医院有害垃圾快速裂解碳化装置的制作方法

文档序号:32495916发布日期:2022-12-10 04:29阅读:37来源:国知局

1.本发明涉及有害垃圾处理领域,具体讲是医院有害垃圾快速裂解碳化装置。


背景技术:

2.随着人们物质生活水平不断提高,医疗事业的快速发展,医院垃圾的产量在不断增加。据统计,我国目前医院垃圾年平均产量达到了 100多万吨,而且每年以8%的速度在增加。医院垃圾具有十分强的传染性,感染性,毒害性和潜伏性,被列为第一号危险固废物,各国政府都制定了严格的法律法规加强医院垃圾管理,同时也开发出不少医院有害垃圾处理技术。目前常规处理办法是将有害垃圾收集、包装、分拣、运输到较远的处理场进行蒸汽消毒,然后将消毒过的有害垃圾挖坑填埋。收集、分拣、包装、运输和填埋要消耗大量的运作成本,占用土地,资源难以利用,容易产生地下水污染和甲烷气体,同时蒸汽消毒工艺,对病毒病菌的杀灭不到90%,部分病毒病菌掩埋地下。目前小的医院用焚烧方法处理垃圾,可把垃圾病毒杀死,但焚烧垃圾需要添加煤粉,增加处理成本,处理过程中产生大量二氧化碳,粉尘,二噁英和几十种有害的气体,造成二次污染,产生的重金属灰渣作为危险固废物必须进行深埋固化处理,增大了处理成本。如何进一步降低成本,减少二次污染,使有害垃圾处理的彻底,特别是预防二恶英等有害物质的产生和扩散,还需要做大量的研究工作。从目前医院有害垃圾废弃物处理情况看,真正做到无害化,减量化和资源化的目标技术上必须有大的创新。医院有害垃圾废弃物处理不好,可能给人类带来灾难性的后果。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供医院有害垃圾快速裂解碳化装置,使医院的垃圾不出医院不必分拣可就地处理,做到无害化、无菌化、资源化、经济化、彻底变废为宝的目的。用该装置处理医院垃圾可做到无粉尘,无废水,无二氧化碳,无二噁英等有害气体排放,垃圾在高温下充分裂解还原成宝贵的生物碳,无毒可燃气体,做到零排放,零污染。
4.医院有害垃圾快速裂解碳化处理技术,是在吸收国际上热解垃圾工艺的基础上经反复试验利用超导快速传热裂解原理而发明的一项有毒垃圾快速裂解碳化处理技术,它是将医院的有害垃圾不必分拣放置在一个密闭的容器中,隔绝空气,利用高温超导管快速吸热、传热、均热特性及合金工质动态快速回流原理,以少量市电加热密闭容器中有害垃圾使其达温400℃左右,在催化剂的参与下垃圾迅速裂解还原成生物碳,水蒸汽,氢气,一氧化碳,丁烃等不凝胶类及裂解油类气体,再将其分离利用的一种无害化无菌化资源化垃圾快速处理装置,具体方案如下:
5.医院有害垃圾快速裂解碳化装置,由垃圾裂解碳化器,电热超导加热器,联动式进料机,异型管道密封套,中心出气管,密封旋转关节,分离器,动力装置,电器自动控制器及支架十部分组成。垃圾裂解碳化器是由一左端头直径小于右端头直径的圆滚筒,圆滚筒的左端头架设在支架的两个滚轮上,右端头平面通过焊接在其正中位的中心出气管固定在支架轴承套上,以支架的两个滚轮和轴承套为支撑,圆滚筒可以360度正向与反向旋转,圆滚
筒的外侧安装有绝热保温层和炉体外壳,圆滚筒的内壁面安装若干个电热超导加热器,电热超导加热器主管与圆滚筒内壁面紧贴,其左端焊接在圆滚筒左端头上并伸出圆滚筒左端头,右端焊接在圆滚筒右端头平面上并伸出圆滚筒右端头平面,电热超导加热器的电源引出线通过固定在出气管上的电气滑环与电器自动控制器连接,圆滚筒内侧面焊接有若干个拨动垃圾的拨板和测温探头,测温探头的引线通过电气滑环与电器自动控制器连接构成。焊接在圆滚筒右端面正中位的中心出气管通过密封旋转关节、输气管道与分离器的进气口连通,分离器下端的出气口与三通连通,三通下边的出油直管深入水封罐的水中,三通左边的直管道与离心风机连通,第二出气口与潜水管道连通,潜水管道下端深入封闭的石灰水罐的石灰水中,石灰水罐的燃气管道通过阻燃器与燃烧器连接。垃圾裂解碳化器的左边是装有催化剂斗的联动式进料机,联动式进料机出料口小于垃圾裂解器的圆滚筒进料口直径,垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口与联动式进料机出料口通过异型管道密封套同轴心套装式连通,联动式进料机通过螺旋进料器将垃圾通过异型管道密封套送入垃圾裂解碳化器的圆滚筒中,异型管道密封套中剩余的垃圾将圆滚筒的进料口封闭。电器自动控制器通过安装在中心出气管上的电气滑环,控制动力装置、圆滚筒、联动式进料机进行运转,为电超导加热器间断提供电能,控制垃圾裂解碳化器中垃圾裂解温度,控制联动式进料机上的催化剂斗中的催化剂按量落入联动式进料机中的垃圾,垃圾裂解完毕联动式进料机向左移动,圆滚筒反向转动,垃圾裂解后形成的碳粉通过焊接在圆滚筒内侧面的若干个拨板拨动从异型管道密封套倒出。
6.在圆滚筒的内壁面安装的若干个电热超导加热器,由主管,垂直连接连通在主管上的若干个相互平行的超导支管,装配在若干个超导支管上的菊形散热片,装在若干个主管上的平面散热板,装在主管内的套管,套管的两端与主管两端密封焊接,两管之间的间隙为3~6mm,间隙中装有合金超导工质,套管中装有电加热管,电加热管的引线与电气滑环连接构成。主管与若干个超导支管、套管构成的腔体静止态内部呈负压态,工作时其内部呈正压态。电加热管通电产生的热量,经主管内的套管迅速传导给主管和套管两管之间间隙中的合金超导工质,激发合金超导工质产生热振动、热振荡、使之即刻相变气化,将相变潜热通过若干个超导支管、菊形散热片传导给圆滚筒中垃圾。电热超导加热器的若干个超导支管将热量传导给垃圾后,合金超导工质由气态相变成液态,在重力和圆滚筒旋转力的作用下又回到主管与套管之间的间隙中,电加热管连续供热,电热超导加热器继续上述相变传热过程,周而复始将电加热管工作的辐射热源源不断快速供给圆滚筒中垃圾使其快速裂解碳化。
7.加装在圆滚筒内壁面的若干个电热超导加热器主管与套管中的合金超导工质为活化的、工作温度在300℃至600℃的液态金属合金,液态金属合金的量占若干主管与若干个超导支管、套管构成的腔体内部容积的20%~30%。
8.与垃圾裂解碳化器连接的联动式进料机由进料筒、装在进料筒中的进料螺旋、进料螺旋主轴通过联轴器连接的电动机,与进料筒支架连接、可使进料筒左右移动的的移动电动机,连接在进料筒右端的出料口,装在进料筒上边的进料斗、催化剂斗构成。催化剂斗由斗体,装在斗体上边的微型电机、与微型电机连接的微型螺旋构成。催化剂斗出口管与联动式进料机进料筒连通。垃圾由进料斗进入联动式进料机进料筒通过异型管道密封套送入圆滚筒过程中,催化剂斗微型螺旋在电器自动控制器控制下将催化剂斗的催化剂、由分离
器送来的裂解油在催化剂斗斗体中搅拌均匀,与联动式进料机同步联动送入垃圾裂解器圆滚筒中,促使垃圾快速裂解碳化。催化剂斗中的催化剂是50%的水,3%的白云石、2%fe2o3微粉与裂解油的混合物,实验显示在垃圾裂解碳化器内垃圾裂解反应区温度在350℃~600℃时,催化剂可使垃圾和裂解油反应速度加快,垃圾产气转化率和碳化率明显提高。在 400℃的气氛下,医院有害垃圾的总产气率接近950l/kg,热值提高 40%,有害垃圾碳化的更彻底。这是因为随着温度的升高,裂解油的二次裂解与水蒸汽发生了重整反应,增加了co、h2等可燃气体的含量,尤其是垃圾在400℃的水蒸汽气氛下,有害垃圾的残碳与水蒸汽、裂解油发生水煤气反应,催化剂中白云石添加fe2o3粉末使白云石成为改性白云石,提高了白云石催化剂活性,在圆滚筒垃圾裂解反应区温度在350℃~600℃时,显著提高了可燃气体h2的含量并降低了裂解油溢出的含量,大大减少了设备表面积油积碳。450℃时,在改性白云石催化条件下,h2的体积分数为45.77%
±
0.23%,相较无催化条件下气化所需温度下降100℃。改性白云石不仅促使烃端链上碳碳长链断链,产生氢自由基,进而形成h2,同时促进芳香环开环反应,脱羧基及脱羟基反应,使得参合在垃圾中的裂解油更易转化为小分子气体。
9.连接在垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口与联动式进料机出料口的异型管道密封套,是为了防止垃圾裂解碳化器有毒垃圾在圆滚筒中裂解时空气进入发生氧化反应产生有毒的二噁英气体,防止圆滚筒中垃圾温度升高产生的混合气体从圆滚筒的进料口和联动式进料机进料筒的出料口溢出,确保垃圾裂解碳化器绝对安全设计的密封装置。它由加工在联动式进料机出料口上的三道圆弧形槽,加工在与其同心相对应的圆滚筒进料口上的三道圆弧形槽道,镶嵌在圆滚筒进料口上三道圆弧形槽道中的石墨圆弧形槽、装在联动式进料机出料口上的三道圆弧形槽与镶嵌在圆滚筒进料口上三道石墨圆弧形槽中的石墨盘根,石墨盘根半弧紧密镶嵌在联动式进料机出料口三道圆弧形槽中构成。圆滚筒进料口与联动式进料机出料口相对运动时,异型管道密封套中的石墨盘根受热膨胀,在三道石墨圆弧形槽中滑动,有效的隔离了空气进入垃圾裂解碳化器中。垃圾裂解碳化器的圆滚筒工作时,联动式进料机处于停止工作状态,处于异型管道密封套中和联动式进料机出料口中的垃圾为密封垃圾段,密封垃圾段的垃圾受联动式进料机进料桶中的进料螺旋挤压对运动中的圆滚筒进料口具有良好的密封作用。垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口与联动式进料机出料口采用的异型管道密封套,在垃圾裂解碳化器中的垃圾即将裂解完时不必将裂解的碳粉倒出,联动式进料机可继续将垃圾送入圆滚筒,以提高垃圾裂解碳化器的日处理量,一般可以连续进3次料再将碳粉倒出。
10.焊接在圆滚筒右端头正中位固定在支架轴承套中的中心出气管由焊接在中心出气管左端的阻挡垃圾进入中心出气管的金属网,装在中心出气管管内的螺旋杆,装在螺旋杆左端的阻挡微小垃圾进入中心出气管管内的阻挡螺旋和右端的低速电动机构成。中心出气管右端与密封旋转关节箱体进气口上的左法兰盘同心轴向连接连通,与动力装置通过其上的传动轮、传动带与动力装置的减速器输出齿轮连接。
11.动力装置由动力电动机与动力电动机连在一起的减速器,减速器的输出齿轮通过传动带与中心出气管上的传动轮连接,在电器自动控制器控制下动力电动机转动带动中心出气管转动、圆滚筒转动,圆滚筒中垃圾在若干个拨板拨动下在若干个超导支管上的菊形散热片中翻动,吸热裂解。垃圾裂解完毕,在电器自动控制器控制下动力电动机反向运转,
垃圾裂解成的碳由垃圾裂解碳化器的圆滚筒中流出。
12.与中心出气管、密封旋转关节、输气管道连接连通的分离器是一管式换热器,它由圆柱形筒体,装在圆柱形筒体中的若干个换热管,若干个换热管下端汇集形成的分离器出气口与三通连通,上端汇集成的分离器进气口与装有阀门的输气管道连通构成。分离器的圆柱形筒体与若干个换热管之间是冷却水道,冷却水道下端是进水口,冷却水道上端是出水口,出水口与燃烧器烧水罐的温水进口连接。分离器可将垃圾裂解产生的混合气体中的可燃气、水蒸气、裂解油分离,可将垃圾裂解产生的余热水再经燃烧器加热提供生活热水。分离器下边三通连接的出油直管深入水封罐的水中,三通左边的直管道与离心风机连通,水封罐的上边侧面出油口通过裂解油管与联动式进料机进料筒上的催化剂斗连通,将垃圾裂解产生的裂解油类通过联动式进料机与垃圾混合送入垃圾裂解器继续裂解以提高垃圾裂解率。
13.密封旋转关节是一气体由运动部件进入静止部件不泄露的装置,由箱体、装在箱体左侧进气口上的左法兰盘,装在箱体顶部出气口上的上法兰盘,装在箱体右侧的低速电动机,装在箱体与低速电动机螺旋杆之间的旋转密封环构成。左侧进气口上的左法兰盘与中心出气管同心轴连接,垃圾裂解的混合气经中心出气管进入密封旋转关节通过装在箱体顶部的上法兰盘连接的输气管道与分离器的进气口连通,右侧的低速电动机的转轴与装在中心出气管管内的螺旋杆连接。
14.圆滚筒的外侧安装的绝热保温层是导热系数在0.05w/(m.k)以下的,耐热温度大于1000℃的无机绝热保温材料,如氧化铝多晶纤维棉,或者陶瓷纤维棉,绝热层厚度15cm~20cm,它可以防止圆滚筒炉体上的温度向外扩散。
15.医院有害垃圾快速裂解碳化装置工作原理:在电器自动控制器的控制下,联动式进料机的移动电动机使进料筒向右移动,联动式进料机出料口与垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口通过异型管道密封套对接,垃圾裂解碳化器的圆滚筒以正时针方向以每分钟5~6转360度转动,装在进料桶中的进料螺旋旋转,装在催化剂斗中的微型螺旋旋转,进料斗中有害垃圾和催化剂斗的催化剂裂解油混合物在进料螺旋作用下在进料筒混合后同步送入圆滚筒中,圆滚筒中垃圾装满后,密封垃圾段的垃圾受联动式进料机进料桶中的进料螺旋挤压,异型管道密封套中垃圾形成密封垃圾堵段,关闭分离器进气口输气管道阀门,在圆滚筒密闭环境下圆滚筒中的若干个电热超导加热器工作,产生的热量,经主管内的套管将热量迅速传导给主管和套管两管之间间隙中的合金超导工质,激发合金超导工质产生热振动、热振荡、使之即刻相变气化,将相变潜热通过若干个超导支管、菊形散热片传导给圆滚筒中翻动的垃圾。电超导加热器的若干个超导支管将热量传导给垃圾后,合金超导工质由气态相变成液态,在重力和圆滚筒旋转力的作用下又回到主管与套管之间的间隙中,电加热管连续供热,电热超导加热器继续上述相变传热过程,周而复始将电加热管工作的辐射热源源不断快速供给圆滚筒中垃圾使其快速裂解碳化生成混合性气体通过中心出气管、旋转关节、打开的输气管道阀门、输气管道、从分离器进气口进入分离器,圆滚筒中的垃圾裂解生成的混合气体与进入分离器的冷却水在管式换热器中进行热交换,将垃圾裂解产生的混合气体中的可燃气、水蒸气、裂解油分离,热交换产生的余热水再经燃烧器加热提供生活热水。分离器下边三通连接的出油直管深入水封罐的水中,三通左边的直管道与离心风机连通,水封罐的上边侧面出油口通过裂解油管与联动式进料机进料筒上的催化剂斗连通,将
垃圾裂解产生的裂解油类通过联动式进料机与垃圾混合送入垃圾裂解器继续裂解以提高垃圾裂解率。
16.本发明的优势在于彻底解决了医院有害垃圾传统的蒸汽消毒、填埋、焚烧的技术缺陷,利用圆滚筒中若干个电热超导加热器快速加热,快速传热,快速均热特性及高导热合金工质动态快速回流原理,将若干个电热超导加热器辐射热迅速均匀传导到垃圾裂解碳化中翻动的垃圾,在400℃高温和催化剂参与下垃圾在绝氧的环境中充分裂解快速还原成宝贵的生物碳,垃圾灭菌杀毒效率达100%,减量率达98%,生成的宝贵资源可燃气体、热水及裂解油加以利用。以一个3吨的医院有害垃圾快速裂解碳化装置为例,年可处理有害垃圾1000吨,可产生物碳200吨,可燃性气体30万方,生活热水4000吨,并可减少co2排放物2400多吨,社会效率经济效益明显。有害垃圾在密闭的垃圾裂解碳化器中绝氧裂解,处理过程中无烟尘,无臭味,无废水,无有害气体和二噁英排放,做到干净卫生,节约人力、物力、财力和土地,垃圾不出医院不用分拣可完成就地快速处理,做到无害化,无菌化、资源化,经济化、减量化和彻底变废为宝的目的。该垃圾处理装置对保护自然环境,可持续发展有重要意义。
附图说明
17.图1是医院有害垃圾快速裂解碳化装置结构示意图
18.图中1、垃圾裂解碳化器2、电热超导加热器3、联动式进料机4、异型管道密封套5、中心出气管6、密封旋转关节7、分离器8、动力装置9、电器自动控制器10、支架11、左端头12、右端头13、圆滚筒14、平面15、滚轮16、轴承套17、绝热保温层18、炉体外壳19、主管20、电气滑环21、拨板22、测温探头23、测温探头引线24、输气管道25、进气口26、第一出气口27、三通28、出油直管29、水封罐30、直管道31、离心风机32、第二出气口33、潜水管道34、石灰水罐35、石灰水36、燃气管道37、阻燃器38、送气机39、燃烧器40、催化剂斗41、出料口42、进料口43、螺旋进料器44、垃圾45、催化剂46、超导支管47、菊形散热片48、平面散热板49、套管50、间隙51、合金超导工质52、电加热管53、进料筒54、螺旋主轴55、电动机56、进料筒支架57、移动电动机58、进料斗59、斗体60、微型电机61、微型螺旋62、油水管63、催化剂斗出口管64、三道圆弧形槽65、三道圆弧形槽道66、石墨圆弧形槽67、石墨盘根68、密封垃圾段69、金属网70、螺旋杆71、阻挡螺旋72、低速电动机73、中心出气管右端头74、左法兰盘75、传动轮76、传动带77、减速器输出齿轮78、动力电动机79、减速器80、换热管81、进水口82、出水口83、阀门84、出油口85、箱体86、上法兰盘87、旋转密封环88、烧水罐89、圆柱形筒体90、温水进口91、电源引出线
具体实施方式
19.下面结合附图1对本发明的内容加以详细说明。
20.如图1所示,医院有害垃圾快速裂解碳化装置,由垃圾裂解碳化器1,电热超导加热器2,联动式进料机3,异型管道密封套4,中心出气管5,密封旋转关节6,分离器7,动力装置8,电器自动控制器9及支架10十部分组成。垃圾裂解碳化器1是由一左端头11直径小于右端头12直径的圆滚筒13,圆滚筒13的右端头12焊接一与其直径相等的平面14,圆滚筒13的左端头11架设在支架10的两个滚轮15上,圆滚筒13的右端头12通过焊接在其平面14正中
位的中心出气管5固定在支架10的轴承套16上,以支架10的两个滚轮15和轴承套16为支撑,圆滚筒13可以360度正时针向与反时针向旋转,圆滚筒13的外侧安装有绝热保温层17和炉体外壳18,圆滚筒13的内壁面安装若干个电热超导加热器2,电热超导加热器主管19与圆滚筒13内壁面紧贴,其左端焊接在圆滚筒的左端头11上并伸出圆滚筒的左端头11,右端焊接在圆滚筒13的右端头12的平面14上并伸出圆滚筒右端头12的平面14,电热超导加热器2的电源引出线91通过固定在中心出气管5上的电气滑环20与电器自动控制器9连接,圆滚筒13内侧面焊接有若干个拨动垃圾的拨板21和测温探头22,测温探头的引线23通过电气滑环20与电器自动控制器连接9构成。焊接在圆滚筒右端的平面14正中位的中心出气管5通过密封旋转关节6、输气管道24与分离器7的进气口25连通,分离器7下端的第一出气口26与三通27连通,三通27下边的出油直管28深入水封罐 29的水中,水封罐29上的油水管62与催化剂斗40连通,三通27 左边的直管道30与离心风机31连通,离心风机31第一出气口32与潜水管道33连通,潜水管道33下端深入封闭的石灰水罐34的石灰水35中,石灰水罐34的燃气管道36通过阻燃器37、送气机38与燃烧器39连接。垃圾裂解碳化器1的左边是装有催化剂斗40的联动式进料机3,联动式进料机3出料口41小于垃圾裂解器的圆滚筒13 的进料口42的直径,垃圾裂解碳化器1的圆滚筒进料口42与联动式进料机3的出料口41通过异型管道密封套4同轴心套装式连通,联动式进料机3通过进料螺旋43将垃圾44通过异型管道密封套4送入垃圾裂解碳化器的圆滚筒13中,异型管道密封套4中剩余的垃圾将圆滚筒13的进料口42封闭。电器自动控制器9通过安装在中心出气管5上的电气滑环20,控制动力装置8、圆滚筒13、联动式进料机3 进行运转,为电热超导加热器2间断提供电能,控制垃圾裂解碳化器 1内的垃圾44裂解温度,控制联动式进料机3上的催化剂斗40中的催化剂45按量落入联动式进料机3中的垃圾44上,垃圾44裂解完毕联动式进料机3向左移动,圆滚筒13反向转动,垃圾裂解后形成的碳粉通过焊接在圆滚筒13内侧面的若干个拨板21拨动从异型管道密封套4倒出。
21.在圆滚筒13的内壁面安装的若干个电热超导加热器2,由主管 19,垂直连接连通在主管19上的若干个相互平行的超导支管46,装配在若干个超导支管46上的菊形散热片47,装在若干个主管19上的平面散热板48,装在主管19内的套管49,套管的两端与主管19 两端密封焊接,两管之间的间隙50为3~6mm,间隙50中装有液态合金超导工质51,套管49中装有电加热管52,电加热管52的电源引出线91与电气滑环20连接构成。主管19与若干个超导支管46、套管49构成的腔体静止态内部呈负压态,工作时其内部呈正压态。电加热管52通电产生的热量,经主管内的套管49迅速传导给主管和套管两管之间间隙50中的液态合金超导工质51,激发液态合金超导工质51产生热振动、热振荡、使之即刻相变气化,将相变潜热通过若干个超导支管46、菊形散热片47传导给圆滚筒13中垃圾44。电热超导加热器2的若干个超导支管46将热量传导给垃圾44后,液态合金超导工质51由气态相变成液态,在重力和圆滚筒13旋转力的作用下又回到主管19与套管49之间的间隙50中,电加热管52连续供热,电热超导加热器2继续上述相变传热过程,周而复始将电加热管52 工作的辐射热源源不断快速供给圆滚筒13中垃圾44使其快速裂解碳化和气化。
22.加装在圆滚筒13内壁面的若干个电热超导加热器主管19与套管49之间的间隙50中的液态合金超导工质51为活化的、工作温度在300℃至600℃的液态钾钠合金,钠钾合金质量比为钠∶钾=1∶3;钠钾合金的量占若干主管与若干个超导支管、套管构成的腔体内部容积的20%~30%。液态合金超导工质51中两种金属钠钾为不同原子尺寸结构的固体物
质,以钠∶钾=1∶3混合后其原子间原有的有序结构变化,合金中金属原子排列不再有序,金属键变弱,熔点变低,形成的液态钾钠合金适于在300℃至600℃温度低压力相变传热,工况稳定,从而可保证电热超导加热器2长期安全工作。
23.与垃圾裂解碳化器1连接的联动式进料机3由进料筒53、装在进料筒53中的进料螺旋43、进料螺旋主轴54通过联轴器连接的电动机55,与进料筒支架56连接、可使进料筒53左右移动的移动电动机57,连接在进料筒右端的出料口41,装在进料筒53上边的进料斗58、催化剂斗40构成。催化剂斗40由斗体59,装在斗体59上边的微型电机60、与微型电机60连接的微型螺旋61、与水封罐29连通的油水管62构成。催化剂斗出口管63与联动式进料机进料筒53 连通。垃圾由进料斗58进入联动式进料机进料筒53通过异型管道密封套4送入圆滚筒13过程中,催化剂斗微型螺旋61在电器自动控制器9控制下将催化剂斗的催化剂45、由分离器7的油水管62送来的裂解油在催化剂斗40中搅拌均匀,与联动式进料机3同步联动送入垃圾裂解器圆滚筒13中,促使垃圾快速裂解碳化。催化剂斗40中的催化剂45是50%的水,3%的白云石、2%fe2o3微粉与裂解油的混合物,实验显示在垃圾裂解碳化器内垃圾裂解反应区温度在350℃~600℃时,催化剂可使垃圾和裂解油反应速度加快,垃圾产气转化率和碳化率明显提高。在400℃的气氛下,医院有害垃圾的总产气率接近950l /kg,热值提高40%,有害垃圾碳化的很彻底。这是因为随着温度的升高,裂解油的二次裂解与水蒸汽发生了重整反应,增加了co、 h2等可燃气体的含量,尤其是垃圾在400℃的水蒸汽气氛下,有害垃圾的残碳与水蒸汽、裂解油发生水煤气反应,催化剂中白云石添加 fe2o3粉末使白云石成为改性白云石,提高了白云石催化剂活性,在圆滚筒13的垃圾裂解反应区温度在350℃~600℃时,显著提高了可燃气体h2的含量并降低了裂解油溢出的含量,大大减少了设备表面积油积碳。450℃时,在改性白云石催化条件下,h2的体积分数为45.77%
±
0.23%,相较无催化条件下气化所需温度下降100℃。改性白云石不仅促使烃端链上碳碳长链断链,产生氢自由基,进而形成h2,同时促进芳香环开环反应,脱羧基及脱羟基反应,使得参合在垃圾44中的裂解油更易转化为小分子气体,节省了能源,避免了油渍污染。
24.连接在垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口与联动式进料机出料口的异型管道密封套4,是为了防止垃圾裂解碳化器有毒垃圾在圆滚筒13中裂解时空气从圆滚筒13的进料口42进入发生氧化反应产生有毒的二噁英气体,防止圆滚筒13中垃圾温度升高产生的混合气体从圆滚筒进料口42和联动式进料机进料筒的出料口41溢出,确保垃圾裂解碳化器绝对安全设计的密封装置。它由加工在联动式进料机出料口41上的三道圆弧形槽64,加工在与其同心相对应的圆滚筒进料口42内的三道圆弧形槽道65,镶嵌在圆滚筒进料口内三道圆弧形槽道65中的石墨圆弧形槽66、装在联动式进料机3出料口41上的三道圆弧形槽64与镶嵌在圆滚筒进料口上三道石墨圆弧形槽66中的石墨盘根67,石墨盘根67半弧紧密镶嵌在联动式进料机出料口41的三道圆弧形槽64中构成。圆滚筒13进料口42与联动式进料机出料口41相对运动时,异型管道密封套4中的石墨盘根67受热膨胀,在三道石墨圆弧形槽66中滑动,有效的隔离了空气进入垃圾裂解碳化器1中。垃圾裂解碳化器的圆滚筒13工作时,联动式进料机3处于停止工作状态,处于异型管道密封套4中和联动式进料机出料口41 中的垃圾为密封垃圾段68,密封垃圾段68的垃圾受联动式进料机进料桶中的进料螺旋43挤压对运动中的圆滚筒进料口42具有良好的密封作用。
25.焊接在圆滚筒13的右端头12的平面14的正中位、固定在支架轴承套16中的中心出
气管5由焊接在中心出气管5左端的阻挡垃圾进入中心出气管5的金属网69,装在中心出气管管内的螺旋杆70,装在螺旋杆70左端的阻挡微小垃圾粒进入中心出气管管内的阻挡螺旋71和右端的低速电动机72构成。中心出气管右端头73与密封旋转关节的箱体进气口上的左法兰盘74同心轴向连接连通,与动力装置8通过其上的传动轮75、传动带76与动力装置的减速器输出齿轮 77连接。
26.动力装置8由动力电动机78与动力电动机78装配在一起的减速器79,减速器的输出齿轮77通过传动带76与中心出气管5上的传动轮75连接,在电器自动控制器9控制下动力电动机78转动带动中心出气管5转动、圆滚筒13转动,圆滚筒中垃圾44在若干个拨板 21拨动下在若干个超导支管上的菊形散热片47中翻动,吸收若干个电热超导加热器2辐射出的潜热进行裂解。垃圾裂解完毕,在电器自动控制器9控制下动力电动机78反时针向运转,垃圾裂解成的碳由垃圾裂解碳化器的圆滚筒13中流出。
27.与中心出气管5、密封旋转关节6、输气管道24连接连通的分离器7是一管式换热器,它由圆柱形筒体89,装在圆柱形筒体89中的若干个换热管80,若干个换热管80下端汇集形成的分离器第一出气口26与三通27连通,上端汇集成的分离器进气口25与装有阀门83 的输气管道24连通构成。分离器的圆柱形筒体89与若干个换热管80之间是冷却水道,冷却水道下端是进水口81,冷却水道上端是出水口82,出水口82与燃烧器烧水罐88的温水进口90连接。分离器 7可将垃圾裂解产生的混合气体中的可燃气、水蒸气、裂解油分离,可将垃圾裂解产生的余热水再经燃烧器39加热提供生活热水。分离器7下边三通27连接的出油直管28深入水封罐29的水中,三通左边的直管道与离心风机连通,水封罐的上边侧面出油口84通过油水管(62)与联动式进料机进料筒上的催化剂斗40连通,将垃圾裂解产生的裂解油通过联动式进料机3与垃圾混合送入垃圾裂解碳化器1 中继续裂解以提高垃圾裂解率。
28.密封旋转关节6是一气体由运动部件进入静止部件不泄露的装置,由箱体85、装在箱体85左侧进气口上的左法兰盘74,装在箱体 85顶部出气口上的上法兰盘86,装在箱体右侧的低速电动机72,装在箱体85与低速电动机72螺旋杆之间的旋转密封环87构成。左侧进气口上的左法兰盘74与中心出气管5同心轴连接,垃圾裂解的混合气经中心出气管5进入密封旋转关节6通过装在箱体顶部的上法兰盘连接的输气管道24与分离器的进气口25连通,右侧的低速电动机 72的转轴与装在中心出气管管内的螺旋杆70连接。
29.圆滚筒13的外侧安装的绝热保温层17是导热系数在0.05 w/(m.k)以下的,耐热温度大于1000℃的无机绝热保温材料,如氧化铝多晶纤维棉,或者陶瓷纤维棉,绝热层厚度15cm~20cm,它可以防止圆滚筒13上的温度向外扩散。
30.医院有害垃圾快速裂解碳化装置工作原理:在电器自动控制器9 的控制下,联动式进料机3的移动电动机57使进料筒53向右移动,联动式进料机3的出料口41与垃圾裂解碳化器的圆滚筒进料口42通过异型管道密封套4对接,垃圾裂解碳化器的圆滚筒13正时针方向以每分钟5~6转360度转动,装在进料桶53中的进料螺旋43旋转,装在催化剂斗40中的微型螺旋63旋转,进料斗58来的有害垃圾和催化剂斗40来的催化剂裂解油混合物在进料螺旋43作用下在进料筒 53中混合后同步送入圆滚筒13中。圆滚筒13中垃圾装满后,联动式进料机3停机,密封垃圾段68的垃圾因受联动式进料机进料桶中的进料螺旋43挤压,异型管道密封套4中形成的密实的密封垃圾堵段68处于静止状态,关闭分离器7进气口输气管道阀门83,在圆滚筒13密闭环境下圆滚筒13中的若干个电热超导加热器2工作,产生的热量经主管
内的套管49将热量迅速传导给主管和套管两管之间间隙50中的液态合金超导工质51,激发液态合金超导工质51产生热振动、热振荡、使之即刻相变气化,将相变潜热通过若干个超导支管 46、菊形散热片47传导给圆滚筒13中翻动的垃圾44。电超导加热器的若干个超导支管46将热量传导给垃圾44后,合金超导工质由气态相变成液态,在重力和圆滚筒13旋转力的作用下又回到主管与套管之间的间隙50中,电加热管52连续供热,电热超导加热器2继续上述相变传热过程,周而复始将电加热管52工作的辐射热源源不断快速供给圆滚筒13中垃圾使其快速裂解碳化生成混合性气体通过中心出气管5、旋转关节6、打开的输气管道阀门83、输气管道24、从分离器进气口25进入分离器7,与进入分离器7的冷却水在管式换热器中进行热交换,将垃圾裂解产生的混合气体中的可燃气、水蒸气、裂解油分离,热交换产生的余热水再经燃烧器39加热提供生活热水。裂解油由分离器下边三通27连接的出油直管28进入水封罐的水中漂在水面,从水封罐的上边侧面出油口通过油水管62进入联动式进料机进料筒53上的催化剂斗40继续参于裂解,可燃气经三通左边的直管道30、离心风机、潜水管道33进入封闭的石灰水罐34的石灰水 35中经过滤,再经燃气管道36、阻燃器37、送气机38进入燃烧器 39加热烧水罐88的温水成开水。垃圾裂解完剩余的的碳粉由垃圾裂解碳化器的圆滚筒13中流出。
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