技术领域
[0001] 本
发明涉及到城市垃圾环保处理技术领域，具体地说，是一种生活垃圾筛下物与污泥混合碳化处理系统。
背景技术
[0002] 随着我国经济和工业化的快速发展，城市规模不断扩大，城市生活垃圾产生总量与日俱增。我国大多数县、地市级城市目前正遭受生活垃圾无法有效处置所带来的困扰，垃圾处置已成为中国可持续发展所面临的巨大挑战。
[0003] 目前世界各国对垃圾及其筛下物的处理主流方法二种：焚烧法、填埋法，辅助方法有高温堆肥法、RDF衍生
燃料法等。然而，上述方法均存在各种不足，具体为：
[0004] 1、焚烧法：
[0005] 垃圾完全混合焚烧，产生的尾气含有大量的颗粒物、硫
氧化物SOx、氮氧化物NOx、重金属、二噁英等多种污染物，由于无分选工艺，完全混合焚烧，残渣含大量重金属而无法无害处置，存在二次污染问题。产生的二噁英是一种毒性十分大的一类有机化合物，万分之一甚至亿分之一克就会给健康带来严重的危害。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。除了具有致癌毒性以外，还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康。自然界的
微生物和降解作用对二噁英的分子结构影响较小，很难自然降解消除，研究表明，大气环境中的二噁英90％来源于城市生活垃圾和工业垃圾焚烧。解决方法：采用高耗能的尾气二次升温(1200-1500℃)裂解和净尘后的万伏以上高压
电弧电离分解二噁英异构体。这二个核心工序已有相应的成熟技术来实施。但这也必然带来高温焚烧和高压电弧所需要的可观的
能源消耗，代价高昂。
[0006] 2、填埋法：
[0007] ①没有进行前期分类及灭菌无害化处理，大量的细菌、病毒、重金属污染等隐患未根除；②垃圾长期堆放，渗漏液会长久污染地下
水资源，这种方法潜在危害极大。③会带来无穷的后患。土地资源的浪费，④填埋法随着我国“土十条”的颁布而被永久禁止。
[0008] 3、高温堆肥法：
[0009] ①对垃圾未进行前期灭菌处理，微生物对生存环境要求高，如：
温度、PH值、有机物含量、通
风供氧情况，碳、氮、
氨比例及自然
气候等诸多条件的影响。②
发酵处理周期长、占地面积大。③无法去除
硫酸根离子等，使
土壤板结，污染土地，④发酵中产生挥发性
硫化氢会污染大气，特别是
肥料中的一些重金属元素会在土壤中富集，随食物链进入人体，严重危害人类的身体健康。
[0010] 4、RDF衍生燃料法：
[0011] ①燃料由大量的塑料及
橡胶制品，参入低碳烷
烃热裂解制成。②裂解后产生大量有机烷烃残留，带来有机烷烃二次污染问题。③筛下物也只有填埋法处理。
[0012] 综合以上论述，世界各国最常见的垃圾处理方式都存在这样那样的问题。不仅在无害化方面没有达到人们要求，而且在资源化方面，也没有挖掘出潜在的巨大资源，达到资源循环利用，反而给环境带来更多负面影响。
发明内容
[0013] 针对
现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生活垃圾筛下物与污泥混合碳化处理系统，通过对生活垃圾筛下物进行碳化处理，且产出的
生物质炭产品可完全用于各类
锅炉燃烧，既能产生良好的经济效益，又可为社会提供廉价的生物质清洁能源。
[0014] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0015] 一种生活垃圾筛下物与污泥混合碳化处理系统，其关键在于：包括垃圾精细化分选机构、三级
破碎机构、秸秆颗粒上料机构、污泥罐、搅拌混合器、碳化炉，所述垃圾精细化分选机构与秸秆颗粒上料机构的出料口均经过皮带输料机连接三级
破碎机构的进料口，该三级破碎机构的出料口通过皮带输料机连接所述搅拌混合器的第一进料口，所述污泥罐的出料口通过螺旋输料机与所述搅拌混合器的第二进料口连接，所述搅拌混合器的出料口上连接有压制
造粒机，该压制造粒机的出料口通过螺旋输料机连接至所述碳化炉的进料口，该碳化炉的出料口通过皮带输料机连接有生物质炭成品储料仓，所述碳化炉由燃烧炉提供高温热风。
[0016] 生活垃圾经皮带输料机进入垃圾精细化分选机构，筛选出各类残渣
纤维类筛下物，然后经皮带输料机进入三级破碎机构进行初级与次级剪切破碎，并同时与由秸秆颗粒上料机构送入的农业秸秆类废弃物进行最后一级剪切细破碎后进入搅拌混合器，与此同时污泥经螺旋输送器与垃圾细碎后混合物共同进入搅拌混合器内混合。混合后进入压制造粒器进行造粒，造粒后颗粒经螺旋送料器送入碳化炉内，此时
热风炉的高温热风进入碳化炉内，使碳化炉内的混合物颗粒快速脱水、脱焦、脱酸、碳化。碳化炉内的混合物颗粒经高温碳化后从出料口排出，得到生物质可燃炭成品，并送入生物质炭成品出料仓。所述热风炉排出炭渣，该炭渣可再生利用为制砖和肥料原料。
[0017] 进一步的，本方案还包括臭气
净化子系统，该臭气净化子系统用于对碳化炉产生的臭气进行净化处理。
[0018] 进一步的，所述臭气净化子系统包括通过管道依次相连的干法脱酸脱焦装置、自洁菌噬滤床与CU光解装置、
活性炭吸附装置，所述干法脱酸脱焦装置通过管道连接至所述碳化炉的排气口，所述活性炭吸附装置的排气口连接排气管道。
[0019] 碳化炉产生的高温恶臭废气经干法脱酸脱焦装置进行脱酸、脱焦、除尘、降温后，依次进入自洁菌噬滤床与CU光解装置、活性炭吸附装置进行处理，实现无害排放。通过上述的臭气净化子系统，不仅很好的实现了垃圾碳化处理过程中臭气的脱酸脱焦处理，达到彻底处理废气达标零排放，而且有效避免了传统技术中的各种
缺陷，完整实现了生活垃圾的无害化处置、臭气零排放生产。
[0020] 进一步的，所述初级剪切式破碎机与中级剪切式破碎机、中级剪切式破碎机与三级细破碎机之间均通过皮带输料机相连，所述三级细破碎机还与通过皮带输料机与所述秸秆颗粒上料机构相连。
[0021] 通过上述三级破碎机构，逐级对生活垃圾进行剪切破碎，相较于一次破碎成所需大小颗粒的方式，不仅提高了生产效率，而且保证了破碎后颗粒尺寸的一致性，进而能够有效保证生活垃圾中
植物纤维颗粒在高温碳化处理时均能被完全碳化。
[0022] 进一步的，所述初级剪切式破碎机、中级剪切式破碎机与三级细破碎机破碎后的垃圾的尺寸范围分别为200～300亳米、50～100毫米、1～5毫米。
[0023] 通过实践证明，将此破碎后垃圾的尺寸限定在上述范围内时，能够达到更快的剪切破碎效率，同时保证生活垃圾能够完全被碳化。
[0024] 进一步的，所述秸秆颗粒上料机构包括秸秆剪切机，在该秸秆剪切机通过皮带输料机实现农业秸秆类废弃物的上料，所述秸秆剪切机的出料口通过皮带输料机与所述三级破碎机构相连。
[0025] 将农业秸秆类废弃物进行初次剪切破碎，使之与生活垃圾的尺寸相适应，从而为后续的三级细破碎做好准备。
[0026] 进一步的，所述碳化炉包括炉体，所述炉体呈圆柱形整体旋转式结构，在炉体的顶部分别设置有进料口与待处理臭气出口，且所述进料口与螺旋输料机的出料口相连接，在炉体的外
侧壁上环向设置有二个旋转外轨，所述旋转外轨由位于其下面的
基座托架固定，所述旋转外轨由固设于炉体下方的
电机进行驱动，在所述炉体的底部设置有生物质可燃炭成品出口。
[0027] 螺旋输料机将生活垃圾、污泥、农业秸秆类粉末混合物，由压制造粒机制成颗粒经进料口送入碳化炉内，上述电机通过旋转外轨使得高温碳化炉整体旋转，炉内操板将物料颗粒操起单向抛落旋转，使得物料按S型循环往返走料，保证物料在碳化炉内的滞留时间，确保物料碳化过程的彻底性；热交换率成倍提高，物料受热更加均匀，同时碳化炉内氧气少，物料自氧化率低，确保了物料的利用率，最后碳化处理完成后的生物质可燃炭成品由生物质可燃炭成品口排出。
[0028] 进一步的，所述热风炉采用
流化床燃烧技术，燃料采用生物质可燃炭。
[0029] 流化床燃烧技术能够实现清洁燃烧，燃料适应性强；燃烧效率高，可达95％～99％；负荷适应性好，负荷调节范围30％～100％。而热风炉燃烧生物质可燃炭，可实现很大程度上的自产自给，而且有助于实现完整的循环利用。
[0030] 进一步的，所述热风炉包括热风炉本体，在所述热风炉本体的底部开设有进风通道，该进风通道的进风端连接至鼓风机的出风端，在所述进风通道的上方均匀开设有多个出风口，在该出风口的上方设置浮法燃烧流化床，且该浮法燃烧流化床位于所述热风炉本体
炉膛的底部，所述热风炉本体的侧壁上设置有生物质可燃炭燃料进口，所述热风炉本体的底部设置有炭渣出口，所述热风炉本体通过排风通道与所述碳化炉连接。
[0031] 燃料颗粒在鼓风机鼓出气流的吹托
力的作用下，当颗粒在气流中的
浮力之和大于或等于其重力时，颗粒就可漂浮起来，颗粒间的间距扩大，并能在浮法燃烧流化床上一定的高低范围做一定程度的移动。随着气流速度的提高，颗粒层的高度增加，颗粒运动加剧，这就使得
质量密度大的颗粒在炉膛的下部燃烧、分解与破碎，形成小颗粒；质量较小的颗粒被气流托向炉膛的上部继续燃烧，因此能够使得燃料燃烧充分，提高燃烧效率，减少对能源的损耗。
[0032] 本发明的显著效果是：解决了传统技术中生活垃圾处理方式存在的各种不足，脱水速度快，颗粒炭化灰粉减少，颗粒成型稳定，焦油脱除均匀，纤维炭化速度快、热值损失小；而生成的生物质可燃炭，可用于热风炉提供燃料，实现自产自给，热风炉排出的碳渣可再生利用为制砖和肥料原料，从而彻底实现了废物循环利用；碳化过程中产生的臭气经生物自洁菌噬滤床技术、紫外光解氧化技术以及活性炭吸附等除臭技术进行综合逐级臭气去除，最终实现了排放出的气体达到和超越国家标准，且实现了整个生产过程的零排放；且同时实现了生活垃圾全资源化利用、无害化处置。
附图说明
[0033] 图1是本发明的结构示意图；
[0034] 图2是所述热风炉与碳化炉的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
[0036] 如图1所示，一种生活垃圾筛下物与污泥混合碳化处理系统，包括垃圾精细化分选机构1、初级剪切式破碎机2、中级剪切式破碎机3、三级细破碎机4、秸秆剪切破碎机5、搅拌混合器6和碳化炉10，所述垃圾精细化分选机构1、初级剪切式破碎机2、中级剪切式破碎机3之间通过皮带输料机依次相连，所述中级剪切式破碎机3通过皮带输料机与三级细破碎机4的一个进料口连接，秸秆剪切破碎机5通过皮带输料机连接三级细破碎机4的另一个进料口，所述三级细破碎机4的出料口通过皮带输料机连接所述搅拌混合器6的第一进料口，所述污泥罐7的出料口通过螺旋输料机8与所述搅拌混合器6的第二进料口连接，所述搅拌混合器6的出料口上连接有压制造粒机9，该压制造粒机9的出料口通过螺旋输料机8连接至所述碳化炉10的进料口，该碳化炉10的出料口通过皮带输料机连接有生物质炭成品储料仓15，所述碳化炉10由燃烧炉11提供高温热风，所述燃烧炉11的炭渣出口经皮带输料机将炭渣输送至炭渣回收仓16。
[0037] 在本
实施例中，为了对炭化处理过程中排出的臭气进行处理，以避免其对环境造成二次污染，本系统还包括臭气净化子系统，该臭气净化子系统用于对碳化炉产生的臭气进行净化处理。
[0038] 参见附图1，所述臭气净化子系统包括通过管道依次相连的干法脱酸脱焦装置12、自洁菌噬滤床与CU光解装置13、活性炭吸附装置14，所述干法脱酸脱焦装置12通过管道连接至所述碳化炉10的排气口，所述活性炭吸附装置14的排气口连接排气管道。
[0039] 碳化炉10产生的高温恶臭废气经干法脱酸脱焦装置12进行脱酸、脱焦、除尘、降温后，依次进入自洁菌噬滤床与CU光解装置，进行生物自洁菌噬与紫外光照分解处理13、活性炭吸附装置吸附残存异味烷烃、单分子体等14，实现无害排放。通过上述的臭气净化子系统，不仅很好的实现了垃圾碳化处理过程中臭气的脱酸脱焦处理，达到彻底处理废气达标无害排放，而且有效避免了传统技术中的各种缺陷，完整实现了生活垃圾的无害化处置、臭气零排放生产。
[0040] 本例中，优选所述初级剪切式破碎机2、中级剪切式破碎机3与三级细破碎机4破碎后的垃圾的尺寸范围分别为200～300亳米、50～100毫米、1～5毫米。
[0041] 本实施例中作为优选，所述热风炉11采用流化床燃烧技术，燃料采用生物质可燃炭。
[0042] 参见附图2，本例中，所述碳化炉10包括炉体10.1，所述炉体10.1呈圆柱形整体旋转式结构，在炉体10.1的顶部分别设置有进料口10.2与待处理臭气出口10.3，且所述进料口10.2与螺旋输料机8的出料口相连接，在炉体10.1的外侧壁上环向设置有二个旋转外轨10.4，所述旋转外轨10.4由位于其下面的基座托架固定，所述旋转外轨10.4由固设于炉体
10.1下方的电机10.5进行驱动，在所述炉体10.1的底部设置有生物质可燃炭成品出口
10.6。
[0043] 从图2中还可以看出，所述热风炉11通过排风通道11.7与所述碳化炉10连接，该热风炉11包括热风炉本体11.1，在所述热风炉本体11.1的底部开设有进风通道11.2，该进风通道11.2的进风端连接至鼓风机11.3的出风端，在所述进风通道11.2的上方均匀开设有多个出风口，在该出风口的上方设置浮法燃烧流化床11.4，且该浮法燃烧流化床11.4位于所述热风炉本体11.1炉膛的底部，所述热风炉本体11.1的侧壁上设置有生物质可燃炭燃料进口11.5，所述热风炉本体11.1的底部设置有炭渣出口11.6。
[0044] 在具体实施时，生活垃圾经皮带输料机进入垃圾精细化分选机构1，筛选出各类残渣纤维类筛下物，有再生利用价值的其余垃圾则送入分类集料仓17内存放并进行资源化再利用，然后经皮带输料机进入初级剪切式破碎机2、中级剪切式破碎机3进行初级与次级剪切破碎，并同时与由秸秆剪切破碎机5送入的农业秸秆类废弃物送入三级细破碎机4进行最后一级剪切破碎后进入搅拌混合器6，与此同时污泥罐7内的污泥经螺旋输送器8与垃圾细碎混合物共同进入搅拌混合器6内搅拌混合，而三类物质的混合均按照固定比例进行；
[0045] 混合后进入压制造粒器9进行造粒，造粒后颗粒经螺旋送料器8送入碳化炉10内，此时热风炉11的高温热风进入碳化炉10内，使碳化炉10内的混合物颗粒快速脱水、脱焦、脱酸、碳化。碳化炉10内的混合物颗粒经高温碳化后从出料口排出，得到生物质可燃炭成品，并送入生物质炭成品出料仓15；
[0046] 碳化炉10产生的高温恶臭废气经干法脱酸脱焦装置12进行脱酸、脱焦、除尘、降温后，依次进入自洁菌噬滤床与CU光解装置，进行生物噬滤与紫外光照分解处理13、活性炭吸附装置吸附残存异味烷烃、单分子体等14，实现无害排放；
[0047] 所述热风炉11排出炭渣至炭渣回收仓16，该炭渣可再生利用为制砖和肥料原料，实现整个过程的全资源化利用与零排放处理。
