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垃圾沼气化处理及资源化利用机组

阅读:690发布:2022-03-21

专利汇可以提供垃圾沼气化处理及资源化利用机组专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种垃圾沼 气化 处理及资源利用机组,主要由 水 力 分检池(19)、 粉碎 机(41)、燃烧炉(24)一级 厌 氧 反应器 (43)、二级厌氧反应器(46)、三级厌氧反应器(8)、好氧反应器(10)、脱水机(13)、 造粒 机(15)、恒压气柜(2)和发 电机 (1)组成。特点是垃圾在水力分检池(19)中被分成有机物、飘浮物和泥沙。利用有机物产生沼气后,再用 沼渣 制成 有机肥 ,实现垃圾的无害化处理和利用。沼气用于发电可产生大量的 电能 。采用落差水(沼液)和 循环水 冲洗垃圾,利用发电余热、 热 泵 (34)和沼液余热给原料加温恒温,既提高了产气效率又节能;本发明为人们生产生活排放的垃圾等废物,实现沼气化处理及资源化利用提供了一种新的途径。,下面是垃圾沼气化处理及资源化利用机组专利的具体信息内容。

1、一种垃圾沼气化处理及资源化利用机组,是一种可以使垃圾实现无害化 处理,并可以变废为宝的低能耗高效率机组。主要有分检池(19)、燃 烧炉(24)、一级反应器(43)、二级厌氧反应器(46)、三级厌氧反应 器(8)、集气罩(26)、换热池(36)、蒸发器(35)、(34)、植物净化 池(37)、脱水机(13)、造粒机(15)、射料泵(32)、恒压器(27)和发电 机(1)组成。其特点在于水力分检池(19)用水冲洗分检垃圾,用发电余 热和热泵(34)给发酵原料加温,用水葫芦等植物(50)再净化中水,用沼 渣制造有机肥
2、根据权利要求1所述的垃圾沼气化处理及资源化利用机组,其特征是: 集气罩(26)是柔性的,是用高强度塑料布制作的。
3、根据权利要求1所述的垃圾沼气化处理及资源化利用机组,其特征是: 热泵(34)的蒸发器(35)是在换热池(36)中吸收中水中的热能
4、根据权利要求1所述的垃圾沼气化处理及资源化利用机组,其特征是: 恒压器(27)可自动排放多余的沼气,起着安全的作用。
5、根据权利要求1所述的垃圾沼气化处理及资源化利用机组,其特征是: 一级厌氧反应器(43)和二级厌氧反应器(46)中的发酵原料是由射料泵(32) 泵入三级厌氧反应器(8)中的,使反应器内形成动态发酵。

说明书全文

发明涉及一种垃圾沼气化处理及资源化利用机组,是一种利用沼气技 术处理和利用垃圾的新型垃圾处理设备,它可为城乡人们生活垃圾等有机废 弃物的资源化处理及利用提供一种新途经。在处理垃圾的同时提供了能源和 农业生产所需的高效有机肥,分离出的沙泥可制成免烧砖或建筑工地的填土 使用。该机组可使用生活垃圾等有机废物达到沼气化处理。

我国发展沼气已有几十年的历史了,近年来连续三年中央1号文件中要 求推广沼气,户用沼气目前已有约2000万口,大中型沼气工程近6000处, 发展速度日益加快,对沼气新产品、新技术的需求越来越为迫切。

目前,还没有这种形式的垃圾沼气化处理及资源化利用机组,现有的垃 圾大多为填埋式处理,占地大,对填埋场的周边污染严重,少数城市也在推 行堆肥处理,但由于周期长,处理量受到限制。一时达不到大规模推广应用。 近年来发达国家也在推广沼气化处理垃圾设备,但这些设备大多干式厌发 酵,设备投资大,生产沼气较慢,转化的效率低下,并且不能连续作业;在 环境气温较低的情况下,如寒冷地区冬季就不易使用这些沼气设备。因此也 限制了沼气在处理垃圾领域中的大规模应用。

近年来,我国城镇建设、工业、农业和养殖业的规模都在迅猛扩大,城 镇生活垃圾和污总量发展很快,年增长速度约5%~8%,但治理利用率却很 低,如北京和上海等大城市仅为1%-5%,较好的城市也只有5%-10%;我国 目前光城市的人们生活垃圾就有约2亿吨一年,这些垃圾达不到治理和利用。 不仅浪费了资源,污染了水源和环境,也危害了人们的身体健康。成了政府 官员的烦心事之一,急待解决。另外随着经济的发展和人们生活水平的提高,

能源紧张短缺的形势越来越严峻,世界性争夺能源成了全球主要不安 定因素,开发新的替代能源迫在眉睫。

我们如能将这些2亿吨垃圾资源采用沼气处理,把所产生的沼气用于 发电,每年可发电90亿kwh(度)既治理了环境,还提供了大量的有机肥。 因此,开发新型垃圾沼气化处理及资源利用该机组势在必行,迫切需要。

本发明是要提供一种垃圾沼气化处理及资源化利用机组,是一种采用 太阳能日光温室发酵原料加热,利用三级厌氧反应器装置,加速 生物的生长,提高生成沼气的效率,能够使现有的常规沼气发生装置形 成恒温发酵,并连续生产,且处理量大,在处理垃圾的同时还能产生大量 的电能,有机肥,可用沙泥和中水,可以使大量的垃圾变废为宝。

本发明为达到上述目的是以这样的方式实现的:在该机组的厌氧反应 器中设有换热器和冷凝器,用沼液余热,发电余热热泵和燃烧炉加温恒温 料液,采用太阳能日光温室作厌氧反应器的保温,不光保温,天晴时还可 增加温度,这样使发酵原料在反应器内达到恒温(35℃左右,夏季40℃) 发酵。厌氧反应器分为三级,从而加速发酵生成沼气。生产沼气的垃圾, 从进料口进入水分检器,通过水力冲刷分检后有机物进入粉碎机,进行 粉碎后再泵入一级厌氧反应器和二级厌氧反应器,一边生成沼气,一边沉 积污泥,再将二级厌氧反应器中的熟化有机料液泵入三级厌氧反应器,  一 边生成沼气,一边使沼液提升到一定的高度,再回流到水力分检器中冲刷 垃圾,生成的沼气从沼气管输出;多余沼液自动溢出直接流入好氧反应器 内进行生化净化后变为中水再循环使用。为使水力分检器达到节水、节能 的目的,特将三级厌氧反应器设置高于水力分检器,利用沼液落差直接流 入水力分检器内进行冲刷垃圾,将垃圾进行分检。

本发明的实现,技术解决方案是在反应器前设有水力分检器、粉碎机。 垃圾在水力分检器内利用落差的沼液和循环泵泵出的水进行冲刷分层,达 到较好分检,分检后中层的有机物流入粉碎机,粉碎后再泵入厌氧反应器 内发酵产生沼气,上层的飘浮物被去浮板推出流入燃烧炉燃烧,所产生的 热能给料液加温,底层的沉沙和泥被泥沙泵吸出,运到建材厂制作免烧, 或作工地填土。

本发明的实现,技术解决方案是在沼气厌氧反应器内设有换热器和冷 凝器,利用发电余热、回流沼液余热、热泵和燃烧炉给厌氧反应器中的沼 液加温,使有机物达到恒温发酵。

本发明的实现,技术解决方案是机组中设有好氧反应器、植物净化池 和清水池,将多余的沼液再进行生化降解,使沼液处理后达到中水指标, 用于循环使用。

本发明的实现,技术解决方案是在沼气厌氧反应器和好氧反应器的上 端及周边覆盖阳光温室,起着增温保温的作用。

本发明的实现,技术解决方案是在二级厌氧反应器与三级厌氧反应器 之间,设有射料泵,将原料泵入三级厌氧反应器,使沼液在水力分检器和 厌氧反应器间形成循环,既产生了动态发酵,又起到冲刷垃圾和接种的作 用。

本发明的实现,技术解决方案是在植物净化池中设有水葫芦等植物, 起着再净化水的作用。长出水葫芦取入粉碎机内粉碎后作发酵原料使用, 可提高产气效率。

本发明的实现,技术解决方案是将沼渣经脱水机脱水后,再烘干造粒 后作高效有机肥使用。

本发明与现有常规沼气装置相比具有以下优点:

一、规模化大量的处理垃圾。由于本发明设有水力分检器和粉碎机, 可使垃圾连续的,大批量进行沼气化处理。

二、产气高耗能低。由于本发明设有余热、日光温室加热和热泵加热, 使沼气厌氧反应器中的发酵原料能达到恒温(35℃左右)发酵,从而将产 气量提高到2倍以上,并可节约因加热花费的大量能源。

三、水力分检效力高效果好。本发明采用水力分检垃圾,效率高,效 果好,可使垃圾在水力作用下自动形成上、中、下三层,上层为飘浮物, 中层为有机物,下层为沙泥。

四、可实现资源的多级利用。由于本发明设有烘干机、造粒机,可使 沼渣变成高效有机肥。沙泥被冲刷清洗干净可作免烧砖的原料或直接运到 工地作填土。

五、沼液处理达标后更干净。由于本发明在沼液好氧反应器后设有植 物净化池,可使沼液变成更清更净的中水。

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的原理结构局部剖面图。实施时不受本图限制。

图中:

1发电机,2恒压气柜,3脱水塔,4脱硫塔,5水封器,6沼气管,7 日光温室,8三级厌氧反应器,9出液管,10好氧反应器,11沼液泵,12 沼液池,13脱水机,14烘干机,15造粒机,16沼渣有机肥,17上料车道, 18进料口,19水力分检池,20去浮板,21电机,22进料管,23浮渣管, 24燃烧炉,25热水循环管,26集气罩,27恒压器,28滤沙板,29积水池, 30回水管,31连通管,32射料泵,33冷凝器,34热泵,35蒸发器,36 换热池,37植物净化池,38清水池,39循环泵,40泥沙泵,41粉碎机, 42进料泵,43一级厌氧反应器,44换热器,45污泥泵,46二级厌氧反应 器,47回液管,48料液管,49污泥管,50水葫芦等植物。

参照图1,现场施工制造的垃圾沼气化处理及资源化利用机组的水力分 检池(19)使垃圾分成沙泥、有机物和漂浮物,沙泥被泥沙泵(40)送出 到滤沙板(28)上后被拉出,漂浮物被去浮板(20)推出进入燃烧炉(24) 燃烧,有机物及污水流入粉碎机(41)被粉碎后再流入一级厌氧反应器(43)。 用于水力分检池(19)的水是沼液和循环泵(39)泵回的水;换热器(44) 的热量来源于发电余热、沼液余热、燃烧炉(24)。冷凝器(33)的热量来 源于热泵(34),这些热能给原料加热,原料被加热到恒温(约35℃左右) 发酵,日光温室(7)起着保温和增温的作用。垃圾中分检出来的有机物在 一级厌氧反应器(43)、二级厌氧反应器(46)和三级厌氧反应器(8)中 厌氧发酵并生成沼气。经水封器(5)、脱硫塔(4)、脱水塔(3)、恒压器 柜(2)后进入发电机(1)发电。沼渣经脱水机(13)、烘干机(14)和造 粒机(15)制成沼渣有机肥(16)。多余的沼液经好氧反应器(10)、换热 池(36)、植物净化池(37)和清水池(38)变成清水(中水)用于生产中 的循环利用。

本发明的实施例是这样实现的:

本发明的水力分检池(19)、进料口(18)、日光温室(7)、沼液池(12)、 一级厌氧反应器(43)、二级厌氧反应器(46)、三级厌氧反应器(8)、换 热池(36)、植物净化池(37)、好氧反应器(10)、清水池(38)是用公知 的方法用混凝土现浇或用焊接而成的。粉碎机(41)、燃烧炉(24)、 发电机(1)、水封器(5)、热泵(34)、脱水机(13)、烘干机(14)、造粒 机(15)是从市场上购买或定制的。去浮板(20)和滤沙板(28)是公知 的方法用金属板焊接而成的;脱硫塔(4)、脱水塔(3)是公知的方法用玻 璃钢手糊成形的。恒压气柜(2)、集气罩(26)是用公知方法用增强塑料 布热溶焊接而成的。换热器(36)、冷凝器(33)、电机(21)、蒸发器(35)、 进料泵(42)、泥沙泵(40)、射料泵(32)、沼液泵(11)、污泥泵(45)、 进料管(22)、连通管(31)、回液管(47)、料液管(48)、污泥管(49) 是从市场采购的定型产品;恒压器(27)是用塑料管定型焊制的。

用户使用时,先将从市场上采购的定型加工制作的或定型的产品和设 备:如粉碎机(41)、燃烧炉(24)、发电机(1)、水封器(5)、热泵(34)、 脱水机(13)、烘干机(14)、造粒机(15)、恒压气柜(2)、集气罩(26)、 换热器(44)、冷凝器(33)、电机(21)、蒸发器(35)、进料泵(42)、泥 沙泵(40)、射料泵(32)、沼液泵(11)、污泥泵(45)、进料管(22)、连 通管(31)、回液管(47)、料液管(48)、污泥管(49)、恒压器(27)、脱 硫塔(4)、脱水塔(3)等配套产品运到现场;将现场施工或制作的设备、 设施:如水力分检池(19)、进料口(18)、日光温室(7)、沼液池(12)、 一级厌氧反应器(43)、二级厌氧反应器(46)、三级厌氧反应器(8)、换 热池(36)、植物净化池(37)、好氧反应器(10)、清水池(38)、等施工 制作好。参照图1,再将它们一一用进料管(22)、连通管(31)、料液管(48)、 出液管(9)、污泥管(49)和回液管(47)等连接起来,将各泵和电机(21) 接通电源,即可投料使用;投进垃圾等有机废弃物(垃圾、粪便、秸秆等) 从进料口(18)流入水力分检池(19),有机物经粉碎机(41)粉碎后再由 进料泵(42)泵入一级厌氧反应器(43)等反应器进行发酵生产沼气。这 时沙泥沉在底层被泥沙泵(40)泵出到滤沙板(28)上被拉出,漂浮物被 去浮板(20)推出至燃烧炉(24)燃烧,三级厌氧反应器(8)内的沼液经 回液管(47)流回水力分检池(19)中循环使用。污泥由污泥泵(45)泵 入脱水机(13)再经烘干机(14)和造粒机(15)制成有机肥。沼气经水 封器(5)、脱硫塔(4)、脱水塔(3)、恒压气柜(2)到发电机(1)发电。 多余的沼液从出液管(9)流入好氧反应器(10)经生化好氧消化分解后, 再流入植物净化池(37)中再净化成中水。利用设置的日光温室(7)给机 组增温保温,利用发电余热、热泵(34)等给原料加热恒温,从而确保垃 圾沼气化处理及资源化利用机组正常运行。

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