一种生活垃圾与污泥协同处理系统及方法与流程

本发明涉及生活垃圾与污泥处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾与污泥协同处理系统及方法。

背景技术：

随着生活水平的提高，全球每年产生的生活垃圾日益增多，产生的污水和污泥量也越来越多。这些生活垃圾和污泥通常含有大量微生物和重金属，如果不进行处理，将会对生态环境造成严重的危害。

目前，对生活垃圾和污泥进行焚烧处理是应用最广的方式。生活垃圾和污泥通常含有较多水分，现有的处理装置在焚烧前没有对生活垃圾和污泥进行干燥处理，并且焚烧后也没有对残渣进行较好处理。缺乏干燥处理导致生活垃圾和污泥的焚烧困难，缺乏对残渣的较好处理会产生扬尘，导致工作环境变得比较恶劣。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种生活垃圾与污泥协同处理系统及方法，能在焚烧前对生活垃圾和污泥进行干燥处理，并在焚烧后对残渣进行吸附处理，使生活垃圾和污泥更容易焚烧，同时改善工作环境。

根据本发明的一个方面，提供一种生活垃圾与污泥协同处理系统，该系统包括干燥装置、焚烧装置和残渣处理装置，所述干燥装置包括空心桨叶轴、筒体、空心桨叶、窑头罩、窑尾罩、旋转接头和第一电机，所述空心桨叶轴倾斜设置，所述空心桨叶轴内部具有沿轴线方向延伸的第一腔体和位于所述第一腔体外围的第二腔体，所述筒体沿所述空心桨叶轴的延伸方向套设在所述空心桨叶轴的外侧，多个所述空心桨叶间隔设置在所述空心桨叶轴上，所述空心桨叶与对应的所述空心桨叶轴内部的所述第二腔体通过第一管道连通、且还与对应的所述空心桨叶轴内部的所述第一腔体通过第二管道连通，所述窑头罩上具有与所述筒体的内部连通的进料口，所述窑头罩套设在所述筒体的上端，所述窑尾罩上具有与所述筒体的内部连通的出料口，所述窑尾罩套设在所述筒体的下端，所述窑尾罩内设置有点火器，所述旋转接头设置在所述空心桨叶轴的一端，所述第一电机用于驱动所述空心桨叶轴旋转；所述焚烧装置包括炉体、固定炉排片和活动炉排片，所述炉体设置在所述窑尾罩的下方、且一端与所述窑尾罩上的所述出料口连通，所述固定炉排片和所述活动炉排片沿横向依次交替设置在所述炉体内，所述活动炉排片可沿纵向作往复直线运动，所述炉体的上端具有烟囱，所述烟囱与所述窑尾罩的内部连通；所述残渣处理装置包括螺旋送料机和第二电机，所述螺旋送料机倾斜设置，所述螺旋送料机的下端位于所述炉体的下方且与所述炉体的另一端连通，所述螺旋送料机的下端具有储水槽、上端具有出渣口，所述第二电机用于驱动所述螺旋送料机内的送料轴旋转，所述送料轴沿延伸方向设置有螺旋叶片。

进一步地，所述筒体包括干燥段和位于所述干燥段下方的气化段，多个所述空心桨叶间隔设置在位于所述干燥段内的所述空心桨叶轴上。

进一步地，位于干燥段内的所述空心桨叶上的远离所述空心桨叶轴的一端设置有刮板。

进一步地，还包括驱动装置，所述筒体的内部具有用于容纳热介质的第一夹套，所述窑头罩和所述窑尾罩均与所述筒体转动连接、且还都与所述筒体密封连接，所述窑头罩和所述窑尾罩的内部都形成环形的空腔，所述窑头罩和所述窑尾罩上分别具有与对应的所述空腔连通的热介质出口和热介质进口，两个所述空腔均与所述第一夹套连通，所述驱动装置用于驱动所述筒体旋转。

进一步地，所述驱动装置包括固定架、拨销、第三电机、拨叉刃和拨叉，所述固定架套设在所述筒体上，多个所述拨销沿所述固定架的周向均布在所述固定架上、且均与所述固定架可拆卸连接，所述固定架和相邻的两个所述拨销之间形成有凹槽，所述第三电机与所述拨叉的一端固定连接，所述拨叉刃与所述拨叉的另一端可拆卸连接，所述拨叉刃可插入和脱离所述凹槽。

进一步地，所述固定炉排片和所述活动炉排片的上端均设置有用于打散和切割生活垃圾和污泥的破碎刃。

进一步地，所述螺旋叶片上分布有多个滤水孔。

进一步地，位于所述出渣口上方的螺旋叶片和位于所述出渣口下方的螺旋叶片的旋向相反。

进一步地，所述螺旋送料机的外壳的外壁上设置有第二夹套，所述第二夹套的一端与空气泵连通、另一端与所述炉体连通。

根据本发明的第二个方面，提出了一种生活垃圾与污泥协同处理方法，所述方法包括以下步骤：

经过增压的热介质从窑尾罩上的热介质进口进入筒体的第一夹套内，并从窑头罩上的热介质出口排出；

生活垃圾和污泥从进料口进入筒体的干燥段内，并在位于干燥段内的第一夹套、空心桨叶轴和空心桨叶的加热下进行干燥处理；

干燥处理后的生活垃圾和污泥进入气化段内，在位于气化段内的第一夹套和空心桨叶轴的加热下进行热解气化处理；

热解气化处理后的生活垃圾和污泥进入炉体，经过固定炉排片和活动炉排片上的破碎刃的打散和切割后进行焚烧处理；

焚烧产生的热烟气从空心桨叶轴的一端的旋转接头进入空心桨叶轴的第二腔体，通过第一管道扩散至空心桨叶后，再从第二管道进入第一腔体回流排出；

焚烧处理后的残渣进入螺旋送料机的储水槽内；

进入储水槽的残渣在螺旋送料机的作用下向上移动，并从螺旋送料机的上端的出渣口排出；

经过空气泵压缩的空气在第二夹套内与螺旋送料机内的残渣交换热量，受热后的空气进入炉体。

本发明的有益效果：本发明提供的一种生活垃圾与污泥协同处理系统及方法，在对生活垃圾和污泥进行焚烧处理前，通过筒体的干燥段和气化段分别对生活垃圾和污泥进行干燥处理和热解气化处理，使得生活垃圾和污泥进入炉体内更易焚烧。炉体内的固定炉排片和活动炉排片配合作用，使生活垃圾和污泥的焚烧更加充分，焚烧处理后的残渣进入储水槽与水接触，避免了扬尘的产生，改善了工作环境。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为干燥装置的结构示意图；

图3为焚烧装置的结构示意图；

图4为残渣处理装置的结构示意图；

图5为干燥装置的正视剖面示意图；

图6为图5中a部的放大示意图；

图7为图2中b部的放大示意图；

图8为驱动装置的侧视结构示意图；

图9为空心桨叶轴的结构示意图；

图10为拨叉的剖面结构示意图；

图11为生活垃圾与污泥协同处理系统的处理方法的流程示意图。

附图标记：10-干燥装置、11-空心桨叶轴、111-第一腔体、112-第二腔体、12-筒体、121-干燥段、122-气化段、123-第一夹套、13-空心桨叶、131-刮板、14-窑头罩、141-热介质出口、142-进料口、15-窑尾罩、151-热介质进口、152-出料口、153-点火器、16-旋转接头、17-第一电机、20-焚烧装置、21-炉体、22-固定炉排片、23-活动炉排片、24-烟囱、25-破碎刃、30-残渣处理装置、31-螺旋送料机、311-第二夹套、32-第二电机、33-储水槽、34-出渣口、35-送料轴、36-螺旋叶片、40-驱动装置、41-固定架、42-拨销、43-第三电机、44-拨叉刃、45-拨叉、451-销套、452-减震垫、453-第一容置槽、454-推动件、455-第二弹簧、456-第二容置槽、46-凹槽、50-空腔、60-密封圈、70-第一管道、80-第二管道、90-防逆转机构、91-基座、92-止动件、93-第一弹簧、94-倾斜面。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-10所示，本发明提供一种生活垃圾与污泥协同处理系统，包括干燥装置10、焚烧装置20和残渣处理装置30。

干燥装置10包括空心桨叶轴11、筒体12、空心桨叶13、窑头罩14、窑尾罩15、旋转接头16和第一电机17。空心桨叶轴11倾斜设置，空心桨叶轴11内部具有沿轴线方向延伸的第一腔体111和位于第一腔体111外围的第二腔体112，筒体12沿空心桨叶轴11的延伸方向套设在空心桨叶轴11的外侧，多个空心桨叶13间隔设置在空心桨叶轴11上。空心桨叶13与对应的空心桨叶轴11内部的第二腔体112通过第一管道70连通、且还与对应的空心桨叶轴11内部的第一腔体111通过第二管道80连通。窑头罩14上具有与筒体12内部连通的进料口142、且套设在筒体12的上端，窑尾罩15上具有与筒体12内部连通的出料口152、且套设在筒体12的下端，窑尾罩15内设置有点火器153。

旋转接头16通过轴承座设置在空心桨叶轴11的一端，第一电机17用于驱动空心桨叶轴11旋转。热介质从旋转接头16的第二腔体112通入，通过第一管道70扩散至空心桨叶13，与生活垃圾和污泥热交换后，热介质再经过第二管道8回流至第一腔体111排出。

焚烧装置20包括炉体21、固定炉排片22和活动炉排片23。炉体21设置在窑尾罩15的下方、且一端与窑尾罩15上的出料口152连通，方便干燥处理后的生活垃圾和污泥从窑尾罩15上的出料口152直接进入炉体21。固定炉排片22和活动炉排片23沿横向依次交替设置在炉体21内，活动炉排片23在六向曲轴和摇杆的传动作用下可沿纵向作往复直线运动。

活动炉排片23的纵向运动，能打散并搅拌生活垃圾和污泥，便于焚烧，同时推进生活垃圾和污泥的移动。活动炉排片23还使得炉体21风室内的空气更易进入生活垃圾和污泥的间隙，从而进一步促进焚烧。生活垃圾和污泥在炉体21内焚烧，焚烧产生的热烟气一部分从炉体21的上端的烟囱24排出并通入窑尾罩15内部，与筒体12内的生活垃圾和污泥进行热交换，另一部分经过处理后排出，充分利用了焚烧处理产生的热烟气的余热。生活垃圾和废塑料从进料口142进入筒体12内，与空心桨叶轴11和空心桨叶13内的热介质交换热量，变得干燥，便于后续的焚烧。热烟气进入筒体12内，充分利用了焚烧处理产生的热烟气的热量，节省了能源。

残渣处理装置30包括螺旋送料机31和第二电机32。螺旋送料机31倾斜设置，螺旋送料机31的下端位于炉体21的下方且与炉体21的另一端通过管道连通，便于焚烧处理后的残渣直接落进螺旋送料机31的下端。螺旋送料机31的下端具有储水槽33、上端具有出渣口34，第二电机32用于驱动螺旋送料机31内的送料轴35旋转，送料轴35沿延伸方向设置有螺旋叶片36。

落进螺旋送料机31下端的残渣与储水槽33内的水接触，避免了扬尘的产生，改善了工人的工作环境。与水接触的残渣在螺旋叶片36的传递下向上运动，并从上端的出渣口34排出。残渣粘附的水分从螺旋叶片36与螺旋送料机31的外壳之间的间隙回流至储水槽33。

在一个实施例中，筒体12包括干燥段121和位于干燥段121下方的气化段122。多个空心桨叶13间隔设置在位于干燥段121内的空心桨叶轴11上、且与空心桨叶轴11连通。生活垃圾和污泥首先进入干燥段121，并与位于干燥段121内的空心桨叶轴11和空心桨叶13内的热介质交换热量。

干燥处理后的生活垃圾和污泥再进入气化段122进行热解气化处理。位于气化段122内的空心桨叶轴11上没有空心桨叶13，因此生活垃圾和污泥不会在空心桨叶13的推动移动，只会在重力的作用下缓慢移动。从而增加了生活垃圾和污泥在气化段122的热解气化处理时间，使得生活垃圾和污泥内部的结合水被大量蒸发，配合干燥段121内蒸发的自由水，使得生活垃圾和污泥的干燥更加彻底，进一步促进焚烧。热解气化处理还会产生部分可燃烧气体，筒体12与炉体21连通，从而使热解气化得到的可燃性气体进入炉体21燃烧。

在一个实施例中，位于干燥段121内的空心桨叶13上的远离所述空心桨叶轴11的一端设置有刮板131。空心桨叶轴11旋转时，两个空心桨叶轴11上的相邻的空心桨叶13上的刮板131互相交替，从而刮除粘附在空心桨叶13上的粘附物。

在一个实施例中，还包括驱动装置40。筒体12的内部具有用于容纳热介质的第一夹套123，窑头罩14和窑尾罩15均与筒体12转动连接、且还都与筒体12密封连接。筒体12通过滚圈和托轮支撑，滚圈套设在筒体12的外围、且与筒体12固定连接，托轮设置在支架上且与滚圈滚动接触。

窑头罩14和窑尾罩15的内部都形成环形的空腔50，空腔50通过在两侧布置密封圈60形成密闭空间，窑头罩14和窑尾罩15上分别具有与对应的空腔50连通的热介质出口141和热介质进口151，两个空腔50均与第一夹套123连通，驱动装置40用于驱动筒体12旋转。经过增压泵等设备增压后的热介质进入第一夹套123内，以外加热的方式对筒体12内的生活垃圾和污泥进行加热，配合空心桨叶轴11和空心桨叶13的内加热方式，使干燥处理和热解气化处理的效果更好。

在一个实施例中，所述固定架41上设置有用于防止所述筒体12逆转的防逆转机构90，所述防逆转机构90包括基座91、止动件92和第一弹簧93。

基座91固定安装在所述固定架41上，且位于所述筒体12的下方。

止动件92的下端在纵向方向上与所述基座91滑动连接，止动件92的上端具有一倾斜面94。

第一弹簧93，两端分别与所述基座91和所述止动件92连接。

在自然状态下，当所述拨销42与所述倾斜面94未接触时，由于第一弹簧93的作用，所述止动件92位于两个相邻的所述拨销42之间。

当所述筒体12正向转动时，所述拨销42可从所述止动件92上的所述倾斜面94上滑动通过；

当所述筒体12逆向转动时，所述拨销42受到所述止动件92的阻挡。

设置防逆转机构90的目的是，在拨叉45未驱动拨销42、以使筒体12转动的间隔时间内，可以防止筒体12逆转。且上述防逆转机构90，结构简单。

在一个实施例中，所述拨销42的外周面上套设有销套451，所述销套451与所述拨销42转动连接，所述销套451的外周面上开有成环形且与所述销套42同轴的第一容置槽453，第一容置槽453的数量至少为一个。所述第一容置槽453内套设有减震垫452，减震垫452优选为橡胶材质。所述第一容置槽453的槽底沿周向开有多个第二容置槽456，所述第二容置槽456内设置有第二弹簧455和推动件454，所述第二弹簧455的两端分别与所述第二容置槽456的槽底和所述推动件454的一端抵接，所述推动件454与所述第二容置槽456滑动连接，所述推动件454的另一端伸出至所述第二容置槽456外、且与所述减震垫452的内周面抵接；

自然状态下，所述减震垫452的与所述推动件454相抵触的部位凸出于所述销套451的外周面外，当所述拨叉45与所述减震垫452抵接、且使所述推动件454向所述第二容置槽456内移动时，所述减震垫452的与所述拨叉45相抵接的部位完全容纳于所述第一容置槽453内。

在本实施例中，自然状态下，由于第二弹簧455将推动件454向第二容置槽456外顶，从而推动件454也将减震垫452向外顶起，进而使减震垫452的被推动件454所顶起的部位凸出于销套451的外周面外。由于上述设置，转动的拨叉45先与减震垫452的凸出于销套451的外周面外的部分抵接，这样避免了拨叉45之间与销套451接触，从而降低了接触过程中产生的噪音和震动。且由于拨叉45与减震垫452上的上述凸出于销套451的外周面外的部分接触后，推动件454向第二容置槽456的槽底方向移动，从而减震垫452逐渐移动到第一容置槽453内，直到与拨叉45接触的部位完全位于第一容置槽453内。然后拨叉45与销套451滚动接触，销套451与拨销42转动连接，从而既避免了拨销42的磨损，又避免了减震垫452的磨损。

在一个实施例中，固定炉排片22和活动炉排片23的上端均设置有用于打散和切割生活垃圾和污泥的破碎刃25。优选固定炉排片22和活动炉排片23上的破碎刃25安装位置不同，这样有利于配合，从而以不同角度对生活垃圾和污泥进行破碎。破碎刃25的设计使得生活垃圾和污泥被打碎成细小结构，从而便于焚烧。

在一个实施例中，螺旋叶片36上分布有多个滤水孔，便于残渣在送料轴35和螺旋叶片36的作用下向上移动时，其粘附的水分回流至储水槽33。

在一个实施例中，位于出渣口34上方的螺旋叶片36和位于出渣口34下方的螺旋叶片36的螺旋方向相反。反螺旋设计使得残渣不会在出渣口34堆积，便于工人收集残渣。

在一个实施例中，螺旋送料机31的外壳的外壁上设置有第二夹套311。第二夹套311的一端与空气泵连通、另一端与炉体21连通。经过空气泵增压的空气进入第二夹套311内，与螺旋送料机31内的残渣交换热量，获得热量的空气再进入炉体21，促进焚烧。第二夹套311的设计充分利用了残渣的余热，节省了能源。

图11为上述生活垃圾与污泥协同处理系统的处理方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：

s10、经过增压的热介质从窑尾罩15上的热介质进口151进入筒体12的第一夹套123内，并从窑头罩14上的热介质出口141排出；

s20、生活垃圾和污泥从进料口142进入筒体12的干燥段121内，并在位于干燥段121内的第一夹套123、空心桨叶轴11和空心桨叶13的加热下进行干燥处理；

s30、干燥处理后的生活垃圾和污泥进入气化段122内，在位于气化段122内的第一夹套123和空心桨叶轴11的加热下进行热解气化处理；

s40、热解气化处理后的生活垃圾和污泥进入炉体21，经过固定炉排片22和活动炉排片23上的破碎刃25的打散和切割后进行焚烧处理；

s50、焚烧产生的热烟气从空心桨叶轴11的一端的旋转接头16进入空心桨叶轴11的第二腔体112，通过第一管道70扩散至空心桨叶13后，再从第二管道80进入第一腔体111回流排出；

s60、焚烧处理后的残渣进入螺旋送料机31的储水槽33内；

s70、进入储水槽33的残渣在螺旋送料机31的作用下向上移动，并从螺旋送料机31的上端的出渣口34排出；

s80、经过空气泵压缩的空气在第二夹套311内与螺旋送料机31内的残渣交换热量，受热后的空气进入炉体21。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。