CN103908999A - 一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统,包括一级破碎机、二级破碎机、干燥均化仓、振动筛和皮带输送机;一级破碎机的进料端接收原料，其出料端通过皮带输送机依次与二级破碎机、干燥均化仓连接，干燥均化仓的出料口与振动筛连接;振动筛为三层分级筛，顶层筛上的集料粒径＞20mm，第二层筛上的集料粒径为10-20mm；第三层筛上的集料粒径为5-10mm；振动筛的底部用于承接粒径＜5mm的集料。本发明采用高效低耗的干燥均化仓进行水分去除,占地面积小，8-10天将建筑废弃物中的水分从8-11%降低到3-5%，降低了能耗及生产成本；能够对物料进行集中脱水处理，提高处理效率，提升再生物料的品质。

Description

一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统

技术领域

本发明涉及一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统。

背景技术

建筑业是我国国民经济的支柱产业，随着我国国民经济的快速发展，各项基础设施的建设空前增多，城市化建设的推进步伐也逐步加快，一座座新的建筑物拔地而起，旧城换新颜。随之而来的，在城市改造中产生的建筑废弃物带来的一系列问题困扰着人们。据统计，我国GDP中有56000亿元固定资产投资是靠建筑业来实现的；全国每年23000亿元的基本建设投入，占GDP的20%。根据最新统计结果显示，我国每年的房屋施工面积已超过6.5亿m²，但随之而产生的建筑废弃物也与日俱增。随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑废弃物日益增多，我国建筑废弃物的数量已占到城市废弃物总量的1/3以上，绝大部分建筑废弃物未经任何处理便被施工单位运往郊外或乡村，采用露天堆放或填埋的方式处理，耗用大量的征用土地费、废弃物清运费等建设经费，同时清运和堆放过程中的粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了环境污染，如何对建筑废弃物加以处理和综合利用已成为政府关注的问题。

目前，建筑废弃物主要分为建筑余泥、废混凝土、废砖瓦、废砂浆、废沥青等5类，拆旧类建筑废弃物主要成分为混凝土、砖瓦、渣土、陶瓷及木竹等。德国、日本等一些国家早就普及了建筑废弃物的“三化”，他们的成功经验表明，建筑废弃物中的许多废弃物经分拣、剔除或粉碎后，大多可以作为再生资源重新利用。

如公开号为CN102009059A的中国专利公开的一种建筑垃圾综合处理方法，包括以下处理步骤：一级破碎、分拣、一级磁选、二级破碎、二级磁选、一级筛分、三级破碎和三级筛分。该专利能够将破碎后建筑垃圾中的金属类、竹木类和塑料类杂物进行彻底分拣剔除，从而提高再生骨料的品质。但是该专利并没有考虑建筑废弃物的脱水问题，而通常在潮湿的天气中，建筑废弃物的含水率能够达到10%以上，不仅会影响后期筛分的效率，而且大大影响再生物料的品质。

而现有技术中对建筑废弃物水分去除,大多采用浅层堆放自然风干的形式，存在占地面积大、水分去除时间长（30天）、水分去除效率低的问题。现有技术中还有采用焙烧进行干燥的方法，如中国专利申请号为“201310220665.9”的发明专利公开了一种建筑固体废弃物综合处理方法及系统,它利用焙烧装置对建筑固体废弃物物料进行焙烧，通过焙烧除去物料中的水分、细小残留轻质物、细菌等，从而有效提高再生物料的品质。但是这种方法存在一个最大的问题就是能耗高，而且在焙烧过程中还会造成二次污染,不利于技术的推广与应用。另外，现有技术中在去除水分的过程中并没有考虑物料的均化问题，因为建筑废弃物的来源往往是来自不同的工地，前一批可能是建筑余泥，而后一批有可能是废混凝土或废砖瓦等，为了保证物料成分的均衡，需要分批次去除水分再进行混合，无法进行集中脱水处理，存在处理效率低，再生物料的品质差的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是为了提供一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，本系统首次采用高效低耗的干燥均化仓进行水分去除，节能降耗指标领先，填补国内空白，实现建筑废弃物资源化高附加值利用；它具有占地面积小，短时间内（8-10天）将建筑废弃物中的水分从8-11%降低到3-5%，大幅度地降低了能耗及生产成本；同时能够对物料进行集中脱水处理，提高处理效率，提升再生物料的品质。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于:它包括一级破碎机、二级破碎机、干燥均化仓、振动筛和多个皮带输送机;所述一级破碎机的进料端接收原料，其出料端通过皮带输送机依次与二级破碎机、干燥均化仓连接，干燥均化仓的出料口与振动筛连接;振动筛为三层分级筛，其中，顶层筛上的集料粒径＞20mm，第二层筛上的集料粒径为10-20mm；第三层筛上的集料粒径为5-10mm；振动筛的底部用于承接粒径＜5mm的集料。

实现本发明的目的还可以通过采取如下技术方案达到：

实现本发明的一种实施方式是：在二级破碎机与干燥均化仓之间还设置筛分机；在干燥均化仓与振动筛之间还设置三级破碎机。

实现本发明的一种实施方式是：所述一级破碎机为颚式破碎机,所述二级破碎筛为齿辊破碎机,所述三级破碎机为辊压机，所述振动筛为圆振筛。

实现本发明的一种实施方式是：所述干燥均化仓，包括具有顶部开口的仓体，在仓体的侧壁上分别设有进料口和出料口；

1）在仓体的底面上沿长度或宽度方向设有若干个均匀布置的凹槽,在各个凹槽中分别设有一个风机和一个与风机的排风口连通的通风管道,在所述通风管道朝向上方的管壁上设有若干均匀布置的排风孔;

2）在仓体的顶部开口处设有透光板、使得开口封闭，在所述的透光板上嵌设有多个用于向外部排气的排气装置；

3）在仓体的顶部还设有行车装置，所述行车装置包括行车导轨、滑车装置以及安装在滑车装置上的抓斗装置；所述抓斗装置用于完成如下动作：首先抓取进料口处的原料，然后将原料均匀洒落于干燥均化仓的底面上，最后将脱水处理后的原料抓至出料口输送出去。

实现本发明的一种实施方式是：所述仓体的各个侧壁的外侧分别设有保温板。

实现本发明的一种实施方式是：所述排气装置为排气扇,所述排气扇的数量为2-10个;所有排气扇的排气总量应满足3-5个小时将仓内空气置换一次，即每个排气扇的排气速度应满足如下公式：

V=L/(N×H);

其中，V为每个排气扇的排气速度,单位为m³/小时；L为排气总量,即干燥仓的容积3-4×10⁴,单位为m³;N为排气扇的数量,即2-10个;H为排气时间，即3-5小时。

如果排气速度过快，存在能耗大，同时会导致仓内温度下降速度过快，不利于原料水分的蒸发，进而影响干燥效率。而如果排气速度太慢，水分又不能够及时被排除室内，导致仓内湿度增大，同样不利于原料水分的蒸发，进而影响干燥效率。

实现本发明的一种实施方式是：所述排风孔的直径应小于原料的最小直径。

实现本发明的一种实施方式是：所述排风孔的直径为2-4mm。在实际应用中，本发明所述原料来自经过破碎及筛分的建筑废弃物，其中，经过筛分后的原料直径为5-20mm，因此本发明将排风孔的直径控制在2-4mm，首先能够避免原料将排风孔堵住；其次，排风孔的直径设置过大的话，会导致排风管道的进风端的排风孔的流速过大，而远离进气端的排风孔的流速过小，导致排风通道上的排风孔的流速差距过大，最终会使得仓内各处的原料的干燥脱水效果不均衡。而如果排风孔的直径设置过小的话，会降低对流换热强度,导致干燥脱水效率降低。

申请人经过研究发现，当所述排风孔的直径为2-4mm时，同时，所有排气扇的排气总量满足3-5个小时将仓内空气置换一次时，干燥效果最佳。

实现本发明的一种实施方式是：所述风机为冷热风机,所有风机的排风总量与所有排气装置的排气总量相同。为了达到理想的干燥效果，应该将仓内的温度维持在40-65℃，尤其以60℃最佳。当仓内温度过高时，由冷热风机提供冷风使得温度降低到适宜的温度；当仓内过低时，由冷热风机提供热风使得温度升高到适宜的温度。

实现本发明的一种实施方式是：在所述的通风管道的上方预先铺设有一层由若干碎石块组成的垫层，碎石块的直径大于所述排风孔的直径。在抓斗装置抓取经过干燥处理后的原料时，垫层避免抓斗装置碰撞通风管道，起到保护的作用。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用了颚式破碎机、齿辊破碎机、辊压机以及两套筛分机相结合的多级破碎及筛分工序，能够分别制得多种“再生集料”，如粗骨料、细骨料、粉料等。并且首次采用高效低耗的干燥均化仓进行水分去除，节能降耗指标领先，填补国内空白，实现建筑废弃物资源化高附加值利用，产品可直接用于后续再利用，减少中间再加工环节。

2、本发明采用大跨度强化采光提高仓内的温度以及通过在仓体的侧壁设置保温层，通过冷热风机进行相应的调节，可以实现仓内温度维持在40-65℃;并且通过在物料底部通风然后从顶部排气，使得空气形成对流；通过这一系列的手段最终实现原料脱水。因此，本发明具有占地面积小，短时间内（10天）将建筑废弃物中的水分从11%降低到4%，大幅度地降低了能耗及生产成本；对比数据如下：采用本发明进行干燥，建筑废弃物中的水分从11%降低到4%，其生产成本为2元/吨，而要达到同样的效果，采用电加热干燥的生产成本为20元/吨,煤加热干燥生产成本为10元/吨。

3、本发明通过行车抓斗将物料均匀地洒落于干燥均化仓的底面上，使得各批次原料均匀分布，能够对物料进行集中脱水处理，提高处理效率，保证原料的成分均衡，提升再生物料的品质；全部采用机械化作业,降低了人工的劳动强度；在封闭的环境下进形处理，消除粉尘大、噪声大的难题,不会造成二次污染。

附图说明

图1为本发明所述的系统的工艺流程框图。

图2为本发明的干燥均化仓的侧视图。

图3为本发明的干燥均化仓的结构示意图。

其中，1、仓体;11、开口;12、进料口；13、出料口；14、侧壁；15、凹槽；2、保温板；3、风机；4、通风管道；41、排风孔；5、顶棚安装架；6、透光板；7、排气装置；8、行车装置；81、行车导轨；82、滑车装置；83、抓斗装置;9、垫层；10、原料堆积层；

101、一级破碎机；102、二级破碎机；103、筛分机；104、干燥均化仓；105、三级破碎机；106、振动筛；107、皮带输送机;108、烘干机;109、高压磨粉机。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

具体实施例：

参照图1，本实施例所述的一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，它包括一级破碎机101、二级破碎机102、干燥均化仓104、振动筛106和多个皮带输送机107;所述一级破碎机的进料端接收原料，其出料端依次通过皮带输送机107与二级破碎机102、干燥均化仓104的进料口连接，干燥均化仓的出料口与振动筛106连接;

作为优选的方案：在二级破碎机102与干燥均化仓104之间还可以设置筛分机103；在干燥均化仓104与振动筛106之间还可以设置三级破碎机105。

振动筛106为三层分级筛，其中，顶层筛上的集料粒径＞20mm，第二层筛上的集料粒径为10-20mm；第三层筛上的集料粒径为5-10mm；振动筛106的底部用于承接粒径＜5mm的集料。

所述一级破碎机101为颚式破碎机,所述二级破碎筛102为齿辊破碎机,所述三级破碎机105为辊压机，所述振动筛106为圆振筛。

建筑废弃物资源化是将废弃物转化为建材（也称为再生集料、再生建材制品）的过程，工艺流程简述如下：

分拣：建筑废弃物运送至本处理厂以后，经人工初步判断，根据种类的不同，分砖砌块、混凝土和砂浆、混合建筑废弃物三类在建筑废弃物原料堆场堆存。在建筑废弃物原料堆场中，由人工将其中的玻璃、金属、塑料以及竹木等废料分类拣出，分拣后则用装载机将如混凝土、砂浆、砖砌块等按批次，根据计划送入破碎工序进行下一步处理。

建筑废弃物由专用车辆运送到厂区后，卸入预处理车间的原料仓中，经振动筛分机后，进入颚式破碎机；破碎后用皮带输送机输送至齿辊破碎机，在颚式破碎机、齿辊破碎机破碎过程后，通过安装与皮带机上的除铁器选出金属废弃物；经齿辊破碎机后的建筑废弃物由皮带输送机输送至干燥匀化仓脱水（如建筑废弃物本身含水率较低，则直接进入辊压机），或者是经齿辊破碎机后的建筑废弃物经过筛分机筛分后，粒径＜5mm的集料经过烘干机108和高压磨粉机109后，制成粉，粒径>5mm的集料进入燥匀化仓脱水。脱水后的建筑废弃物经吊车装入辊压机破碎（如建筑物废弃物经过齿辊破碎机后粒径足够小，可不经过辊压机，直接进入圆振筛），破碎后的建筑废弃物经过皮带输送机输送至圆振筛进行筛分，振动筛为三层分级筛，经振动筛筛分后，再生集料被筛分为4种粒径集料：顶层筛上的集料粒径＞20mm，第二层筛上的集料粒径为10-20mm；第三层筛上的集料粒径为5-10mm；而粒径＜5mm的集料直接落入最底层。粒径＞20mm该部分集料将由皮带机输送至颚式破碎机次再破碎，直至小于20mm；粒径为10-20mm的集料输送至搅拌站，作为制作混凝土的原料；粒径为5-10mm经过烘干机后制成砂；粒径＜5mm的集料经过烘干机108和高压磨粉机109后，制成粉。

参照图2-3，所述干燥均化仓104，包括具有顶部开口11的仓体1，在仓体1的侧壁上分别设有进料口12和出料口13；

所述仓体1的各个侧壁14的外侧分别设有保温板2；在仓体1的底面上沿长度方向设有12个相互平行且均匀布置的凹槽15,在各个凹槽15中分别设有一个风机3和一个与风机3的排风口连通的通风管道4,在所述通风管道4朝向上方的管壁上设有若干均匀布置的排风孔41;

在仓体1的顶部开口处安装有顶棚安装架5，在顶棚安装架5上设有透光板6，在所述的透光板6上嵌设有8个用于向外部排气的排气装置7；

在仓体1的顶部还设有行车装置8，所述行车装置8包括行车导轨81、滑车装置82以及安装在滑车装置82上的抓斗装置83；所述抓斗装置83用于依次完成如下动作：首先抓取进料口处的原料，然后将原料均匀洒落于干燥均化仓的底面上，最后将脱水处理后的原料抓至出料口输送出去。

所述排气装置7为排气扇,所述排气扇的数量为8个;所有排气扇的排气总量应满足3个小时将仓内空气置换一次，即每个排气扇的排气速度应满足如下公式：

V=L/(N×H)=1250m³/小时;

其中，V为每个排气扇的排气速度,单位为m³/小时；L为排气总量,即干燥仓的容积3×10⁴,单位为m³;N为排气扇的数量,即8个;H为排气时间，即3小时。

如果排气速度过快，存在能耗大，同时会导致仓内温度下降速度过快，不利于原料水分的蒸发，进而影响干燥效率。而如果排气速度太慢，水分又不能够及时被排除室内，导致仓内湿度增大，同样不利于原料水分的蒸发，进而影响干燥效率。

所述排风孔41的直径为3mm。在实际应用中，本发明所述原料来自经过破碎及筛分的建筑废弃物，其中，经过筛分后的原料直径为5-20mm，因此本发明将排风孔41的直径控制在3mm，首先能够避免原料将排风孔堵住；其次，排风孔的直径设置过大的话，会导致排风管道的进风端的排风孔的流速过大，而远离进气端的排风孔的流速过小，导致排风通道上的排风孔的流速差距过大，最终会使得仓内各处的原料的干燥脱水效果不均衡。而如果排风孔的直径设置过小的话，会降低对流换热强度,导致干燥脱水效率降低。

所述风机3为冷热风机,所有风机3的排风总量与所有排气扇的排气总量相同。为了达到理想的干燥效果，应该将仓内的温度维持在60℃最佳。

在所述的通风管道4的上方预先铺设有一层由若干碎石块组成的垫层9，碎石块的直径大于所述排风孔41的直径。在抓斗装置抓取经过干燥处理后的原料时，垫层避免抓斗装置碰撞通风管道，起到保护的作用。

所述抓斗装置83包括座体、至少两个顶部与座体铰接的抓斗瓣、活塞杆自由端与抓斗瓣铰接的液压缸以及与滑车装置固定连接的吊装机构，所述吊装机构与座体固定连接，所述液压缸的缸体端与座体铰接，它还包括与抓斗瓣的数量相等的液压驱动机构，所述液压驱动机构设在座体外，所述液压驱动机构与液压缸缸体一体连接。在洒落原料的过程中，首先通过控制液压缸的液压驱动机构，带动抓斗瓣张开一定的角度，使得原料逐渐洒落，同时控制滑车装置沿行车导轨（横向方向）匀速滑动，当移动到导轨末端时，沿纵向将行车导轨调整到没有撒落的区域，再次驱动滑车装置匀速滑动，使得原料能够均匀地洒落于干燥均化仓的底面上，并且布满整个仓室。

本发明的干燥均化的方法，依次按以下步骤进行：

1）将建筑废弃物依次经过破碎、筛分后，得到直径为5-40mm的原料，原料的含水率为8-11%；将原料输送至干燥均化仓的进料口处；

2）通过抓斗装置抓取进料口处的原料，驱动抓斗装置的抓斗瓣使之张开，使得原料逐渐洒落，同时控制抓斗装置匀速运动，使得原料能够均匀地洒落于干燥均化仓的底面上，并且布满整个仓室;

3)重复步骤2）的操作，直到原料堆积层10的厚度达到20-60cm；

4)开启风机，通过预先设置于原料堆积层底部的通风管道进行持续通风;同时，开启设于干燥均化仓顶部的排气扇，持续将仓内的空气向外排出；

5）经过8-10天后，得到含水量为3-5%的干燥原料；然后通过抓斗装置将脱水处理后的原料抓至出料口输送出去；即完成整个的原料均化、干燥过程。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于:它包括一级破碎机、二级破碎机、干燥均化仓、振动筛和多个皮带输送机;所述一级破碎机的进料端接收原料，其出料端通过皮带输送机依次与二级破碎机、干燥均化仓连接，干燥均化仓的出料口与振动筛连接;振动筛为三层分级筛，其中，顶层筛上的集料粒径＞20mm，第二层筛上的集料粒径为10-20mm；第三层筛上的集料粒径为5-10mm；振动筛的底部用于承接粒径＜5mm的集料。

2.根据权利要求1所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于:所述干燥均化仓，包括具有顶部开口的仓体，在仓体的侧壁上分别设有进料口和出料口；

1）在仓体的底面上沿长度或宽度方向设有若干个均匀布置的凹槽,在各个凹槽中分别设有一个风机和一个与风机的排风口连通的通风管道,在所述通风管道朝向上方的管壁上设有若干均匀布置的排风孔;

2）在仓体的顶部开口处设有透光板、使得开口封闭，在所述的透光板上嵌设有多个用于向外部排气的排气装置；

3）在仓体的顶部还设有行车装置，所述行车装置包括行车导轨、滑车装置以及安装在滑车装置上的抓斗装置；所述抓斗装置用于完成如下动作：首先抓取进料口处的原料，然后将原料均匀洒落于干燥均化仓的底面上，最后将脱水处理后的原料抓至出料口输送出去。

3.根据权利要求2所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述仓体的各个侧壁的外侧分别设有保温板。

4.根据权利要求2所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述排气装置为排气扇,所述排气扇的数量为2-10个;所有排气扇的排气总量应满足3-5个小时将仓内空气置换一次，即每个排气扇的排气速度应满足如下公式：

V=L/(N×H);

其中，V为每个排气扇的排气速度,单位为m³/小时；L为排气总量,即干燥仓的容积3-4×10⁴,单位为m³;N为排气扇的数量,即2-10个;H为排气时间，即3-5小时。

5.根据权利要求2所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述排风孔的直径应小于原料的最小直径。

6.根据权利要求5所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述排风孔的直径为2-4mm。

7.根据权利要求2所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述风机为冷热风机,所有风机的排风总量与所有排气装置的排气总量相同。

8.根据权利要求2所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：在所述的通风管道的上方预先铺设有一层由若干碎石块组成的垫层，碎石块的直径大于所述排风孔的直径。

9.根据权利要求1所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：在二级破碎机与干燥均化仓之间还设置筛分机；在干燥均化仓与振动筛之间还设置三级破碎机。

10.根据权利要求1所述的节能环保的建筑废弃物资源化利用系统，其特征在于：所述一级破碎机为颚式破碎机,所述二级破碎筛为齿辊破碎机,所述三级破碎机为辊压机，所述振动筛为圆振筛。