一种垃圾池加热化冰系统的制作方法

本发明涉及垃圾处理，尤其涉及一种垃圾池加热化冰系统。

背景技术：

1、焚烧处理仍然是我国垃圾处理的主要方式，通过焚烧可实现垃圾减量化、无害化、资源化的作用。但一些厨余、化工或医疗垃圾在焚烧之前，还需要注意有机物的消耗，因此引入细菌降解有机物的方法。

2、细菌通过代谢分解垃圾中的各种物质，进而提供自己繁殖所需的能量，而分解过程中产生的产物，包括硫化氢（臭鸡蛋味）、甲硫醇（烂菜心味）、甲硫醚（海鲜味）以及其他污染物；即在焚烧前利用细菌可大幅减少焚烧时产生硫氮类污染废弃。

3、但是各种细菌发酵分解垃圾需要在20-60℃的温度，而在冬季或在常年寒冷地域，收集的垃圾极易结冰，在投入垃圾坑或垃圾池后，池内的温度与室外温度相当，结冰的垃圾不易融化，严重影响细菌发酵过程，同时超低温且坚硬的垃圾会对入炉垃圾热值产生不良影响，且不利于垃圾入炉前的粉碎过程，亟待改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种垃圾池加热化冰系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种垃圾池加热化冰系统，包括垃圾换热器、渗透液处理装置、温度监测单元和垃圾转运单元，垃圾换热器包括车体，车体包括前部的铲板和后部的三角桁架，铲板前端经过倒角处理，使其呈尖刃状便于铲起垃圾，三角桁架顶部从前到后呈高度逐渐升高的坡状，三角桁架顶部设置挤出筒，挤出筒为斜放的圆柱状腔体结构，挤出筒内设有螺旋挤出辊，螺旋挤出辊两端延伸至挤出筒两端外部，螺旋挤出辊设有变径的螺旋叶片，螺旋叶片直径从螺旋挤出辊一端至挤出筒一端口部递加，挤出筒内部的螺旋叶片直径不变，挤出筒另一端口部的螺旋叶片直接至螺旋挤出辊另一端递减；

4、挤出筒斜坡底部的开口处连接有进料仓，进料仓两侧边壁与铲板边缘连接，从而将挤出筒坡底处的螺旋叶片包裹在内，进料仓前端与铲板尖刃部形成类矩形的开口，用于垃圾进料；

5、挤出筒顶部固定设置有空气干燥器，空气干燥器为斜坡设置且坡顶处设有空气进口，空气干燥器坡底处通过管道连接有热风泵，热风泵通过空气出口管连通在进料仓前端壁上，且空气出口管伸入进料仓内部的一端进气方向为水平方向，便于热空气与垃圾同向进料；

6、挤出筒斜坡顶部的开口处延伸有锥形出料仓，锥形出料仓远离挤出筒一端为水平向外的出口，用于垃圾出料，锥形出料仓底部设有出气仓，出气仓底端设有热废气排口，便于将热废气排放在地面，便于对地面及垃圾进行加热，锥形出料仓底部设有与出气仓相连通的气孔，气孔直径为1-2cm，用于通过热废气，并对垃圾进行尺寸分型，细微垃圾可随热废气一起排到地面，大颗粒或块状垃圾从锥形出料仓被挤出。

7、优选地，车体底部设置前轮和后轮，后轮为驱动轮，前轮为从动轮，三角桁架设有与后轮匹配的驱动电机及驱动轴。

8、优选地，铲板表面和挤出筒底部开设有排液管，排液管竖直向下，用于将化冻形成的渗透液排放至地面。

9、优选地，温度监测单元包括呈点阵均匀分布在垃圾池中的温度传感器，温度传感器嵌入至垃圾池地面且表面覆盖1-2mm的不锈钢片，用于检测各处温度，当温度低于0℃则将垃圾换热器拉入测温处进行升温或化冻处理。

10、优选地，渗透液处理装置包括设置在垃圾池地面最低处的收集管，收集管口部设置过滤器，通过泵机将过滤后的渗透液排出垃圾池外，但需要说明的是，在垃圾堆放时应使垃圾池内保留少量水位，一方面便于细菌发酵处理垃圾，另一方面湿润的垃圾硬度较低，在垃圾换热器进场处理时便于铲斗、转运及换热处理；当垃圾需要转运至焚烧炉时，应使垃圾池内渗透液被抽完，从而提高垃圾热值。

11、优选地，垃圾转运单元包括设置在锥形出料仓出口正下方的转料桶，用于收集大颗粒或块状垃圾，而细微垃圾以及尘土及碎砂砾可保留在垃圾池中，进一步提升细菌发酵环境，同时也减少低热量垃圾成分进入焚烧炉，从而提高垃圾热量。

12、前述一种垃圾池加热化冰系统的化冰过程如下：

13、1）温度监控：

14、通过控制器监控点阵分布的温度传感器，以垃圾池为xy坐标面，各处垃圾的温度为z轴，并通过拟合计算，形成温度分布曲面图，并设置温度阈值为0-30℃，该温度利于细菌对垃圾中的有机物进行发酵，当温度低于0℃，则需进行换热处理；

15、2）温度运算：

16、将温度分布曲面图中各处瞬时温度进行均值处理，得到垃圾池温度随时间变化的tt曲线；

17、3）定点除冰：

18、当垃圾池平均温度≥5℃，而某一处或几处的温度＜0℃，此时采用定点除冰，将垃圾换热器吊入垃圾池内，对温度较低处的垃圾进行铲动，垃圾经进料仓被螺旋叶片带入挤出筒，通过空气出口管引入热空气，结合加热化冻和挤出破冰，所得热渗透液通过排液管排放至地面对车体下方的垃圾进行预热；

19、换热后垃圾运输至锥形出料仓，水平排放至地面，对锥形出料仓后方的垃圾进行预热；

20、换热后的热废气大部份通过气孔及热废气排口排放在地面，对锥形出料仓下方的垃圾进行预热；

21、4）巡逻式除冰：

22、当垃圾池平均温度≤0℃，而某一处或几处的温度＜0℃，此时采用巡逻式除冰，将垃圾换热器以行驶速度为1-2m/s对垃圾池进行整场除冰，将垃圾位置进行更换，同时将细微垃圾释放至处理过的地面上，保持垃圾池底层颗粒尺寸小于上层垃圾颗粒；

23、5）水分控制：

24、根据垃圾的软硬度和温度，调整垃圾池内渗透液高度，渗透液控制标准为：

25、当垃圾池平均温度≥15℃，则证明不需要化冰处理；

26、当垃圾池平均温度为5-15℃，则证明不需要巡逻式除冰，应根据温度阈值的报警情况进行定点除冰；

27、当垃圾池平均温度为0-5℃，一般需要进行定点除冰，此时应控制垃圾池内渗透液水位位于最低处，即被渗透液处理装置抽走排出垃圾池外，此时化冻处很少且垃圾硬度适中，通过垃圾换热器铲动并换热；

28、当垃圾池平均温度为-5-0℃，此时化冻明显但硬度不高，灌入10±5℃的渗透液或水，控制垃圾池内水位为5-15cm，先经过液体换热再将垃圾换热器吊入垃圾池内进行巡逻式除冰，直至垃圾池平均温度≥5℃；

29、当垃圾池平均温度≤-5℃，此时整个垃圾池完全化冻，关闭垃圾换热器的锥形出料仓出口，通过热空气对垃圾换热器下方地面进行吹气加热，当垃圾池平均温度＞-5℃的瞬时，重复垃圾池平均温度为-5-0℃的操作，直至垃圾池平均温度≥5℃；即通过热气使化冻垃圾初步熔化并抵消熔化吸热值，使冰面开裂，便于渗透液或水进行二次化冻，由于保持一定水位，使经过热气加热和热液加热的垃圾恢复至能铲动的状态，从而保证垃圾池能够被根除冰冻，同时通过气固液的加热和螺旋输送，能够使垃圾池内的菌落分布更为均匀，从而使有机物能够被有效分解，降低燃烧过程的污染排放；

30、6）焚烧转运：

31、检测垃圾池平均温度≥5℃，在锥形出料仓出口正下方设置转料桶，将换热后的垃圾通过转料桶输送至焚烧炉，进行预热、焚烧。

32、优选地，在温度分布曲面图中对应温度传感器的节点处设置报警灯，绿色代表该处监测温度在温度阈值内，红色代表该处监测温度在温度阈值外，从而起到监控整个垃圾池温度以及及时化冰处理的作用。

33、优选地，3）中热空气的温度为40-50℃，根据垃圾池平均温度在40-50℃内调整。

34、优选地，5）中，排出垃圾池外的渗透液放入沉淀池进行沉淀，取清液，经过50℃加热处理后，直接灌入锥形出料仓，对换热后的垃圾进行固液换热，进一步提高化冰效果。

35、优选地，6）中，垃圾焚烧前，应控制垃圾换热器的空气出口管处热空气的温度为70-80℃，可提高垃圾热值。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1.本发明通过螺旋输送和热气同流的方式，结合物理破碎和热气化冰，从而使冰冻垃圾可顺利铲动和翻动，从而实现换热及换位过程，保证垃圾池内垃圾可均匀、彻底换热；

38、2.另外，结合加热化冻和挤出破冰，挤出产生的热渗透液通过排液管排放至地面对车体下方的垃圾进行预热；同时排放的热废气可对地面继续预热；排出的垃圾落入地面，利用势能砸落并换热，同样起到固固换热化冻的过程，因此本发明可针对形成坚固冰层的垃圾池进行紧急处理；

39、3.本发明通过专门设计的温度分布曲面图及垃圾池温度随时间变化的tt曲线，可对垃圾场进行实时且准确的温度控制；

40、4.通过对垃圾池水位控制，即通过热气使化冻垃圾初步熔化并抵消熔化吸热值，使冰面开裂，便于渗透液或水进行二次化冻，由于保持一定水位，使经过热气加热和热液加热的垃圾恢复至能铲动的状态，从而保证垃圾池能够被根除冰冻，同时通过气固液的加热和螺旋输送，能够使垃圾池内的菌落分布更为均匀，从而使有机物能够被有效分解，降低燃烧过程的污染排放；

41、5.综上所述，本发明可实现垃圾焚烧前的快速化冻并恢复热值，通过翻动或简单过滤，并加入渗透液热循环处理，可最大化垃圾热值，提高焚烧效率且降低焚烧污染。