CN101886009B - 一种生活垃圾有机复合燃料及其生产方法和专门设备系统 - Google Patents

Abstract

一种生活垃圾有机复合燃料，含有生活垃圾可燃物和煤粉，其特征在于所述成分中还有腐植酸、生石灰和氢氧化钠，所述各成分的重量比为：生活垃圾可燃物：50-70％；煤粉：10-30％；腐植酸：10-20％；氢氧化钠3-5％；生石灰3-5％。本发明的用生活垃圾为主要原料生产垃圾燃料的方法工艺简单，成型燃料的强度高，燃烧效果好，热值可根据用户要求进行调整，使用所生产的垃圾燃料达到标准煤的效果。采用碾压成型，比螺旋压力成型和液压成型动力要求小，在碾压成型的同时还对原料进行研磨，进一步增加了原料的碎化程度，也增加了成型燃料的强度。本发明的生产垃圾燃料的专门设备，结构简单，将破碎设备、除铁设备和成型设备等主要设备由皮带输送机连接，即构成一条密闭式垃圾燃料专用生产线。设备成本低，使用成本也低，整个生产过程完全机械化，自动化，减轻了工人劳动强度，降低了生产成本。生产出的产品完全能满足用户需要。

Description

一种生活垃圾有机复合燃料及其生产方法和专门设备系统

技术领域

本发明涉及一种由生活垃圾制作的有机复合燃料以及该燃料的生产方法和生产该燃料的专门设备系统。

背景技术

目前在世界各国随着城市人口的增加及人们消费能力的提高，城市生活垃圾排放量大大增加，对于生活垃圾的处理也成了一个世界性难题。而解决这个难题在我国更显复杂，因为我国城市生活垃圾混杂程度高，原始垃圾分类程度低，因而在处理时更加困难。多年来国内外的学者、企业家、政府对此进行了许多探讨，提出了许多解决方案。

中国专利200410011274.7公开了“一种垃圾型煤及生产方法”，该方法将生活垃圾经分类、粉碎后添加含碳材料和粘接剂，如焦粉、煤、石墨粉、煤矸石粉和水泥然后经高压条件下挤压或冲压成型。这种方法生产的垃圾型煤成本高热值低，燃烧效果差。中国专利200810056385.8公开的“垃圾衍生燃料及其制备方法”，它是将垃圾中的可燃部分粉碎至3mm以下，然后添加煤和含钙物质并压力成型。成型物为蜂窝状、颗粒状或块状形状。中国专利200910012799.5公开的一种“生活垃圾回收制固体燃料的方法”。将垃圾可燃物与硝酸铵、氧化铁、氧化镁、煤泥和石灰混合高温高压下成型。中国专利200910012593.2公开的“燃煤和可燃清洁垃圾生产再生燃料方法”，其将燃煤与可燃再生垃圾混合搅拌后与一定比例的有机化工原料混合后成型，然后再经液体石蜡浸泡而成。这种垃圾燃料采用大比例的有机化工原料作为粘结剂，由模具成型，其成本较高，难以大范围推广。上述垃圾为主要原料制作的燃料，还有一个突出的问题是垃圾中存在有害物质及其中会散发恶臭，在垃圾燃料生产及使用过程中会散发出有害或恶臭气体，污染环境，也导致垃圾燃料不以进入家庭或社区，只能用于工业应用。

发明内容

本发明提出了一种生活垃圾有机复合燃料及其生产方法，同时还披露了生产上述燃料的专门设备系统。

本发明所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，包括垃圾分选装置、破碎装置、除铁装置、混合装置和成型装置及烘烤，其特征在于所述设备系统依次由垃圾分选装置、除铁装置、破碎装置、第二除铁装置、垃圾粉碎装置、混合搅拌装置和碾压成型装置及高温烘烤装置组成。其中在垃圾分选装置、第一除铁装置、破碎装置、第二除铁装置及垃圾粉碎装置之间设置有皮带输送机，在混合搅拌装置与碾压成型装置之间设置有皮带输送装机，所述的垃圾粉碎装置与混合搅拌装置之间通过输送筒相连。

所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的破碎装置为对辊破碎机，所述的垃圾粉碎装置为剪切粉碎机，所述的碾压成型装置为轮碾成型机。

所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的对辊破碎机为双对辊破碎机，在所述双对辊破碎机中包括有上、下两对辊刀破碎装置，其中的减速装置输出轴与下对辊主动轴的一端连接，下对辊主动轴的另一端装有主动链轮，在上对辊主动轴的对应端装有从动链轮，主动链轮与从动链轮之间有链条连接，所述主动链轮与从动链轮间为差速转动，并且主动链轮转速快于从动链轮转速，二者间转速比为28.8∶25.2。

所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的剪切粉碎机，包括机架、动力系统、进、出料口和由主轴及固定在主轴上的剪切刀构成的粉碎装置，在进、出料口之间为一个封闭的物料通道，粉碎装置位于物料通道内部进料口附近，在出料口一侧设置有离心风机。粉碎装置下部设置筛板，在筛板下部有螺旋输送机。

所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的轮碾成型机，包括成型碾盘，在成型碾盘上制有成型孔，主轴位于成型碾盘的中央，在主轴上部固定有两支悬臂轴，在两支悬臂轴的端部分别固定有轮碾，在成型碾盘下部设置有燃料棒切割装置，该燃料棒切割装置包括一个套接在主轴上的分度拨盘，一个固定在分度拨盘上的滑动盘，在滑动盘的一侧通过切割刀杆固定有切割刀，滑动盘的另一侧固定有拨料板，在分度拨盘上制有圆弧形分度圆，动力装置通过圆弧形分度圆驱动该燃料棒切割装置工作。

本发明的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，以垃圾为主要成分，添加燃煤、腐植酸、氢氧化钠和石灰，最大限度地使用生活垃圾中的可燃成分，能够大量消耗生活垃圾，为有效清除生活垃圾，减少环境污染，找到一个实用、简便的途径。在垃圾燃料中添加腐植酸与氢氧化钠可以通过反应生成腐植酸钠，增加燃料棒的粘结强度，添加生石灰后可以起到脱硫除臭作用，同时还可增加燃料棒的强度。特别是通过添加腐植酸后，利用其具有的超强吸附除臭作用，可有效地抑制和净化垃圾中的有害物。同时腐植酸与氢氧化钠反应物具有极强的胶溶凝聚作用，有利于燃料棒的成型及强度要求。

本发明的用生活垃圾为主要原料生产垃圾燃料的方法工艺简单，成型燃料的强度高，燃烧效果好，热值可根据用户要求进行调整，使用所生产的垃圾燃料达到标准煤的效果。采用碾压成型，比螺旋压力成型和液压成型动力要求小，在碾压成型的同时还对原料进行研磨，进一步增加了原料的碎化程度，也增加了成型燃料的强度。

本发明的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，结构简单，将破碎设备、除铁设备和成型设备等主要设备由皮带输送机连接，即构成一条密闭式垃圾燃料专用生产线。设备成本低，使用成本也低，整个生产过程完全机械化，自动化，减轻了工人劳动强度，降低了生产成本。生产出的产品完全能满足用户需要。

附图说明

图1是垃圾燃料生产设备流程图。

图2是对辊破碎机结构示意图

图3是图2的左侧示意图

图4是剪切粉碎机结构示意图

图5是轮碾成型机结构示意图

图中  1-垃圾风选装置  2-垃圾原料仓  3-除铁装置  4-对辊破碎机5-碎料仓  6-第二除铁装置  7-混料搅拌机  8-烘烤装置  9-轮碾成型机10-混料仓  11-输送筒  12-剪切粉碎机  13-皮带输送机  21-机架22-工作平台  23-下对辊从动轴  24-上对辊从动轴  25-料斗  26-上对辊主动轴  27-下对辊主动轴  210-电机  211-连轴器  212-减速器213-第二连轴器  214-下对辊  215-上对辊  217-从动链轮  218-主动链轮42-主轴  43-剪切刀  45-筛板  47-螺旋输送机  48-机架  415-出料管421-离心风机  422-三角带  51-分度拨盘  54-滑动盘  56-拨料板58-链轮  510-切割刀  512-拨轮  514-拨轮轴  516-悬臂轴  520-护罩521-机架  522-电机  523-主轴  524-轮碾  526-连轴器  527-减速机528-成型碾盘  529-成型孔

具体实施方式

以下对本发明的一种以生活垃圾为主要原料制作的燃料作详细说明。

本发明的一种由生活垃圾为主要原料制作的燃料，将城市居民日常生活垃圾收集进行分选并除铁后，将其中的可燃物如废塑料、塑料袋、废纸张、破布料和碎木块等经对辊破碎机破碎、剪切粉碎机粉碎成小于5mm的碎片；添加经粉碎至粒度小于3mm的含煤粉和腐植酸；再添加氢氧化钠、生石灰经搅拌和碾压成型，制成直径15-40mm的燃料棒。该燃料棒含生活垃圾可燃物50-70％；煤粉：10-30％；腐植酸：10-20％；氢氧化钠3-5％；生石灰3-5％。其中的煤粉为热值大于4500大卡的原煤粉。上述燃料棒再经250-300℃温度烘烤20-30分钟，使得燃料棒表面形成一个硬壳层。

本发明所述的生产以生活垃圾为主要原料制作的燃料的专门设备系统，主要设备包括垃圾分选装置1，除铁装置3，对辊破碎机4，第二除铁装置6，剪切粉碎机12，混料搅拌机7，轮碾成型机9和烘烤装置8组成。

图1是本发明所述专门设备的系统图，该系统设备依次包括垃圾分选装置1，经分选后的垃圾中的可燃物经皮带输送机13送入垃圾原料仓2，再送至除铁装置3经强磁场除铁后送入对辊破碎机4破碎至小于30mm的碎片，然后经碎料仓5进入第二除铁装置6进一步做磁性除铁，然后进入剪切粉碎机12，进一步剪切成为小于5mm的垃圾碎片。上述垃圾碎片通过输送筒11直接进入混料搅拌机7，在混料搅拌机内与经粉碎的粒度小于3mm原煤粉、腐植酸粉以及氢氧化钠、生石灰混合并加适量水搅拌均匀。其中添加水的量视原料的干燥程度有所不同，通常在各原料总重量的3-10％之间。搅拌后的混料经混料仓10进入轮碾成型机9经碾压成型后，送至烘烤装置8经250-300℃温度烘烤20-30分钟，由于燃料棒中含有一定量的塑料、橡胶等有机物碎片，经上述温度烘烤后在燃料棒表面形成一个硬壳层，该硬壳层保护了外界水分不能进入燃料棒内部，即使燃料棒着水时也不会变形、溃散，方便了运输与存放。

上述各设备均可通过市场购得，其中对辊破碎机、剪切粉碎机、轮碾成型机在现有技术基础上进行了改进，以下进行详细说明。

图2-3所示为双对辊垃圾破碎装置结构示意图，图中机架21，在机架上有一工作平台22，在工作平台上布置有电机210，连轴器211，减速器212和第二连轴器213。在机架上设置有上对辊215和下对辊214，在对辊上装有剪切刀。第二连轴器213与下对辊214的主动轴连接，在下对辊214主动轴的另一端装有一个主动链轮218，上对辊215的主动轴上对应装有被动链轮217，两个链轮通过链条相连。

工作时，电机210通过连轴器211带动减速器212转动，减速器212通过第二连轴器213将动力传递给下对辊主动轴27并经齿轮带动下对辊被动轴23转动。下对辊转动时还带动主动链轮217并通过链条驱动从动链轮217转动，从动链轮带动上对辊主动轴26进而通过齿轮带动上动辊被动轴24转动。垃圾原料从料斗25落入上对辊215经剪切破碎后随之落入下对辊214上，经下对辊214的第二次剪切破碎，垃圾原料达到破碎要求。

为了不使初次破碎的垃圾落下后在下对辊214上堆积，设计下对辊转速快于上对辊，保证落下的垃圾被及时快速处理。此外，为了加强对辊的破碎能力，增加破碎效果，将上、下对辊的主动辊与被动辊间的转速设计为差速转动，使得对辊在对垃圾进行剪切的同时还具有撕扯作用，以确保有些难于破碎的垃圾如鞋底、轮胎等获得较好的破碎效果。

图4所示是剪切粉碎机结构示意图，该粉碎机由机架48，电机座及固定在上面的电机、减速机、传动装置等构成的动力系统。所述的生活垃圾粉碎机有进料口和出料口，其中进料口与出料口之间为一个封闭的物料通道，该封闭通道由钢板焊接而成，所有接缝均由密封材料封闭。物料通道的上部有一个活动上盖，其可以张开在上盖内壁有支撑架。当粉碎机内部出现故障时，可将活动上盖拉开进行维修。由主轴42及固定在主轴上的剪切刀43构成粉碎装置，其设置物料通道内的进料口一侧，在粉碎装置下部与剪切刀43相距20-50mm位置固定有筛板45，筛板上制有筛孔，孔径10-50mm。筛板下部有螺旋输送机47，与螺旋输送机相接的有出料管415，出料管端部为出风口，出风口附近设置有离心风机421。

工作时，启动电机，通过减速装置、传送皮带带动主轴42及剪切刀43转动，同时离心风机421工作，此时在物料通道内形成方向朝向出料口的负压，原料从进料口进入物料通道后落入粉碎装置上被高速旋转的剪切刀43切碎，小于筛板45上孔径的碎块因负压作用，经筛孔落到下部螺旋输送机47上，被输送至出料管415内并从出料口排出。那些较大的碎块在筛板上继续被剪切刀剪切成小块后从筛孔排出。由于物料通道内存在负压，因此物料在通道内不会形成堆积，被粉碎的物料会在第一时间内被从出料口吸出。

经剪切粉碎后的物料由出料管415进入混合搅拌装置内，在该装置内添加含碳燃料、腐植酸、氢氧化钠、生石灰和适量水进行混合搅拌，将搅拌均匀的混合料送入料仓或直接进入碾夺成型机内成型。所述的碾压成型机为轮碾成型机。其结构如图5所示。

图5所示是轮碾成型机结构示意图，其包括机架521，在机架上固定有电机522、减速机527和联轴器526，在机架中央有主轴523，在主轴上固定有成型碾盘528，主轴上部还固定有两支悬臂轴516，在两支悬臂轴516的端部分别固定有轮碾524，上述轮碾524与成型碾盘528之间有3-10毫米的间隙。在成型碾盘528上制有的成型孔529，悬臂轴516上还设置有护罩520。

在成型碾盘528下部设置有一个成型燃料棒切割装置，该切割装置包括一个分度拨盘51，其通过滑动套套接在主轴523上，在分度拨盘上固定有滑动盘54，其中滑动盘54的一侧固定有一支切割刀杆，在切割刀杆的端部固定有切割刀510，所述的切割刀510有一个凹形刀头与成型孔529的对应。滑动盘54的另一侧设置有一个Z字形拨料板56，其下部拨杆置于接料盘内。在分度拨盘的外圆周上等距离制有15个圆弧形分度圆，所述分度圆的数量可根据要求设计，可多亦可少。图中还有固定螺栓和限高套。在圆弧形分度圆的一侧有拨轮轴514，拨轮轴的上部固定有拨轮512与圆弧形分度圆匹配，拨轮轴的下部固定有一个链轮58，通过链条与驱动电机相连。

工作时，主轴523带动轮碾524在成型碾盘528上转动，将盘上的原料碾压后进入成型孔529成型为燃料棒，当燃料棒长度达到设计长度时，启动切割电机，动力经链条带动链轮58及拨轮轴514转动，由拨轮512通过与其匹配的分度圆驱动分度拨盘51转动，同时带动其上的滑动盘54及切割刀510转动，切割刀将成型燃料棒切断并落入接料盘内，由拨料板56将接料盘内的燃料棒拨至下料口直接进入包装袋内。

Claims (5)

1.一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，包括垃圾分选装置、破碎装置、除铁装置、混合装置和成型装置及烘烤装置，其特征在于所述设备系统依次由垃圾分选装置、除铁装置、破碎装置、第二除铁装置、垃圾粉碎装置、混合搅拌装置和碾压成型装置及高温烘烤装置组成；其中在垃圾分选装置、除铁装置、破碎装置、第二除铁装置及垃圾粉碎装置之间设置有皮带输送机，在混合搅拌装置与碾压成型装置之间设置有皮带输送装机，所述的垃圾粉碎装置与混合搅拌装置之间通过输送筒相连。 

2.根据权利要求1所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的破碎装置为对辊破碎机，所述的垃圾粉碎装置为剪切粉碎机，所述的碾压成型装置为轮碾成型机。 

3.根据权利要求2所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的对辊破碎机为双对辊破碎机，在所述双对辊破碎机中包括有上、下两对辊刀破碎装置，其中的减速装置输出轴与下对辊主动轴的一端连接，下对辊主动轴的另一端装有主动链轮，在上对辊主动轴的对应端装有从动链轮，主动链轮与从动链轮之间有链条连接，所述主动链轮与从动链轮间为差速转动，并且主动链轮转速快于从动链轮转速，二者间转速比为28.8∶25.2。 

4.根据权利要求2所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的剪切粉碎机，包括机架、动力系统、进、出料口和由主轴及固定在主轴上的剪切刀构成的粉碎装置，在进、出料口之间为一个封闭的物料通道，粉碎装置位于物料通道内部进料口一侧，粉碎装置下部有筛板，在筛板下部设置有螺旋输送机，在出料口一侧设置有离心风机。 

5.根据权利要求2所述的一种生产生活垃圾有机复合燃料的专门设备系统，其特征在于所述的轮碾成型机，包括成型碾盘，在成型碾盘上制有成型孔，主轴位于成型碾盘的中央，在主轴上部固定有两支悬臂轴，在两支悬臂轴的端部分别固定有轮碾，在成型碾盘下部设置有燃料棒切割装置，该燃料棒切割装置包括一个套接在主轴上的分度拨盘，一个固定在分度拨盘上的滑动盘，在滑动 盘的一侧通过切割刀杆固定有切割刀，滑动盘的另一侧固定有拨料板，在分度拨盘上制有圆弧形分度圆，动力装置通过圆弧形分度圆驱动该燃料棒切割装置工作。 

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