技术领域
[0001] 本
发明涉及
能源循环利用技术领域，特别涉及用于园林绿化垃圾和污泥的利用系统。
背景技术
[0002] 能源是现代社会赖以生存和发展的
基础，能源的供给能
力密切关系着国民经济的
可持续性发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前能源供给形势严峻，环境
质量包袱沉重。由于化石能源储量日益减少、油价
波动较大、对能源安全问题的担忧以及对
全球变暖的关注，发展清洁
可再生能源已成为紧迫的课题，新能源行业呈现高成长性。根据广泛论证的可再生能源的产业背景及发展概况，以
生物质能为代表的生物质
气化发电、生物质氢能、生物质绿色
液体燃料将成为未来重要的替代能源。生物质能属于清洁能源，中国的生物质再生能源的资源非常丰富，生物质再生能源大规模普及应用，有助于改善生态环境和C02减排。
[0003] 生物质是指利用大气、
水、土地等通过光合作用而产生的各种有
机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。生物质包括所有的
植物、
微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如
农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物
粪便。
[0004] 生物质
热解是指生物质在没有
氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到250～700℃，通
过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、
纤维素和半
纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。从化学反应的
角度对其进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。生物质热解的产物是可燃的热解气和固态的生物质炭，都是可供能源应用的产品。
[0005] 目前已出现的生物质热解设备、技术，主要针对生物质原料成分复杂、
密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在
温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点进行研究和设计，然而，热解之前必须的
粉碎、干化处理设备均采用普通的粉碎干化设备，并没进行相适应的改进，故最终导致热解效率低，即缺少一套完整的粉碎、干化、热解系统。其中，若采用普通的圆盘式干化机，其干化效果不佳，且圆盘干化机内属于高温(100-180℃)，高尘(污泥干化并旋转推进产生的粉尘，干污泥粉尘可燃)空气环境，且处于摩擦状态，存在爆炸的
风险较大。
发明内容
[0006] 鉴于此，
申请人进行研究及改进，提供一种园林垃圾和污泥的资源化安全处置系统。
[0007] 为了解决上述问题，本发明采用如下方案：
[0008] 一种园林垃圾和污泥的资源化安全处置系统，包括粉碎混合装置、混料存储装置、干化热解装置、焚烧装置及尾气处理装置；
[0009] 所述粉碎混合装置包括切碎装置及污泥热粉碎混料装置；所述切碎装置包括切碎进料斗、与切碎进料斗下端出口连接的切碎筒、位于切碎筒一侧且与切碎筒连通的导出通道、位于切碎筒另一侧且与切碎筒连通的鼓风机，所述切碎进料斗与切碎筒的连通处设有切刀，所述切刀由切碎筒外侧的切刀
电机驱动；
[0010] 所述污泥热粉碎混料装置包括与所述导出通道连通的混料通道、安装于所述混料通道中的螺旋混料刀，所述螺旋混料刀由混料通道外侧的混料电机驱动，靠近所述导出通道的混料通道的一端连接有污泥进料斗，混料通道的另一端与所述混料存储装置连通；
[0011] 所述混料存储装置包括与所述混料通道的输出端连接的存储池、安装于存储池一侧的热源装置；
[0012] 所述干化热解装置包括干化机、与所述干化机输出端连接的热解装置，所述热解装置包括热解前置处理炉、热解炉，所述热解前置处理炉的上端与所述干化机的输出端连接，热解前置处理炉中安装有分散装置，热解前置处理炉的下端连接螺旋输送管道，所述螺旋输送管道的输出末端与所述热解炉的输入端连接；
[0013] 所述干化机为圆盘式干化机，包括壳体，壳体中安装有搅拌轴，搅拌轴上隔开安装有圆盘片，壳体的顶部设有混料泥进口、
蒸汽出口，底部设有干污泥混料出口，搅拌轴由一端的电机驱动，搅拌轴为空心结构，其一端为热蒸汽入口并插置有冷凝水导出管；所述壳体包括安装所述搅拌轴并与所述搅拌轴同轴的半圆筒及从所述半圆筒上侧向上延伸而成的穹顶，所述壳体的截面结构为：从所述穹顶的顶端至所述半圆筒的中心之间的间距为所述半圆筒半径的1-2倍；所述穹顶的顶部沿着搅拌轴的轴向间隔安装有多
块上隔板及下隔板，所述下隔板的上端与穹顶的内顶面具有导尘间隙；
[0014] 所述焚烧装置包括相连的
燃烧器、蒸汽
蒸发器，所述燃烧器通过管道与所述热解炉的顶部出口连接，所述燃烧器与蒸汽
蒸发器之间连接有蓄
热管；
[0015] 所述尾气处理装置包括
除尘器，所述除尘器与蒸汽蒸发器之间通过引风机及管道连通，除尘器的输出端连接烟囱；
[0016] 所述粉碎混合装置与所述烟囱之间通过回烟管道连通，所述回烟管道之间安装有回烟引风机；所述回烟管道的末端通过分支管道与切碎筒、混料通道连通。
[0017] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0018] 所述切碎筒的底部安装有隔板，所述隔板将切碎筒分隔成上部的切碎腔及下部的导热腔，所述隔板朝所述导出通道倾斜设置，隔板上设有热气导出孔，所述导热腔与所述回烟管道连通；所述导出通道包括与切碎腔连通的导出段及与所述混料通道连通的导入段，所述导出段倾斜向上设置，所述导入段呈锥形缩口结构。
[0019] 所述污泥进料斗与导出通道隔开设置，污泥进料斗靠近混料通道的端部，所述导出通道靠近混料通道的中部。
[0020] 所述混料通道的两端分别通过管道与所述回烟管道连通。
[0021] 所述上隔板的顶端与穹顶的内顶面具有泄尘间隙，所述泄尘间隙的高度小于导尘间隙的高度；所述泄尘间隙的高度为所述导尘间隙高度的1/6至1/3之间。
[0022] 靠近所述泄尘间隙的穹顶的内顶面固定安装有挡尘板，所述挡尘板的高度大于所述泄尘间隙的高度；所述挡尘板位于远离混料泥进口的一侧。
[0023] 所述壳体的一端的穹顶顶部设有混料泥进口，另一端的半圆筒底部设有干污泥混料出口，所述干污泥混料出口连接倾斜向上设置的螺旋输送器。
[0024] 从所述穹顶的顶端至所述半圆筒的中心之间的间距为半圆筒半径的1.5倍。
[0025] 本发明的技术效果在于：
[0026] 本发明用于园林绿化垃圾及污泥处理，通过切碎、粉碎、混合、干化、热解、焚烧、尾气处理一系列的处理过程，将垃圾及污泥处理成
生物炭，进行资源再利用，整个系统设计合理，工作稳定；将尾气处理后的烟气进行循环再利用，
能量利用率高，具有节能环保的优点，并且能保证粉碎混合安全工作。本发明改变了传统的圆筒状壳体结构，增设穹顶结构，增设穹顶结构，并采用隔板挡尘、泄压的方式，可彻底避免爆炸，提高安全性；并且，隔板经过巧妙设计，其挡尘效果好、防爆效果佳。
附图说明
[0027] 图1为本发明的结构示意图。
[0028] 图2为本发明的切碎装置的结构示意图。
[0029] 图3为本发明中干化机的结构示意图。
[0030] 图4为本发明中干化机的壳体的端面图。
[0031] 图中：1、切碎装置；11、切碎进料斗；12、切碎筒；121、隔板；122、切碎腔；123、导热腔；13、导出通道；131、导出段；132、导入段；14、鼓风机；15、切刀；16、切刀电机；2、污泥热粉碎混料装置；21、混料通道；22、螺旋混料刀；23、混料电机；24、污泥进料斗；3、混料存储装置；31、存储池；32、热源装置；4、干化热解装置；41、干化机；411、壳体；4110、半圆筒；4111、穹顶；4112、上隔板；4113、下隔板；4114、导尘间隙；4115、
支撑块；4116、横梁；4117、泄尘间隙；4118、挡尘板；4119、螺旋输送器；413、圆盘片；414、混料泥进口；415、蒸汽出口；416、干污泥混料出口；417、电机；418、热蒸汽入口；419、冷凝水导出管；42、热解装置；421、热解前置处理炉；422、热解炉；423、分散装置；424、螺旋输送管道；5、焚烧装置；51、燃烧器；52、蒸汽蒸发器；53、蓄热管；6、尾气处理装置；61、除尘器；62、引风机；63、烟囱；7、回烟管道；8、回烟引风机；9、分支管道。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个
实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0033] 如图1所示，本实施例的园林垃圾和污泥的资源化安全处置系统，包括粉碎混合装置、混料存储装置3、干化热解装置4、焚烧装置5及尾气处理装置6；园林绿化垃圾如树枝、树叶、污泥等通过粉碎混合装置粉碎、混合后置于混料存储装置3中存储，再通过干化热解装置4先干化后热解，热解得到生物炭，剩余的废气、料渣等再通过焚烧装置5进行燃烧处理，燃烧产生的尾气通过尾气处理装置6
净化后排出。
[0034] 如图1、图2所示，粉碎混合装置包括切碎装置1及污泥热粉碎混料装置2；切碎装置1包括切碎进料斗11、与切碎进料斗11下端出口连接的切碎筒12、位于切碎筒12一侧且与切碎筒12连通的导出通道13、位于切碎筒12另一侧且与切碎筒12连通的鼓风机14，切碎进料斗11与切碎筒12的连通处设有切刀15，切刀15由切碎筒12外侧的切刀电机16驱动。切碎装置1用于将树叶树枝等进行切碎，切碎后通过鼓风机14吹入导出通道13中导出。一侧为导出通道13、另一侧为鼓风机14，两者结合，避免切碎后的物
料堆积，又提高导出效率。
[0035] 如图1所示，污泥热粉碎混料装置2包括与导出通道13连通的混料通道21、安装于混料通道21中的螺旋混料刀22，螺旋混料刀22由混料通道21外侧的混料电机23驱动，靠近导出通道13的混料通道21的一端连接有污泥进料斗24，混料通道21的另一端与混料存储装置3连通；污泥进料斗24与导出通道13隔开设置，污泥进料斗24靠近混料通道21的端部，导出通道13靠近混料通道21的中部。污泥从污泥进料斗24中进入混料通道21中，经过螺旋混料刀22进行粉碎后，再与经过切碎装置1切碎的物料进行混合，通过螺旋混料刀22混合后，输出至混料存储装置3中。污泥进料斗24与导出通道13之间的隔开距离，根据污泥的切碎状态和污泥的结块状态确定，隔开距离越长，污泥的粉碎时间越长。
[0036] 如图1所示，混料存储装置3包括与混料通道21的输出端连接的存储池31、安装于存储池31一侧的热源装置32；热源装置32保持存储池31中一定烘干温度，避免混合后的物料重新结块。
[0037] 如图1、图2所示，本发明中的干化热解装置4包括干化机41、与干化机41输出端连接的热解装置42，热解装置42包括热解前置处理炉421、热解炉422，热解前置处理炉421的上端与干化机41的输出端连接，热解前置处理炉421中安装有分散装置423，热解前置处理炉421的下端连接螺旋输送管道424，螺旋输送管道424的输出末端与热解炉422的输入端连接；经过干化机41干化后的物料通过热解前置处理炉421进行前置分散处理，在通过螺旋输送管道424输送至热解炉422中进行热解处理，热解后得到生物炭，残留的废气及料渣输出至焚烧装置5。焚烧装置5包括相连的燃烧器51、蒸汽蒸发器52，燃烧器51通过管道与热解炉422的顶部出口连接，燃烧器51与蒸汽蒸发器52之间连接有蓄热管53；经过焚烧装置5焚烧后的烟气输入至尾气处理装置6中。尾气处理装置6包括除尘器61，除尘器61与蒸汽蒸发器
52之间通过引风机62及管道连通，除尘器61的输出端连接烟囱63。
[0038] 由于切碎装置1的切刀处于高速切割工作状态，又由于物料较杂，故需要对切碎筒12中进行低氧处理，且还需加热烘干处理。故如图1所示，粉碎混合装置与烟囱63之间通过回烟管道7连通，回烟管道7之间安装有回烟引风机8，回烟管道7的末端通过分支管道9与切碎筒12、混料通道21连通。回烟管道7排除的烟气中的含氧量低于5％，正好满足切碎的低氧条件，并且还可以把烟囱63中的热量带入切碎筒12中，结合鼓风机14对被切碎物料烘干处理。烟气还通入混料通道21中，实现对污泥进行热粉碎处理，蒸发大部分水蒸气，利于混合。
为提高热混合效果，混料通道21的两端分别通过管道与回烟管道7连通。
[0039] 如图2所示，作为优选，切碎筒12的底部安装有隔板121，隔板121将切碎筒12分隔成上部的切碎腔122及下部的导热腔123，隔板121朝导出通道13倾斜设置，隔板121上设有热气导出孔，导热腔123与回烟管道7连通；导出通道13包括与切碎腔122连通的导出段131及与混料通道21连通的导入段132，导出段131倾斜向上设置，导入段132呈锥形缩口结构。倾斜设置的隔板121，利于与鼓风机14将切碎后的物料风送至导出通道13中，并且，导出通道的导出段131倾斜向上设置，既可避免物料直接导出，又能配合鼓风机14将物料倾斜送出。
[0040] 如图3、图4所示，本发明的干化机41采用的是圆盘式干化机，本发明对传统的干化机进行了改进，具体为：所述圆盘式干化机包括壳体411，壳体411中安装有搅拌轴412，搅拌轴412上隔开安装有圆盘片413，壳体411的顶部设有混料泥进口414、蒸汽出口415，底部设有干污泥混料出口416，搅拌轴412由一端的电机417驱动，搅拌轴412为空心结构，其一端为热蒸汽入口418并插置有冷凝水导出管419，壳体411包括安装搅拌轴412并与搅拌轴412同轴的半圆筒4110及从半圆筒4110上侧向上延伸而成的穹顶4111，从穹顶4111的顶端至半圆筒4110的中心之间的间距为半圆筒4110半径的1-2倍；穹顶4111的顶部沿着搅拌轴412的轴向间隔安装有多块上隔板4112及下隔板4113，下隔板4113的上端与穹顶4111的内顶面具有导尘间隙4114。
[0041] 本发明中，采用在原有筒体状的干化机壳体的顶部，增高设置穹顶4111并设置上隔板4112及下隔板4113，目的在于：由于申请人发现，现有的圆盘干化机工作时，筒体内高温高尘的环境，易出现爆炸的风险，一旦爆炸后果不堪设想；经试验表明，当降低壳体内的气压时，并不影响污泥的干化效果；由于粉尘一般是集中在壳体的顶部，故整体来说，顶部粉尘密度较大，粉尘之间、粉尘与空气之间的摩擦程度较大，导致温度高、压强较大。本发明增加穹顶4111，一方面增大了了壳体顶部的空间，使得顶部集中的粉尘空间增大，采用扩容的方式降压，效果明显；另一方面，通过设置高低的上隔板4112及下隔板4113，使得粉尘在相邻隔板之间导向，堆积在隔板表面后，沿着隔板下降，从而降低粉尘之间的摩擦程度。
[0042] 进一步的，上隔板4112的顶端通过两侧的支撑块4115与穹顶4111固连，下隔板4113的下端通过两侧的横梁4116与穹顶4111固连。上隔板4112的顶端与穹顶4111的内顶面具有泄尘间隙4117，所述泄尘间隙4117的高度小于导尘间隙4114的高度。申请人在研发过程中巧妙的发现，当上隔板4112与穹顶4111的顶面形成封闭状态时，由于堆积在上隔板
4112与穹顶4111顶面之间的灰尘颗粒较多，特别是角落处更为密集，灰尘在此处一方面容易粘附形成块，另一方面其摩擦程度还是较大，温度较高，还是存在爆炸隐患。因此，申请人进一步研究发现，只需将上隔板4112与穹顶4111的顶面之间隔开一段距离，形成泄尘间隙
4117，泄尘间隙4117可完全解决上述问题，利用灰尘流通，起到局部降压作用。降压的同时不能影响挡尘效果，故泄尘间隙4117的高度小于导尘间隙4114，作为优选，泄尘间隙4117的高度为所述导尘间隙高度的1/6至1/3之间时，其效果好，如可以是1/5，1/4等。
[0043] 进一步的，为了布置于灰尘从泄尘间隙4117穿过后，直接导入至后方空处，故在靠近所述泄尘间隙4117的穹顶4111的内顶面固定安装有挡尘板4118，挡尘板4118的高度大于所述泄尘间隙4117的高度。在挡尘板4118的阻挡下，保证泄压后的灰尘碰撞挡尘板4118，沿着板表面下滑；由于污泥从壳体411的一端进入，另一端导出，故所述挡尘板4118位于远离混料泥进口414的一侧。
[0044] 如图3、图4所示，壳体411的截面结构为：从穹顶4111的顶端至半圆筒4110的中心之间的间距H为半圆筒4110半径R的1-2倍。对穹顶4111的高度进行限制，若穹顶太低，则减压效果不佳，隔板的挡尘效果也随之下降；若穹顶太高，则会大幅提升设备成本，且混料泥进口414与圆盘片413之间的距离太大，污泥进入壳体411时，对圆盘片413的冲击力大，导圆盘片413
变形、磨损大，从而需要短周期更换，其维护成本高。试验表面，当从穹顶4111的顶端至半圆筒4110的中心之间的间距H为半圆筒4110半径R的1.5倍时，杜绝爆炸的同时，避免成本增加。
[0045] 如图3所示，穹顶4111的截面为半圆形，其半径与半圆筒4110的截面半径相等。壳体411的截面呈腰形对称结构，其使用寿命更长，制作工艺更简单，成本更低。
[0046] 本发明中，如图1所示，壳体411的一端的穹顶4111顶部设有混料泥进口414，另一端的半圆筒4110底部设有干污泥出口416，干污泥出口416连接倾斜向上设置的螺旋输送器4119。倾斜向上的螺旋输送器4119的巧妙之处在于，能避免直接从壳体411底部的干污泥出口416输出的污泥扬尘，并且能利用螺旋输送器4119的输出流量。
[0047] 以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
