CN102698838A - 球磨技术在垃圾处理工艺中的应用 - Google Patents

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秦和平
吴振宇
夏小华
呼增荣
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ORDOS DONGSHENG CHUANGXIANG WASTE TREATMENT CO Ltd
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球磨技术在垃圾处理工艺中的应用,属机械技术领域。通过对球磨机进行改造,使进、出料口的直径分别扩大1-2倍;在球磨机滚筒内增加一条其上有间隔均匀缺口的环状隔板,将球磨机滚筒由一仓改为两仓,然后加入不同直径及数量的空心和实心钢球;所装钢球的总体积为球磨机筒体容积的10-30%。通过变频方式启动球磨机,将经过处理后的餐厨垃圾和生活垃圾加入球磨机滚筒中,通过滚筒转动,使钢球在滚筒内对加入的上述垃圾物料进行砸、磨、挤压等各种破碎运动,实现对垃圾中的有机物最大程度和最有效率的研磨破碎,破碎粒径在8mm以下。本发明能够满足城市生活垃圾、餐厨垃圾处理工艺中破碎有机固体废弃物的功能,并能达到联合厌氧发酵的技术要求。

Description

球磨技术在垃圾处理工艺中的应用
一、技术领域:
属机械技术领域,涉及城市生活垃圾、餐厨垃圾处理工艺中的有机固体废弃物的破碎。
二、背景技术:
城市生活垃圾一般有以下几种方法:填埋、焚烧、堆肥、综合处理等;餐厨垃圾处理一般分为肥料和饲料两种路线。
目前国内生活垃圾一般采用如下处理工艺过程:清运——集料箱——分拣——磁选——风选——筛选——破碎——沉砂——堆肥或发酵;餐厨垃圾一般采用清运——集料箱——固液分离——油水分离——磁选——破碎风选——制浆——肥料或饲料。
破碎是城市生活垃圾、餐厨垃圾处理过程中的瓶颈。主要目的是破碎垃圾中的有机固体废弃物,破碎粒径在8mm以下,满足后续处理的技术要求,最终产出沼气、有机颗粒肥和液态肥或饲料,实现垃圾的无害化、资源化、减量化。现在破碎工艺通行的作法一般均采用切、砸、搅、撕等方式,使用的机械装置为剪切式破碎机、锤片式破碎机、水力粉碎机、撕碎机等。
目前国内外在城市生活垃圾、餐厨垃圾处理工艺中,在破碎这一环节上用球磨技术还未见报道。
由于垃圾中的成分多种多样,有金属、石块、砂粒、木质物、有机物、塑料、纤维物、坚韧性强的垃圾等。垃圾通过分拣——磁选——风选等工艺流程到破碎这一环节,破碎的对象主要是垃圾中的有机物,这时生活垃圾中有机物的含量占60%左右,餐厨垃圾中有机物的含量占75%左右,用现在通行的破碎工艺、设备处理上述垃圾存在以下几个问题: 1、有机物的利用率只有20%—30%;2、塑料、木质物、橡胶等垃圾和有机物垃圾经破碎后不易分离,共同进入厌氧发酵罐,会影响发酵工艺的顺利进行,进而影响沼气的产量;3、垃圾中的石块、砂粒、瓷片等对设备的损害、磨损很严重;4、有筛片的设备易阻塞;5、设备造价高、耗能高、耗水量大,如水力破碎设备。
三、发明内容:
本发明的目的是公开一种球磨技术在城市生活垃圾、餐厨垃圾处理工艺中的应用,解决现有破碎设备存在的问题。
本发明要解决的技术问题是选用合适的球磨机并对其进行改造,使其在破碎有机固体废弃物环节中发挥突出的作用和产生明显的效果。
本发明的技术方案是: 根据上述垃圾复杂的物理特性,开发用球磨技术破碎垃圾的生产工艺,最大限度地破碎有机固体废弃物。
本发明是这样实现的,选用脱轨式球磨机进行改造,1.改造进、出料口,将其直径分别扩大1-2倍,(如图 1)缩短进料距离,改为斗式自流进料;2.在球磨机滚筒内增加一条外径与滚筒内径相同、高度为10-30cm、厚度为12-25mm及其上有10-20个间隔均匀缺口的环状隔板,将球磨机滚筒由一仓改为两仓,然后在第一仓中分别加入不同直径及数量的空心、实心钢球;3.改造出料口,使出料口直径扩大1-2倍,使其胜任生活垃圾、餐厨垃圾处理工艺中有机固体废弃物的顺利出料。在球磨机滚筒中加入不同直径的空心和实心钢球,按重量计它们的配比是:直径φ110-90mm的占25-35%,φ80-60mm占25-35%,φ55-45mm占25-35%,,φ40mm以下占5-15%;所装钢球的总体积为球磨机筒体容积的10-30%。其中直径φ110-90mm和φ80-60mm钢球为空心钢球,直径φ55-45mm和φ40mm以下钢球为 实心钢球。
通过变频方式启动球磨机,将经过固液分离、磁选、分拣、沉淀工艺处理后的餐厨垃圾以及经过磁选、筛选、二次风选工艺处理后的生活垃圾从加料口加入球磨机滚筒中,通过滚筒转动,使钢球在滚筒内对加入的上述垃圾物料进行砸、磨、挤压等各种破碎运动,实现对垃圾中的有机物最大程度和最有效率的研磨破碎。
球磨机破碎垃圾具有如下所述的效果:1.、破碎垃圾里的有机固体废弃物效率高、速度快、有机物的利用率能达到75%以上。2.、对垃圾里的塑料、木质物、橡胶等柔韧性强的垃圾物质破碎效果差,在下一工序有利于其和有机物更好的分离;3.、球磨设备没有尖利的器件与垃圾接触,设备的磨损非常小,维护检修费用少,运行成本低。4.、球磨破碎设备不用设计筛片,因此不会发生阻塞。5.、球磨机与其它大型破碎设备(如水力破碎)相比较,处理同等量的垃圾,球磨机及钢球的造价低、配套动力小、耗能小、耗水量少,节省资源。6.、能满足垃圾处理的技术要求。
三、附图说明:
图1为垃圾专用球磨机的结构示意图。
图中1-加料斗、2-钢球、3-滚筒、4-隔板、5-出料口。
四、具体实施方式;
以下结合实施实例和附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
我们将一台滚筒内直径1500mm,内长4500mm,配套动力50千瓦电动机的球磨机进行改造,将加料口由原来直径300mm扩大为直径500mm;滚筒内壁上沿轴向焊接一块外径1500mm、内径1060mm、厚15mm的环状隔板4,隔板4上间隔均匀的开有宽度为40mm、长度为120mm且相向对称分布的16个矩形通孔,各个矩形通孔的四个角均为圆弧状,通孔的近筒壁端距环状隔板4外侧20mm,隔板4与滚筒内壁相垂直,隔板4距进料端3000mm,为第一仓。第一仓内装直径100mm的空心钢球2约250kg,直径70mm空心钢球2约250公斤,直径φ50mm钢球2约250 kg,直径φ40mm以下钢球2约80kg。出料口5由原来直径300mm扩大为直径450mm,并用直径12mm的钢筋焊接成网状隔栅(图中未标示),隔栅网孔为30×30mm。
试验时,首先启动搅拌机,启动方式采用变频启动;然后将约700公斤餐厨垃圾以及约700公斤生活垃圾从加料斗1加入搅拌机滚筒中,球磨机转速为27转/分钟,破碎时间9分钟,处理量为8-10吨/小时。停机检测破碎结果发现:生活垃圾中75%的有机物粒径小于8mm,餐厨垃圾中85%的有机物粒径小于8mm,垃圾中的砂粒、石粒、金属等坚硬物破碎程度不大,木质物、纤维物、塑料等柔软物破碎成条状和网状,这一特点有利于有机物与其的二次分离。改造后的球磨机设备和球磨技术可应用于生活垃圾、餐厨垃圾的处理工艺中,而且效果比较理想,基本可以满足处理工艺要求。
以上所述仅是本发明的一种实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.球磨技术在垃圾处理工艺中的应用,其特征在于选用托辊式球磨机进行改造,将进、出料口直径分别扩大1-2倍,缩短进料距离,改为斗式自流进料;在球磨机滚筒内加一条有一定高度及间隔缺口的环状隔板,将球磨机滚筒由一仓改为两仓,然后在第一仓中按重量配比分别加入不同直径及数量的空心和实心钢球,所装钢球的总体积为球磨机筒体容积的10-30%;通过变频方式启动球磨机,将经过固液分离、磁选、分拣、沉淀处理后的餐厨垃圾以及经过磁选、筛选、二次风选的生活垃圾从加料口加入球磨机滚筒中,通过滚筒转动,使空心钢球在滚筒内对加入的上述垃圾物料进行砸、磨、挤压等各种破碎运动,实现对垃圾中的有机物最大程度和最有效率的研磨破碎。
2.根据权利要求1所述的球磨技术在垃圾处理工艺中的应用,其特征在于环状隔板外径与滚筒内径相同、高度为10-30cm、厚度为12-25mm,其上间隔均匀的开有宽度为20-30mm、长度为100-120mm且相向对称分布的10-20个矩形通孔。
3.根据权利要求1所述的球磨技术在垃圾处理工艺中的应用,其特征在于不同直径钢球的重量配比是:直径φ110-90mm的占25-35%,φ80-60mm的占25-35%,φ55-45mm的占25-35%,φ40mm以下的占5-15%。
4.根据权利要求1或3所述的球磨技术在垃圾处理工艺中的应用,其特征在于直径φ110-90mm和φ80-60mm的钢球为空心钢球。
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