城市生活垃圾綜合處理並生產rdf的方法及裝置的製作方法

2023-12-01 01:17:46 2

專利名稱：城市生活垃圾綜合處理並生產rdf的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及城市生活垃圾的處理方法，尤其涉及城市生活垃 圾綜合處理並生產RDF的方法以及在處理過程中採用的裝置，屬 於環保技術領域。
背景技術：
我國城市生活垃圾處理水平還比較低，目前，城市生活垃圾 的處置方式主要還是以填埋、焚燒和堆肥為主。填埋是消納城市 生活垃圾的處理方式，如焚燒殘渣、堆肥剩料的處理等。城市生 活垃圾填埋方法的優點是投資少、費用低，但缺點也很明顯。填 埋方法佔用大量的土地，可能會造成地下水汙染，並且垃圾堆放 過程中會產生易燃氣體，容易發生火災。在建設垃圾處理廠時， 垃圾處理廠必須要有隔層設施，防止垃圾滲濾液汙染地下水，同 時必須要對垃圾中有機物腐化分解產生的氣體進行處理。焚燒是一種比較有效的垃圾處理方法，減量化和資源化效果 十分明顯。垃圾中的可燃成分在焚燒爐內與空氣中的氧進行劇烈 的化學反應，放出熱量，得到的固定殘渣量少，並且性質穩定。 垃圾焚燒處理可使生活垃圾體積減少95%，重量減輕75%,僅將 灰渣與其他的不可燃物作填埋處理，可以減少垃圾填埋量、節省 土地資源。此外，焚燒設施經過改進，能夠供電、供熱。在焚燒 時，垃圾中含有的細菌、病源微生物等被完全消滅。焚燒的缺點 是焚燒設施投資費用高，並且在垃圾焚燒過程中要排放含有二惡 英等對大氣環境有汙染的煙氣，產生二次汙染，如果這些氣體直 接排入環境，會對大氣環境和人體健康造成極大的危害。堆肥處理是將垃圾中的易腐有機物轉化為有機營養物質，作為肥料或土壤改良劑。原理是依靠廣泛分布於自然界中的細菌、 放線菌、真菌等微生物，在一定的條件下有控制地促進有機物(能 夠被微生物降解)向穩定的腐殖質轉化的生物學過程。堆肥過程 中的高溫發酵可以基本使垃圾中的致病菌、寄生蟲卵被殺死，消 除了病菌的傳播。這樣，城市生活垃圾堆肥處理能把垃圾變成有 機肥料，達到了資源化的要求，還促進了自然界物質良性循環。 但是堆肥對垃圾的成分要求比較高，由於垃圾的成分複雜，必須 對垃圾成分進行控制，否則堆肥的質量難以保證。若用於農田施 肥，不僅不能變廢為寶，還會破壞土壤的生態環境，汙染環境。以上單一的城市垃圾處理方法都各有優點和缺點，因此現有 技術中會常常採用綜合處理的方法，以達到無害化、資源化、減量化原則。如中國專利申請(CN1935400A)城市生活垃圾綜合處 理方法，該方法包括破袋處理，人工粗分，粗分後將垃圾輸送到 多功能滾筒篩進行篩分，通過一次發酵、二次篩分和二次發酵形 成細顆粒有機肥，該方法雖然能夠將城市生活垃圾進行簡單的綜 合處理，但是對於城市生活垃圾中的有害生活垃圾沒有經過無害 化處理，會造成二次汙染，此外對於整個城市生活垃圾中篩下物 只是經過簡單的填埋或制磚，利用不充分。發明內容本發明目的在於針對現有技術城市生活垃圾處理過程中所存 在的上述問題，提供一種城市生活垃圾綜合處理方法，該方法利 用各種城市生活垃圾的性質，進行綜合處理，從而達到城市生活 垃圾的無害化、減量化、資源化的原則。本發明的另一個目的在於提供在上述城市生活垃圾綜合處理 方法中生產生活垃圾衍生燃料(RDF)的裝置。本發明的上述目的可通過以下技術方案得以實現 一種城市 生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法，該方法包括以下步驟A、 分選、篩分將城市生活垃圾通過給料、輸送方式將城市 生活垃圾送至人工分揀平臺，在人工分揀平臺上分別分選出包括 石頭、磚塊、玻璃、金屬，然後通過篩分機破袋篩分得到一次篩 上物和一次篩下物；B、 生產有機粉肥將經過篩分機破袋篩分得到的一次篩下物輸送至發酵裝置中，在溫度為60 8(TC的條件下發酵2小時以上，發酵後通過篩分機篩分出有機粉肥和二次篩上物，其中二次篩上物待用；C、 生產RDF:將經過篩分機破袋篩分得到的一次篩上物通過 磁選，磁選後輸送至破碎機進行粗破碎，粗破碎後的物料和所述 的二次篩上物經過細破碎機進行細破碎，然後通過擠壓成型、烘 幹後得到RDF。本發明的處理方法符合城市生活垃圾處理"無害化"、"減量 化"和"資源化"的原則，其中分選出來的石頭、磚塊等可以作 為建築材料，而分選出來的玻璃、廢金屬等城市生活垃圾可以重 新回收利用，也可以作為廢舊物資出售、增加經濟效益。通過篩分機破袋篩分得到的一次篩下物中有機粉肥的含量較 多，可用於後熟堆肥生產有機肥料充分利用。但有機肥料受到肥 效和有害物質的限制，往往產物不充分，如此堆肥不但難以實現 垃圾資源化，反而會因二次汙染而成有害化，本發明通過快速發 酵裝置可對經破袋篩分後的一次篩下物在快速發酵裝置進行殺滅 致病菌、蟲卵等無害化處理，使製備的有機粉肥可直接安全回歸 土地，用於綠化、旱地作物等作為基肥，不僅安全、有效的處理 城市生活垃圾，還可以帶來資源化效益。本發明的方法中得到的一次篩上物和二次篩上物主要是一些 紡織物，廢塑料、廢紙、植物枝葉等，這些物料熱量較高，可以 製作成垃圾衍生燃料(RDF)，原因是具有一定熱值的生活垃圾本 身是一種固體燃料，但不是一種很理想的燃料，本發明將城市生活垃圾進行固體燃料化，加工成熱值更高、更穩定且便於貯存運輸的垃圾衍生燃料(RDF)，從而真正實現了生活垃圾處理的"無 害化、資源化"的原則。在生產垃圾衍生燃料(RDF)過程中首先 要對一次篩上物進行磁選，不僅可以回收利用鐵、鋼等金屬材料， 而且不會影響垃圾衍生燃料(RDF)的熱量；磁選時所採用的磁場 為現有技術普通的磁選機採用的鐵氧體磁場。在上述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法中，步驟 A中分選步驟前將城市生活垃圾送入到垃圾庫中存放並發酵，使 城市生活垃圾的含水率降至40%以下。發酵時間根據垃圾含水量 的情況在3 7天左右。在上述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法中，作為 優選，步驟B中所述的發酵溫度為65 75°C，發酵時間為2 24 小時。在上述的發酵溫度和時間範圍內可以更加有效的殺滅致病 菌、蟲卵等有害成分，首先實現了生活垃圾的無害化，並得到具 有一定價值的有機粉肥。在上述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法中，步驟 B發酵後的物料還經過磁選過程。本發明對發酵後的物料經過磁 選，不僅可以回收利用鐵、鋼等金屬材料，而且不會造成二次汙 染，影響有機粉肥的營養成分；磁選時所採用的磁場為現有技術 普通的磁選機採用的鐵氧體磁場。在上述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法中，步驟 C中所述的一次篩上物粗破碎為剪切破碎，剪切破碎後的物料粒 徑小於5cm。將一次篩上物進行粗破碎並粗破碎後物料粒徑要小 於5cm，並便於混合和進一步細破碎及RDF擠壓成型。在上述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法中，步驟 C中所述的細破碎後的物料粒徑小於2cm的不低於85%。通過將 粗破碎後的物料細破碎並細破碎後物料粒徑要小於2cm的不低於 85%,同時無大於5cm粒徑的物料，以保證較好的擠壓成型，以便得到宵徑在2cm左右的棒狀垃圾衍生燃料C RDF)。本發明還提供了一種上述方法中所使用的快速發酵裝置，該 快速發酵裝置包括一個支架和一個呈圓筒狀的滾筒，其特徵在於， 所述的支架上設有能使滾筒轉動的動力機構，所述的滾筒與支架 之間設有能使滾筒相對於支架沿其軸向轉動的支撐結構，所述的 滾筒內側具有若干塊呈螺旋狀分布的擋板，所述滾筒的一端具有 進料口，滾筒的另一端具有出料口。動力機構帶動滾筒轉動過程中，通過支撐結構使得滾筒始終 是相對於支架沿其軸向旋轉的。垃圾篩下物由進料口輸入至滾筒 內，滾筒旋轉過程中通過其內的若干擋板使得垃圾篩下物在滾筒 內能得到發酵。由於進料口與出料口之間具有較長距離，垃圾篩 下物由進料口進入出料口的過程中就會得到充分的發酵，經充分 發酵的垃圾篩下物再由出料口處排出。在上述的快速發酵裝置中，所述的支撐結構為位於滾筒兩側 的軸承，軸承內圈與上述的支架固連，軸承外圈與滾筒外側相接 觸。在軸承的作用下可對滾筒進行支撐，同時，使得滾筒可相對 於支架自由轉動。在上述的快速發酵裝置中，所述的動力機構為固連在機架上 的電機和固連於滾筒外側的齒牙，電機轉軸上固連有齒輪且齒輪 與齒牙相嚙合。電機運轉過程中齒輪隨著轉動，齒輪轉動過程中 就可帶動齒牙，即帶動滾筒轉動。在上述的快速發酵裝置中，所述的滾筒內還設有加熱機構。 通過加熱機構使得滾筒內保持較高的溫度，利於垃圾篩下物發酵。在上述的快速發酵裝置中，所述加熱機構為設於滾筒內的電 熱件，電熱件通過導線與電源相連接。通電後，電熱件就會發熱， 使得滾筒內具有較高的溫度。在上述的快速發酵裝置中，所述的電熱件處設有風扇。風扇 運轉過程中就可使滾筒內的各個部位均具有較高的溫度。綜上所述，本發明具有以下優點1、 本發明的處理方法達到了城市垃圾綜合化處理的目的，從 而實現了城市生活垃圾處理"無害化、減量化、資源化"的最優 化原則，處理過程中所分選出的物料可充分回收利用，所生產的 有機粉肥可用於基肥；所生產的垃圾衍生燃料可直接供燃煤電廠 等的燃料。2、 本發明的處理方法不僅實現了城市垃圾綜合化處理的目的，而且可生產出具有高熱量的垃圾衍生燃料(RDF)，該垃圾衍 生燃料的熱值可以達到12500 17500kj/kg。3、 本發明的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法工藝設 計合理，流程簡單，成本較低，可實現了城市生活垃圾"無害化、 減量化、資源化"綜合處理的目的。4、 本快速發酵裝置只由滾筒和支架等組成，因此結構簡單， 成本較低。同時，在電熱件的作用下使得滾筒內具有較高溫度， 使得垃圾篩下物能夠得到充分的發酵，而且在具體使用過程中垃 圾篩下物可連續的由進料口處送入，而不需要停機。因此，它的 使用穩定性較高、工作效率較高。


圖1是本發明的快速發酵裝置的主視結構示意圖。圖2是本發明的快速發酵裝置的局部剖視結構示意圖。圖3是本發明的快速發酵裝置的側視結構示意圖。圖4是本發明的快速發酵裝置中齒輪與齒牙的嚙合結構示意圖。圖5是實施例1所述方法的工藝流程圖。圖中，1、支架；2、滾筒；21、齒牙；22、進料口； 23、出料口； 3、軸承；4、電機；5、齒輪；6、擋板；7、電熱件；8、 風扇。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方 案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。如圖1和圖2和圖3所示，本快速發酵裝置包括一個支架1和一個呈圓筒狀的滾筒2，滾筒2的兩側設置有兩排軸承3，軸承 3的內圈與支架1固連，軸承3外圈與滾筒2外側接觸。如圖2和圖4所示，在支架1上固連有電機4，電機4的轉 軸上固連有齒輪5，滾筒2外側固連有齒牙21，且齒輪5與齒牙 21相嚙合。在滾筒2內具有若干塊擋板6，擋板6呈螺旋狀分布於滾筒2 內側。滾筒2的一端具有進料口 22，滾筒2的另一端具有出料口 23。在滾筒2的出料口 23處設有一電熱件7，電熱件7通過導線 與電源相連。在電熱件7處還設有風扇8。電機4運作過程中，通過嚙合的齒輪5與齒牙21帶動滾筒2 沿其軸向轉動。此時，由進料口 22輸入的滾筒2內垃圾篩下物在 擋板6的作用下，使得垃圾篩下物能均布於滾筒2內的各個部位 處。同時，在風扇8和電熱件7的作用下使得垃圾篩下物在滾筒 2內得到充分的發酵。另外，滾筒2是軸向固定在支架1上的，也就是說滾筒2不 會沿其軸向竄動。本實施例中，滾筒2外側固連有呈環狀凹入的 定位件，支架上具有與定位件相匹配的卡件，且卡件嵌於定位件 中，通過這樣的方式使得滾筒2能夠自由轉動但不能沿其軸向移 動。本城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法的實施例如下所 實施例1A、 分選、篩分將城市生活垃圾送入到垃圾庫中存放並發酵 3 7天，使城市生活垃圾的含水率降至40%以下，將生物處理後 的垃圾通過輸送機給料、輸送方式送至人工分揀平臺，在人工分 揀平臺上分選出石頭、磚塊等用於建築回填材料，玻璃、廢金屬 等作為廢舊物資出售，然後由輸送機輸送至破袋篩分機處篩分得 到主要是一些紡織物、廢塑料、廢紙、植物枝葉等一次篩上物和 有機粉肥含量較多的一次篩下物。B、 生產有機粉肥將經過破袋篩分機篩分得到的一次篩下物通過輸送機輸送至快速發酵裝置中，在溫度為8crc的條件下發酵2 5小時，發酵後經過磁選機在鐵氧體磁場中磁選出細小的廢鐵等金屬材料回收利用，然後通過普通篩分機篩分出有機粉肥和二 次篩上物，其中有機粉肥直接回歸土地，用於綠化、旱地作物做 基肥，二次篩上物輸送到細破碎機中細碎。C、 生產RDF:將經過篩分機破袋篩分得到的一次篩上物經過 磁選機在鐵氧體磁場中磁選出細小的廢鐵等金屬材料回收利用， 磁選後輸送至剪切破碎機進行粗破碎，破碎後使物料粒徑小於 5cm。粗破碎後物料經過細破碎機進行細破碎，細破碎後的物料和 二次篩上物物料粒徑小於2cm的不低於85% ，同時無粒徑大於5cm 的物料。然後通過擠壓機擠壓成型，並在室溫下烘乾後得到較穩 定且便於貯存運輸的直徑在2cm左右的棒狀垃圾衍生燃料(RDF)， 上述製備方法的工藝流程圖如圖5所示；此外對製備的垃圾衍生 燃料(RDF)的熱量進行檢測後，熱量在12500 17500kj/kg之間， 可直接供燃煤電廠等作燃料用。實施例2經過破袋篩分機篩分得到的一次篩下物通過輸送機輸送至快 速發酵裝置中發酵溫度為70°C，發酵時間為5 15小時，其它工 藝流程同實施例1，不再贅述，製備的垃圾衍生燃料(RDF)的熱 量在12500 17500kj/kg之間。實施例3經過破袋篩分機篩分得到的一次篩下物通過輸送機輸送至快速發酵裝置中發酵溫度為65°C，發酵時間為15 24小時，其它 工藝流程同實施例l，不再贅述，製備的垃圾衍生燃料(RDF)的 熱量在12500 17500kj/kg之間。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說 明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例 做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離 本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管本文較多地使用了 1、支架；2、滾筒；21、齒牙；22、進料口； 23、出料口； 3、軸承；4、電機；5、齒輪；6、擋板；7、電熱件；8、風扇等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使 用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。
權利要求
1、一種城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法，該方法包括以下步驟A、分選、篩分將城市生活垃圾通過給料、輸送方式將城市生活垃圾送至人工分揀平臺，在人工分揀平臺上分別分選出包括石頭、磚塊、玻璃、金屬，然後通過篩分機破袋篩分得到一次篩上物和一次篩下物；B、生產有機粉肥將經過篩分機破袋篩分得到的一次篩下物輸送至發酵裝置中，在溫度為60～80℃的條件下發酵2小時以上，發酵後通過篩分機篩分出有機粉肥和二次篩上物，其中二次篩上物待用；C、生產RDF將經過篩分機破袋篩分得到的一次篩上物通過磁選，磁選後輸送至破碎機進行粗破碎，粗破碎後的物料和所述的二次篩上物經過細破碎機進行細破碎，然後通過擠壓成型、烘乾後得到RDF。
2、 根據權利要求1所述的城市生活垃圾綜合處理並生產RDF 的方法，其特徵在於，步驟A中分選步驟前將城市生活垃圾送入 到垃圾庫中存放並發酵，使城市生活垃圾的含水率降至40%以 下。
3、 根據權利要求1或2所述的城市生活垃圾綜合處理並生產 RDF的方法，其特徵在於，作為優選，步驟B中所述的發酵溫度 為65 75'C，發酵時間為2 24小時。
4、 根據權利要求1或2所述的城市生活垃圾綜合處理並生產 RDF的方法，其特徵在於，步驟B發酵後的物料還經過磁選過程。
5、 根據權利要求1或2所述的城市生活垃圾綜合處理並生產 RDF的方法，其特徵在於，步驟C中所述的一次篩上物粗破碎為 剪切破碎，剪切破碎後的物料粒徑小於5cm。
6、 根據權利要求1或2所述的城市生活垃圾綜合處理並生產 RDF的方法，其特徵在於，步驟C中所述的細破碎後的物料粒徑小於2cm的不低於85%。
7、 一種快速發酵裝置，該快速發酵裝置包括一個支架(1) 和一個呈圓筒狀的滾筒(2)，其特徵在於，所述的支架(1)上設 有能使滾筒(2)轉動的動力機構，所述的滾筒(2)與支架(1) 之間設有能使滾筒(2)相對於支架(1)沿其軸向轉動的支撐結 構，所述的滾筒(2)內側具有若干塊呈螺旋狀分布的擋板(6)， 所述滾筒(2)的一端具有進料口 (22)，滾筒(2)的另一端具有 出料口 (23)。
8、 根據權利要求7所述的快速發酵裝置，其特徵在於，所述 的支撐結構為位於滾筒(2)兩側的軸承(3)，軸承(3)內圈與 上述的支架(1)固連，軸承(3)外圈與滾筒(2)外側相接觸。
9、 根據權利要求8所述的快速發酵裝置，其特徵在於，所述 的動力機構為固連在機架上的電機(4)和固連於滾筒(2)外側 的齒牙(21)，電機(4)轉軸上固連有齒輪(5)且齒輪(5)與 齒牙(21)相嚙合。
10、 根據權利要求7或8或9所述的快速發酵裝置，其特徵 在於，所述的滾筒(2)內還設有加熱機構，所述加熱機構為設於 滾筒(2)內的電熱件(7)，電熱件(7)通過導線與電源相連接。
全文摘要
本發明提供了一種城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法及裝置，屬於環保技術領域。它解決了現有城市生活垃圾綜合處理方法容易造成二次汙染、利用率低等問題。本城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法包括以下步驟A.分選、篩分；B.生產有機粉肥；C.生產RDF；該快速發酵裝置包括一個支架和一個呈圓筒狀的滾筒，支架上設有能使滾筒轉動的動力機構，滾筒與支架之間設有能使滾筒相對於支架沿其軸向轉動的支撐結構，滾筒內側具有若干塊呈螺旋狀分布的擋板，滾筒的一端具有進料口，滾筒的另一端具有出料口。本城市生活垃圾綜合處理並生產RDF的方法及裝置具有設計合理，流程簡單，成本較低、使用穩定性高、工作效率高的特點。
文檔編號C10L5/46GK101332465SQ20081006221
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月6日 優先權日2008年6月6日
發明者陳世金 申請人:陳世金