專利名稱：一種基于生活垃圾的多組分再生燃料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保、能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于生活垃圾的多組分再生燃料及其制備方法，適用于固體廢棄物資源化處理。
背景技術(shù)：
我國城市生活垃圾的年產(chǎn)量將近I. 5億噸，并且以每年8%的速度遞增。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國城市生活垃圾的總堆存量達60多億噸，約有2/3的城市陷入垃圾圍城的困境。對城市生活垃圾進行處理，使其減量化、無害化和資源化，是環(huán)境、經(jīng)濟、社會等多方面的迫切要求。城市生活垃圾是多種物質(zhì)混合而成的復(fù)雜體，由灰土、磚石、廢紙、廢塑料、廢紡織物、金屬、廚余和木屑等組成，其成分主要受城市發(fā)展規(guī)模、氣候、季節(jié)、生活水平、習(xí)慣與能源結(jié)構(gòu)等影響。我國城市生活垃圾成分波動大、含水量高、可燃物成分含量低、熱值較低，難以直接實現(xiàn)能源化。目前，我國城市生活垃圾的處理方式主要是填埋、堆肥與焚燒。填埋法是將生活垃圾集中堆放或直接掩埋，占用土地，易對地下水和大氣造成污染；堆肥法是將生活垃圾中的無機物去除，再把剩余有機物制成肥料，但處理時間長，實施難度大；焚燒法是將生活垃圾直接焚燒以回收熱能，但燃燒不穩(wěn)定，利用率低，易產(chǎn)生二噁英，且含重金屬飛灰難以處理。由于各種處理技術(shù)的不足以及我國城市生活垃圾自身的特性，當前生活垃圾資源化利用率很低，造成了部分可回收資源的巨大浪費。由于石油儲量逐年下降而開采量不斷上升，因此世界范圍內(nèi)的石油短缺危機將不可避免。我國富油貧煤，利用煤液化技術(shù)生產(chǎn)液體燃料油，是解決石油短缺的最佳途徑。在煤液化過程中，無論采用哪種煤炭液化工藝，無論采用何種固液分離方法，都會產(chǎn)生約占液化原煤量30%左右的殘渣。煤液化殘渣是一種高碳、高灰和高硫的物質(zhì)，主要由液化原料中未轉(zhuǎn)化的煤有機物、無機礦物以及外加的液化催化劑組成，其不含水、揮發(fā)分高、發(fā)熱量高，粘結(jié)性和膨脹性也很強，是一種良好的燃料資源。在當前石油危機的背景下，煤液化技術(shù)發(fā)展前景巨大，因此煤液化殘渣的產(chǎn)量也將越來越大，如能將其資源化利用，意義重大。農(nóng)業(yè)固體廢棄物是可再生的生物質(zhì)能源，產(chǎn)生于農(nóng)作物的收獲和加工過程，比如農(nóng)作物秸桿、稻殼等。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年要產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)固體廢棄物，僅農(nóng)作物秸桿年產(chǎn)量就大約為7億噸左右，相當于3億標準煤，這些生物質(zhì)能源理應(yīng)成為可再生能源利用的重點，但是目前遠未得到充分利用。據(jù)統(tǒng)計，當前我國農(nóng)作物秸桿的利用率大約為33%，基本上沿用傳統(tǒng)的利用方式，比如做家用燃料、造紙原料等，效率低下、污染嚴重。農(nóng)業(yè)固體廢棄物來自綠色植物，其光合作用時消耗的二氧化碳與自身燃燒時的排放量相當，所以被稱為零排放能源。如能將農(nóng)業(yè)固體廢棄物制備成燃料，將為改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利 用效率、減輕環(huán)境壓力做出巨大貢獻。生活垃圾和工農(nóng)業(yè)固體廢棄物的處理是當前環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域的難題，如果將它們內(nèi)部蘊藏的熱能回收利用制備成燃料，不僅解決了環(huán)境問題，而且可在一定程度上緩解能源危機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對當前城市生活垃圾資源化利用率低、以及工農(nóng)業(yè)固體廢棄物的處理問題，提供了一種基于生活垃圾的多組分再生燃料及其制備方法，該再生燃料以生活垃圾可燃組分廢紙、紡織物和少量塑料作為主要原料成分，以高熱值、高粘性的煤液化殘渣和產(chǎn)量巨大的農(nóng)業(yè)固體廢棄物作為助燃物和粘結(jié)劑，有效實現(xiàn)城市生活垃圾和工農(nóng)業(yè)固體廢棄物的資源化利用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種基于生活垃圾的多組分再生燃料，所述的再生燃料是由生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、農(nóng)業(yè)固體廢棄物和氧化鈣混配而成，各種成分的質(zhì)量百分配比是生活垃圾可燃組分62. 59T77. 0%、煤液化殘渣10. 0%"20. 0%、農(nóng)業(yè)固體廢棄物5. 0%"14. 0%、氧化鈣
4.59T7. 5%。優(yōu)選的，各種成分的質(zhì)量百分配比是生活垃圾可燃組分69.0%、煤液化殘渣15. 0%、農(nóng)業(yè)固體廢棄物10. 0%、氧化鈣6. 0%。優(yōu)選的，所述的生活垃圾可燃組分是生活垃圾中的廢紙和紡織物。優(yōu)選的，所述的農(nóng)業(yè)固體廢棄物是小麥桿、玉米桿和棉花桿中的一種或混合物；所述的煤液化殘渣是氣煤、長焰煤、褐煤液化產(chǎn)生的殘渣；所述的脫硫劑是氫氧化鈣、氫氧化鎂中的一種或其混合物。優(yōu)選的，生活垃圾可燃組分總顆粒個數(shù)的95%尺寸在20mm以下；農(nóng)業(yè)固體廢棄物的粒徑為3 5mm。優(yōu)選的，所述多組分再生燃料的含水率為109^13%。優(yōu)選的，所述生活垃圾可燃組分是由城市生活垃圾經(jīng)過兩段式滾筒篩的破袋和挑掛分選出長條的塑料和紡織物，然后經(jīng)過雙風室多功能風選機的風選分離出塑料、廢紙和紡織物碎片，所述雙風室多功能風選機分離出塑料、廢紙和紡織物碎片經(jīng)過進一步的風選分離出廢紙和紡織物。優(yōu)選的，所述兩段式滾筒篩包括固定機架、安裝在固定機架上的滾筒篩和滾筒篩驅(qū)動裝置；滾筒篩包括相互連接的滾筒篩入口段和滾筒篩出口段；給料口安裝于滾筒篩入口段的入口處，滾筒篩的下方設(shè)有篩下物收集裝置；滾筒篩入口段和滾筒篩出口段的圓周方向上布置有若干篩孔，滾筒篩入口段圓周內(nèi)壁安裝有若干破袋刀，滾筒篩入口段內(nèi)設(shè)有與所述破袋刀相配合的清刀裝置；滾筒篩入口段和滾筒篩出口段的外周設(shè)有清理篩孔的清孔裝置；滾筒篩出口段圓周內(nèi)壁安裝有若干長條物挑掛裝置，在滾筒篩出口段內(nèi)安裝有三排掛針鏈組成的長條物收集裝置。優(yōu)選的，滾筒篩與水平方向間夾角為3° 8°。優(yōu)選的，破袋刀的形狀為四棱錐形，其一側(cè)面垂直于破袋刀底面。優(yōu)選的，破袋刀焊接在鋼板上，鋼板采用嵌入的方式安裝在滾筒篩入口段內(nèi)壁圓周上。 優(yōu)選的，清刀裝置固定在圓盤上，其轉(zhuǎn)動方向與破袋刀的轉(zhuǎn)動方向相反。優(yōu)選的，三排掛針鏈包括第一掛針鏈、第二掛針鏈和第三掛針鏈；第一掛針鏈、第二掛針鏈和第三掛針鏈上均設(shè)有若干掛針；第一掛針鏈和第二掛針鏈的間距為0. 1D，第二掛針鏈和第三掛針鏈的間距分別為0. 12D ;第一掛針鏈和第二掛針鏈位于滾筒篩中心一偵U，第三掛針鏈位于滾筒篩中心另一側(cè)；第三掛針鏈偏離滾筒中心0.07D;，掛針長度為0. 25D，其中D為滾筒篩直徑。優(yōu)選的，所述雙風室多功能風選機包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有第一風選室、第二風選室和振動篩；殼體的進料口處設(shè)有旋轉(zhuǎn)給料器；殼體上在旋轉(zhuǎn)給料器的下方設(shè)有連通鼓風機組的第一風室進風口 ；第一風選室下部靠近第一風室進風口處設(shè)有第一雙級鎖氣出料裝置；第一雙級鎖氣出料裝置的右側(cè)設(shè)有振動篩；振動篩的下部設(shè)有第二雙級鎖氣出料裝置；振動篩的右側(cè)為第二風選室；振動篩的出料口下方設(shè)有連通鼓風機組的第二風室進風口，第二風選室下部靠近第二風室進風口處設(shè)有第三雙級鎖氣出料裝置，第二風選室下部遠離第二風室進風口處設(shè)有第四雙級鎖氣出料裝置；第二風選室后部的第四雙級鎖氣出料 裝置上部設(shè)有第二梳板；第一風選室遠離第一風室進風口的后部設(shè)有第一梳板和第五雙級鎖氣出料裝置；第一風選室和第二風選室的出風口通過管道連接旋風分離器；旋風分離器通過管道連接鼓風機組。優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)給料器包括旋轉(zhuǎn)進料鎖氣裝置以及位于旋轉(zhuǎn)進料鎖氣裝置下部的打散滾筒。優(yōu)選的，第一風室進風口和第二風室進風口沿進風方向截面為直角梯形，垂直于進風方向的截面為矩形；直角梯形的高與垂直于高的平行短邊等長；非直角邊與高的夾角為 10。 20。。優(yōu)選的，第一雙級鎖氣出料裝置、第二雙級鎖氣出料裝置、第三雙級鎖氣出料裝置、第四雙級鎖氣出料裝置和第五雙級鎖氣出料裝置下均部設(shè)有傳送帶。優(yōu)選的，振動篩分為兩段，前段振動篩布置有方形或圓形小孔，后段為振動板，作為第二風選室給料裝置。優(yōu)選的，所述第一梳板和第二梳板含有縱向中空槽，所述用于城市生活垃圾的雙風室多功能風選機還包括分別與第一梳板、第二梳板嚙合的第一刮板、第二刮板。本發(fā)明還公開了一種基于生活垃圾的多組分再生燃料的制備方法，包括以下步驟(I)分選出城市生活垃圾中的廢紙和紡織物作為生活垃圾可燃組分；(2)在溫度為20(T300°C的條件下對生活垃圾可燃組分進行干燥；(3)破碎生活垃圾可燃組分，粉碎后保證總顆粒個數(shù)的95%尺寸在20mm以下；(4)對煤液化殘渣和農(nóng)業(yè)固體廢棄物進行預(yù)處理，將其破碎至3 5mm ；(5)按配比將生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、農(nóng)業(yè)固體廢棄物與氧化鈣混合并充分攪拌，混合后將物料貯存10 20分鐘；(6)成型過程，將步驟(5)貯存后的混合物料擠壓成型形成再生燃料。優(yōu)選的，所述制備方法步驟(2)中的生活垃圾可燃組分干燥后含水率為25%。優(yōu)選的，所述制備方法步驟￠)中擠壓成型形成的再生燃料需要經(jīng)過烘干，溫度為15(T200°C，烘干后燃料含水率為10% 13%。優(yōu)選的，步驟(I)中將城市生活垃圾經(jīng)過兩段式滾筒篩的破袋和挑掛分選出長條的塑料和紡織物，然后經(jīng)過雙風室多功能風選機的風選分離出塑料、廢紙和紡織物碎片，雙風室多功能風選機分離出塑料、廢紙和紡織物碎片經(jīng)過進一步的風選分離出廢紙和紡織物組成的生活垃圾可燃組分。本發(fā)明的有益效果是所述的一種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其優(yōu)點在于(I)本發(fā)明所述再生燃料以生活垃圾中的廢紙、紡織物和少量塑料為主要原料制備，不含灰土等無機垃圾，廚余垃圾和含重金屬垃圾，因此再生燃料的原料本身熱值較高、無臭味、不腐爛，制備再生燃料時不必添加防腐劑，所得再生燃料的熱值為1670(Tl8600kJ/kg，燃燒穩(wěn)定、無重金屬污染、易于儲存。(2)本發(fā)明所述再生燃料中非常重要的一種成分是煤液化的副產(chǎn)品煤液化殘渣，其不含水、熱值高，可起到助燃的作用，除此之外，煤液化殘渣還具有很強的粘結(jié)性，對燃料的成型過程有促進作用，因此再生燃料的成分中無需專用粘結(jié)劑?？梢?，煤液化殘渣在本發(fā)明所述的再生燃料中起到提高熱值和促進成型的雙重作用。(3)本發(fā)明所述再生燃料的成分中以含硫低且具有粘結(jié)性的農(nóng)業(yè)固體廢棄物代替了部分含硫高的煤液化殘渣，在保證再生燃料熱值和機械性能的同時，降低了脫硫劑的添加比例，從而降低燃料配方的成本。所述的一種基于生活垃圾的多組分再生燃料的制備方法，其優(yōu)點在于(I)制備步驟(5)中將混合物料貯存1(T20分鐘，可使各成分相互滲透，尤其是氧化鈣溶解在水中從而滲透到各成分內(nèi)部，燃料燃燒時可充分發(fā)揮其脫硫脫氯作用；(2)再生燃料的含水率在109^13%之間，機械性能佳，儲存一年不會變質(zhì)或變形。綜上，本發(fā)明將生活垃圾中的可燃組分充分回收利用，以廢紙、紡織物和少量塑料為主要原料制備再生燃料。由于煤液化殘渣的高熱值和高粘性，因此在再生燃料制備工藝中加入了適量的煤液化殘渣作為助燃物和粘結(jié)劑，又由于煤液化殘渣含硫量高，考慮到污染問題，以少量含硫量低的農(nóng)業(yè)固體廢棄物代替煤液化殘渣，并可發(fā)揮與之相同的作用。以此方法制備的再生燃料熱值較高、燃燒穩(wěn)定、二次污染低，不僅實現(xiàn)了生活垃圾的減量化、無害化和資源化，而且解決了煤液化殘渣的處理問題以及農(nóng)業(yè)固體廢棄物傳統(tǒng)利用方式效率低、污染大的頑疾。本發(fā)明所述的一種用于城市生活垃圾的兩段式滾筒篩將傳統(tǒng)單獨使用的破袋刀和大長條物挑掛及收集裝置有機地結(jié)合，實現(xiàn)了破袋、挑掛并收集長條物的功能，實現(xiàn)了塑料類垃圾的分選及回收；破袋刀的形狀為四棱錐形，其一側(cè)面垂直于破袋刀底面，提高了破袋刀的破袋效率；長條物收集裝置由第一掛針鏈、第二掛針鏈和第三掛針鏈三排掛針鏈組成，每條掛針鏈上都安裝有掛針。由于生活垃圾下落時呈拋物線狀，通過計算，采用三排掛針鏈，第一掛針鏈和第二掛針鏈、第二掛針鏈和第三掛針鏈的間距分別為0. 1D，0. 12D，第一掛針鏈和第二掛針鏈位于滾筒篩中心一側(cè)，第三掛針鏈位于滾筒篩中心另一側(cè)；第三掛針鏈偏離滾筒中心0. 07D,掛針長度為0. 25D，其中D為滾筒直徑。按此布置，長條物收集裝置的收集效率最高，經(jīng)濟性效果最好。本風選裝置為兩級風選，由第一風選室、第二風選室組成。兩級風選可提高分選精度，保證分選物純度。第一、第二風選室進風量由鼓風機組統(tǒng)一控制，兩級風選室相互配合，實現(xiàn)高效風選。本發(fā)明采用直角梯形截面進風口。直角梯形高H與水平短邊A等長。非直角邊與水平邊的角度為10° -20°。實驗及數(shù)值模擬表明，第一、第二風選室的進風口為直、角梯形截面時，出口處流場穩(wěn)定且沒有漩渦。本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)給料器，包括旋轉(zhuǎn)進料鎖氣裝置以及打散滾筒。旋轉(zhuǎn)進料鎖風裝置實現(xiàn)第一風選室與外界分離，避免氣體外泄。打散滾筒將垃圾打散，避免垃圾組分結(jié)團。通過協(xié)調(diào)控制旋轉(zhuǎn)給料器以及打散滾筒旋轉(zhuǎn)速度可有效控制進料量，且垃圾分散后有利于垃圾不同組分高效分離。本發(fā)明第一風選室底部為振動篩，振動篩分為兩段，前段為布置有方形或圓形小孔的篩板，后段為無孔振動板，其作為第二風選室給料裝置。小塊無機物透過振動篩篩出，其余物質(zhì)均隨振動篩進入第二風選室，振動篩將剩余物質(zhì)打散，提高了第二風選室風選精度。本發(fā)明出料裝置為雙級鎖氣器，通過兩級門交替打開或關(guān)閉實現(xiàn)出料過程不漏風。本發(fā)明的梳板置于第一風選室及第二風選室后部，梳板中空縫隙與刮板結(jié)構(gòu)相互配合，阻擋塑料及紙類，并通過刮板將塑料及紙類刮至出料裝置。本發(fā)明實現(xiàn)氣體循環(huán)，旋風分離器連接出風管道與鼓風機，將灰土類分離出來。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明中涉及到的兩段式滾筒篩及風選裝置做 進一步詳細說明。圖I是兩段式滾筒篩總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是兩段式滾筒篩入口段軸向剖視圖。圖3是兩段式滾筒篩出口段軸向剖視圖。圖4是兩段式滾筒篩破袋刀結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖4的左視圖。圖6為本發(fā)明中一種用于城市生活垃圾的雙風室多功能風選機示意圖。圖7為進風口沿進風方向截面形狀示意圖。圖8為沿圖7中A-A線的剖視圖。圖9為梳板示意圖。圖10為本發(fā)明一種基于生活垃圾的多組分再生燃料制備方法的流程圖。圖中，I、滾筒篩入口段;101、篩孔;102、破袋刀;103、清刀裝置;104、螺紋孔；105、鋼板；2、給料口 ；3、生活垃圾；4、滾筒篩驅(qū)動裝置；5、滾筒篩出口段；501、長條物挑掛裝置；502、503、504、掛針鏈；6、清孔裝置；7、篩下物收集裝置；8、固定機架；121、鼓風機組；122、傳送帶；123、第二雙級鎖氣出料裝置；124、傳送帶；125、第一雙級鎖氣出料裝置；126、振動篩；127、放風閥；128、流量計；129、第一風室進風口 ；1210、打散滾筒；1211、旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器；1212、第一風選室；1213、旋風除塵器；1214、梳板；1215、管道；1218、第二風選室；1221、第二風室進風口 ；1216、第五雙級鎖氣出料裝置；1219、第四雙級鎖氣出料裝置；1222、第三雙級鎖氣出料裝置；1217、1220、1223、傳送帶。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。各實施案例的成分及相關(guān)制備工藝參數(shù)如下表所示。表I各實施案例的成分及相關(guān)制備工藝參數(shù)T ^小麥稈齋職奸麵 nW
序號料殘濟______度(C) [Hj(IHin)
162.5%20.0%10.0% --7.5%20010
262.5%20.0% -IUO0-7.5%20010
362.5%20.0% -- 10.0%7.5%20010
_4__63.5%16.0%14.0% -__-6.5%220__12
_5__63.5%16.0% -14.0% -6.5%220__12
_6__63.5%16.0% -__- 14.0%6.5%220__12
I69.0% 15—0% 10.0% -■ 6.0%25015
869.0% 15.0% - iO.m -6.0%25015
969.0% 15.0% - -10.0% 6.0%250 15_10__69.0% 15.0%5.0% 5.0% -6.0%250__15
II69.0% 15.0%5.0%■5.0%6.0%250__15
_12__69.0% 15.0% -__5.0%5.0%6.0%250__15
_13__69.0% 15.0%4.0% 3.0%3.0%6.0%250__15
_14__77.0% 12.5%5.0%__-__-5.5%300__20
1577.0%12.5% -5.0% -5.5%30020
1677.0%12.5% --5.0%5.5%30020
1777.0%10.0%8 5 --4.5%30020
_18__77.0%10.0% -__8.5% -4.5%300__20
_i9_ 77.0%10,0% --8.5%4.5%30020請參閱圖I至圖10所示，實施例I的制備步驟如下(I)將城市生活垃圾經(jīng)過兩段式滾筒篩的破袋和挑掛分選出長條的塑料和紡織物，然后經(jīng)過雙風室多功能風選機的風選分離出塑料、廢紙和紡織物碎片，雙風室多功能風選機分離出塑料、廢紙和紡織物碎片經(jīng)過進一步的風選分離出廢紙和紡織物組成的生活垃圾可燃組分；(2)在200°C的溫度條件下對生活垃圾可燃組分進行干燥，使含水率為25% ；(3)采用剪切式破碎機破碎生活垃圾可燃組分，保證總顆粒個數(shù)的95%尺寸在20mm以下；(4)對煤液化殘渣和農(nóng)業(yè)固體廢棄物小麥桿進行預(yù)處理，將其破碎至粒徑3 5mm ；(5)按配比將生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、麥桿與氧化鈣混合并充分攪拌，混合后將物料貯存10分鐘； (6)使用螺旋擠壓式成型機將混合物料擠壓成尺寸為O IOmmX 25mm的圓柱狀再生燃料；(7)再生燃料烘干，烘干溫度為150°C，使燃料含水率為109^13%。參閱圖I至圖5所示，本發(fā)明所用的用于城市生活垃圾的兩段式滾筒篩，包括固定機架8、安裝在固定機架8上的滾筒篩和滾筒篩驅(qū)動裝置4 ;滾筒篩包括相互連接的滾筒篩入口段I和滾筒篩出口段5 ;給料口 2安裝于滾筒篩入口段I的入口處，滾筒篩的下方設(shè)有篩下物收集裝置7 ;滾筒篩入口段I和滾筒篩出口段5的圓周方向上布置有若干篩孔101，滾筒篩入口段I圓周內(nèi)壁安裝有若干破袋刀102，滾筒篩入口段I內(nèi)設(shè)有與所述破袋刀102相配合的清刀裝置103 ;滾筒篩入口段I和滾筒篩出口段5的外周設(shè)有清理篩孔101的清孔裝置6 ;滾筒篩出口段5圓周內(nèi)壁安裝有若干長條物挑掛裝置501，在滾筒篩出口段5內(nèi)安裝有三排掛針鏈502、503、504組成的長條物收集裝置。滾筒篩與水平方向間夾角@為3° 8°。破袋刀102焊接在鋼板105上，采用嵌入的方式安裝在滾筒篩入口段I內(nèi)壁圓周上，拆卸時利用螺桿經(jīng)螺紋孔104將焊有破袋刀102的鋼板105頂起，并從一端將鋼板105抽出進行拆卸。生活垃圾經(jīng)物料輸送機輸送到達到一定轉(zhuǎn)速的兩段式滾筒篩的前段。進入滾筒篩內(nèi)的生活垃圾跟隨滾筒篩一起轉(zhuǎn)動。當生活垃圾轉(zhuǎn)動達到一定高度時，生活垃圾以拋物線的運動軌跡被拋出，落回到篩底，重復(fù)這樣的過程，使生活垃圾在滾筒內(nèi)達到不斷翻滾的狀態(tài)。在不斷翻滾的過程中，粒徑小于篩孔直徑的物料將經(jīng)過篩孔下落到篩下收集裝置當中，粒徑大于篩孔直徑的物料則沿著筒壁從篩筒下端出口排出，從而實現(xiàn)篩分的功能。在生活垃圾被拋起下落到滾筒篩底時，篩筒前段安裝的破袋刀將扎進塑料袋、衣物等物料中，再通過其他物料的擠壓、撕扯等作用，將塑料袋、衣物等物料劃破，從而實現(xiàn)破袋、破衣物的功能。經(jīng)破袋后的塑料袋、衣物等，隨著滾筒篩的轉(zhuǎn)動進入到兩段式滾筒篩的后段。在滾筒篩的后段筒壁圓周方向上安裝有長條物挑掛裝置，在中心附件安裝有長條物收集收集裝置。破袋后的塑料袋和衣物在隨滾筒篩轉(zhuǎn)動的過程當中，將被長條物挑掛裝置挑起，達到一定高度后滑落，下落到長條物收集裝置上，輸送到滾筒外，從而實現(xiàn)了破袋與長條物的收集功能。為了防止篩孔被含水量較高的生活垃圾堵塞，在篩筒的外壁安裝有篩孔清理裝置。清孔裝置與篩孔配合，當篩孔轉(zhuǎn)到清孔裝置時，清孔裝置對篩孔進行清理，從而現(xiàn)實清孔功能。本發(fā)明兩段式滾筒篩的工作流程如下首先，城市生活垃圾經(jīng)給料口 2進入達到一定轉(zhuǎn)速的兩段式多功能滾筒篩入口段I。進入滾筒篩入口段I的城市生活垃圾跟隨滾筒篩一起轉(zhuǎn)動，當生活垃圾轉(zhuǎn)動達到一定高度時，生活垃圾以拋物線的運動軌跡被拋出，落回到篩底，重復(fù)這樣的過程，使生活垃圾在滾筒內(nèi)處于不斷翻滾的狀態(tài)。在不斷翻滾的過程中，粒徑小于篩孔直徑的生活垃圾穿過篩孔101，下落到篩下物收集裝置7中，被收集運走；粒徑大于篩孔101直徑的物料則從滾筒篩出口段5排出，從而現(xiàn)實不同徑粒的物料的篩分功能。在生活垃圾被拋起下落到滾筒篩底時，滾筒篩入口段I內(nèi)壁圓周上安裝的破袋刀102將扎進塑料袋、織物等物料中，再通過其他物料的擠壓、撕扯等作用，將塑料袋、衣物等物料劃破，從而實現(xiàn)破袋、破織物的功能。破袋刀102的形狀為四棱錐形，其一側(cè)面垂直于破袋刀底面。經(jīng)破袋后的塑料袋、織物等，隨著滾筒篩的轉(zhuǎn)動進入到滾筒篩出口段5。在滾筒篩出口段5內(nèi)壁圓周方向上安裝有長條物挑掛裝置501，在滾筒篩出口段5內(nèi)部還安裝有由掛針鏈502、503、504組成的長條物收集收集裝置。掛針鏈包括動件和定件；動件上安裝有若干掛針，定件對動件進行導(dǎo)向，掛針攜帶長條物沿軸向運動至滾筒篩出口段外。破袋后的塑料袋和織物在隨滾筒篩轉(zhuǎn)動的過程中，將被長條物挑掛裝置501挑起，達到一定高度后滑落到長條物收集裝置上，由于長條物收集裝置為具有限定寬度的掛針，因此只有較軟的長條類物質(zhì)掛在長條物收集裝置上。掛在長條物收集裝置上的塑料被輸送到滾筒外，從而實現(xiàn)了長條物的收集輸送功能。為了防止破袋刀102在破袋的過程中被塑料類物質(zhì)纏繞，在滾筒篩內(nèi)壁安裝有用于清理破袋刀的清刀裝置103。清刀裝置103為裝有刮刀的圓盤。清刀裝置103上，兩把刮刀與一把破袋刀102配合，兩把刮刀分別位于一把破袋刀102的兩 偵牝刮刀與破袋刀102的轉(zhuǎn)動方向相反。當破袋刀102轉(zhuǎn)動到清刀裝置103刮刀的位置時，破袋刀兩側(cè)的刮刀就將纏繞在破袋刀上的塑料類垃圾清理下來，從而實現(xiàn)清刀功能。為了防止篩孔101被含水量較高的生活垃圾堵塞，在篩筒的外壁安裝有篩孔清理裝置6，清孔裝置6與篩孔配合，當篩孔轉(zhuǎn)動到清孔裝置6時，清孔裝置6對篩孔進行清理，從而現(xiàn)實清孔功能；清孔裝置6可以選擇毛刷一類清孔裝置。利用本發(fā)用于城市生活垃圾的兩段式滾筒篩進行破袋和挑掛能夠分選出長條的塑料和紡織物；將篩下物收集裝置7收集的物質(zhì)放入用于城市生活垃圾的雙風室多功能風選機中進行風選，風選出塑料、廢紙和紡織物碎片。請參閱圖6至圖9所示，本發(fā)明所用的風選設(shè)備(用于城市生活垃圾的雙風室多功能風選機)，城市生活垃圾進入旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211，旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211的旋轉(zhuǎn)葉片與風選機的殼體密閉配合，防止風選機中的氣體從旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211中跑出；城市生活垃圾在旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211的旋轉(zhuǎn)葉片的轉(zhuǎn)動下均勻掉下經(jīng)打散滾筒1210打散；進入第一風選室1212，鼓風機組121通過管道連通第一風選室1212上部的第一風室進風口 129，垃圾在第一風選室1212被鼓風機組121所吹進的風吹散進行第一次分選，分選出塑料紙類以及重質(zhì)物；重質(zhì)物主要為金屬及大塊無機物，其重量較大，不會被風吹遠，直接掉入位于第 一風選室1212的垃圾進入口下方的第一雙級鎖氣出料裝置125 (重質(zhì)物出料裝置)，然后經(jīng)傳送帶124輸出；小塊無機物被風吹落至第一雙級鎖氣出料裝置125右側(cè)的振動篩126上，經(jīng)振動篩126篩出掉入第二雙級鎖氣出料裝置123 (小塊無機物出料裝置)中，然后經(jīng)傳送帶122輸出；其余物質(zhì)進入第二風選室1218，經(jīng)除雜分離出餐廚垃圾。旋風除塵器1213接通第一風選室1212及第二風選室1218出風口，經(jīng)旋風除塵器1213除去塵土后的風送入鼓風機組121，實現(xiàn)循環(huán)利用。重質(zhì)物輸送傳送帶124，小塊無機物傳送帶122，餐廚垃圾傳送帶1223，塑料紙類傳送帶1220，塑料紙類傳送帶1217依次置于風選機下部。第一風室進風口 129和第二風室進風口 1221沿進風方向截面為直角梯形截面，垂直于進風方向為矩形；直角梯形高H (水平邊)與垂直于高H的平行短邊A等長；非直角邊與水平邊的角度為10° -20°，優(yōu)選為15° ;實驗及數(shù)值模擬表明，第一、第二風選室的進風口為直角梯形截面時，出口處流場穩(wěn)定且沒有漩渦。通過放風閥127和流量計128可以調(diào)節(jié)第一風室進風口129的出風速度。采用此結(jié)構(gòu),其工作原理及實施方式經(jīng)過初步分離及破碎的垃圾通過旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211進入第一風選室1212。通過控制旋轉(zhuǎn)進料鎖氣器1211轉(zhuǎn)速可以有效控制進料量，同時采用此進料器可以有效避免漏風，維持風選機內(nèi)微正壓，保持風選機內(nèi)流場穩(wěn)定。進料的垃圾經(jīng)打散滾筒1210打散，避免結(jié)團，有效提高風選精度。經(jīng)打散滾筒1210打散之后，垃圾進入風選室流場。在風力的作用下，各類物質(zhì)產(chǎn)生不同的橫向位移，較重的大塊類無機物垃圾基本上不發(fā)生偏轉(zhuǎn)而下落至第一雙級鎖氣出料裝置125，重質(zhì)物輸出之后，可進入磁選車間磁選選出金屬類物質(zhì)。同時，在第一風選室1212,密度較小,多為片狀的塑料及紙類被吹至風選室尾部，一部分掉落至第五雙級鎖氣出料裝置1216后落至傳送帶17上輸出，一部分由刮板14刮下掉落至第五雙級鎖氣出料裝置1216 (塑料及紙類出料裝置)后落至傳送帶17上輸出。大部分中間物質(zhì)落在第一雙級鎖氣出料裝置125右側(cè)位于第一風選室1212中間部分振動篩126上，大塊的密度較小餐廚垃圾以及小塊的密度較大的無機物(如玻璃塊、陶瓷塊)掉落至振動篩前端，振動篩將小塊無機物篩出掉入第二雙級鎖氣出料裝置123 (小塊無機物出料裝置)中，然后經(jīng)傳送帶122輸出。在實際運行過程中，篩出無機物的餐廚垃圾純度不高，其中混有部分結(jié)團的塑料、密度比較大的硬質(zhì)塑料，這類物質(zhì)經(jīng)振動篩后端振動板振動疏散開，進入第二風選室1218，第二風室進風口 1221位于振動篩126的出料口下方，其風速小于第一風選室1212，餐廚垃圾落至靠近風口處的第三雙級鎖氣出料裝置1222 (餐廚垃圾)后落至傳送帶1223上輸出，包含塑料及紙類的雜質(zhì)落入遠離風口的第四雙級鎖氣出料裝置1219 (塑料及紙類出料裝置)后落至傳送帶1220輸出出料裝置，并與第一風選室1212風選出的塑料紙類相混合，進入下一級車間分離。第一風選室1212以及第二風選室1218通過管道1215出風口連接旋風除塵器1213，將密度以及粒徑都很小的塵土類分離出來，經(jīng)輸送機送入相應(yīng)的制磚車間或者進行填埋。廢氣流經(jīng)除塵器去向鼓風機組121，形成循環(huán)風，整個系統(tǒng)處于全封閉狀態(tài)，無二次污染，無須廢氣處理設(shè)施。 利用本發(fā)明中用于城市生活垃圾的雙風室多功能風選機能夠風選出塑料、廢紙和紡織物碎片；然其中含有塑料碎片無法使用，需要經(jīng)過進一步的風選將其中的塑料碎片分離出，留下廢紙和紡織物組成的生活垃圾可燃組分。其它實施案例的制備步驟與實施例I基本相同，僅部分工藝參數(shù)有所不同，如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其特征在于，所述的再生燃料是由生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、農(nóng)業(yè)固體廢棄物和氧化鈣混配而成，各種成分的質(zhì)量百分配比是生活垃圾可燃組分62. 59Γ77. 0%、煤液化殘渣10. 09Γ20. 0%、農(nóng)業(yè)固體廢棄物5. 0°/Γ 4. 0%、氧化鈣4. 5% 7· 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其特征在于，各種成分的質(zhì)量百分配比是生活垃圾可燃組分69. 0%、煤液化殘渣15. 0%、農(nóng)業(yè)固體廢棄物10.0%、氧化鈣 6. 0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其特征在于，所述的生活垃圾可燃組分是生活垃圾中的廢紙和紡織物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其特征在于，所述的農(nóng)業(yè)固體廢棄物是小麥桿、玉米桿和棉花桿中的ー種或混合物；所述的煤液化殘渣是氣煤、長焰煤、褐煤液化產(chǎn)生的殘渣；所述的脫硫劑是氫氧化鈣、氫氧化鎂中的一種或其混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于生活垃圾的多組分再生燃料，其特征在于，生活垃圾可燃組分總顆粒個數(shù)的95%尺寸在20mm以下；農(nóng)業(yè)固體廢棄物的粒徑為3 5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的垃圾可燃組分與煤液化殘渣混合的成型燃料，其特征在于，所述生活垃圾可燃組分是由城市生活垃圾經(jīng)過兩段式滾筒篩的破袋和挑掛分選出長條的塑料和紡織物，然后經(jīng)過雙風室多功能風選機的風選分離出塑料、廢紙和紡織物碎片，所述雙風室多功能風選機分離出塑料、廢紙和紡織物碎片經(jīng)過進一歩的風選分離出廢紙和紡織物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的垃圾可燃組分與煤液化殘渣混合的成型燃料，其特征在干，所述兩段式滾筒篩包括固定機架、安裝在固定機架上的滾筒篩和滾筒篩驅(qū)動裝置(4);滾筒篩包括相互連接的滾筒篩入ロ段(I)和滾筒篩出口段(5 );給料ロ( 2 )安裝于滾筒篩入ロ段(I)的入口處，滾筒篩的下方設(shè)有篩下物收集裝置(7);滾筒篩入口段(I)和滾筒篩出口段(5)的圓周方向上布置有若干篩孔(101)，滾筒篩入口段(I)圓周內(nèi)壁安裝有若干破袋刀(102)，滾筒篩入口段(I)內(nèi)設(shè)有與所述破袋刀(102)相配合的清刀裝置(103);滾筒篩入口段(I)和滾筒篩出口段(5)的外周設(shè)有清理篩孔(101)的清孔裝置(6);滾筒篩出口段(5)圓周內(nèi)壁安裝有若干長條物挑掛裝置(501)，在滾筒篩出口段(5 )內(nèi)安裝有三排掛針鏈(502、503、504)組成的長條物收集裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的垃圾可燃組分與煤液化殘渣混合的成型燃料，其特征在干，所述雙風室多功能風選機包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有第一風選室、第二風選室和振動篩；殼體的進料ロ處設(shè)有旋轉(zhuǎn)給料器；殼體上在旋轉(zhuǎn)給料器的下方設(shè)有連通鼓風機組的第一風室進風ロ ；第一風選室下部靠近第一風室進風ロ處設(shè)有第一雙級鎖氣出料裝置；第一雙級鎖氣出料裝置的右側(cè)設(shè)有振動篩；振動篩的下部設(shè)有第二雙級鎖氣出料裝置；振動篩的右側(cè)為第ニ風選室；振動篩的出料口下方設(shè)有連通鼓風機組的第二風室進風ロ，第二風選室下部靠近第二風室進風ロ處設(shè)有第三雙級鎖氣出料裝置，第二風選室下部遠離第二風室進風ロ處設(shè)有第四雙級鎖氣出料裝置；第二風選室后部的第四雙級鎖氣出料裝置上部設(shè)有第二梳板；第一風選室遠離第一風室進風ロ的后部設(shè)有第一梳板和第五雙級鎖氣出料裝置；第一風選室和第二風選室的出風ロ通過管道連接旋風分離器；旋風分離器通過管道連接鼓風機組。
9.一種如權(quán)利要求I至8中任一項所述的基于生活垃圾的多組分再生燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)分選出城市生活垃圾中的廢紙和紡織物作為生活垃圾可燃組分； (2)在溫度為20(T300°C的條件下對生活垃圾可燃組分進行干燥； (3)破碎生活垃圾可燃組分，粉碎后保證總顆粒個數(shù)的95%尺寸在20mm以下； (4)對煤液化殘渣和農(nóng)業(yè)固體廢棄物進行預(yù)處理，將其破碎至3 5mm； (5)按配比將生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、農(nóng)業(yè)固體廢棄物與氧化鈣混合并充分攪拌，混合后將物料貯存10 20分鐘； (6)成型過程，將步驟(5)貯存后的混合物料擠壓成型形成再生燃料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中將城市生活垃圾經(jīng)過兩段式滾筒篩的破袋和挑掛分選出長條的塑料和紡織物，然后經(jīng)過雙風室多功能風選機的風選分離出塑料、廢紙和紡織物碎片，雙風室多功能風選機分離出塑料、廢紙和紡織物碎片經(jīng)過進一歩的風選分離出廢紙和紡織物組成的生活垃圾可燃組分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于生活垃圾的多組分再生燃料及其制備方法，適用于固體廢棄物資源化處理；該再生燃料是由生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣、農(nóng)業(yè)固體廢棄物和氧化鈣按比例混配而成，各種成分的質(zhì)量百分配比是生活垃圾可燃組分62.5%~77.0%、煤液化殘渣10.0%~20.0%、農(nóng)業(yè)固體廢棄物5.0%~14.0%、氧化鈣4.5%~7.5%。制備方法如下首先分選出生活垃圾中的可燃組分；接著對生活垃圾可燃組分、煤液化殘渣和農(nóng)業(yè)固體廢棄物進行干燥、破碎等預(yù)處理；之后將各成分按配比混合并攪拌均勻；最后成型。該再生燃料熱值較高、燃燒穩(wěn)定、二次污染低，實現(xiàn)了城市生活垃圾和工農(nóng)業(yè)固體廢棄物的資源化利用。
文檔編號C10L5/46GK102660346SQ20121014987
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者孟海魚, 施海華, 李學(xué)東, 王樹眾, 王龍飛, 羅永忠, 趙軍, 陳林 申請人:四川川潤環(huán)保能源科技有限公司, 西安交通大學(xué)