CN101437622B - 用于提供有机颗粒的机器和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于提供有机颗粒的机器，所述有机颗粒优选为用于制造沼气的底物，所述机器包括用于输入潮湿和干燥有机废物到机器内部腔室的进口，其中有机废物包含外来物质，如软包装，优选为塑料、网织品和捆绑绳、以及金属和玻璃等；旋转轴，其位于所述腔室中且设置有位于所述轴的周边处的至少一个具有钝形形状的工具；安装在所述腔室中的静止部件，其中所述静止部件用作所述工具的对立工具；用于磨碎的颗粒的出口；用于外来物质的喷射器，所述工具和所述静止部件之间的距离具有允许在废物固体部分上实现磨碎效应以碾碎成较小的块的尺寸，同时该距离的范围防止磨碎效应施加在废物的较软部分上，如塑料。所述应用还包括用于提供有机颗粒的方法，所述有机颗粒优选为用于制造沼气的底物。

Description

用于提供有机颗粒的机器和方法

技术领域

本发明涉及用于提供有机颗粒(优选为用于制造沼气的底物)的机器。更具体地，所述机器布置用于拣选、清洗和磨碎废物，以获得具有特定颗粒尺寸的有机废物。本发明也涉及用于提供有机颗粒(优选为用于制造沼气的底物)的方法。

背景技术

本发明的背景就是希望能够采用有机废物作为沼气装置中的原材料。借助于所述机器制造的有机废物通常用作沼气底物。对颗粒尺寸有要求，且在某些情况下，还要求底物在用作制造沼气的底物之前被清洁(优选为杀菌)。

目前存在几种过程用于从废物制造沼气底物。在此提到的两种原理为制浆技术和磨碎技术。

制浆技术可以用于不同规模，且也可以处理严重污染的废物。它类似于具有其操作模式的混合器。废物与液体组合且在罐中混合。重量轻的废物(如塑料)将上浮且然后被去除。较重的废物(如金属等)将下沉到底部。有机废物将停留在罐中部，并在其中被刀切碎。该技术是昂贵的，且由于在该过程期间增加许多液体具有低的干燥固体值。术语“干燥固体值”指的是底物中的多大一部分具有能含量。低的干燥固体值意味着制浆装置应当位于沼气装置附近，以避免大的运输成本。

常规的磨碎机具有丝杠，所述丝杠通过一组刀和筛供给原材料。原材料被促使通过将原材料切碎成精细物质的一组旋转的刀，所述精细物质然后通过筛被挤出。借助于筛孔的恰当直径，可以防止过大颗粒进入到最终产物。磨碎过程需要精细地筛过的原材料。在磨碎过程中添加大颗粒和无机材料(如金属或玻璃)将导致停机或机器故障。在专利文献中，几个已知的公开文献陈述了在工业过程中使用制浆和磨碎技术以制造沼气底物的示例。

在WO 2005061114中，描述了一种用于处理湿有机废物的装置。该装置包括几个站，有机废物首先在磨碎机中处理，其中磨碎机将有机废物和塑料粗略地切碎成特定的颗粒尺寸。采用弹性对立钢(resilient counter-steel)以避免在如果废物含有金属时破坏磨碎机。在磨碎机之后，磨碎过的材料输送给将颗粒溶解成更小颗粒的单元。该溶解过程借助于在圆锥形容器中将液体添加到颗粒实现，在所述容器底部是具有高旋转速度和锯条形齿的工具。在该过程中(制浆过程)，混合物的有机废物研磨成更小的颗粒，塑料研磨成稍微大些的颗粒，而重的物体下降到容器底部。随着重的物体的去除，混合物输送给下一站，在那里塑料借助于螺旋分离器筛出。

此外，在WO03092922中，还描述了一种装置，其需要增加液体以获得满意的过程。在该装置中，过程也在几个站处分级进行。在第一级中，添加水分且与废物混合，在下一级中，潮湿废物被加热直到水分转换为热蒸汽，从而使得废物沸腾，且获得具有低水分含量的制浆。因而，WO03092922中描述的过程是制浆过程。

发明内容

本发明的目的在于提供制造具有高干燥固体含量的沼气底物的机器。另外，所述机器能够以简单的方式将位于供应到所述机器中的废物混合物中的外来物体筛出。所述机器的特别益处在于在食物在机器中沉积之前它不需要从该食物去除包装。所述机器适于处理许多不同的包装种类，如塑料、通常捆肉使用的织网和捆绑绳、金属和玻璃包装等。

对于这种废物处理，与废物混合的塑料的分离是个特殊问题。因而，本发明的又一目的在于获得塑料的简单分离。已经知道，根据本发明的机器也能够以处理塑料相同的方式处理不同类型的软包装，如织网和捆绑绳。为了简单起见，下文将针对塑料的处理对机器进行描述，但是应当理解保护范围也包括所有类型的软包装。

在根据现有技术的机器中，塑料材料与其它废物一起磨碎成小块。塑料的分离随后通常在分离过程中进行。

根据本发明的机器是所谓的合而为一机器。这意味着所述机器操作根据现有技术由不同站或由形成较大设备的一部分的几个机器处理的几个功能，如前所述。多功能机器能够产生具有适于用作沼气底物的尺寸的有机颗粒。所述机器也设计为从有机废物分离外来物质，且在进一步处理之前将外来物质清洗干净。在该文中，外来物质指的是通常与供应到机器中的有机废物混合在一起的塑料、玻璃和金属成分。

当使用根据本发明的机器时，不需要进行类似于例如在WO2005061114中描述的初步拣选。待处理废物供应到机器中，在那里有机废物加工成小尺寸颗粒，而外来物质与有机废物分离，且塑料材料与其它外来物质(如金属和玻璃)分离。

当使用根据本发明的机器时，不需要添加液体，例如水，以实现有机废物分解成适当的颗粒尺寸。废物也不在机器中加热。在所述公布专利描述的过程中，添加液体以获得有机废物的分解，且在一些情况下加热废物。由于使用根据本发明的机器不需要添加液体或供应用于加热的能量，因而能较大地节约费用。

根据本发明的机器基于这样的事实，干燥有机废物与潮湿废物混合，例如食用油、血或具有高含水量的其它废物。

所述机器设计为带有进口，其中水分和干燥有机废物(通常也包括外来物质，如塑料、金属和玻璃)供应到所述腔室内部。在所述腔室内部安装有旋转轴。所述轴设置有至少一个工具，但优选为位于轴周边上的几个工具。所述工具形式上是钝形的。静止部件也安装在所述腔室中。所述静止部件用作该工具的对立工具。所述机器也具有用于底物的出口、以及用于外来物质的喷射器。磨碎工具和静止部件之间的距离被调节，从而实现废物的固体部分的磨碎效应，以当它们在工具和对立工具之间通过时被研磨成较小的块。然而，该距离被调节以防止研磨效应施加在较软的部分上，如软包装，优选为塑料和用于包装肉的网织品/捆绑绳。

在所述机器中，进行以下过程：水分和干燥有机废物在所述腔室中混合在一起，该混合优选通过轴的移动提供。废物的固体部分磨碎成较小的部分，且有机废物的水分部分有助于在所述腔室中溶解固体有机颗粒。一定比例的外来物质(如玻璃和金属)也将研磨成较小的部分。因为工具和对立工具之间的距离过大且因为工具具有钝形形状，塑料材料不被磨碎。因而，塑料材料大致保持其尺寸。当有机废物颗粒已经磨碎成特定尺寸时，它们与已经磨碎成具有允许通过出口的尺寸的外来物质(玻璃和金属)的部分一起通过设置在机器中的出口排出。较大尺寸的外来物质保留在机器的腔室中，且将与塑料一起从机器排出。

工具和静止部件之间的距离将处于5到10mm之间，但是根据要在机器中处理的材料的类型也可以选择其它尺寸。因而，该距离是可调节的，例如通过以可调节的方式安装的工具来调节，或可能以其它方式提供调节。轴将优选地设置有多个工具，所述多个工具沿所述轴的周边以相等或不相等的间隔定位。

用于底物的出口位于机器的底部中。另外，网或筛安装在出口的直接上方。沼气底物的颗粒尺寸有不应当超过12mm的公知要求。该要求借助于所述机器得以满足。筛孔尺寸可以在例如4-25mm范围内变动。研磨成允许它们通过筛孔的尺寸的金属和玻璃将通过出口排出，但随后将下沉并沉积在随后处理罐的底部。

随着废物添加到机器，将产生有机物质和外来物质团，填充所述腔室。这将使过程停止工作，且需要打碎所述团并去除外来物质。重要的是，在外来物质筛出之前对其进行清洗，因为它们会被进一步的处理。如果没有清洗过程，外来物质将变得非常粘和难以处理。出于经济和环境原因，也需要保持尽可能多的有价值的有机材料。外来物质的清洗借助于布置成用于将热蒸汽引入所述腔室的喷嘴进行。另外，用于外来物质的喷射器位于机器上部，优选地位于侧壁中旋转轴的正上方。

当外来物质必须清洗时，停止供应废物到机器腔室中，同时轴继续旋转。热蒸汽通过喷嘴排出，清洗粘在外来物质上的有机废物。清洗掉的有机废物通过出口排出。收集在腔室中的塑料材料跟随轴的运动且与外来物质(例如，具有过大而不能通过诸如沼气底物的出口排出的颗粒尺寸的金属和玻璃)一起从喷射器排出。从而所述机器是自动的且因而不需要手动控制。在喷射器(例如以活叶形式)外部安装一个设备来收集废物并将它运走。当机器腔室清空时，喷射器关闭且可以在此重新启动输入。

附图说明

现在将通过在附图中图示的本发明的实施例的示例描述本发明，其中：

图1是根据本发明的机器透视图连同两个不同的侧视图。

图2示出了所述机器的剖面图连同所述机器的详图。

具体实施方式

在附图中，示出了用于拣选、磨碎和清洗废物的机器1。进口2设置在机器的顶部处。与外来物质(如塑料、捆绑绳、金属、玻璃和其它包装)混合的所有废物(如，潮湿和干燥的有机废物)供应到进口2中到达机器的内部腔室3。在内部腔室3中安装旋转轴4，在旋转轴4上沿轴4的周边以一定间隔附接几个工具5。轴4由马达10驱动且安装在轴承11上。机器还设置有对立工具6。轴的工具5以一种方式被调节使得距对立工具6有一定的距离。该距离可以变动，但优选为5-10mm的距离。轴的工具5形状是钝形的。由于该形状以及距对立工具6的距离，对在工具5和对立工具6之间通过的废物中的固体颗粒没有产生切削效应而是磨碎效应。不同类型的废物，如有机废物、金属和玻璃，将因而研磨成较小的块。同时填充有湿的和干燥的有机废物的腔室3，对有机废物的破碎有进一步的贡献。借助于该废物混合物，来自湿的废物的水分有助于溶解干燥有机废物，将不需要将附加液体添加到该过程。

工具5和对立工具6之间的距离连同工具5的钝形形状允许包装(如塑料、用于缠绕食物的绳和网织品)在工具之间通过，而未被研磨成小块，于是在腔室中大致保持其原始尺寸。在腔室底部设置配置有孔的筛8、或滤网，每个孔具有优选为在4mm和25mm之间的尺寸。该筛8接纳磨碎成具有匹配筛孔尺寸的尺寸的有机颗粒以及金属和玻璃颗粒。所述颗粒从此通过出口9排出到存储罐。具有允许它们通过筛8的尺寸的碾碎的玻璃和金属颗粒将通过出口排出并下沉到存储罐的底部。

当机器腔室填充有废物时，积聚的外来物质以及有机物质的团将在腔室中聚集。小颗粒有机物质的分离将不再有效地进行。在这点上，需要在继续拣选废物之前把外来物质清除出从腔室。然后将停止供应废物到腔室中。热蒸汽通过喷嘴7添加到腔室。借助于该蒸汽，有机物质被分解并通过出口9被挤出去。同时，外来物质在继续进一步的处理之前被清洗干净。轴继续旋转同时腔室的内容物被清洗。轴的旋转使得位于腔室中的剩余外来物质(塑料、绳、网织品、玻璃、金属等)通过机器上部中的喷射器12排出。在该步骤中，清空所述腔室中的外来物质的目的得以实现。然后，所述腔室再次准备好接受废物以对其进行进一步的拣选和处理。

Claims (13)

1.一种用于提供有机颗粒的机器，所述机器包括：

进口，所述进口用于输入潮湿和干燥有机废物到机器内部腔室，其中有机废物包含外来物质；

旋转轴，所述旋转轴位于所述腔室中且设置有位于所述轴的周边处的至少一个工具，所述工具具有钝形形状；

安装在所述腔室中的静止部件，其中所述静止部件用作所述工具的对立工具；

用于磨碎的颗粒的出口；

用于外来物质的喷射器，所述工具和所述静止部件之间的距离具有允许在废物固体部分上实现磨碎效应以碾碎成较小的块的尺寸，同时该距离的范围防止磨碎效应施加在废物的较软部分上。

2.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，所述有机颗粒是用于制造沼气的底物。

3.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，所述工具和所述静止部件之间的距离处于5和10mm之间，且是可调节的。

4.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，所述工具沿所述轴的周边以相等或不相等的间隔定位。

5.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，用于磨碎的颗粒的出口位于所述机器底部。

6.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，用于外来物质的喷射器位于所述机器上部。

7.根据权利要求6所述的机器，

其特征在于，用于外来物质的喷射器位于侧壁中所述旋转轴的直接上方。

8.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，用于分离具有特定尺寸的颗粒的筛位于用于底物的出口上方，其中所述筛的筛孔尺寸在4mm和25mm范围内变动。

9.根据权利要求1所述的机器，

其特征在于，所述腔室配备有用于将热蒸汽引入所述腔室中的喷嘴。

10.一种用于提供有机颗粒的方法，其特征在于：

将潮湿和干燥有机废物供应到机器内部腔室中，所述潮湿和干燥有机废物包含外来物质；

在所述腔室中将所述潮湿和干燥有机废物混合在一起；

所述废物的固体部分借助于至少一个磨碎工具磨碎，所述磨碎工具具有钝形形状且安装在旋转轴的周边上，与安装在所述腔室中的静止部件相互作用，其中所述有机废物的潮湿部分有助于溶解所述腔室中的固体有机颗粒，其中，废物的较软部分未被磨碎而是大致保持其尺寸；

当有机废物颗粒磨碎成特定尺寸时，它们通过设置在所述机器中的出口排出。

11.根据权利要求10所述的方法，

其特征在于，所述有机颗粒是用于制造沼气的底物。

12.根据权利要求10所述的方法，

其特征在于，将所述潮湿和干燥有机废物混合在一起的步骤是通过安装在所述腔室中的旋转轴的运动进行的。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括用于清洁和去除所述腔室中的无机废物的步骤，

其特征在于，

停止供应废物到机器腔室中；

轴旋转；

热蒸汽通过设置在腔室中的喷嘴排出，以清洗掉粘到剩留在腔室中的外来物质上的有机废物；

清洗掉的有机废物通过出口排出；

打开设置在机器中的喷射器；

剩余的外来物质跟随轴的运动且通过喷射器排出。

Images