[0001] 本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种具备生物质热能回收利用的湿垃圾处理系统及处理方法。

[0002] 湿垃圾，也称为有机垃圾，是指居民日常生活、单位供餐、饮食服务、食品加工等活动中产生的易腐的生物质废弃物，主要包括剩饭剩菜、食材废料、过期食品、瓜皮果核、废弃油脂、中药残渣等易腐的有机垃圾。湿垃圾主要来源于家庭、餐厅、饭店、食堂、市场以及其他与食品加工有关的行业，这类垃圾具有易腐败、不能堆放储存的显著特性。

[0003] 现有的湿垃圾处理方法主要有两类。一类是通过发酵堆肥将湿垃圾转化为肥料基材，采用一个带有加热装置的相对密闭容器，湿垃圾在容器中进行发酵处理，时间长，效率低，在进行处理前还需要对湿垃圾进行人工分拣、油水分离、脱盐处理、渗滤液处理等配套处理措施，耗费较大的人工成本和配套处理成本；且在处理过程中存在对环境排放臭气废水，生成的肥料基材还需深度加工，资源化利用率低等问题。另一类方法是通过焚烧填埋的方式将湿垃圾进行分解处置，由于湿垃圾含水率较高、成分复杂，造成能耗大，三废(废水、废气、废渣)产生量多等问题；尤其对处置过程生成的三废进行二次处理的设备投资和处理成本都相对较高，在许多湿垃圾产生量不大的场所和地域，这种处理方式受到了极大的限制。

[0039] 下面将结合本发明实施例中的附图1‑图7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 实施例1

[0041] 如图1‑图2所示，一种具备生物质热能回收利用的湿垃圾处理系统，包括机柜1，机柜1的内部设置有破碎部2、储料仓3、输送部4、干燥部5、裂解部6、生物碳收集部7、生物气收集部8和回收部9；

[0042] 破碎部2位于机柜1顶部的进口处，用于对垃圾进行破碎，破碎部2的输出端与储料仓3相连接；

[0043] 储料仓3用于存储经过破碎后的垃圾，储料仓3的输出端与输送部4相连接；

[0044] 输送部4远离储料仓3的一端与干燥部5相连接，干燥部5用于对垃圾进行干燥并进行预加热；

[0045] 干燥部5的输出端通过输送部4与裂解部6相连接，裂解部6用于将垃圾进行充分分解；

[0046] 生物碳收集部7位于裂解部6的底部，用于回收经过裂解产生的生物炭；

[0047] 生物气收集部8位于裂解部6的顶部，用于回收经过裂解产生的生物气；

[0048] 生物气收集部8的输出端与回收部9相连接，回收部9的输出端与干燥部5和裂解部6相连接。

[0049] 在进行加工时，湿垃圾进入到破碎部2进行初步破碎后，进入到储料仓3进行临时存储，然后再输送部4的带动下进入到干燥部5，经过充分干燥预热后，进入到裂解部6进行裂解分离，生物碳进入到生物炭收集部，生物气进入到生物气收集部8，然后经过回收部9进行燃烧产生热能，并用于干燥部5和裂解部6进行加热，不仅能够及时处理湿垃圾，而且采用能量循环使用，更加环保，利用率较高。

[0050] 如图3所示，破碎部2包括壳体21、第一驱动件22和双轴破碎辊23，壳体21安装在机柜1的顶部，壳体21的一侧安装第一驱动件22，双轴破碎辊23安装在壳体21的内部，壳体21的底部与储料仓3相连接，在第一驱动件22的带动下，双轴破碎辊23对进入到壳体21内部的湿垃圾进行充分的搅拌破碎，破碎至粒径小于1cm的颗粒，然后进入到储料仓3的内部进行临时存储，储料仓3的内部还设置有搅拌器，用于将物料进行搅拌均匀。

[0051] 如图4所示，输送部4包括一级输送和二级输送，一级输送用于连接储料仓3和干燥室5，二级输送用于连接干燥部5和裂解部6，输送部4包括输送软管41和螺旋弹簧叶片42，输送软管41的一端设置有第一进料口43，另一端设置有第一出料口44，螺旋弹簧叶片42位于输送软管41的内部，在螺旋弹簧叶片42的带动下，糊状或膏状破碎混合物料进入到干燥部5。

[0052] 如图5所述，干燥部5包括干燥室51、第二驱动件52和耙式搅拌器53，干燥室51的顶部开设有第二进料口和真空脱水口，干燥室51的一侧安装第二驱动件52，干燥室51的内部安装耙式搅拌器53，第二驱动件52的输出端与耙式搅拌器53相连接，在进行干燥的过程中，利用回收部9的热能以及耙式夹板气进行搅拌，耙式搅拌器53置的主体传动轴设置为中空管状结构，并在耙齿上设置伸缩弹簧片结构，脱水制料工况参数设置为：加热温度55℃～60℃，真空度‑0.095～‑0.098MPa,转动轴转速15～20r/min，正反转交替时间5～10min/次，耙式搅拌器53的加热热源采用生物质气收集和热能回收过程中回收的热能，经过干燥和预热后输送至裂解部6。

[0053] 如图6所示，裂解部6包括裂解室61、加热部62、保温结构63和裂解组件64，加热部62位于裂解室61的外部，裂解组件64位于裂解室61的中部,裂解组件64的外侧为保温结构
63，裂解室61的顶部与生物气收集部8相连接，裂解室61的底部与生物碳收集部相连接，裂解室61中的顶部连接进料和生物气收集部8，底部连接生物炭收集部，生物炭收集部对产生的生物炭进行破碎、研磨，设置转速为5r/min，每5～20min正反转交替转换，设置收集盘研磨孔尺寸为20mm*20mm，将生物炭的收集粒径控制在2cm范围内，通过密封的传输装置排出裂解室61，裂解室61的外部设置加热层，加热层与回收部9相连接，裂解组件64能够带动物料进行搅拌，保证裂解的效率。

[0054] 如图2和图7所示，生物气收集部8包括一级过滤组件81、二级过滤组件82和储气罐83，一级过滤组件81与二级过滤组件82之间设置有增压泵84，一级过滤组件81与裂解部6相连接，二级过滤组件82与储气罐83相连接，一级过滤组件81顶部设置耐高温过滤网，生物质气中的部分焦油在过滤网被拦截，焦油回流至裂解室61顶部的焦油回流口进一步循环裂解；进入一级过滤组件81的生物质气通过内部的循环水冷却，其中的水分和剩余焦油被分离出来，内筒的循环水为干燥室51的出水，将生物质气中的热能进行回收利用；增压泵84将一级过滤组件81排出的生物质气加压进入二级过滤组件82，经过加压后生物质气中的其他杂质被分离出来，生物质气最终收集温度为＜40℃，二级过滤组件82加压后的生物质气通过调整压力并进入后端的储气罐83备用。

[0055] 如图2和图7所示，回收部9包括调压装置91、生物气燃烧器92和热能回收装置93，储气罐83的输出端与调压装置91相连接，调压装置91的另一端与生物气燃烧器92相连接，生物气燃烧器与热能回收装置93相连接，热能回收装置93与干燥部5相连接，储气罐83中的生物质气储存压力设置为0.5MPa～0.6MPa，储气罐83出口的调压装置91将气体调整压力为0.3MPa后进入生物质气燃烧器，燃烧产生的热能通过热能回收装置93回收，热能回收装置
93的进水为在一级过滤组件81已经回收部9分裂解产气热能的循环出水，热能回收装置93的出水进入干燥室51。

[0056] 如图7所示，一种具备生物质热能回收利用的湿垃圾处理系统的处理方法，包括以下步骤：

[0057] S1、原料破碎：将未分拣的湿垃圾采用双轴破碎机破碎至粒径小于1cm的颗粒，破碎后的原料包括湿垃圾颗粒、废水、废油等无需分离，全部收集至储料仓3中，破碎后的原料在储料仓3中搅拌均匀；

[0058] S2、物料输送：输送软管41将糊状或膏状的破碎后全组分物料输送进入下一道脱水制料工序，输送软管41有效避免输送过程中出现卡料或存料现象；

[0059] S3、脱水制料：进入到干燥室51的物料在耙式搅拌器53的搅拌下，并配合外部的加热进行充分干燥，从而完成脱水并进行预加热；

[0060] S4、裂解转化：物料在制料环节完成同步混匀、脱水、干燥、预加热后，将物料控制在含水率为30％进入裂解转化工序，裂解部6采用立式的分层裂解结构，通过控制裂解转化工况，物料从上至下依次经过干燥段、裂解段、炭化段后，转化为生物炭，进入下部的生物炭收集部，生物质气从裂解部6顶部出口排出；

[0061] S5、生物质气和生物炭收集：裂解部6顶部排出的生物质气进入生物气收集部8，生物气收集部8为两级箱式结构，一级过滤组件81顶部设置耐高温过滤网，生物质气中的部分焦油在过滤网被拦截，焦油回流至裂解装置顶部的焦油回流口进一步循环裂解，进入一级过滤组件81的生物质气通过内筒的循环水冷却，其中的水分和剩余焦油被分离出来，内筒的循环水为干燥部5加热的出水，将生物质气中的热能进行回收利用；然后进入生物质气经过增压泵84进入二级过滤组件82，经过加压后生物质气中的其他杂质被分离出来；二级过滤组件82加压后的生物质气通过调整压力并进入后端的储气罐83备用，裂解部6底部设置生物碳收集部7，对产生的生物炭进行破碎、研磨后，通过密封的传输件排出裂解部6；

[0062] S6、生物质气热能回收利用：储气罐83中的生物质气储存压力设置为0.4mpa‑0.6mpa，储气罐83出口设置调压装置91将气体调整压力为300kpa进入生物质气燃烧器，燃烧产生的热能通过热能回收装置93回收后用于干燥部5和裂解部6加热，热能回收装置93的进水为在生物气收集部8的一级过滤组件81已经回收部9分裂解产气热能的循环出水，热能回收装置93的出水进入干燥部5的加热层，多余的能源通过储气罐83进行储存，或者通过并联的热能回收装置93暂存为热能形式。

[0063] 综上，本发明制备方法对复杂的湿垃圾种类适应性强，处理效率高，二次污染物生成量少，适合湿垃圾产生量不大的场所和地域的就地处理和资源化利用。

[0064] 最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。