垃圾通过进料机构的破碎装置破碎后并从出料端出料，接着通过旋转式低温热解炉的进料口进入热解炉内，并通过干燥、低温热解后，气体通过低温热解出气管进入到高温热解室，灰渣被清理出去，气体通过高温热解室高温热解后，依次通过冷却室、除酸室和除尘室，进行冷却、除酸和除尘，最后进入到锅炉内进行燃烧。

2.如权利要求1所述的一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，其特征在于：所述热解制热水系统还包括底盘和带有锁止机构的万向轮，所述底盘底部的四个角处分别设置一个万向轮。

3.如权利要求1或2所述的一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，其特征在于：所述旋转式低温热解炉包括包括支架、内炉体、外炉体、加热底座、顶盖、用于内炉体旋转的旋转机构和三个用于顶起顶盖的小液压机，所述内炉体内通过三块分隔板均分成三个仓室，三块分隔板之间相互呈120°布置，每个仓室的底板均为圆心角为120°的扇形且分别与内炉体可拆卸式连接，所述旋转机构包括上传动轴、下传动轴和步进电机，所述上传动轴的下端固定在三块分隔板上端连接点上，所述下传动轴的上端固定在三块分隔板下端连接点上；

所述加热底座包括底座本体和环形凸起，环形凸起安装在底座本体上，且环形凸起上设有外螺纹，环形凸起内通过三个隔条均分成三个区域，分别为干燥区、低温热解区和出渣区，三个隔条之间相互呈120°布置且与三块分隔板上下重合设置，该干燥区和低温热解区上均设有电加热管，该低温加热区内的电加热管数量多于干燥区内的电加热管数量，三个隔条连接点处设有传动轴安装孔，所述下传动轴的下端通推力球轴承可转动的安装在传动轴安装孔内；

所述外炉体套装在内炉体外且与内炉体之间设有间隙，所述外炉体的下端与环形凸起螺纹连接，所述外炉体内壁上均布有三个隔热板，三个隔热板与加热底座上的三个隔条一一对应且在同一半径上，将外炉体与内炉体之间的间隙也分割成三个区域，分别为干燥区、低温热解区和出渣区，该干燥区和低温热解区内均设有用于加热的硅碳棒，硅碳棒竖直排列，该低温加热区内的硅碳棒的数量多于干燥区内的硅碳棒的数量；

所述顶盖上设有进料口、干燥气体出气孔、低温热解出气孔和传动轴通孔，所述低温热解出气孔即为所述旋转式低温热解炉的出气孔，所述进料口与干燥气体出气孔设置在同一个区域内，该区域与干燥区上下对应，同时与内炉体的其中一个仓室连通，所述低温热解出气孔与低温热解区上下对应且与内炉体的另一个仓室连通，所述上传动轴的上端穿过传动轴通孔与步进电机的输出轴连接，所述步进电机安装在支架上；所述顶盖底部在与干燥区和低温热解区正对位置上分别设有干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器，所述干燥仓室温度传感器和低温热解仓室温度传感器分别与PLC控制装置连接；

三个小液压机等间隔布置在外炉体外一周，每个小液压机的缸体固定安装在底座本体上，每个小液压机的顶杆与顶盖连接，顶盖与外炉体、内炉体之间密封连接；所述外炉体在出渣区设有排渣口，在排渣口处设有排渣盖；所述电加热管、硅碳棒分别与供电设备连接,PLC控制装置分别与步进电机、小液压机、电加热管、硅碳棒连接；

垃圾从顶盖上的进料口进入到内炉体的其中一个仓室内，该仓室位于干燥区内，待垃圾达到一定量时，干燥区上的电加热管和硅碳棒均开始加热进行干燥，干燥完毕后，通过三个小液压机将顶盖顶起脱离内炉体，接着步进电机驱动带动上传动轴转动，从而带动内炉体进行120°旋转，使得装有干燥后的垃圾的仓室旋转到低温热解区，通过低温热解后，内炉体接着旋转120°，使得装有低温热解后的垃圾的仓室旋转到出渣区，打开排渣盖，将此区域的内炉体仓室的底板拆下，进而实现排渣，排渣后，内炉体继续旋转120°，使得排渣后的这个仓室回到干燥区内，并继续进料，与此同时其他两个仓室在旋转到不同区域时，进行该区域的相应的操作。

4.如权利要求1或2所述的一种可移动式村镇垃圾多级分室热解制热水系统，其特征在于：所述高温热解室内设有高温热解管、保温壳体、热解管进气口、热解管出气口、用于加热的硅碳棒和金属扭带，所述热解管进气口即为高温热解室的进气口，热解管出气口即为高温热解室的出气口，所述高温热解管和保温壳体均为U型，所述保温壳体套装在高温热解管外，热解管进气口与热解管出气口分别与高温热解管的两端连接；

所述硅碳棒位于保温壳体内且呈螺旋状缠绕在高温热解管外，该硅碳棒还与PLC控制装置连接，所述高温热解管内设有一根螺旋状金属扭带，所述热解管进气口与热解管出气口均为锥形，与保温壳体连接的一端为大头端。