CN1009808B - 家庭的、工业的及其它类似的废物的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于处理家庭的、工业的及其它类似的废物，使纤维和/或颗粒材料得到回收的方法和装置。废物经过初级破碎，磁分离，分级，干燥和细分级，磁分离后到分级得到的碎片要经过切割次级破碎，重碎片要经过形成颗粒的次级破碎部件，其后两种破碎材料混合，经干燥和细分级为纤维物质和颗粒材料。处理方法简单，费用降低。在次级切割破碎设备之前，至少轻碎片的一部分或全部物流是被转移并直接或在另一破碎设备中破碎后送去作进一步利用。

Description

本发明是关于家庭的、工业的及其它类似的废物的处理方法和装置。

这类方法和装置在德国专利3105597中已有描述，废料经过了初级破碎，磁分离，分级，干燥和细分级的过程，在磁分离之后经分级得到的轻碎块要经过切割作次级破碎，而重碎块主要经过成粒作用作次级破碎，随后两种破碎的材料混合经干燥和细分为纤维物质和颗粒材料。在已知的方法中，在过程的所有步骤和仅在过程结束时，除形成磁性金属和颗粒状碎块外，至少从废物中形成一种轻的碎块。因为这些轻的组分占有用废物中的比例最大，它由纸和包装材料组成，约占废物的40%，这种已知的方法在功、能和时间上耗费相当大，而且操作费用相当大，因而提高了碎块的成本。

本发明的目的是克服现有技术的不足并提供一种废物处理方法和实现该方法的装置，特别是操作费用较低。

在本发明中，废料经过了初级破碎、磁分离、分级、干燥和细分级的过程，在磁分离之后经分级得到的轻碎块要经过切割作次级破碎，而重碎块主要经过形成颗粒作次级破碎，随后两种破碎的材料混合经干燥和细分级为纤维物质和颗粒材料，其中轻碎块的至少一部分物流或全部物流在次级破碎切割设备之前转移走，并被直接和/或经另一破碎设备破碎之后送去作进一步利用。本发明的装置是：有一个 粗破碎废物的初级破碎机，一个分离磁性金属的磁分离器，一个分级器，一个切割次级破碎机，一个形成颗粒的次级破碎机，废物细分设备以及用于连续传送废物通过处理站的输送机，其中分级器和切割次级破碎设备之间有分流输送线，用于输送轻碎块的部分物流或全部物流，使得所说的部分或全部物流作进一步利用，直接地或通过第二次次级破碎设备进一步处理后加以利用。

按照本发明的方法，至少可以产生一种更小的碎块，它可以满足许多要求或一些特殊的要求，而避免使用比较昂贵的分级手段。发明从鉴别废物的实质部分着手进行，经过初级破碎之后，最终满足了许多要求，获得合乎要求的碎块。按照本发明的方法和装置，可以在空气分级之后，次级切割破碎之前从工艺流程中分离这些部分，并直接或是通过另一破碎器后送去作进一步的利用。因此，对于本方法来说，形成的附加碎块只需要用费用不多的处理，达到了简化方法和节约费用的目的。

如果是那样，至少是有时从一开始废物的组分符合了要求，那么全部物流可以从工艺流程上移走，并按照本发明的要求进行处理，从而避免了已知方法在处理已经符合要求的废物组分方面所带来的不必要的费用。

试验已表明，符合要求的废物组分可以在干燥之前移走，这通过空气分级可以达到，在空气分级中可以检出粘湿的组分，即作为“重碎块”，因而不被分离出来。这样分离出来的碎块仅仅含有相当小的水份，试验表明约为18%至20%。

本发明的另一个优点是，空气分级可以自动调节已符合要求的废物组分的量，而且这些均被分离出来，所以在大多数的情况下，该数量不必作专门的调节。

根据本发明的流程，附加的碎片可以直接地送去进一步利用和/或去进一步粉碎，从而形成合符要求的粗纤维或细纤维碎片。两种合符要求的碎片或是经过或是不经过另外的处理送去作进一步的利用。

按照本发明的装置，能够简单和经济地去实现本发明所提出的方法。的确，当需要得到一种附加碎片的细纤维结构时，就需要有附加 粉碎器，最好是锤式粉碎机，而费用则大大地低于已有的方法和已有的装置。用本发明的装置作进一步处理废物可节省大量能源，特别是在干燥方面，另外进一步处理的单元设备也可以用较小的容量，从而装置的制造和操作费用能够大大地减少。

本发明还强调了被转移的轻碎块有一个最佳的压缩水分值，故较容易地压制为团块和丸粒。另外，通过第二次次级破碎，可获得细碎片，在压实和不被压实的情况下，均适用于造纸或气化方面（内燃机、发酵气体提取、高温分解）。

下面就附图所示的一个实施例对本发明作更详细的说明，附图表示了一个处理家庭的、工业的和其它类似的废物的装置。

详细描述本发明的一个最佳实施例。

参阅附图，废物倒进集料仓1，所用的废物完全没有发酵或且仅仅发酵了很短的时间，在堆垃圾处没有作过任何初级破碎，预先拣选和压实或化学性能的处理。未用过新堆积的有机废物是有利的，其纤维和碱性原料可以得到所希望的结构，如纤维素和木质素，这些重要成分不会被除去或被破坏。

在这方法中，堆入的废物借助于机械输送机2连续或不连续地送到初级破碎设备3。其目的一方面是松散被输送的废物，另一方面通过切割、切断和/或撕裂以减小其尺寸和结构很不相同的废物，使其尺寸符合进一步加工的要求。在这一步骤中，可以使用切割机、拍打磨碎机及切断机或撕裂机。为了确保加工顺利和获得所希望的结构，即最终产品的细度及纯度，最好使用低速度的切割磨碎机，它的各种型号在市场上可以买到的。其中一种型号，具有多切割部件，其中一部件平放在另一个上面且作相反方向转动的可以方便地采用。而且多 切割部件将在低速下工作。各个部件以不同的速度工作。此外，所有的部件都将是可以反转的以保证安全性和自动净化、取名为“车勒特”（SHREDDER）的这种机械，在市场上可以买到的，或具有相同名字的类似机械也可使用，以折散用过的汽车及其它板状金属制品。

通过初级破碎设备3，被折散并破碎为100毫米大小的废物自由地掉在由振动运输槽组成的输送机4上。

为了确保装置后面的设备不出故障，重要的是将可能存在于废物的铁块完全分离出去。为了实现这点，输送机4均匀地排列在其上面的废物，并以比较薄的运动层通过安装在输送机4上方的磁性带5，输送机行程末端的下面有一个转动的磁鼓6，因为来自初级破碎设备的废料数量是有起伏的，位于磁性带5之前的输送机4有一个水平的排列机构（图未示出）。

磁性带5的目的是把存在于运动层上半部的铁块分离出去，转动的磁鼓6是为了移走位于废物运动层下半部的铁块。

磁性带5和6相连接，经输送机7到集料仓8。已经分离出来的金属由集料仓8送到压力机9，把这种已经分离出来的铁片压制为市场上销售的坯块，其后可供给废金属铸造车间使用。

这样，没有铁片的废物然后被送到第一次分级设备10。另外装置还具有一个筛孔宽度约为6至8毫米的用以筛选细块的振动筛11。装置还包括抽气设备12，直接位于振动筛11的上面，以得到首次的低密度的粗碎块，在倾斜振动筛11的低的末端有一个接收导管13，用以接收振动筛11上残留的物料，这些物料或者是由于本身尺寸不能通过筛子或是由于本身的重量未被抽走。这些物料成为第一 次高密度碎块。

上述分离过程分成三种第一次分出的碎块，这是有利的，使得其后的破碎设备14和15不必再去破碎那些不超过最后尺寸要求的细物料。这些细物料的比例通常为重量的15%，即约有15%的能量在随后的破碎中可以节省。已分离出来的细物料通过旁路16再次与在两个破碎设备14和15中经受第二次粉碎的废物混合。

抽气设备12可用一种市场上可以买得到的设备，例如在切屑和弹药工业上所使用的。低密度物料由抽气设备12通过抽气管路12a，12b和12c从废料物流中抽出，主要有纸，卡片纸板，箔，纺织品和木屑，即有机物料块，它被输送到如细切碎机结构的破碎设备15以获得最后的结构和破碎。这样的称作细切碎机、削片机和细磨机的破碎设备在市场上是可以买到的。人们发现，用旋转粉碎机是合适的，在该机中，旋转切割器相对于固定切割器工作，或者旋转切割器相对于另一个旋转切割器工作，并提供一个可透过的栅拦，以获得最后的材料尺寸。

高密度的第二次粗碎块免经分级设备10，和细块及低密度碎块两者不同，它主要由无机材料块组成，在分离破碎设备14中进行颗粒粉碎，粉碎设备14的目的是，使进入的带有不同碎块的废物成为便于进一步能得到完全利用的，合符要求和需要的最后尺寸的碎块，其相应的筛孔宽度大约为6毫米。这样的称为锤击，碰撞或搅拌碾磨机的粉碎设备在市场上是可以买到的，如果它们具有能调节要获得的最小粒子尺寸的可透过栅拦的话，是可以使用的。

来自粉碎设备14和15以及旁路16的碎片，被一起送到收集器17，随后，这些储存的材料送到干燥和杀菌设备18，设备18的 目的是，使材料干燥到一定的，不变的残余水分含量，并破坏材料中的危害健康的物质，例如致病的细菌。在干燥和杀菌设备18中最终温度可达100℃以上，在设备10内逗留的时间也可以调节。热干燥空气由加热装置34提供，而34又借助于回流管19的回流，热干燥空气的供给和带有多水分的空气的排出是连续地进行的，同样是可以调节的，以便使干燥和杀菌设备18出来的材料的残余水分含量调节到合符要求的数值。

干燥和杀菌设备18之后，被处理过的材料依靠一个分离设备20分离为低密度碎片和高密度碎片。此后，低密度碎片被送到废空气旋风分离器21，然后将来自干燥工序的潮湿废气排走。于是，从废空气分离器21出来的材料同先前分离出的高密度碎片再结合，通过一个臭氧处理设备22送到另一个分级设备23中。设备23的目的是，将进入的已杀菌和干燥过的具有限定的最大残余水分含量的材料，按颗粒大小分成三种中间体碎片，一种中间体碎片大小是小于3平方毫米，第二种中间体碎片大小的范围是3到6平方毫米，第三种在6平方毫米以上。分级设备23可有振动的工作面。更可取的是采用带有振动工作面的轻型设备。振动频率和振幅范围是可变的，以致于振动强度和逗留时间可以按材料的处理情况进行调节。

从分级设备23出来的三种碎片，即各种有机（主要是轻的）和无机（主要是重的）颗粒组成的，通过分离线路到达最后的分级工序。为了最后的分级，采用空气分离器24，25，和26，它们的目的是，从混合的有机材料中分离出原材料，例如矿物，有色金属，合成材料等。各种型号的空气分离器都可以在市场上买到，在粮食，弹药和木材工业上同样使用这些设备。

由分级设备23得到的细碎片被压缩空气送到空气分离器24，以便作最后的分级，在分离器24中，材料在某一地点被引入的逆流空气，其气流强度选择为的是，以有机物为主的低密度粒子被气流带走，而以无机物为主的高密度粒子从与气流相反的方向落下。

被带走的轻粒子用管子输送到旋风分离器27，它安装在纤维料仓28的正上方，并作为料仓的输入端。

对着气流方向落下的高密度碎块送到颗粒料仓29。

来自分级设备23出来的，其密度在细粒和粗粒之间的碎块送到空气分离器25，以便进行最后分级。分离出来的低密度碎块可用管子输送到分离器27或30并进入料仓28和31。来自空气分离器25的主要为无机物的高密度颗粒同样送到颗粒料仓29。

从分级设备23分出的粗碎块通过管路输送到空气分离器26，分离器26以和其它两个空气分离器24、25同样的方式操作。从空气分离器26分离出来的低密度碎块按要求的同样送入料仓28和31。从空气分离器26来的主要为无机物的高密度颗粒材料与来自空气分离器24和25的颗粒混合进入颗粒料仓29。

自空气分离器24，25和26及自分离器27和30排出的充满尘埃的空气通过管路送到过滤装置32。在那里分离出来的主要是由细有机粒子组成的尘埃可送到集尘料仓33或合符要求的送到料仓28和/或31。

最后的产品料仓包含主要为纤维和碎片粉末的三种碎块，料仓是彼此分开的，为进一步利用和提供产品单一和方便的可能。

当然，来自空气分离器24，25和26的主要为无机物的高密度颗粒，也同样可以彼此分开贮藏。

因此，获得的材料可以进一步加工成团块或丸粒。例如，用以制造板材或其它建筑材料或用于加热的目的。制成的材料同样可以用作肥料和土壤调节剂，作为石棉、水泥、砖瓦制品或人造石、沥青涂料和混凝土的添加剂。

在抽气设备12和切割粉碎设备15之间的区域内，至少一部分被抽气设备12抽走的轻块物料从本加工工序中取走，省去了前述的进一步加工处理，这些物料直接地或通过另一破碎设备41后送去作进一步利用。最好是用一带有窄的拍打器和一个插入筛子的锤式碾磨机，以便确定在那里得到的纤维碎片和粗材料的结构尺寸。两个仓库42和43接收直接送入的粗纤维碎片即层状纤维碎片，其尺寸在100毫米范围，以及接收经过破碎设备41的次级破碎后的细纤维碎片（在微米范围）。

输送机44运走由次级破碎产生的轻碎块，即从破碎设备41出来的轻碎块。出来经过转换器45，分出三个分流，即到细纤维碎块仓库43;到团块压力机46和丸粒压力机47。在压力机46和47内轻碎块制成团块和丸粒。从压力机46出来的团块送到冷库48。从丸粒压力机47出来的丸粒送入冷库49，在那里团块或丸粒根据具体情况得于冷却。

更多的利用是在造纸和火力发电站的能量生产，如图所示。

在本实施例中，两部分或者甚至全部物流从不同的处理操作地点中取走。一个地点是51，另一个地点是52。部分物流51是抽气设备12区域内的分支管路，即三条抽气管12a、12b、和12c中的12a和12b抽气管。为了这个目的，根据具体情况提供支流管53，54或转向器。来自支流管55或转向器的另一部分物流 52，根据具体情况安装在抽气设备12和切割粉碎设备15之间的输送线中。携带着第一部分物流51的输送线56有一个转向器57，利用它如所要求的粗纤维块送到粗纤维块仓库42或破碎设备41。第二部分物流52的输送线58直接引到破碎设备41。

在本发明的范围内，也可以转移不仅一部分或几部分物流51，52，甚至全部物流，以致由抽气设备12抽走的全部轻碎块被转移走。物流的数量可以基于空气分级或抽气情况而自动地调节，可根据轻碎块在废料中的比例的具体情况来控制。当轻碎块比例大，在废料中被抽气设备12抽走的空气漂浮部分的数量就大，反之就小。

然而，也可以利用分流管53至55，使其能够操纵或调节物流量，例如用手工或自动调节横截面的大小。

前面提到的输送线可以是机械的或是风力的。

转移至少部分的轻碎块有以下好处：

产生了有价值材料的更小的碎片，它极适宜于造纸和火力发电厂中能量的生产。

制造有价值材料的附加的碎片，与已说过的碎片相比，费用最少，所以是相当便宜的。

已经发现，与经过全部工序处理的碎片相比，处理有价值材料的附加碎片有可能节约电能大约50%，节约热能大约80%。与其它碎片相比，有价值材料的附加碎片发热量的增加也可以达到，即约增加10%至15%，这是由于增加了合成材料的比例而造成的。

因为有价值的有机材料在家庭垃圾的总数中约占50至70%，人们可以想到加工费用可能大大地减少，这是由于干燥后处理可以大大减少或是不再要求处理。在这种联想下，应该注意的是，包括在废 料中的轻成分的主要部分，即约为重量的80至90%通过抽气设备12抽走。

在本发明的范围内，还可能使用这种附加的有价值材料碎片作为发酵气体回收的原材料。

Claims (10)

1、一种处理家庭的、工业的或其它类似的废物的方法，用以回收纤维和/或颗粒材料，废料经过了初级破碎，磁怎离，分级，干燥和细分级的过程，在磁分离之后经分级得到的轻碎块要经过切割作次级破碎，而重碎块主要经过成粒作用作次级破碎，随后两种破碎的材料混合经干燥和细分为纤维物质和颗粒材料，其特征在于，轻碎块的至少一部分物流或全部物流(51，52)在次级破碎切割设备(15)之前转移走，并被直接和/或经另一破碎设备41破碎之后送去作进一步利用。

2、根据权利要求1所述的方法，其中轻碎块在具有几个抽气管道的抽气设备内转移走，其特征在于至少抽气管道（12a，12b）中的一个（即第一）部分物流或全部物流（51）和/或在第一次次级破碎设备15前（即第二）部分物流或全部物流（52）被转移走，第一部分或全部物流（51）被送去进一步利用或送到第二次次级破碎设备41，第二部分或全部物流（52）送到第二次次级破碎设备41。

3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于部分或全部物流，即（第一）部分或全部物流（51）  可送到粗纤维仓库（42）中。

4、根据权利要求1方法，其特征在于自第二次次级破碎设备（41）出来的碎片被送到细纤维仓库（43）和/或团块或丸粒压力机（46，47）并加工成团块和/或丸粒。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于部分或全部物流（51，52）中的碎片作为造纸或能源（火力发电站）生产中的原材料而被进一步利用。

6、一种实现权利要求1所述方法的装置，有一个粗破碎废物的初级破碎机，一个分离磁性金属的磁分离器，一个分级器，一个切割次级破碎机，一个形成颗粒的次级破碎机，废物细分级设备以及用于连续传送废物通过处理站的输送机，其特征在于分级器（12）和切割次级破碎设备（15）之间有分流输送线（56，58）用于输送轻碎块的部分物流或全部物流，使得所说的部分或全部物流（51，52）作进一步利用，直接地或通过第二次次级破碎设备（41）进一步处理后加以利用。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于在该装置中具有几个抽气管道的抽气设备用作分级器，至少在抽气管道12a、12b中的一个，有一个用于轻碎块的（第一）部分物流或全部物流（51）的第一分流输送线56，和/或在第一次次级破碎设备（15）之前，有一个用于（第二）部分物流或全部物流（52）的第二分流输送线58，第一分流线56使得部分或全部物流（51）直接可以利用，而第二分流线经第二次次级破碎设备（41）与用于作进一步利用的装置（42、43、46、47、48、49）相连。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于第一分流线（56）与粗纤维仓库（42）连接。

9、根据权利要求7所述的装置，其特征在于第二分流线（58）是与细纤维仓库（43）和/或一个团块和/或丸粒压力机（46、47）相连接的。

10、根据权利要求7所述的装置，其特征在于团块和/或丸粒压力机（46，47）分别通过传送装置与仓库（48，49）相连接。

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