用于废物转化为能源的环保型超高温热分解系统的制作方法

本发明涉及一种用于废物转化为能源(waste-to-energy)的环保型超高温热分解系统，更具体地说，其热分解室由特殊的、设计成承受高达1800℃的温度的可铸造混合物制成，维持超过850℃的超高温，由安装在热分解室的中心的双层空气幕制造机制成的十(10)层空气幕使输入材料在没有任何辅助燃料的情况下完全分解，并且通过将空气污染物困在超过850℃的超高温的热分解室内超过两(2)秒的停留时间来使空气污染物完全分解。安装在热分解室的内壁的中心部和下部以对准热分解室的中心部和底部的中心油喷嘴和下部油喷嘴在必要时均匀地喷射辅助燃料，因此具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料被完全分解。通过安装在热分解室的左侧的、在馈送之前将具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料均匀化的外部切碎机，以及连接外部切碎机和热分解室的、自动输入输入材料的螺旋输送器，提高了处理能力。未完全分解的、堆积在热分解室的底部的输入材料和灰烬由安装在热分解室的底部的内部切碎机切碎。在被内部切碎机切碎后，它们经由连接内部切碎机和热分解室的螺旋输送器重新输入到热分解室，因此即使是灰烬也被完全分解。热产生室在热分解室周围和在热分解室的上盖上构成，内部安装有热产生模块，以有效收集热分解过程产生的废热，用于发电。热分解过程产生的废热也经由安装在热分解室的上盖内的蒸汽室产生蒸汽，其中经由蒸汽管将这样的蒸汽输送到单独构成的锅炉和汽轮机，以进一步发电。集尘器和监控装置位于热分解室的右侧，其收集孔位于热分解室的内壁的顶部，用于收集灰尘(在必要时)和空气样本，以实时监控热分解过程的结果。

背景技术：

1、现代社会正经历着由人口增加、城市化和商业化等多种因素造成的废物产生的急剧增加。塑料垃圾的产生尤其严重。根据联合国环境规划署的数据，到2050年，海洋中废塑料的重量将相当于整个海洋生物的重量。

2、一般来说，最为宣传和优先考虑的废物处理方式是分类和回收。然而，实际的回收率极低，这仅仅是因为回收在现实中非常困难：废物应该被冲洗，而不是被污染才回收。因此，大多数废物都被卫生填埋场或大型焚烧炉处理。这些处置方式带来的环境问题和社会问题已成为许多国家的问题。卫生填埋场需要大量的土地、大量的用于运营和维护的重型设备，以及巨大的运营和管理初始投资，同时它还通过产生填埋气体、沼气、温室气体、渗滤液和其他污染物而造成严重的土壤污染、水污染和空气污染。大型焚烧炉也会因焚烧产生的空气污染物而造成严重污染，这导致安装、运营和管理的初始投资成本巨大，因为该设施不可避免地会扩大，因为包括多个燃烧室和后端污染控制系统以去除空气污染物，以及灰烬处理设施以防止未经处理的灰烬造成的土壤污染。

3、由于这些常规处置方式的问题，已经提出了各种发明，例如低温热分解系统；然而，它们仍然会造成空气污染，即使当它们被扩大并且除了主燃烧室和附接到主系统的后端污染控制系统之外还具有二次燃烧室时也是如此。仍然需要灰处理系统。也会出现其他问题，如无法均匀或完全燃烧具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料，这需要大量的辅助燃料来补充系统。辅助燃料的这种使用最终降低了具有替代处置系统的功效和经济效益。还需要单独的工具来强制混合和燃烧堆积在腔室的底部的废物，而辅助燃料无法到达这些地方。此外，当废物在进料前被切碎时，需要额外的切碎工艺和设备。最后，运行过程中产生的废热没有得到利用。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明是为了解决上述问题而提出的。

3、本发明涉及一种用于废物转化能源的环保型超高温热分解系统，其热分解室由特殊的、设计成承受高达1800℃的温度的可铸造混合物制成，维持超过850℃的超高温，由安装在热分解室的中心的空气幕制造机制造的十(10)层空气幕使输入材料在没有任何辅助燃料的情况下完全分解，并且通过将空气污染物困在超过850℃的超高温的热分解室内超过两(2)秒的停留时间来使空气污染物完全分解。

4、本发明涉及一种用于废物转化为能源的环保型超高温热分解系统，其中心油喷嘴和下部油喷嘴分别安装在热分解室的内壁的中心部和下部，各自安装成对准热分解室的中心部或底部，在必要时均匀地喷射辅助燃料，因此具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料被完全分解；通过安装在热分解室的左侧的、使具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料均匀化的外部切碎机，以及连接外部切碎机和热分解室的、自动输入输入材料的螺旋输送器，提高了其处理功效；并且其安装在热分解室的底部的内部切碎机将未完全分解的、堆积在热分解室的底部的输入材料和灰烬切碎，因此连接内部切碎机和热分解室的螺旋输送器可以将这些材料重新输入回系统，因此即使是灰烬也被完全分解。

5、本发明涉及一种用于废物转化为能源的环保型超高温热分解系统，其中其热产生室在热分解室周围和在热分解室的上盖上构成，并且具有安装在其内部的热产生模块，该热产生模块有效地收集热分解过程产生的废热，用于发电，并且废热还经由安装在热分解室的上盖内的蒸汽室产生蒸汽，经由蒸汽管将这样的蒸汽送到单独构成的锅炉和汽轮机，以进一步发电。

6、本发明涉及一种用于废物转化为能源的环保型超高温热分解系统，其集尘器和监控装置位于热分解室的右侧，其收集孔位于热分解室的内壁的顶部，用于收集灰尘(在必要时)和空气样本，从而实时监控热分解过程的结果。

7、技术方案

8、为了进一步阐述本发明的不同组成，以实现上述目的，本发明独特地包括：热分解室，热分解室呈圆柱形并且由特殊的、设计成承受高达1800℃的可铸造混合物制成，在没有任何辅助燃料的情况下维持超过850℃的超高温；空气幕制造机，空气幕制造机为具有内管和外管的双层设计，安装在热分解室的中心，具有十(10)个竖直级别的空气入口，其中，第1空气入口至第9空气入口连接到内管，并且最顶部的第10空气入口连接到外管，其中每个级别的空气入口水平地放置，在它们之间具有相同距离，以创建总共十(10)层空气幕，以便通过将空气污染物困在超过850℃的超高温的热分解室内超过两(2)秒的停留时间来完全热分解空气污染物并防止任何空气污染；中心油喷嘴和下部油喷嘴，中心油喷嘴和下部油喷嘴分别安装在热分解室的内壁的中心部和下部，以在必要时均匀地喷射辅助燃料，特别是当输入材料具有低热值或高水合水平时；外部切碎机，外部切碎机安装在热分解室的左侧，将输入材料切碎来使输入材料均匀化；内部切碎机，内部切碎机安装在热分解室的底部，将残留在热分解室的底部的输入材料和灰烬切碎，以确保输入材料甚至是灰烬的完全分解；螺旋输送器，螺旋输送器将由外部切碎机和内部切碎机切碎的废物和灰烬馈送回热分解室；热产生室，热产生室安装在热分解室周围和热分解室的上盖上，以通过热产生模块收集热分解过程产生的废热来发电；蒸汽室，蒸汽室安装在热分解室的上盖上，以通过使用废热产生蒸汽并且经由蒸汽管将这种热量送到单独安装的锅炉和汽轮机来进一步发电；集尘器，集尘器在必要时在热分解室的内壁的顶部收集灰尘；和监控装置，监控装置安装在热分解室的右侧，以实时监控热分解过程的结果。

9、本发明独特地包括空气幕制造机，为具有内管和外管的双层设计，其中内管连接到安装在热分解室的右侧的内部鼓风机，外管连接到安装在热分解室的右侧的外部鼓风机。这种空气幕制造机具有十(10)个竖直级别的空气入口，其中每个级别的空气进口水平地放置，其中从第1级别到第9级别的空气入口(第1级别是最低的)连接到外管，以在热分解室内形成九(9)层空气幕，而第10级别的最顶部的空气入口连接到内管，以创建最顶部的一(1)层空气幕，控制和管理下面的九(9)层空气幕。这十(10)层空气幕将输入材料和热分解过程产生的空气污染物困在850℃的超高温的热分解室内超过两(2)秒的停留时间，直到它们被完全分解。

10、本发明独特地包括中心油喷嘴和下部油喷嘴，其中中心油喷嘴安装在热分解室的内壁的中心部上，具有三(3)个喷嘴，经由中心油喷嘴供应管与辅助燃料箱连接，对准热分解室的中心部，而下部油喷嘴安装在热分解室的内壁的下部，具有三(3)个喷嘴，经由下部油喷嘴供应管与辅助燃料箱连接，对准热分解室的底部。中心油喷嘴和下部油喷嘴分别对准热分解室的中心部和底部并且均匀地喷射辅助燃料，不留任何盲点。喷射到热分解室中的辅助燃料的量可以通过中心油喷嘴控制阀和下部油喷嘴控制阀来控制。

11、本发明独特地包括外部切碎机，外部切碎机安装在热分解室的左侧，经由螺旋输送器与热分解室连接，通过在被馈送入热分解室之前将具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料切碎来使输入材料均匀化，以减少输入材料的体积并且提高处理能力，而内部切碎机安装在热分解室的底部，经由螺旋输送器与热分解室连接，以将未完全分解的、堆积在热分解室的底部的输入材料和灰烬切碎，以便连接内部切碎机和热分解室的螺旋输送器能够将这些材料重新输入回系统，因此即使是灰烬也被完全分解。螺旋输送器由竖直螺旋输送器和水平螺旋输送器构成，因此其可以自动重新输入来自外部切碎机和内部切碎机的切碎的输入材料和灰烬。由于热分解室的底部的灰烬和剩余输入材料在被内部切碎机切碎后仍然是热的，因此螺旋输送器配备了额外的一层冷却管。

12、本发明独特地包括热产生室，热产生室安装在热分解室周围和热分解室的上盖上，用于收集废热和发电。更具体地，热产生模块安装在热产生室内，这种模块有效地收集热分解过程产生的废热并发电。热分解室周围的热产生室具有沿着内壁的热产生模块，而热分解室的上盖上的热产生室内具有空闲空间中的热产生模块板，以使所附接的热产生模块的数量最大，从而收集尽可能多的废热。

13、本发明独特地包括蒸汽室，蒸汽室安装在热分解室的上盖上，其中供水管位于左侧，加热管在蒸汽室内并且蒸汽管位于蒸汽室的上侧。水经由热分解过程产生的废热蒸发，并且经由蒸汽管将这样的蒸汽送到单独构成的锅炉和汽轮机中，以进一步发电。更具体地，水经由供水管供应到蒸汽室中，并且经由热分解室产生的废热蒸发，这可以通过蒸汽室内的加热管加速。废热和加热管蒸发的蒸汽经由蒸汽管送到单独构成的锅炉和汽轮机，用于发电。

14、本发明独特地包括集尘器，集尘器位于热分解室的右侧，在热分解室的内壁的顶部具有六(6)个集尘孔，因此热分解过程产生的灰尘通过集尘孔收集并经由集尘管传送到集尘室。

15、本发明独特地包括监视装置，监视装置位于热分解室的右侧，在热分解室的内壁的顶部具有一(1)个收集孔，因此通过收集孔收集样本并经由监控管传送样本，并且热分解过程的监控结果很容易从监控仪表板上实时确认。

16、本发明的有益效果

17、本发明是一种环保型超高温废物热分解系统，在没有辅助燃料的情况下，可以完全热分解输入材料，这是由于其热分解室由特殊的、设计成承受高达1800℃的温度的可铸造混合物制成，这使得它能够在没有任何辅助燃料的情况下维持内部超过850℃的超高温。

18、本发明具有完全消除空气污染物的效果，这是由于其安装在热分解室中心的空气幕制造机具有十(10)个竖直级别的空气入口，在热分解室内创建总共十(10)层空气幕，这种多层空气幕将输入材料和空气污染物困在超过850℃的超高温的热分解室内超过两(2)秒的停留时间，因此空气污染物也被完全分解。

19、本发明具有输入材料完全热分解的效果，这是由于其安装在热分解室的内壁上的中心油喷嘴和下部油喷嘴在需要时均匀地喷射辅助燃料，没有任何盲点，特别是当输入材料具有不同条件、尺寸和水合水平时，尤其是低热值或高水合水平的那些。

20、本发明具有提高处理功效的效果，这是由于其安装在热分解室的左侧的、经由螺旋输送器与热分解室连接的外部切碎机，通过在将输入材料馈送入热分解室之前将输入材料切碎并且将具有不同条件、尺寸和水合水平的输入材料均匀化，减少了输入材料的体积。

21、本发明具有完全热分解输入材料甚至灰烬的效果，这是由于其安装在热分解室的底部的、经由螺旋输送器与热分解室连接的内部切碎机，将未完全分解的、残留并堆积在热分解室的底部的输入材料和灰烬切碎，从而使连接内部切碎机和热分解室的螺旋输送器能够将这些材料重新输入回热分解室，因此甚至是灰烬也被完全分解。

22、本发明具有发电量最大化的效果，这是由于本发明有两种发电方式：热产生室和蒸汽室。其安装在热分解室周围和热分解室的上盖上的热产生室的内部安装有热产生模块，以有效收集热分解过程产生的废热，用于发电，以及其安装在热分解室的上盖上的蒸汽室利用废热经由供水管和加热管产生蒸汽，将这样的蒸汽送到单独构成的锅炉和汽轮机中，产生更多的电力。

23、本发明具有在发电的同时甚至安全快速地处理感染性废物和医疗废物的效果，这是由于本发明紧凑且小，是最适合居住区或工业综合体(如韩国密集的公寓综合体)以及包括菲律宾和印度尼西亚等许多小岛屿的国家的废物转化为能源的设施，而大型和巨大的传统垃圾废物转化为能源的工厂需要远离居住区或工业综合体，需要大量土地。由于本发明在超过850℃的超高温下处理输入材料，材料中存在的每一种病原体、细菌和病毒都被彻底根除，这使本发明成为安全快速现场处理医院、诊所、传染病检测中心和医院产生的感染性和医疗废物的完美解决方案，即使在发达国家，如韩国、美利坚合众国、日本和欧洲国家也是如此。

24、本发明具有最小化灰尘释放和实时监控其环境影响的效果，这是由于其集尘器收集热分解过程产生的每一个灰尘，并且其监控装置提供热分解过程的实时监控数据。