一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置转让专利

申请号 : CN202110453454.4

文献号 : CN113351617B

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发明人 : 蒋晓璐苏燕花莫任冬汪元南罗海林王敏陈琛贺涛吴艳丽

申请人 : 生态环境部华南环境科学研究所

摘要 :

本发明公开了一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,包括压榨机构,离心分离机构,燃料发酵机构,热解机构,所述离心分离机构包括离心机构支撑架,离心容纳桶,离心角度调节机构,离心动力结构,所述燃料发酵机构包括发酵罐壳体,发酵监测组件,发酵调节机构,有机废物经过压榨机构的压榨分离,分离出固体废物中的有机废液,有机废液经离心分离处理,进一步分离纯化有机废液,利用分离纯化后的有机废液能够进行发酵产气,在不同发酵条件下产生H2、CH4等方便利用的能源,压榨分离后的固体废物也能经过高温分解作用产生有机气体,将有机气体纯化后也是一种能源,经高温分解碳化后的固体废物也是一种燃料,将有机废物进行合理的充分利用。

权利要求 :

1.一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于,包括压榨机构(10),用于将所述压榨机构(10)压榨分离出的有机废液进行离心分离纯化的离心分离机构(20),用于将所述离心分离机构(20)分离纯化的有机废液进行发酵产气的燃料发酵机构(30),用于将所述压榨机构(10)压榨分离的固体废物进行高温热解产气的热解机构(40);

所述压榨机构(10)包括支撑架(11),上压榨壳体(12),下压榨壳体(13),所述上压榨壳体(12)为无底开口朝下的锥形壳体,所述上压榨壳体(12)转动配合连接在所述支撑架(11)顶部,所述下压榨壳体(13)为中空的锥形壳体,所述支撑架(11)底部滑动配合连接设有滑动架(14),所述下压榨壳体(13)转动配合连接在所述滑动架(14)顶部,所述下压榨壳体(13)伸入到所述上压榨壳体(12)内部;

所述上压榨壳体(12)顶部具有压榨进料口(122),所述压榨进料口(122)内设有进料输送管(123),所述进料输送管(123)下端固定连接设有进料导向斜管(124),所述进料输送管(123)通过连接件与所述支撑架(11)固定连接;

所述下压榨壳体(13)侧面具有多个排液小孔(131),所述下压榨壳体(13)底部由边缘处向中心倾斜且中心处低于其边缘处,所述下压榨壳体(13)底部具有排液通孔(132);

所述支撑架(11)包括圆盘底座(111),所述圆盘底座(111)顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱(112),多根所述支撑柱(112)顶部共同固定连接设有第一支撑环(113),所述上压榨壳体(12)外侧固定设有第二支撑环(121),所述第二支撑环(121)转动配合在所述第一支撑环(113)上;

所述第二支撑环(121)顶部固定连接设有第一传动环(125),所述第一传动环(125)外侧固定设有第一从动齿圈(1251),所述第一支撑环(113)顶部固定设有第一电机(126),所述第一电机(126)的输出轴上固定设有第一主动齿轮(1261),所述第一主动齿轮(1261)与所述第一从动齿圈(1251)啮合连接;

所述圆盘底座(111)顶部固定设有多条相互平行的第一滑轨(114),所述滑动架(14)包括滑动架支撑环(141),所述滑动架支撑环(141)底部固定设有多个支撑滑动块(142),所述支撑滑动块(142)底部具有支撑滑动槽(1421),所述支撑滑动块(142)通过底部的支撑滑动槽(1421)滑动配合在所述第一滑轨(114)上;

所述滑动架支撑环(141)顶部转动配合连接设有转动支撑环(143),所述转动支撑环(143)顶部与所述下压榨壳体(13)底部固定连接;

与所述滑动架支撑环(141)外侧通过连接杆固定相连接设有密封配合板(144),所述密封配合板(144)上具有密封配合通孔(1441),所述密封配合通孔(1441)包围在所述下压榨壳体(13)外侧靠近下端的位置且与其外侧面密封接触配合,所述密封配合板(144)上端面与所述上压榨壳体(12)下端边缘处密封接触配合;

多个所述支撑滑动块(142)之间固定相连接设有X形固定架(145),所述X形固定架(145)上具有沿所述第一滑轨(114)延伸的第一螺纹孔(1451),所述第一螺纹孔(1451)内螺纹传动配合设有螺纹驱动杆(1452),所述圆盘底座(111)顶部固定设有第二电机(146),所述第二电机(146)的输出轴与所述螺纹驱动杆(1452)固定连接;

所述下压榨壳体(13)底部固定设有第二传动环(133),所述第二传动环(133)外侧固定设有第三从动齿圈(1331),所述滑动架支撑环(141)内侧固定设有第三电机(134),所述第三电机(134)的输出轴上固定设有第三主动齿轮(1341),所述第三主动齿轮(1341)与所述第三从动齿圈(1331)啮合连接;

所述密封配合板(144)上具有出渣管配合孔(1442),所述出渣管配合孔(1442)内固定设有出渣管(15),所述出渣管(15)上端伸入到所述上压榨壳体(12)内侧壁与所述下压榨壳体(13)外侧壁之间,所述出渣管(15)上端具有出渣口(151),所述出渣口(151)沿所述下压榨壳体(13)外侧壁周向放置,所述出渣口(151)靠近所述上压榨壳体(12)内侧壁的一侧设有开口调节挡板(152),所述开口调节挡板(152)通过弹簧活动铰链与所述出渣口(151)处连接,所述出渣口(151)靠近所述下压榨壳体(13)外侧壁的一侧与所述下压榨壳体(13)外侧壁接触配合。

2.根据权利要求1所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述离心分离机构(20)包括离心机构支撑架(21),离心容纳桶(22),离心角度调节机构(23),离心动力结构(24);

所述离心机构支撑架(21)包括离心支撑圆环(211),所述离心支撑圆环(211)顶部转动配合连接有转动支撑盘(212),所述转动支撑盘(212)顶部中心固定设有中空的支撑容纳柱(213);

所述离心容纳桶(22)绕所述支撑容纳柱(213)周向均匀布置有多个,所述离心容纳桶(22)内滑动配合设有中空的出料环(221),所述出料环(221)内侧固定设有沿其径向延伸并与其内部相连通的出料管(222),所述出料管(222)顶端具有多个出料孔(2221),所述出料环(221)顶部具有出料接口(223),所述离心容纳桶(22)顶部具有可拆卸的密封端盖(224);

所述离心角度调节机构(23)包括固定在所述转动支撑盘(212)顶部沿其径向延伸的径向支撑滑轨(231),所述支撑容纳柱(213)外侧固定设有沿其轴向延伸的竖直支撑滑轨(232),所述径向支撑滑轨(231)与所述竖直支撑滑轨(232)布置方式与所述离心容纳桶(22)布置相一致,所述径向支撑滑轨(231)上滑动配合连接设有第一滑块(2311),所述竖直支撑滑轨(232)上滑动配合连接设有第二滑块(2321),所述第一滑块(2311)通过活动铰支座与所述离心容纳桶(22)底部相连接,所述第二滑块(2321)通过活动铰支座与所述离心容纳桶(22)侧面靠近顶部位置相连接;

所述第一滑块(2311)侧面固定连接有驱动块(233),所述驱动块(233)上具有沿所述径向支撑滑轨(231)延伸的第二螺纹孔(2331),所述第二螺纹孔(2331)内螺纹传动连接设有第二螺纹杆(2332),所述第二螺纹杆(2332)一端伸入至所述支撑容纳柱(213)内部,所述第二螺纹杆(2332)伸入至所述支撑容纳柱(213)内部的一端固定设有第四从动齿轮(2333),所述支撑容纳柱(213)侧壁固定连接设有第四电机(234),所述第四电机(234)的输出轴与各个所述第四从动齿轮(2333)通过中间齿轮组相啮合连接;

所述离心动力结构(24)包括固定在所述离心支撑圆环(211)内侧壁上的第五电机(241),所述转动支撑盘(212)底部固定设有第三传动环(242),所述第三传动环(242)上固定设有第五从动齿圈(2421),所述第五电机(241)的输出轴上固定设有第五主动齿轮(2411),所述第五主动齿轮(2411)与所述第五从动齿圈(2421)啮合连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述燃料发酵机构(30)包括发酵罐壳体(31)和发酵监测组件(32);

所述发酵罐壳体(31)为竖直方向延伸的长柱状结构,所述发酵罐壳体(31)上下两端均为半球壳体结构;

所述发酵罐壳体(31)顶部具有进料接口(311)和排气接口(316),所述排气接口(316)上具有排气控制阀(3161),所述发酵罐壳体(31)顶部具有压力调节接口(312),所述发酵罐壳体(31)侧面具有观测窗(314);

发酵监测组件(32)包括固定在所述发酵罐壳体(31)内侧壁上的温度传感器(321),pH传感器(322),固定在所述发酵罐壳体(31)内顶部的压力传感器(323);

所述发酵罐壳体(31)底部固定设有与其内部相连通的发酵出料管(34),所述发酵出料管(34)上具有压力安全阀(341),所述发酵出料管(34)上连接设有出料阀门(342),所述压力安全阀(341)比所述出料阀门(342)更靠近所述发酵出料管(34)与所述发酵罐壳体(31)底部连接处。

4.根据权利要求1所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述热解机构(40)包括热解输送管(41),高频加热管(42),导气隔离机构(43),密封外壳(44);

所述高频加热管(42)缠绕在所述热解输送管(41)外侧,所述导气隔离机构(43)包括包围在所述高频加热管(42)外侧的隔离壳体(431),所述隔离壳体(431)与所述热解输送管(41)内部相连通设有导气小管(432);

所述密封外壳(44)包围在所述隔离壳体(431)外侧并固定连接在所述热解输送管(41)上,所述密封外壳(44)外侧固定连接设有多根与其内部相连通的导气管(441),所述热解输送管(41)进料端固定连接设有挤压输送机。

5.根据权利要求3所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述发酵罐壳体(31)顶部具有泄压接口(313),所述泄压接口(313)上连接设有可调泄压阀(315)。

6.根据权利要求3所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述发酵罐壳体(31)的长度范围是其直径的3~7倍。

7.根据权利要求3所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述发酵罐壳体(31)内盛装的发酵液体应当大于其自身容积的五分之一且不超过自身容积的三分之二。

8.根据权利要求2所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述离心容纳桶(22)内盛装的液体应当大于其自身容积的四分之一且不超过自身容积的五分之四。

9.根据权利要求4所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:

所述热解输送管(41)的直径范围在50~200mm,所述高频加热管(42)的缠绕覆盖长度为所述热解输送管(41)直径的3~8倍。

10.根据权利要求4所述的一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,其特征在于:所述热解输送管(41)内有机废物的传输速度为1.2~1.8m/min。

说明书 :

一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置

技术领域

[0001] 本发明涉及有机废料回收利用技术领域,具体为一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置。

背景技术

[0002] 有机固体废物通常是指含水率低于85%~90%可生化降解的有机废物,有机固体废弃物常用的处理方式有填埋、焚烧和堆肥,其中填埋、堆肥等已陷入占用大量用地、产品销路不畅,资源化水平低的困境,而焚烧虽然能达到减容减量和资源化利用的目的,但是焚烧又会产生新的污染问题,其处理始终无法摆脱二噁英污染的问题;
[0003] 有机固废热解处理是目前公认的相对于焚烧更好的处理方式,不仅能够清洁实现垃圾的减量化处理,环境友好性强,而且可获得价值更高的油、气和固体炭,但是目前对有机固体废物的处理大都比较笼统,没能充分利用有机固体废物中的不同组分进行针对性的资源化利用,利用效率较低。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,设计一种能够对有机固体废物进行充分分级分类处理再利用的装置。
[0005] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0006] 一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,包括压榨机构,用于将所述压榨机构压榨分离出的有机废液进行离心分离纯化的离心分离机构,用于将所述离心分离机构分离纯化的有机废液进行发酵产气的燃料发酵机构,用于将所述压榨机构压榨分离的固体废物进行高温热解产气的热解机构;
[0007] 所述压榨机构包括支撑架,上压榨壳体,下压榨壳体,所述上压榨壳体为无底开口朝下的锥形壳体,所述上压榨壳体转动配合连接在所述支撑架顶部,所述下压榨壳体为中空的锥形壳体,所述支撑架底部滑动配合连接设有滑动架,所述下压榨壳体转动配合连接在所述滑动架顶部,所述下压榨壳体伸入到所述上压榨壳体内部;
[0008] 所述上压榨壳体顶部具有压榨进料口,所述压榨进料口内设有进料输送管,所述进料输送管下端固定连接设有进料导向斜管,所述进料输送管通过连接件与所述支撑架固定连接;
[0009] 所述下压榨壳体侧面具有多个排液小孔,所述下压榨壳体底部由边缘处向中心倾斜且中心处低于其边缘处,所述下压榨壳体底部具有排液通孔;
[0010] 所述支撑架包括圆盘底座,所述圆盘底座顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱,多根所述支撑柱顶部共同固定连接设有第一支撑环,所述上压榨壳体外侧固定设有第二支撑环,所述第二支撑环转动配合在所述第一支撑环上;
[0011] 所述第二支撑环顶部固定连接设有第一传动环,所述第一传动环外侧固定设有第一从动齿圈,所述第一支撑环顶部固定设有第一电机,所述第一电机的输出轴上固定设有第一主动齿轮,所述第一主动齿轮与所述第一从动齿圈啮合连接;
[0012] 所述圆盘底座顶部固定设有多条相互平行的第一滑轨,所述滑动架包括滑动架支撑环,所述滑动架支撑环底部固定设有多个支撑滑动块,所述支撑滑动块底部具有支撑滑动槽,所述支撑滑动块通过底部的支撑滑动槽滑动配合在所述第一滑轨上;
[0013] 所述滑动架支撑环顶部转动配合连接设有转动支撑环,所述转动支撑环顶部与所述下压榨壳体底部固定连接;
[0014] 与所述滑动架支撑环外侧通过连接杆固定相连接设有密封配合板,所述密封配合板上具有密封配合通孔,所述密封配合通孔包围在所述下压榨壳体外侧靠近下端的位置且与其外侧面密封接触配合,所述密封配合板上端面与所述上压榨壳体下端边缘处密封接触配合;
[0015] 多个所述支撑滑动块之间固定相连接设有X形固定架,所述X形固定架上具有沿所述第一滑轨延伸的第一螺纹孔,所述第一螺纹孔内螺纹传动配合设有螺纹驱动杆,所述圆盘底座顶部固定设有第二电机,所述第二电机的输出轴与所述螺纹驱动杆传动连接;
[0016] 所述下压榨壳体底部固定设有第二传动环,所述第二传动环外侧固定设有第三从动齿圈,所述滑动架支撑环内侧固定设有第三电机,所述第三电机的输出轴上固定设有第三主动齿轮,所述第三主动齿轮与所述第三从动齿圈啮合连接;
[0017] 所述密封配合板上具有出渣管配合孔,所述出渣管配合孔内固定设有出渣管,所述出渣管上端伸入到所述上压榨壳体内侧壁与所述下压榨壳体外侧壁之间,所述出渣管上端具有出渣口,所述出渣口沿所述下压榨壳体外侧壁周向放置,所述出渣口靠近所述上压榨壳体内侧壁的一侧设有开口调节挡板,所述开口调节挡板通过弹簧活动铰链与所述出渣口处连接,所述出渣口靠近所述下压榨壳体外侧壁的一侧与所述下压榨壳体外侧壁接触配合。
[0018] 优选地,所述离心分离机构包括离心机构支撑架,离心容纳桶,离心角度调节机构,离心动力结构;
[0019] 所述离心机构支撑架包括离心支撑圆环,所述离心支撑圆环顶部转动配合连接有转动支撑盘,所述转动支撑盘顶部中心固定设有中空的支撑容纳柱;
[0020] 所述离心容纳桶绕所述支撑容纳柱周向均匀布置有多个,所述离心容纳桶内滑动配合设有中空的出料环,所述出料环内侧固定设有沿其径向延伸并与其内部相连通的出料管,所述出料管顶端具有多个出料孔,所述出料环顶部具有出料接口,所述离心容纳桶顶部具有可拆卸的密封端盖;
[0021] 所述离心角度调节机构包括固定在所述转动支撑盘顶部沿其径向延伸的径向支撑滑轨,所述支撑容纳柱外侧固定设有沿其轴向延伸的竖直支撑滑轨,所述径向支撑滑轨与所述竖直支撑滑轨布置方式与所述离心容纳桶布置相一致,所述径向支撑滑轨上滑动配合连接设有第一滑块,所述竖直支撑滑轨上滑动配合连接设有第二滑块,所述第一滑块通过活动铰支座与所述离心容纳桶底部相连接,所述第二滑块通过活动铰支座与所述离心容纳桶侧面靠近顶部位置相连接;
[0022] 所述第一滑块侧面固定连接有驱动块,所述驱动块上具有沿所述径向支撑滑轨延伸的第二螺纹孔,所述第二螺纹孔内螺纹传动连接设有第二螺纹杆,所述第二螺纹杆一端伸入至所述支撑容纳柱内部,所述第二螺纹杆伸入至所述支撑容纳柱内部的一端固定设有第四从动齿轮,所述支撑容纳柱侧壁固定连接设有第四电机,所述第四电机的输出轴与各个所述第四从动齿轮通过中间齿轮组相啮合连接;
[0023] 所述离心动力结构包括固定在所述离心支撑圆环内侧壁上的第五电机,所述转动支撑盘底部固定设有第三传动环,所述第三传动环上固定设有第五从动齿圈,所述第五电机的输出轴上固定设有第五主动齿轮,所述第五主动齿轮与所述第五从动齿圈啮合连接。
[0024] 说明:离心分离机构能够将所述压榨机构压榨分离出的有机废液进行离心分离纯化,离心容纳桶能够根据实际有机废液种类使用不同的离心转速,所述离心角度调节机构也会根据不同的离心转速调整所述离心容纳桶的离心倾斜角度。
[0025] 优选地,所述燃料发酵机构包括发酵罐壳体和发酵监测组件;
[0026] 所述发酵罐壳体为竖直方向延伸的长柱状结构,所述发酵罐壳体上下两端均为半球壳体结构;
[0027] 所述发酵罐壳体顶部具有进料接口和排气接口,所述排气接口上具有排气控制阀,所述发酵罐壳体顶部具有压力调节接口,所述发酵罐壳体侧面具有观测窗;
[0028] 发酵监测组件包括固定在所述发酵罐壳体内侧壁上的温度传感器,pH传感器,固定在所述发酵罐壳体内顶部的压力传感器;
[0029] 所述发酵罐壳体底部固定设有与其内部相连通的发酵出料管,所述发酵出料管上具有压力安全阀,所述发酵出料管上连接设有出料阀门,所述压力安全阀比所述出料阀门更靠近所述发酵出料管与所述发酵罐壳体底部连接处。
[0030] 说明:利用燃料发酵机构将有机废液进行发酵产气,不同的有机废液种类选取合适的发酵条件,产生混合有机气体,经后续纯化后作为能源利用。
[0031] 优选地,所述热解机构包括热解输送管,高频加热管,导气隔离机构,密封外壳;
[0032] 所述高频加热管缠绕在所述热解输送管外侧,所述导气隔离机构包括包围在所述高频加热管外侧的隔离壳体,所述隔离壳体与所述热解输送管内部相连通设有导气小管;
[0033] 所述密封外壳包围在所述隔离壳体外侧并固定连接在所述热解输送管上,所述密封外壳外侧固定连接设有多根与其内部相连通的导气管,所述热解输送管进料端固定连接设有挤压输送机。
[0034] 说明:所述热解机构利用所述压榨机构压榨分离出的有机固体废料,进行热解,产生的有机废气回收纯化后作为一种可利用能源,热解碳化后的有机固体废料也可作为燃料使用。
[0035] 优选地,所述发酵罐壳体顶部具有泄压接口,所述泄压接口上连接设有可调泄压阀。
[0036] 说明:可调泄压阀起到安全保障作用,避免因所述发酵罐壳体内压力过大而发生安全事故。
[0037] 优选地,所述发酵罐壳体的长度范围是其直径的3~7倍。
[0038] 说明:限制所述发酵罐壳体的长度与其直径的比例是为了限制有机废液表面与空气的接触面积,稳定发酵环境。
[0039] 优选地,所述发酵罐壳体内盛装的发酵液体应当大于其自身容积的五分之一且不超过自身容积的三分之二。
[0040] 说明:限制发酵罐壳体内盛装的发酵液体容量,避免容量过大造成整体发酵不充分,或者容量过小造成空间的浪费。
[0041] 优选地,所述离心容纳桶内盛装的液体应当大于其自身容积的四分之一且不超过自身容积的五分之四。
[0042] 说明:限制所述离心容纳桶内盛装的液体容量,保证液体离心分层效果能够更加明显,方便后续进行分类抽取储存。
[0043] 优选地,所述热解输送管的直径范围在50~200mm,所述高频加热管的缠绕覆盖长度为所述热解输送管直径的3~8倍。
[0044] 说明:限制所述热解输送管的直径范围是为了防止因直径过大而导致中心部位的有机废物不能充分热解。
[0045] 优选地,所述热解输送管内有机废物的传输速度为1.2~1.8m/min。
[0046] 说明:限制所述热解输送管内有机废物的传输速度为了使有机废物能够充分热解。
[0047] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明结构设计合理,操作方便,将有机废物分离再纯化分类利用,经过压榨机构的压榨分离,分离出固体废物中的有机废液,有机废液经离心分离处理,进一步分离纯化有机废液,利用分离纯化后的有机废液能够进行发酵产气,在不同发酵条件下产生H2、CH4等方便利用的能源,压榨分离后的固体废物也能经过高温分解作用产生有机气体,将有机气体纯化后也是一种能源,经高温热解碳化后的固体废物也是一种燃料,将有机废物进行合理的充分利用。

附图说明

[0048] 图1是本发明中压榨机构的主视图;
[0049] 图2是图1的俯视图;
[0050] 图3是图1的仰视图;
[0051] 图4是本发明中离心分离机构的主视图;
[0052] 图5是图4的俯视图;
[0053] 图6是本发明中燃料发酵机构的结构示意图;
[0054] 图7是本发明中热解机构的结构示意图。
[0055] 图中,10‑压榨机构、11‑支撑架、111‑圆盘底座、112‑支撑柱、113‑第一支撑环、114‑第一滑轨、12‑上压榨壳体、121‑第二支撑环、122‑压榨进料口、123‑进料输送管、124‑进料导向斜管、125‑第一传动环、1251‑第一从动齿圈、126‑第一电机、1261‑第一主动齿轮、
13‑下压榨壳体、131‑排液小孔、132‑排液通孔、133‑第二传动环、1331‑第三从动齿圈、134‑第三电机、1341‑第三主动齿轮(1341)、14‑滑动架、141‑滑动架支撑环、142‑支撑滑动块、
1421‑支撑滑动槽、143‑转动支撑环、144‑密封配合板、1441‑密封配合通孔、1442‑出渣管配合孔、145‑X形固定架、1451‑第一螺纹孔、1452‑螺纹驱动杆、146‑第二电机、15‑出渣管、
151‑出渣口、152‑开口调节挡板、20‑离心分离机构、21‑离心机构支撑架、211‑离心支撑圆环、212‑转动支撑盘、213‑支撑容纳柱、22‑离心容纳桶、221‑出料环、222‑出料管、2221‑出料孔、223‑出料接口、224‑密封端盖、23‑离心角度调节机构、231‑径向支撑滑轨、2311‑第一滑块、232‑竖直支撑滑轨、2321‑第二滑块、233‑驱动块、2331‑第二螺纹孔、2332‑第二螺纹杆、2333‑第四从动齿轮、234‑第四电机、24‑离心动力结构、241‑第五电机、2411‑第五主动齿轮、242‑第三传动环、2421‑第五从动齿圈、30‑燃料发酵机构、31‑发酵罐壳体、311‑进料接口、312‑压力调节接口、313‑泄压接口、314‑观测窗、315‑可调泄压阀、316‑排气接口、
3161‑排气控制阀、32‑发酵监测组件、321‑温度传感器、322‑pH传感器、323‑压力传感器、
33‑发酵调节机构、34‑发酵出料管、341‑压力安全阀、342‑出料阀门、40‑热解机构、41‑热解输送管、42‑高频加热管、43‑导气隔离机构、431‑隔离壳体、432‑导气小管、44‑密封外壳、
441‑导气管。

具体实施方式

[0056] 下面结合图1‑图7对本发明进行详细说明,为叙述方便,现对下文所说的方位规定如下:下文所说的上下左右前后方向与各自主视图本身投影关系的上下左右前后方向一致。
[0057] 实施例1:
[0058] 一种用于有机固体废物的多级资源化利用装置,如图1、图4、图6、图7所示,包括压榨机构10,用于将所述压榨机构10压榨分离出的有机废液进行离心分离纯化的离心分离机构20,用于将所述离心分离机构20分离纯化的有机废液进行发酵产气的燃料发酵机构30,用于将所述压榨机构10压榨分离的固体废物进行高温热解产气的热解机构40;
[0059] 如图1所示,所述压榨机构10包括支撑架11,上压榨壳体12,下压榨壳体13,所述上压榨壳体12为无底开口朝下的锥形壳体,所述上压榨壳体12转动配合连接在所述支撑架11顶部,所述下压榨壳体13为中空的锥形壳体,所述支撑架11底部滑动配合连接设有滑动架14,所述下压榨壳体13转动配合连接在所述滑动架14顶部,所述下压榨壳体13伸入到所述上压榨壳体12内部;
[0060] 如图1所示,所述上压榨壳体12顶部具有压榨进料口122,所述压榨进料口122内设有进料输送管123,所述进料输送管123下端固定连接设有进料导向斜管124,所述进料输送管123通过连接件与所述支撑架11固定连接;
[0061] 如图1所示,所述下压榨壳体13侧面具有多个排液小孔131,所述下压榨壳体13底部由边缘处向中心倾斜且中心处低于其边缘处,所述下压榨壳体13底部具有排液通孔132;
[0062] 如图1所示,所述支撑架11包括圆盘底座111,所述圆盘底座111顶部边缘处固定设有多根向上延伸的支撑柱112,多根所述支撑柱112顶部共同固定连接设有第一支撑环113,所述上压榨壳体12外侧固定设有第二支撑环121,所述第二支撑环121转动配合在所述第一支撑环113上;
[0063] 如图1所示,所述第二支撑环121顶部固定连接设有第一传动环125,所述第一传动环125外侧固定设有第一从动齿圈1251,所述第一支撑环113顶部固定设有第一电机126,所述第一电机126的输出轴上固定设有第一主动齿轮1261,所述第一主动齿轮1261与所述第一从动齿圈1251啮合连接;
[0064] 如图1所示,所述圆盘底座111顶部固定设有多条相互平行的第一滑轨114,所述滑动架14包括滑动架支撑环141,所述滑动架支撑环141底部固定设有多个支撑滑动块142,如图3所示,所述支撑滑动块142底部具有支撑滑动槽1421,所述支撑滑动块142通过底部的支撑滑动槽1421滑动配合在所述第一滑轨114上;
[0065] 如图1所示,所述滑动架支撑环141顶部转动配合连接设有转动支撑环143,所述转动支撑环143顶部与所述下压榨壳体13底部固定连接;
[0066] 如图1所示,与所述滑动架支撑环141外侧通过连接杆固定相连接设有密封配合板144,所述密封配合板144上具有密封配合通孔1441,所述密封配合通孔1441包围在所述下压榨壳体13外侧靠近下端的位置且与其外侧面密封接触配合,所述密封配合板144上端面与所述上压榨壳体12下端边缘处密封接触配合;
[0067] 如图3所示,多个所述支撑滑动块142之间固定相连接设有X形固定架145,所述X形固定架145上具有沿所述第一滑轨114延伸的第一螺纹孔1451,所述第一螺纹孔1451内螺纹传动配合设有螺纹驱动杆1452,所述圆盘底座111顶部固定设有第二电机146,所述第二电机146的输出轴与所述螺纹驱动杆1452传动连接,所述第二电机146为伺服电机;
[0068] 如图1所示,所述下压榨壳体13底部固定设有第二传动环133,所述第二传动环133外侧固定设有第三从动齿圈1331,所述滑动架支撑环141内侧固定设有第三电机134,所述第三电机134的输出轴上固定设有第三主动齿轮1341,所述第三主动齿轮1341与所述第三从动齿圈1331啮合连接;
[0069] 如图1所示,所述密封配合板144上具有出渣管配合孔1442,所述出渣管配合孔1442内固定设有出渣管15,所述出渣管15上端伸入到所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间,所述出渣管15上端具有出渣口151,所述出渣口151沿所述下压榨壳体13外侧壁周向放置,所述出渣口151靠近所述上压榨壳体12内侧壁的一侧设有开口调节挡板152,所述开口调节挡板152通过弹簧活动铰链与所述出渣口151处连接,所述出渣口
151靠近所述下压榨壳体13外侧壁的一侧与所述下压榨壳体13外侧壁接触配合。
[0070] 如图4所示,所述离心分离机构20包括离心机构支撑架21,离心容纳桶22,离心角度调节机构23,离心动力结构24;
[0071] 如图4所示,所述离心机构支撑架21包括离心支撑圆环211,所述离心支撑圆环211顶部转动配合连接有转动支撑盘212,所述转动支撑盘212顶部中心固定设有中空的支撑容纳柱213;
[0072] 如图5所示,所述离心容纳桶22绕所述支撑容纳柱213周向均匀布置有多个,如图4所示,所述离心容纳桶22内滑动配合设有中空的出料环221,所述出料环221内侧固定设有沿其径向延伸并与其内部相连通的出料管222,所述出料管222顶端具有多个出料孔2221,所述出料环221顶部具有出料接口223,所述离心容纳桶22顶部具有可拆卸的密封端盖224;
[0073] 如图4所示,所述离心角度调节机构23包括固定在所述转动支撑盘212顶部沿其径向延伸的径向支撑滑轨231,所述支撑容纳柱213外侧固定设有沿其轴向延伸的竖直支撑滑轨232,所述径向支撑滑轨231与所述竖直支撑滑轨232布置方式与所述离心容纳桶22布置相一致,所述径向支撑滑轨231上滑动配合连接设有第一滑块2311,所述竖直支撑滑轨232上滑动配合连接设有第二滑块2321,所述第一滑块2311通过活动铰支座与所述离心容纳桶22底部相连接,所述第二滑块2321通过活动铰支座与所述离心容纳桶22侧面靠近顶部位置相连接,所述离心容纳桶22内盛装的液体为其自身容积的四分之一;
[0074] 如图5所示,所述第一滑块2311侧面固定连接有驱动块233,所述驱动块233上具有沿所述径向支撑滑轨231延伸的第二螺纹孔2331,所述第二螺纹孔2331内螺纹传动连接设有第二螺纹杆2332,所述第二螺纹杆2332一端伸入至所述支撑容纳柱213内部,所述第二螺纹杆2332伸入至所述支撑容纳柱213内部的一端固定设有第四从动齿轮2333,如图4所示,所述支撑容纳柱213侧壁固定连接设有第四电机234,所述第四电机234的输出轴与各个所述第四从动齿轮2333通过中间齿轮组相啮合连接,所述第四电机234为伺服电机;
[0075] 如图4所示,所述离心动力结构24包括固定在所述离心支撑圆环211内侧壁上的第五电机241,所述转动支撑盘212底部固定设有第三传动环242,所述第三传动环242上固定设有第五从动齿圈2421,所述第五电机241的输出轴上固定设有第五主动齿轮2411,所述第五主动齿轮2411与所述第五从动齿圈2421啮合连接。
[0076] 如图6所示,所述燃料发酵机构30包括发酵罐壳体31和发酵监测组件32;
[0077] 所述发酵罐壳体31为竖直方向延伸的长柱状结构,所述发酵罐壳体31上下两端均为半球壳体结构;
[0078] 如图6所示,所述发酵罐壳体31顶部具有进料接口311和排气接口316,所述排气接口316上具有排气控制阀3161,所述发酵罐壳体31顶部具有压力调节接口312,所述发酵罐壳体31侧面具有观测窗314,所述观测窗314为钢化玻璃材质,所述发酵罐壳体31顶部具有泄压接口313,所述泄压接口313上连接设有可调泄压阀315;
[0079] 如图6所示,发酵监测组件32包括固定在所述发酵罐壳体31内侧壁上的温度传感器321,pH传感器322,固定在所述发酵罐壳体31内顶部的压力传感器323;
[0080] 如图6所示,所述发酵罐壳体31底部固定设有与其内部相连通的发酵出料管34,所述发酵出料管34上具有压力安全阀341,所述发酵出料管34上连接设有出料阀门342,所述压力安全阀341比所述出料阀门342更靠近所述发酵出料管34与所述发酵罐壳体31底部连接处。
[0081] 所述发酵罐壳体31的长度是其直径的3倍,所述发酵罐壳体31内盛装的发酵液体为其自身容积的五分之一。
[0082] 如图7所示,所述热解机构40包括热解输送管41,高频加热管42,导气隔离机构43,密封外壳44;
[0083] 如图7所示,所述高频加热管42缠绕在所述热解输送管41外侧,所述导气隔离机构43包括包围在所述高频加热管42外侧的隔离壳体431,所述隔离壳体431与所述热解输送管
41内部相连通设有导气小管432;
[0084] 如图7所示,所述密封外壳44包围在所述隔离壳体431外侧并固定连接在所述热解输送管41上,所述密封外壳44外侧固定连接设有多根与其内部相连通的导气管441,所述热解输送管41进料端固定连接设有挤压输送机。
[0085] 所述热解输送管41内有机废物的传输速度为1.2m/min,所述热解输送管41的直径为200mm,所述高频加热管42的缠绕覆盖长度为所述热解输送管41直径的8倍。
[0086] 实施例2:
[0087] 与实施例1不同之处在于,所述离心容纳桶22内盛装的液体为其自身容积的二分之一;
[0088] 所述发酵罐壳体31的长度是其直径的5倍,所述发酵罐壳体31内盛装的发酵液体为其自身容积的二分之一。
[0089] 所述热解输送管41内有机废物的传输速度为1.5m/min,所述热解输送管41的直径为120mm,所述高频加热管42的缠绕覆盖长度为所述热解输送管41直径的5倍。
[0090] 实施例3:
[0091] 与实施例1不同之处在于,所述离心容纳桶22内盛装的液体为其自身容积的五分之四;
[0092] 所述发酵罐壳体31的长度是其直径的7倍,所述发酵罐壳体31内盛装的发酵液体为其自身容积的三分之二。
[0093] 所述热解输送管41内有机废物的传输速度为1.8m/min,所述热解输送管41的直径为50mm,所述高频加热管42的缠绕覆盖长度为所述热解输送管41直径的3倍。
[0094] 本发明在实际应用过程中,如图1所示,有机固体废料从所述进料输送管123中输入,所述上压榨壳体12与所述下压榨壳体13的旋转轴平行且相对位置可变,所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间的距离可变,有可变的最近距离N和最远距离F,所述进料输送管123中输入的固体废料经过所述进料导向斜管124落入所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间最远距离F一侧;
[0095] 如图1所示,所述第一电机126输出轴上的第一主动齿轮1261带动所述第一从动齿圈1251转动,所述第一从动齿圈1251通过所述第一传动环125带动所述第二支撑环121转动,所述第二支撑环121带动所述上压榨壳体12转动,所述第三电机134输出轴上的所述第三主动齿轮1341带动所述第三从动齿圈1331转动,所述第三从动齿圈1331通过所述第二传动环133带动所述下压榨壳体13转动;
[0096] 如图1所示,所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间的固体废料在转动作用下从最远距离F一侧向最近距离N一侧汇聚,固体废料在所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间经过挤压作用,压榨出固体废料内部的水分称为有机废液,有机废液通过所述下压榨壳体13侧壁上的排液小孔131进入所述下压榨壳体13内侧,然后有机废液通过所述排液通孔132流出被收集起来;
[0097] 经压榨后的固体废料从所述出渣口151进入所述出渣管15内,从所述出渣管15另一端排出被收集起来;
[0098] 如图3所示,所述第二电机146得输出轴通过传动连接带动所述螺纹驱动杆1452转动,所述螺纹驱动杆1452带动所述X形固定架145平移,所述X形固定架145带动各个所述支撑滑动块142沿所述第一滑轨114平移滑动,如图1所示,所述支撑滑动块142带动所述滑动架支撑环141平移,所述滑动架支撑环141通过所述转动支撑环143带动所述下压榨壳体13随其一起平移,所述下压榨壳体13平移时其旋转轴与所述上压榨壳体12的旋转轴相对位置发生变化,则所述最近距离N与所述最远距离F发生变化,所述上压榨壳体12内侧壁与所述下压榨壳体13外侧壁之间的不同间距将产生不同的压榨效果,以适应不同原材料的固体废料进行压榨;
[0099] 如图4所示,将所述排液通孔132中流出被收集起来的有机废液输送到所述离心容纳桶22内,所述第五电机241输出轴上的所述第五主动齿轮2411带动所述第五从动齿圈2421转动,所述第五从动齿圈2421通过所述第三传动环242带动所述转动支撑盘212转动,连接在所述转动支撑盘212顶部的离心容纳桶22随其同步转动;
[0100] 如图1所示,所述第四电机234输出轴通过中间齿轮组传动连接带动所述第四从动齿轮2333转动,所述第四从动齿轮2333带动所述第二螺纹杆2332转动,所述第二螺纹杆2332带动所述驱动块233向远离所述支撑容纳柱213一侧移动,所述驱动块233带动所述第一滑块2311沿所述径向支撑滑轨231平移滑动,所述第一滑块2311带动所述离心容纳桶22倾斜偏转,与所述离心容纳桶22侧面靠近顶部位置相连接的所述第二滑块2321沿所述竖直支撑滑轨232平移滑动,配合所述离心容纳桶22倾斜偏转;
[0101] 所述离心容纳桶22倾斜偏转程度根据所述转动支撑盘212的转速进行调节,使得所述离心容纳桶22内的有机废液液面与其内侧壁刚好垂直;
[0102] 如图4所示,经过离心作用后,所述离心容纳桶22内的有机废液将产生分层,所述出料环221沿所述离心容纳桶22内侧壁滑动,使得所述出料管222刚好浸入有机废液表面,所述出料接口223相连接抽吸泵,有机废液通过所述出料管222顶部的出料孔2221进入所述出料管222内部,然后所述出料管222内部的有机废液进入所述出料环221内部,有机废液最后从所述出料接口223中排出;
[0103] 不同分层的有机废液进行分类存储,如图6所示,将有机废液通过所述进料接口311输入所述发酵罐壳体31内,进行发酵产气,所述压力调节接口312在初始发酵时用来向所述发酵罐壳体31内通入惰性气体,调节罐内压力及排出空气,净化发酵环境,所述泄压接口313上连接有可调泄压阀315,有可调泄压阀315能够设定一个压力值,当所述发酵罐壳体
31内部压力达到设定值时,可调泄压阀315将处于通路状态,对发酵罐壳体31内部进行泄压,防止压力过大产生意外事故;
[0104] 如图6所示,所述温度传感器321、所述pH传感器322和所述压力传感器323能够监测所述发酵罐壳体31内有机废液的发酵环境,便于工作人员了解并适当调整发酵罐壳体31内有机废液的发酵环境参数,所述发酵罐壳体31内生产的气体将通过排气接口316中排出被收集到储气罐中,等待进一步处理;
[0105] 如图6所示,发酵产气完成后,打开所述排气控制阀3161,先将所述发酵罐壳体31内的压力泄掉与大气压平衡,然后打开所述出料阀门342,将发酵使用过的有机废液通过所述发酵出料管34排出,对所述发酵罐壳体31内部进行清洗后以备再次注入有机废液进行发酵产气;
[0106] 如图7所示,经压榨后的固体废料再进行粉碎处理,然后利用输送机将粉碎后的固体废料从所述热解输送管41的进料端输入,所述高频加热管42将所述热解输送管41加热,固体废料在经过加热后所述热解输送管41时,在高温分解作用下产生有机气体,有机气体通过所述导气小管432排入所述密封外壳44内部,随后再通过所述导气管441排出被收集起来,进行下一步纯化处理,经高温加热分解的有机固体被碳化,可作为普通燃料使用。