CN100446880C - 使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法和多角滚筒破袋筛分机 - Google Patents

Abstract

一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法及多角滚筒筛分机，将多台多角滚筒破袋筛分机通过皮带机组依次连接成混合筛分流水线，将生活垃圾通过多角滚筒筛分机经四级筛分，使其发热量提高1-3倍，使生活垃圾成为一种“能源”，使焚烧炉在不添加任何辅助燃料而正常运转，降低运行成本节约能源，还能提高发电量，不排放二噁英，保护环境，进行回收利用。

Description

使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法和多角滚筒破袋筛分机

技术领域

本发明属于一种垃圾处理工艺及装置，具体地说涉及一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法和多角滚筒破袋筛分机，它是生活垃圾焚烧前的节能工艺和消除二恶英的节能环保设备。

背景技术

我国生活垃圾2005年产生1.6亿吨，占世界的32％，全国688个城市中有2/3城市被垃圾包围，全国大中城市拥有575座垃圾处理场/厂，垃圾处理率达到49.7％，而大量的中小城市和小城镇基本没有垃圾处理设施。全国垃圾焚烧厂70座，日处理16511吨，占垃圾处理量6.9％，目前垃圾焚烧的发展步伐加大，2003年焚烧处理能力是2000年的6倍，予计今后五到十年会有更大的发展。

我国东部沿海地区许多城镇人口密度高，土地资源非常宝贵，已经有1/4城市无地可供垃圾填埋。“垃圾焚烧”处理，将会发展成东部沿海地区垃圾处理的主要趋势。

我国引进多家国外先进的垃圾焚烧发电设备，在国外运转正常并有较好的经济效益，但在国内却举步维艰，均依靠高额收费或高额政府补贴维持运行，其根本原因在于我国生活垃圾与欧美发达国家生活垃圾构成在质和量上有显著差异。

“垃圾焚烧”由于我国生活垃圾具有热值构成的垃圾量小，热值太低，如低位发热量仅为1000-1500KCal/Kg，而大量耗热的垃圾多，如带有水份的厨房有机物多，灰渣泥沙浆多，水份高，因此垃圾焚烧时必须补充大量辅助燃料，如燃油和煤，才能运行，而昂贵的燃料，价格不断上升，致使焚烧垃圾处理成本居高不下，成为各级政府的财政负担，使我国垃圾焚烧长时间以来难以大量推广。

一是我国经济发展水平和人均GDP均处在发展中国家经济水平，而欧美西方国家则处在发达国家经济水平，因此垃圾构成从客观上反映出两种不同的经济发展阶段的产物。我国生活垃圾中高热值垃圾，如塑料、橡胶、皮革、纺织纤维、纸、竹、木材等，数量还不多，低位发热量仅为1000-1570KCal/Kg(北京、上海、深圳)，而欧美国家生活垃圾中高热值垃圾数量较多，低位发热量达到2800-3350KCal/Kg(美、英、日)，较我国高出二倍多。

二是我国生活垃圾以塑料袋装的混合垃圾为主体，分类垃圾仍在试验示范阶段，而西方欧美国家以分类垃圾为主体。

三是我国城市生活垃圾从源头收集开始，到转运，再到垃圾处理，已经形成以拣垃圾谋生的垃圾族和产业链，他们将大部分具有高热值价值的资源垃圾，即绝大部分可燃垃圾已经分拣出去，转换成价值进行回收并利用。

四是东方的饮食文化生活习性与西方饮食文化生活习性的巨大差异，使两种生活垃圾构成具有质和量上的不同。我国生活垃圾构成具有三高一低的特点：一高是厨房垃圾比例高，二高是灰渣、泥沙、砖石、陶瓷、玻璃比例高，三高是水份高；一低是具有热值的垃圾比例少，低位发热量低。西方发达国家生活垃圾构成具有三低一高的特点：一低是厨房垃圾数量低，二低是灰渣泥沙比例低，三低是水份含量低；一高是具有热值的垃圾低位发热量高。

我国生活垃圾与西方发达国家生活垃圾的根本区别是：

一高是厨房垃圾占生活垃圾的份量高，达到42.7-51.26％，上海42.7％，北京49.77％，深圳51.26％，最高达66.81％。而西方发达国家厨房垃圾为6-27％，美国的平均值为12％，较我国三大城市低30-39个百分点，我国厨房垃圾占生活垃圾总质量的一半，比发达国家高2倍多，这就是我国生活垃圾热值低的主要原因之一。

二高是灰渣、泥沙、砖石、陶瓷、玻璃比例高，在我国厨房垃圾中含有不少泥沙和灰渣，在垃圾收集、清理过程中进入的泥沙占生活垃圾13-30％，最高达36％。经测算灰渣、泥沙占厨房垃圾的的量最大为50-60％，而有机质即生物质残体只占40-45％，这是我国三大城市燃气区的基本状况，而燃煤区则更高；而北美生活垃圾中灰渣泥沙仅为7％，我国灰渣泥沙比北美高出好多倍，灰渣泥沙高，则吸水多，焚烧时消耗热量多，炉渣灰分排量大，增加处理成本，这是我国生活垃圾发热量低的原因之二。

三高是水份高，厨房垃圾因生物质含有大量高达80-90％的水份，因此厨房垃圾含量高，生活垃圾水份含量自然增高，我国生活垃圾含水量为45-60％，最高达83.2％，而美国仅为25％，我国比美国高1倍多。

水份高的主要原因有一是夏秋季节瓜果大量上市，增大生活垃圾水份含量；二是雨季，特别是南方城市生活垃圾中水份增加，最高达到65％。三是生活垃圾一经堆集，立即进行厌氧发酵，产生腐生水、渗滤水，堆放时间愈长，腐生水愈多。

水份对垃圾焚烧过程影响极大，大部分垃圾中的水份需预先脱除，蒸发水分，需要消耗大量宝贵热能，这是我国生活垃圾发热量低的原因之三。

生活垃圾中水份含量过大，引起垃圾着火延迟，使燃烧过程不正常。

生活垃圾中厨房垃圾越多，水份含量就越多，夹带的灰沙含量也越多，则生活垃圾发热量越低，水份吸热蒸发水份消耗热能越多，对垃圾焚烧炉燃烧愈不利，形成“入不敷出”，热量不平衡，必须补充大量辅助燃料，热能才能平衡，焚烧炉才能正常运转，这是我国生活垃圾的现状。

反之，生活垃圾中厨房垃圾越少，水份含量就越少，夹带的灰沙含量也越少，则生活垃圾发热量越高，生活垃圾成为一种能源，越有利于焚烧炉燃烧，发出较多的发电量，因此，发达国家把生活垃圾作为一种“能源”。

总之，由于我国生活垃圾的三高一低的特性，使我国生活垃圾在现阶段还不能成为一种“能源”。

另外，国内外垃圾筛分顺序“由细到粗”，如遵义垃圾处理场的西班牙工艺和上海环卫设计研究所专利CN20724430或“由粗到细”，如贵阳环境卫生机械修配厂专利CN20830760，简单筛分顺序不能适应需要。

再有，生活垃圾混合筛分工艺中，传统滚筒筛和皮带机的现状为：在生活垃圾筛分分选处理工艺中，国内外先后使用过的有振动筛、等厚筛、驰张筛、概率筛、滚筒筛等等，由于滚筒筛较能适应复杂的生活垃圾处理，目前在国内外仍在使用。

长期以来传统滚筒筛存在着严重缺陷，一是筛分效率低，只能达到45-60％，致使筛分分离效果不佳，无法实施透筛；二是易堵塞筛孔；三是体积大，耗用金属材料多等，将这种古老的传统筛分设备已经从众多金属和非金属材料的筛分机领域中被淘汰出去。在生活垃圾处理中虽在使用，但滚筒筛筛分生活垃圾筛分效率低，易堵塞的严重缺陷，已经阻碍着它进一步广泛推广和使用。

(一)将传统的滚筒筛分机的主要参数和性能进行分析：

(1)筛分效率低：45-60％，易堵塞筛孔；(2)转速低：12-18转/分；

(3)翻抛次数少：生活垃圾在筛筒体内翻抛次数只有5-10次；

(4)物料在筛筒体内停留时间短：＜30秒；(5)大倾角：4°-7°，最常用为5°；(6)长筛筒体；(7)体积大笨重，耗用材料  金属  多。

以国内外常用的Φ1.5筒径为例，对国内外已有滚筒筛参数和技术性能进行分析滚筒筛筛分效率低的根本原因。

国内外常用参数

1、筒径Φ1.5m第一组L/D为3.07，筒长4.61m经济型，

第二组L/D为4，筒长6m加长型，

大倾斜角：国内外倾角为4-7°，选择5°，

(1)筛分效率仍然太低，只有45-60％，是传统滚筒筛共同存在的缺陷。

(2)停留时间短，转速为15转/分，为国内常用转速，从第一组的参数看出，虽然转速低的15转/分，在滚筒内停留时间最长达22.19秒，转速最高的27转/分，在滚筒内停留时间最短仅为12.53秒，相差近10秒，生活垃圾停留时间最长的只有22.19秒，停留时间太短。

(3)翻抛次数太少，滚筒筛无论转速高低，Φ1.5m，翻抛次数基本相同，转速高的翻抛次数略高，虽有三种不同转速，但是三种翻抛次数基本相同，即使翻抛次数增加一倍，达到10-15次翻抛，翻抛次数仍太少，因此三种转速筛分效率也基本一致。

2、对两组参数进行比较

第二组由于滚筒筛加长到6m，增长约25％，其它参数未变。

(1)停留时间虽有所增加，增长7秒，约25％，仍然太短，如转数15转/分的停留时间由22.19秒增加到29秒。

(2)翻抛次数虽有所增加，由5.54次增加到7.34次，翻抛次数仍然太少。

(3)筛分效率提高有限，虽较第一组略有提高，筛分效率仍很低，只有45-60％。

由此看出按传统的方法只有进一步增长筛筒体长度，才能延长生活垃圾在滚筒筛内的停留时间，仅此一种方法提高筛分效率，使滚筒筛体积进一步增大，金属材料消耗增多，更加笨重，运输更加困难，显然不是最佳选择。

(二)国内标准设计的皮带运输机难以满足“混合筛分法”的需要，也不适应于生活垃圾具有三高的物料运输：一是灰渣泥沙浆和水份高，还有粘附性物料粘附皮带内外层上、主、从动滚筒表面、上下托辊表面，使工况恶化；二是滚筒筛筛分时，泥沙灰渣、可燃垃圾俱下到筛下物皮带机上，互相污染严重；三是生活垃圾复杂，密度小，体积大，灰沙多，易从皮带机两边到处撒落地面；四是生活垃圾具有腐臭物质，对机械零件具有腐蚀作用而失效。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的缺陷，提供一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法和多角滚筒破袋筛分机，对生活垃圾进行筛分分选，将可燃性的垃圾与厨房垃圾通过筛分分选区别开来；将高水份的厨房垃圾和高水份的灰渣、泥沙垃圾与低水份可燃性垃圾区别开来；将生物质腐生性垃圾和非可腐性垃圾通过筛分分选区别开来；将金属和非金属进行分选区别开来；使垃圾达到标准煤50-80％低位发热量，成为焚烧发电的能源，不需添加任何辅助燃料，不排放二恶英。

本发明的技术方案是：一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法，其特征是：将多台多角滚筒破袋筛分机通过皮带机组依次连接成混合筛分流水线，并按以下步骤进行筛分：

1，袋装混合垃圾的第一级筛分：选择筛分孔径为120-150/50-70mm，将90％以上带有水份的厨房有机物、≥95％灰渣泥沙浆和20-35％可燃物经过第一级筛分，分离出去成为筛下物，经过筛下物皮带机，送入中转皮带机，至上料皮带机，进入第二级筛分；

2，第二级筛分：选择孔径为50-70/15-30mm，经第二级筛分，分离筛上物为带有水份的厨房有机物的15-25％、灰渣泥沙浆3-5％和＜15％可燃物，经筛上物皮带机，至上料皮带机，经弹道分选，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等密度大的物料，送入风选，将厨房有机物与可燃物分离，厨房有机物和PVC由人工分选，经第三级筛分筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间，可燃物作为燃料使用；分离出的筛下物为70-80％的带有水份的厨房有机物和90％左右的灰渣泥沙浆、10％左右的可燃物，经过筛下物皮带机，将灰渣泥沙浆中的铁等金属材料经磁选，被分离出去，送入回收车间，剩余筛下物至中转皮带机、上料皮带机，送入第三级筛分；

3，第三级筛分：选择孔径为15-25/5-10mm，经第三级筛分，分离筛下物为＞85％灰渣泥沙浆、含有8％左右的带有水份的厨房有机物和2％左右的可燃物，经筛下物皮带机，送往堆集场堆放和翻堆，经1个月，经发酵灭菌降解后作免烧砖使用；经第三级筛分分离的筛上物中有带有水份的厨房有机物65-75％和8％左右的可燃性物质、10％左右的灰渣泥沙浆，经筛上物皮带机，至翻斗车，送往高温好氧发酵池发酵，堆肥经15-25天发酵后，进行滚筒筛筛分，将≤Φ6颗粒去作堆肥，≥Φ6的8％左右的可燃物回收去作燃料；

4，第四级筛分：选择孔径为200-270/130-150mm，经第一级筛分分离的筛上物中，65-80％为可燃物和≤5％厨房大块有机物和＜3％灰渣泥沙，经筛上物皮带机，至上料皮带机，至第四级特大孔径筛分，30-45％可燃物为筛上物，经筛上物皮带机，至翻斗车，分离出去，经破碎后做燃料，大部分的水份基本筛分分离出去，不包括棉织物和纸制品吸收水份；经第四级筛分的筛下物中以30-45％可燃物为主，还有3％左右的厨房有机物和2％左右的灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等不可燃物，经筛下物皮带机，至中转皮带机，经上料皮带机，送往弹道分选后，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃的密度大的物料，送风选，将厨房有机质和可燃物分离；厨房有机质和PVC由人工分选，经孔径为15-25/5-10mm筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间；可燃物作燃料。

所说的多角滚筒筛的转速为20-30转/分，翻抛次数20-30次/分。

所说的多角滚筒筛以每转2-3秒时间进行筛分时，需要筛下物皮带机以2.4m/s-1.6m/s的速度输送筛下物。

一种多角滚筒破袋筛分机，它包括传动部分、支架、筛筒体和筛下皮带机，传动部分由电机、减速机、传动轴、橡胶主动辊构成，橡胶主动辊通过传动轴与电机和减速机连接，筛筒体的前端和尾端分别安装有多角螺带布料口和出科口，筛下皮带机的端部装有张紧机构；所说的支架有0.5°-4°的倾角，所说的筛下皮带机安装在筛筒体部分的下方，用于收集筛筒体筛下物，筛下皮带机的机架与支架固定，筛下皮带机的上托辊上的输送带两侧加装护板，该护板固定在机架上，护板与上托辊之间用橡胶板联结，橡胶板的一端与护板连接，另一端搭装在上托辊上部的运输带的两侧；所说的筛筒体为多角形，其筒面由固定在筛筒体骨架的筛板组成，筛板的筛孔为椭圆形长孔或圆锥形长孔，并与筛板的反时针运动方向平行排列布置，筛筒体内有破袋刀和/或档板固定在筛板上，筛筒体的外表面的筛板上固定有可随筛筒体转动做上、下180°运动的球锤。

所述的筛板选用16Mn钢板或橡胶-钢复合材料或聚氨脂-钢复合材料或聚氨脂材料或尼龙材料或橡胶材料。

所述的橡胶主动辊的辊面上，沿轴线开设2-4条槽，使整体橡胶辊由一个整体橡胶圈分解成三到四个橡胶圈，圈与圈之间由槽隔开，并有5-15mm缝隙。

所述的破袋刀在筛板上沿螺旋线安装2-8圈或沿筛板与筛板之间平行联结处固定2-8圈。

所述的破袋刀为顶部为锥形的弹簧钢丝或三棱锥形或刀排。

所述的破袋刀对筛筒体按反时针方向布置，由长刀一中刀一短刀顺序排列。

所述的上托辊或下托辊采用橡胶或塑料的双向螺旋式。

所述的张紧机构的轴承为带座外球面球轴承，该轴承采用由内至外的塑料和钢板双层密封；轴承座为铸铁座；张紧螺丝为不锈钢材料。

本发明具有以下优点：

一、使用上述方法，

1、将可燃性垃圾集中起来，将PVC分选出去，使其发热量提高1-3倍，使生活垃圾成为一种“能源”，使焚烧炉在不添加任何辅助燃料而正常运转，降低运行成本节约能源，还能提高发电量，不排放二恶英，保护环境。

2、将生物质垃圾集中起来，变废为宝，以便生产有机质有机肥，确保环境安全。

3、将高水份的灰渣、泥沙、陶瓷、玻璃分离出去，集中起来生产免烧砖，将玻璃集中起来，进行回收利用或其它用途。

4、将金属集中起来得到再生利用。将生活垃圾分成五种不同粒径，并使五种物流的流量比例分配较为合理，是一种适合生活垃圾复杂形状不同颗粒大小，不同密度，适应垃圾特性的混合筛分顺序工艺，它避免了“由粗到细”或“由细到粗”单一工艺的缺点，并将两者优点结合起来，成为混合筛分顺序的新工艺。

二、使用上述混合筛分装置，

1、筛分效率提高：＞90％；

2、0.5°-4°小倾角、高、低位挡板，延长物料在筛筒体内停留时间为1-5分钟；

3、20-30转/分高转速，使物料在筛筒体内翻抛次数多：最少的20-30次/分，最高的5分钟100-150次，平均3分钟为60-90次；

4、经济型筛筒体长度，节约材料；

5、击打球锤式滚筒振动筛，解决脱泥、脱水和易堵塞难题；

6、圆锥形或椭圆形长筛孔，平行于筛板的运动方向，防止堵塞，提高筛分效率，扩大应用范围。

7、特种材料筛板成为“湿式筛分”的有效措施，提高透筛率。

附图说明

图1是本发明流程图；图2是本发明混合筛分布置图；

图3是本发明混合筛分结构图；

图4是本发明多角滚筒破袋筛分机结构图；

图5是图4的侧视图；图6是挡板结构图；

图7是挡板布置图；图8是筛板球锤结构图；

图9是球锤侧视图；图10是筛孔结构图；

图11是筛孔排列布置示意图；

图12是托辊、护板结构示意图。

图13是张紧结构示意图；

图14是破袋刀安装结构图及展开结构示意图；

图15是破袋刀结构示意图；图17是筛孔局部放大图；

图16是橡胶主动辊结构示意图。

具体实施方式

实施例：如图2、3所示，选用八角形筛筒体，六台八角滚筒破袋筛分机通过筛上皮带机26、筛下皮带机4、上料皮带机25、中转皮带机24组成的皮带机组依次连接成混合筛分流水线；如图4所示，所说的八角滚筒破袋筛分机，它包括传动部分1、支架2、筛筒体3和筛下皮带机4，传动部分1由电机、减速机、传动轴、橡胶主动辊5构成；如图16所示，橡胶主动辊5是采用特厚天然橡胶制作的四个摩擦轮，其辊面上，沿轴线开设2-4条槽6，使整体橡胶辊由一个整体橡胶圈分解成三到四个橡胶圈，圈与圈之间由槽隔开，并有5-15mm缝隙，橡胶主动辊5通过传动轴与电机和减速机连接；如图4所示，筛筒体的前端和尾端分别安装有多角螺带布料口7和出料口8；如图3、4、13所示，筛下皮带机4的端部装有张紧机构9，张紧机构9的轴承10为带座11外球面球轴承，该轴承10采用由内至外的塑料和钢板双层密封，具有防腐、防水、防尘，防止生活垃圾三高，即灰渣泥沙高、厨房垃圾腐蚀性高和水分高的危害；轴承座11为铸铁座，具有防腐、防水的功能；张紧螺丝12为不锈钢，长期在生活垃圾处理中使用不生锈，不腐蚀；如图4所示，所说的支架2有0.5°-4°的倾角，使垃圾在筒内筛分停留时间延长，如图3所示，所述的筛下皮带机4安装在筛筒体3的下方，用于收集筛下物，安装筛下皮带机4的机架13固定在支架2的内侧，如图12所示，为防止生活垃圾密度小，体积大，灰渣泥沙多、水份高，在皮带机4、24、25、26输送转运过程中易撒落地面的缺点，皮带机4、24、25、26的平行上托辊14或槽形上托辊14上的输送带两侧加装护板15，该护板15固定在框架式结构的机架13上，护板15与平行上托辊14或槽形上托辊14之间用橡胶板16联结，橡胶板16的一端与护板15用螺栓连接，可拆卸，另一端的50mm搭装在平行上托辊14或槽形上托辊14上部的运输带的两侧，有效地防止物料撒落在地面，橡胶板16为厚4-8mm，宽100-150mm的带帘线夹层橡胶板；如图12a所示，在生活垃圾处理中，筛下皮带机4、上料皮带机25、中转皮带机24和筛上皮带机26采用橡胶或塑料材料的双向螺旋式槽形上托辊、双向螺旋式平形下托辊，因螺旋力的作用，输送带输送垃圾中灰渣泥沙和粘结性物料时不粘辊，每一个托辊使胶带保持对胶带表面具有一个清扫器的功能，并保持托辊自清功能，托辊表面的橡胶层与胶带磨擦系数小，减少胶带磨损提高寿命，托辊表面有20mm厚胶层，对砖石、陶瓷、混凝土块、钢铁的撞击起到缓冲作用，提高胶带使用寿命，橡胶或塑料托辊使用“ABS”塑料轴承和密封，提高对生活垃圾防水、防腐作用和抗静电作用，上述皮带机还可采用双向螺旋式V形上托辊和平形下托辊，如图12b，或双向螺旋式弧形上托辊和平形下托辊，如图12c，或均为双向螺旋式平形上、下托辊结构，如图12d；如图5所示，八角形筛筒体的筒面由固定在筛筒体骨架的筛板17组成，筛板17选用16Mn钢板或橡胶-钢复合材料或聚氨脂-钢复合材料或聚氨脂材料或尼龙材料或橡胶材料；如图10、17、11所示，筛板17的筛孔18为椭圆形长孔或圆锥形长孔，与筛板17的反时针运动方向平行排列布置，如图14、15所示，在第一级筛分的筛筛筒体3内，在其前端的筛板17上固定破袋刀21，破袋刀21在筛板17上沿螺旋线安装2-8圈，或沿筛板17与筛板17之间平行联结处固定2-8圈，破袋刀21是顶部为锥形的弹簧钢丝或三棱锥形或刀排，破袋刀21对筛筒体3按反时针方向布置，由长刀-中刀-短刀顺序排列，筛筒体3内位于破袋刀后端的筛板17上间隔固定多排高、低档板19、20，在第二至第四级筛筒体3内，筛板17上间隔固定多排高、低档板19、20，如图8、9，筛筒体3的外表面的筛板17上固定有可随筛筒体转动做上、下180°运动的10-25kg重的球锤22；如图8、9所示，滚圈23固定在筛筒体3的两端，放置在传动部分的橡胶主动辊5上，整个筛分机由计算机控制变频调速，并控制橡胶主动辊的工作方向为逆时针方向；如图1、2所示，将生活垃圾按以下步骤进行四级筛分，

1、袋装混合垃圾的第一级筛分：将可燃垃圾与带有水份的厨房有机物和灰渣泥沙浆筛分分离开来；经对生活垃圾不同形状测算和数万吨垃圾筛分试筛，生活垃圾中厨房垃圾的特性是粒径分布在≤120-150/50-70mm的占90％以上，厨房垃圾需要“由粗到细”的三级筛分，并需要专用多角滚筒破袋筛分机完成；可燃垃圾颗粒分布在≥120-150/50-70的占65-80％，还需“由细到粗”的两级筛分，并把可燃垃圾集中起来，中小颗粒中分布有一定比例，占20-35％，需在“由粗到细”的三级筛分，把可燃垃圾集中起来，因此袋装混合垃圾的第一级筛分，选择筛分孔径为120-150/50-70mm，将90％以上带有水份的厨房有机物、≥95％的灰渣泥沙浆和30-35％可燃物经过第一级筛分分离出去成为筛下物，经过筛下物皮带机，送入中转皮带机至上料皮带机，进入第二级筛分；

2，第二级筛分：经第二级筛分孔径50-70/15-30mm滚筒筛筛分，带有水份的厨房有机物的15-25％、灰渣泥沙浆3％-5％和15％左右的可燃物从筛上物，经筛上物皮带机，至上料皮带机，经弹道分选，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等密度大的物料，送入风选，进行分离，厨房有机物和PVC由人工分选，经孔径为15-25/5-10mm筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间；可燃物作燃料使用；筛下物中分离出70-80％的带有水份的厨房有机物和90％左右的灰渣泥沙浆、10％左右的可燃物，经过筛下物皮带机，将灰渣泥沙浆中的铁等金属材料经磁选，被分离出去，送入回收车间，剩余筛下物至中转皮带机、上料皮带机，送入第三级筛分；

3，第三级筛分：经第三级滚筒筛粒径15-25/5-10mm筛分，分离筛下物为＞85％灰渣泥沙浆、含有≤8％的厨房有机物和＜2％可燃物，经筛下物皮带机，送往堆集场堆放和翻堆，经1个月，经发酵灭菌降解后，作免烧砖使用；经第三级筛分分离的筛上物中有厨房有机质65-75％和8％左右的可燃物、10％左右的灰渣泥沙浆，经筛上物皮带机，至翻斗车，送往高温好氧发酵池发酵，堆肥经15-25d发酵后，进行滚筒筛筛分，将≤Φ6颗粒去作堆肥，≥Φ6的8％左右的可燃物回收作燃料；

4，第四级筛分：经第一级筛分分离的筛上物中，65-80％为可燃物、≤5％厨房大块有机物和＜3％的灰渣泥沙，经筛上物皮带机，至上料皮带机，经第四级特大孔径200-270/130-150mm的筛分，30-45％可燃物由筛上物经筛上物皮带机，至翻斗车，分离出去，经破碎做燃料，大部分的水份基本筛分分离出去，不包括棉织物和纸制品吸收水份；经第四级筛分的筛下物中，以30-45％可燃物为主，还有3％左右的厨房有机质和2％左右的灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等不可燃物，经筛下物皮带机，至中转皮带机，经上料皮带机，送往弹道分选，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃的密度大的物料，送风选，将带有水份的厨房有机质和可燃物分离；有机质和PVC由人工分选，经孔径15-20/5-10mm筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间；可燃物作燃料。

上述混合筛分过程，八角滚筒筛转速为20-30转/分，翻抛次数20-30次/分。

上述混合筛分过程，第一级筛分孔径优选150/60mm，第二级筛分孔径优选70/15mm，第三级筛分孔径优选20/5mm，第四级筛分孔径优选270/130mm。

以Φ1.5mm滚筒筛筒体长4.61m为例，当每转需2S时，筛下物皮带机需线速度达2.45m/S，筛分物料不会发生新的污染。

当每转需3S时，筛下物皮带机需速度为1.536m/s，筛分物料之间不会污染。

当滚筒筛以每转2-3秒时间进行筛分时，需要筛下物皮带机以2.4m/s-1.6m/s的速度输送筛下物时，才能匹配不产生二次污染。

工作原理：由于我国生活垃圾广泛采用塑料袋装化，袋子有大有小，还有特大袋子，袋子有长有短，有宽有窄，袋子材料以塑料薄膜为主，也掺杂有纸袋、布袋、纺织袋，甚至麻袋等等。袋装生活垃圾进入多角滚筒破袋筛分机后，所有袋子的体积均大于筛板孔径，袋装垃圾中只有一部分袋与破袋刀相接触，大部份袋装垃圾，形成。杂乱无章的料层，为了实施破袋，一是袋装垃圾在滚筒筛内有1-5分钟足够长的停留时间，进行破袋，确保袋装率；二是具有破袋刀，确保大中小袋，甚至特大袋的破袋：三是保持20-30转/分较高转速，使袋装垃圾保持抛物线轨迹和强劲的翻滚状态，便于破袋，保持最大翻抛距离，使筛板对袋装垃圾具有集中和最大压强施加到破袋刀上实施破袋，必须是多角筛，不能是圆筒筛，确保生活垃圾破袋率达到≥98％，同时完成生活垃圾破袋和大孔径筛分。破袋后的生活垃圾由于成份极其复杂，形状各异，粗细长短混杂，颗粒大，卜差异极大，水份随季节变化很大，可燃垃圾与带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆、砖石陶瓷、玻璃相互掺混杂在一起，成为一堆堆大杂烩的料层，在生活垃圾料层中只有一部份颗粒与筛面孔接触，并非全是小颗粒，大部份带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆、砖石、陶瓷、玻璃分散夹杂在可燃垃圾料层之中，为了实施可燃垃圾与带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆进行筛分分离，生活垃圾必须具有20-30转/分较高转速，强劲的抛落翻滚运动和最大翻抛距离，使生活垃圾料层松散，具有“活性”，使团结成块的垃圾散开，使可燃垃圾与带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆之间在筛板上不断抛落翻滚散开，二是生活垃圾在滚筒筛内有1-5分钟足够长的筛分时间，当生活垃圾料层形成的物流长时间连续保持翻抛20-150次，强劲的抛落、翻滚运动和最大的翻抛距离状态时，带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆较好地从可燃垃圾上不断甩脱分离出去。带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆乘机穿过大颗粒的可燃垃圾之间的间隙转移到下层，使杂乱无章的生活垃圾进行“分层”，带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆在下层，而比它们大的可燃垃圾颗粒在上层，形成有规则排列，生活垃圾在滚筒筛中经1-5分钟长时间不断抛落翻滚状态下进行筛分20-150次，带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆由于其摩擦系数大，颗粒径小于大孔径筛孔，从筛板中分离出去，完成可燃垃圾与带有水份的厨房有机物、灰渣泥沙浆从第一级筛分中分离出去，使筛分率提高到＞90％。

我国生活垃圾具有三高，带有水份的厨房垃圾比例高，占生活垃圾总质量高达42.7-51.27％，最高达66.8％，其中灰渣泥沙浆比例高，它占厨房垃圾总质量的50-60％，水份高，生活垃圾中含水量为45-60％，最高达83.3％，在“湿式筛分”中，脱泥、脱水筛分，面对的是＜0.5mm、40目的灰渣泥沙，以及灰渣泥沙吸附5-60％的水份，它既能团聚水份形成团块，还能吸收大量水份形成泥浆，因为当一部分物料中水份为5-8％时，将出现楔形水份，楔形水份使生活垃圾内聚力颗粒之间和颗粒与筛板之间产生内应力，内聚力致使生活垃圾颗耘.之间和颗粒与筛板孔之间产生团聚，结块，堵塞筛板孔眼，使筛分效率大幅下降。当生活垃圾水份为45-60％，而且分布极不均匀，颗粒间既有楔形水份，又有空隙水份，还有表面水份，生活垃圾既形成团聚、结块的灰渣、泥沙、塞堵筛板孔眼，还有表面水间隙水份浸透筛板表面，将灰渣、泥沙吸附在筛板上或筛板孔眼上，经过数小时筛分后，在筛板或孔眼周围结成厚厚的泥垢，碰上纤维状物料或易堵塞物料，会将孔眼紧紧堵塞，而垃圾中纤维和易堵塞物料较多，在生活垃圾中最易产生堵塞的物料有：

1：颗粒密度小的物料：棉纺织品纤维、泡沫塑料、塑料薄膜、灰渣泥沙等；

2：吸湿性的物料：棉花、棉纺织品、纸张、纸板、灰渣、泥沙、厨房垃圾等等；

3：充填性好的物料：棉花、纺织品、泡沫塑料、灰渣、泥沙、塑料薄膜等；

4：产生静电物料：塑料、人造纤维等等。

生活垃圾中一是易堵塞物料品种多，比例大，二是水份高，分布不均，有楔形水份，还有表面水、间隙水份，三是粒度较细的≤0.5mm、40目灰渣泥沙浆和厨房垃圾占生活垃圾质量一半左右，滚筒筛上固定有10-25kg重的小球锤，靠重力作上、下180°的回转运动，小球锤随滚筒转动，滚筒每回转一圈，小球锤锤击筛板一次，筛板或筛网则产生振动，特别是使用聚氨酯或尼龙特种筛板，小球锤的锤击，使聚氨酯或尼龙筛板成为振动筛的筛板或振网筛，在滚筒筛上装几个球锤，滚筒筛回转一圈，受到几次锤击，筛板或筛网产生几次振动，根据堵孔率的多少决定球锤设置多少，，在球锤的锤击下，特殊筛板聚氨酯或尼龙筛板或筛网产生二次振动波，而在小球锤的不断锤击下，具有弹性的筛条或筛网产生二次、三次和n次弹性振动波，使易粘附在筛条或筛网孔眼上的四类易堵塞物料难以堵塞住筛孔或卡住筛孔，特别经过长时间1-5分钟和20-150次翻抛，八角筛为160次-1200次振动的多次弹性振动波，使灰渣泥沙浆难以团聚，并从筛面迅速分离出去实现透筛，使筛板上存留的水份无法吸附粘性的泥沙而结垢，解决了国内外滚筒筛无法脱泥、脱水而易堵塞的技术难题。小球锤对滚筒筛板的振动由于橡胶主动辊采用特厚天然橡胶的四个摩擦轮，且有吸收振动波的功能，因此除筛筒体因小球锤对筛板或筛网产生振动波外，传动系统和机架不受振动影响。椭园形长孔筛板的排列方向必须是顺着物料生活垃圾在筛板上沿反时针运动方向排列和布置，即椭圆形长孔方向平行于物料在筛板上的运动方向，有利间隙水或表面水往下流尚和排出，有利于由楔形水团聚形成的细粒泥沙间隙水形成的泥浆，从椭圆形长孔中筛分出去或排出，有效提高了脱泥、脱水的筛分率，并大大提高筛分效率。在脱泥、脱水椭圆形长孔之后，筛板孔的孔型还可为圆锥形长孔，上小下大，顺着物料生活垃圾在筛板上沿反时针运动方向由上小下大进行排列和布置，即圆锥形长孔方向上小下大，平行于物料在筛板上的运动方向，圆锥形长孔有利于生活垃圾中表面水份、间隙水份在筛板上由上往下流尚，和在高转速离心力作用下从圆锥形长孔中分离出去，圆形孔筛板有利楔形水团聚在颗粒之间和颗粒与筛板孔眼之间产生均匀的内应力形成的团块而堵塞筛孔，而圆锥形长孔的孔形上小下大团块的内应力是上大，而下小筛板孔内应力极不均匀，由于圆锥形长孔中堵塞的团块内应力，具有极不均匀的特性，在长时间1-5分钟和在较高转速20-30转/分的离心力作用下极易筛分，排出筛孔，脱泥、脱水筛板选择圆锥形长孔。采用特种材料筛板，16Mn钢板、橡胶筛板、聚氨酯筛板、尼龙筛板、筛网等，不易堵塞孔眼、耐磨性好，降低噪音。聚氨酯或尼龙筛板或筛网，它具有弹性，在筛分过程中，使筛板或筛网产生二次或多次振动波，使易粘附在筛板或筛网上的上述的四类易堵塞物料，难以卡住筛孔或堵住筛孔。生活垃圾由多角滚筒破袋筛分机进入进料口后，进行第一道工序一破袋，筛分机以20-30转/分较高的转速，将袋装垃圾和散乱垃圾以抛物状高高抛起，落到最远的距离的破袋刀上进行破袋工序，生活垃圾以螺旋线状向出料口方向前进，多角滚筒破袋筛分机内装有2-8圈破袋刀，破袋-筛分过程是边破袋边筛分的综合性工艺过程，袋装垃圾破袋率≥98％，生活垃圾经大孔径筛分后一分为二，将生活垃圾分为筛上物和筛下物两路，将带有水份的厨房有机物的＞90％，灰渣泥沙的＞95％，从可燃垃圾中分离出去，并将特大、大、中、小颗粒的可燃垃圾分离和集中起来，使可燃垃圾中所含带有水份的厨房有机物≤5％，低于美国的6-26％，灰渣泥沙浆≤5％，使可燃垃圾低位发热量提高1-2倍。完全达到发达国家生活垃圾的低位发热量，达到我国标准烟煤低位发热量的50-80％，每吨生活垃圾焚烧不添加任何辅助燃料，可节省燃油30-67升，既有良好的经济效益，扩大生活垃圾处理量1倍，经过风选和手选分离出聚氯乙烯和HCL，有效杜绝垃圾焚烧产生二恶英和HCL的源头，确保垃圾焚烧既不向大气排放二恶英和HCL，也保护灰渣中没有二恶英和HCL，具有良好的环境效益，使我国生活垃圾转换成为一种真正意义上的“能源”。

Claims (10)

1、一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法，其特征是：将多台多角滚筒破袋筛分机通过皮带机组依次连接成混合筛分流水线，并按以下步骤进行筛分：

(1)袋装混合垃圾的第一级筛分：选择筛分孔径为120-150/50-70mm，将90％以上带有水份的厨房有机物、≥95％灰渣泥沙浆和20-35％可燃物经过第一级筛分，分离出去成为筛下物，经过筛下物皮带机，送入中转皮带机，至上料皮带机，进入第二级筛分；

(2)第二级筛分：选择孔径为50-70/15-30mm，经第二级筛分，分离筛上物为带有水份的厨房有机物的15-25％、灰渣泥沙浆3-5％和＜15％可燃物，经筛上物皮带机，至上料皮带机，经弹道分选，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等密度大的物料，送入风选，将厨房有机物与可燃物分离，厨房有机物和PVC由人工分选，经第三级筛分筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间，可燃物作为燃料使用；分离出的筛下物为70-80％的带有水份的厨房有机物和90％左右的灰渣泥沙浆、10％左右的可燃物，经过筛下物皮带机，将灰渣泥沙浆中的铁等金属材料经磁选，被分离出去，送入回收车间，剩余筛下物至中转皮带机、上料皮带机，送入第三级筛分；

(3)第三级筛分：选择孔径为15-25/5-10mm，经第三级筛分，分离筛下物为＞85％灰渣泥沙浆、含有8％左右的带有水份的厨房有机物和2％左右的可燃物，经筛下物皮带机，送往堆集场堆放和翻堆，经1个月，经发酵灭菌降解后作免烧砖使用；经第三级筛分分离的筛上物中有带有水份的厨房有机物65-75％和8％左右的可燃性物质、10％左右的灰渣泥沙浆，经筛上物皮带机，至翻斗车，送往高温好氧发酵池发酵，堆肥经15-25天发酵后，进行滚筒筛筛分，将≤Φ6颗粒去作堆肥，≥Φ6的8％左右的可燃物回收去作燃料；

(4)第四级筛分：选择孔径为200---270/130---150mm，经第一级筛分分离的筛上物中，65---80％为可燃物和≤5％厨房大块有机物和＜3％灰渣泥沙，经筛上物皮带机，至上料皮带机，至第四级特大孔径筛分，30---45％可燃物为筛上物，经筛上物皮带机，至翻斗车，分离出去，经破碎后做燃料，大部分的水份基本筛分分离出去，不包括棉织物和纸制品吸收水份；经第四级筛分的筛下物中以30---45％可燃物为主，还有3％左右的厨房有机物和2％左右的灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃等不可燃物，经筛下物皮带机，至中转皮带机，经上料皮带机，送往弹道分选后，除去灰渣泥沙浆中的砖石、陶瓷、玻璃的密度大的物料，送风选，将厨房有机物和可燃物分离；厨房有机物和PVC由人工分选，经孔径为15-25/5-10mm筛上物皮带机，至翻斗车，送到有机肥车间；可燃物作燃料。

2、根据权利要求1所述的一种使生活垃圾成为焚烧能源的混合筛分方法，其特征是：所说的多角滚筒筛的转速为20-30转/分，翻抛次数20-30次/分。

3、一种多角滚筒破袋筛分机，它包括传动部分、支架、筛筒体和筛下皮带机，传动部分由电机、减速机、传动轴、橡胶主动辊构成，橡胶主动辊通过传动轴与电机和减速机连接，筛筒体的前端和尾端分别安装有多角螺带布料口和出料口，筛下皮带机的端部装有张紧机构；其特征是：所说的支架有0.5°-4°的倾角，所说的筛下皮带机安装在筛筒体部分的下方，用于收集筛筒体筛下物，筛下皮带机的机架与支架固定，筛下皮带机的上托辊上的输送带两侧加装护板，该护板固定在机架上，护板与上托辊之间用橡胶板联结，橡胶板的一端与护板连接，另一端搭装在上托辊上部的运输带的两侧；所说的筛筒体为多角形，其筒面由固定在筛筒体骨架的筛板组成，筛板的筛孔为椭圆形长孔或圆锥形长孔，并与筛板的反时针运动方向平行排列布置，筛筒体内有破袋刀和/或挡板固定在筛板上，筛筒体的外表面的筛板上固定有可随筛筒体转动做上、下180°运动的球锤。

4、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的筛板选用16Mn钢板或橡胶-钢复合材料或聚氨脂-钢复合材料或聚氨脂材料或尼龙材料或橡胶材料。

5、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的橡胶主动辊的辊面上，沿轴线开设2-4条槽，使整体橡胶辊由一个整体橡胶圈分解成三到四个橡胶圈，圈与圈之间由槽隔开，并有5-15mm缝隙。

6、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的破袋刀在筛板上沿螺旋线安装2-8圈或沿筛板与筛板之间平行联结处固定2-8圈。

7、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的破袋刀为顶部为锥形的弹簧钢丝或三棱锥形或刀排。

8、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的破袋刀对筛筒体按反时针方向布置，由长刀-中刀-短刀顺序排列。

9、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的上托辊或下托辊采用橡胶或塑料的双向螺旋式。

10、根据权利要求3所述的一种多角滚筒破袋筛分机，其特征是：所述的张紧机构的轴承为带座外球面球轴承，该轴承采用由内至外的塑料和钢板双层密封；轴承座为铸铁座；张紧螺丝为不锈钢材料。

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