CN101855021B - 自动废物处理过程和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动废物处理过程和对应的设备，所述过程包括以下步骤：投送(200)多个单件废品；传输(210)至少一个单件废品；以及分析(220)所述单件废品。根据本发明，分析所述单件废品的步骤包括确定(230)所述单件废品的生源碳含量的步骤。

Description

自动废物处理过程和设备

技术领域

本发明涉及废物处理领域，特别是固体废物，优选是有机物，例如，家居废物或普通工业型废物，如纸、硬纸板、木头、塑料等。 

发明内容

根据第一目的，本发明更具体地涉及一种自动废物处理过程，该处理过程包括以下步骤： 

投送多个单件废品， 

传输至少一个单件废品，和， 

分析所述单件废品。 

本领域技术人员，特别是根据现有技术文献WO 2005/028128给出的示例，了解这种过程，其中，废物被传输到包括高光谱传感器的分析装置，所述高光谱传感器耦接到照相机并且可能地耦接到其它类型的传感器上，具体地为金属探测器。 

分析装置使得可以确定废物性质以进行分类。 

同时，在废物利用(waste valorization)和环境保护的背景下，证明现有技术提出的解决方案是不够的。 

本发明的目的是，具体地在可再生能源管理的背景下，通过提出优化废物处理的解决方案，来纠正这些缺陷。 

根据该目的，根据本发明的过程，仍符合上述前序部分，其实质特征在于它还包括以下步骤： 

确定单件废品的生源碳含量(biogenic carbon content)。 

实际上，在化石能源枯竭的大背景下，对非化石能源(被称为可再生能源)的关注被设置在至少三个方面：原材料节约、最小化对环境的影响(具体地说，温室气体排放，更具体地说，CO₂)和(废物)产品的 经济利用，这些产品直到现在才被认为是不可恢复的。 

然而，普通工业或家居废物广泛地包括可燃的碎片，其中部分(纸、硬纸板、木材……)是源于生源的，即可再生的，因此，就关于温室气体的碳平衡而言是中性的。另一方面，对于其余部分，它们的成分实质上基于源于化石的有机材料，具体地为塑料。 

根据本发明，可以不仅根据能量特性(热值、灰含量……)，还根据所蕴含的碳的来源，确定来源于废物的固体可燃物的使用价值。 

根据另一目的，本发明涉及能够实现根据本发明所述过程的废物处理设备，该处理设备包括： 

用于传输至少一个单件废品的装置，和 

用于分析所述单件废品的装置。 

根据本发明，所述设备的实质特征在于它还包括： 

用于确定单件废品的生源碳含量的装置。 

本发明使得可以通过实时访问这些数据来持续监测来源于废物的固体可燃物的性质。 

可以在工业场所在线执行本发明所描述的整个处理过程。因此，可将整个处理集成到由废物构成的固体可燃物制造单元的校准、仪表监测和控制系统中，以便于确保符合所实现生产的预定特征。 

针对将本发明应用于加工由废物构成的固体可燃物的具体情况，描述了本发明，但本发明也可用于其它应用，如采矿业、谷物制造业、废物管理等遇到的应用。 

优选地，在校准之后，仅需要利用光学测量远离废物执行测量，本发明的操作成本是可接受的。 

附图说明

根据以下参照附图以非限制性举例的方式所做的描述，将更加清楚本发明的其它特征和优点，在附图中： 

图1例示了根据本发明的设备的实施方式，和 

图2例示了根据本发明的方法的实施方式。 

具体实施方式

参照图2，根据本发明的方法的一个步骤在于投送200多个单件废品1。 

单件废品意味着废物本身，或者当根据本发明的过程进一步执行至少一个粉碎单件废品的预备步骤199时，意指废物的碎片。 

根据本发明，单件废品1可以与原材料的各种来源的性质相同，或者相异，即具有不同性质。 

在对由废物构成的固体可燃物进行处理的过程中，一个或更多个粉碎步骤使得一方面可以释放组成特定合成废物的不同材料，另一方面减少废物的粒度测定。 

随后，通过传输装置2，将放置在该传输装置2上的单件废品1传输210到一元废品分析装置，以进行分析步骤220。该分析装置具体包括电磁分析装置3。 

传输装置包括例如传送带2，传送带2沿(图1)箭头所示方向，优选以恒定速度平移。 

根据本发明，在传输装置上的单件废品1的分布可以是随机的。 

电磁分析装置3可以如随后所描述的，具有不同类型，可能是多样的，并且优选被构造为逐单件废品地单独分析废物。 

例如，这些电磁分析装置3的类型3’被构造为实现用于确定所述单件废品的性质的步骤240。 

这些电磁分析装置的另一种类型3”被构造为能够实现用于分析单件废品的形状的步骤250。 

确定废物性质的步骤240使得可以确定废物的组成物质，即它的主要成分(纸、木头、硬纸板，塑料、塑料的类型等)。 

在一个实施方式中，至少通过电磁装置3’实现确定废物性质的步骤240。 

为此，例如可通过如光学装置3’来确定单件废品1的性质，该光学装置3’被构造为对由所述单件废品在受到适合且充分的强光照时所反射 的光进行光谱分析。该光谱分析通常在自动分类机中被采用。优选地，所研究的光谱是在近红外范围内发射的光谱。 

因此，确定废物性质的步骤240使得可以确定单件废品是由纸、木头还是塑料等构成的。 

有利的是，根据本发明的过程还包括分析250单件废品的形状的步骤。 

为此，在一个实施方式中，光学装置3”优选地在可见光域中进行工作，产生单件废品的影像，优选为俯视图。 

例如通过例如申请WO 2005/028128中所例示的数码相机，或者通过对用于上述光谱分析的信号的专门处理(adhoc treatment)，可获得单件废品1的垂直投影轮廓。 

优选地，光学装置3’和/或3”被设计为例如具有覆盖传送带2的整个宽度的视场，并被构造为能够对可能出现在其视场内的各种单件废品1相互独立地进行识别和分析。 

通过计算装置(在该特定情况中，为计算机4)处理各单件废品1的形状影像，计算机4用于专门确定各单件废品1的轮廓、表面和长宽比(所述单件废品1的轮廓的最小外接矩形的长度/宽度比)。 

根据本发明，该过程还包括确定单件废品的生源碳含量的步骤230。 

由于分析步骤220，可实现该确定单件废品的生源碳含量的步骤。凭借下文描述的分析和计算装置，通过测量或估算来实现该确定步骤。 

例如，在一个实施方式中，通过估算实现该确定单件废品的生源碳含量的步骤。 

根据所确定240的单件废品的性质的和对单件废品的形状分析250，通过与基准数据库5中的基准值进行比较，确定230单件废品的生源碳含量。 

基准数据库5具体地能够将单件废品的各种性质或物质与该性质特有的物理化学特性(即，密度、总的生源含量和碳含量、热值、灰含量等，但不受该表限制)相关联。 

有利的是，基准数据库5针对给定的表面(长宽比)，存储基准模型， 该基准模型针对各种废物性质，包括所述废物的质量和/或生源碳含量。 

计算机4在接收到单件废品的性质数据和它的表面或长宽比(已知或估计的所述废物的厚度)后，访问基准数据库5，并接收返回的对应物质/性质的具体特性。因此，它影响这些特性和生源碳含量系数/表面或长宽比，所述长宽比应用于所述单件废品以便得出所述单件废品1的生源碳含量(即质量)，因此有利地使得可以避免测量各单件废品的质量的步骤。 

可以存储和累加单件废品的单独生源碳含量，以便计算一批单件废品的生源碳的总质量。 

此外，根据所使用的粉碎技术和构成被粉碎物体的材料，也可能涉及每个碎片，即每个单件废品，通过试验获得具有相同物质和相同尺寸外形(相当的最小边界矩形的表面和长宽比)的碎片的质量的统计分布。 

该统计分布可能存储在基准数据库5或另一数据库中，使得可以基于对所述废物的性质(其组成物质)和该废物的轮廓在水平面上的垂直投影的认识，估计例如所述废物的厚度，以及每个单件废品的质量(或生源碳含量)。也使得可以根据分布特性(方差，标准偏差)评估关于质量测定的不确定性。 

各单件废品与如上指出的所确定的质量以及与它的物理化学特性之间的匹配，使得可以为该单件废品提供如下属性：例如热值、有机和生源碳含量的总质量、灰含量等。 

通过试验有利地且可能动态地更新数据库5。 

在另一实施方式中，通过测量执行该确定单件废品的生源碳含量的步骤。 

为此，根据本发明的过程包括通过中子活化装置6在各单件废品1上实现的中子活化步骤260。 

优选地，中子活化步骤在单件废品1的体积总体上实现。 

另选的是，中子活化步骤可在单件废品1的体积的一部分(样本)上执行。在这种情况下，就需要结合根据统计分布或以上提及的表面测量获得的生源碳含量的结果。也就是说，该过程可以包括计算样本大小 和单件废品大小之间的比值的步骤，例如通过各自的长宽比的比值，并根据上述比值和针对所述样本获得的值，计算/提供所述单件废品的生源碳含量的值。 

在一个实施方式中，根据本发明的过程还包括对单件废品分类的步骤270。 

可以根据单件废品1的生源含量的性质进行分类。例如，可以进行选择生源碳含量高于或低于预定阈值的所有单件废品。 

本发明不限于先前描述的实施方式。 

例如，以认证和监测一批单件废品为目的，例如，当单件废品来源于选择性分类时，也可以实施本发明。 

本发明也可在生产过程中发挥积极作用，例如选择性地将生产吨位定向于不同的储存部，各储存部对应于限定的质量或生源碳含量。在这种情况下，优选地在针对中间料斗的相对低量(例如几百公斤到几吨)上进行认证，然后在认证之后交付给适当的储存部。 

Claims (8)

1.一种自动废物处理过程，该处理过程包括以下步骤：

投送（200）多个单件废品，所述多个单件废品可选地经过粉碎废物的预备步骤（199），和

传输（210）至少一个单件废品，

其特征在于，该处理过程还包括以下步骤：

确定（230）所述单件废品的生源碳含量。

2.根据权利要求1所述的处理过程，该处理过程包括以下步骤：

确定所述单件废品的性质（240），和

分析所述单件废品的形状（250）。

3.根据权利要求2所述的处理过程，该处理过程包括以下步骤：

至少根据所述单件废品的性质和对所述单件废品的形状的分析，通过与基准数据库（5）中的基准值进行比较，来确定所述单件废品的生源碳含量（230）。

4.根据上述任一项权利要求所述的处理过程，该处理过程还包括中子活化步骤（260），该处理过程可选地包括对所述单件废品分类的步骤（270）。

5.一种废物处理设备，其能够实现根据上述任一项权利要求所述的过程，该设备包括：

用于传输（2）至少一个单件废品（1）的传输装置，该至少一个单件废品（1）可选地是通过废物粉碎装置获得的，

用于电磁分析所述单件废品的电磁分析装置（3），

所述电磁分析装置（3）包括用于分析所述废物的形状的装置（3”），

其特征在于，所述设备还包括用于确定所述单件废品的生源碳含量的装置（4、5、6）。

6.根据权利要求5所述的处理设备，其中，所述电磁分析装置（3）包括用于确定所述单件废品的性质的装置（3’）。

7.根据权利要求5或6所述的处理设备，该处理设备包括：

用于计算所述单件废品（1）的表面和/或长宽比的装置（4），和

数据库（5），该数据库（5）针对给定的表面和/或长宽比，存储基准模型，该基准模型针对各种废物性质包括所述废物的生源碳含量，并且

其中，所述计算装置（4）能够与所述数据库（5）通信。

8.根据权利要求5所述的处理设备，该处理设备包括中子活化装置（6）。

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