CN105080937B - 规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置及其处理方法。破袋匀料装置置于垃圾受料斗底部出口下方，第一物料提升机入口侧置于破袋匀料装置底部出口下方，第一物料提升机出口侧位于滚筒筛分机入口上方，滚筒筛分机下方设有筛下物传送带，筛下物传送带连接到第二物料提升机的入口侧，第二物料提升机传送轮上装有磁选转毂，第二物料提升机出口侧位于破碎分选装置入口。本发明可对规模化厨房垃圾进行集中匀质纯化，大幅度提升生物质纯度，可直接用于厌氧产沼能源化利用；塑料分步分选收集，提高塑料的去除率，避免塑料袋对刀组及主轴的缠绕，提高运行稳定性；整体系统及装置结构紧凑，占地面积小，拆装方便，易于维护。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理领域，尤其是涉及了一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置及其处理方法。
背景技术
随着社会经济的发展及人民生活水平的提高，我国生活垃圾的产生量持续增加。2013年，我国城市生活垃圾清运量超过1.72亿吨，成为垃圾包围城市最严重的国家之一。目前，北京、上海等8个城市先后开展了生活垃圾分类收集试点工作，将生活垃圾分为厨房垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其他垃圾四大类。作为生活垃圾的主要成分，厨房垃圾占垃圾总量的45％～60％；因此，开发厨房垃圾资源化利用技术与设备研究具有重要现实意义。目前，国内外厨房垃圾资源化技术中厨房垃圾能源化利用技术由于能够实现厨房垃圾减量化并将生物质废物转化成清洁能源—甲烷的特点，成为国内外有机垃圾处理处置技术研究热点和发展趋势。然而，我国厨房垃圾组分复杂，其中的塑料等非生物降解性杂质高达10％～15％，如果直接进行厌氧发酵极易导致厌氧消化反应器彻底崩溃。因此，要实现我国厨房垃圾能源化利用技术首先必须突破厨房垃圾高效破碎、除杂、分选于一体的预处理成套化技术与装备的研发瓶颈。
由于发达国家及地区垃圾分类体系完善，分类后垃圾组分单一，回收处理相对简单，故很多国外垃圾预处理设备无法适用于我国组分繁杂的垃圾处理。目前，国内现有的垃圾预处理设备尚处于研发阶段，处理过程中存在破袋效果不佳、重物质对于设备磨损严重、塑料袋缠绕现象严重、生物质分离效率较低、出料粒径不均匀无法直接进行厌氧产沼等问题，限制其进一步产业化发展。因此，为实现厨房垃圾直接厌氧发酵能源化利用，满足厨房垃圾规模化集中处置的需求，研发出一套针对我国厨房垃圾特性的匀质除杂一体化系统与装置势在必行。
发明内容
为了克服背景技术中预处理或设备的缺陷，本发明的目的在于提供一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置及其处理方法，获得高纯度可直接用于厌氧产沼的生物质，以及高纯度的塑料、金属等可回收资源；同时避免物料中重物质对设备的磨损，解决塑料缠绕主轴的难题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一、一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置：
包括依次置于工段上的垃圾受料斗、破袋匀料装置、第一物料提升机、滚筒筛分机、筛下物传送带、第二物料提升机和破碎分选装置，垃圾受料斗为方形锥体斗，垃圾受料斗斜面布置有用于避免垃圾架桥的两根相反旋转的螺旋杆；破袋匀料装置置于垃圾受料斗底部出口的正下方，第一物料提升机入口侧置于破袋匀料装置底部出口的正下方，第一物料提升机出口侧位于滚筒筛分机入口正上方，滚筒筛分机正下方设有筛下物传送带，筛下物传送带连接到第二物料提升机的入口侧，第二物料提升机出口侧的传送轮上安装有用于磁性金属吸附的磁选转毂，第二物料提升机出口侧位于破碎分选装置的入口处；第一物料提升机沿传送方向间隔均布粘贴有70～90mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为300mm；第二物料提升机沿传送方向间隔均布粘贴有50～70mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为400mm；滚筒筛分机的筛筒内壁设有筛孔，筛筒内壁沿周向间隔均布焊接有6～8组螺旋方向安装的导向板，每组4片，导向板径向长度为80～100mm。
所述的破碎分选装置的顶部还安装有用于反向刮料的圆盘刀和鼓风机，圆盘刀位于破碎分选装置中的选择破碎辊筒的正上方，圆盘刀与选择破碎辊筒之间有间隙并相反旋转，鼓风机安装在圆盘刀的后方，外界空气经风管进入鼓风机，圆盘刀前方的破碎分选装置侧壁开有刮料的出口。
所述的第一物料提升机、第二物料提升机和筛下物传送带均采用皮带式输送机。
所述的筛下物传送带的转速为30～50r/min。
所述的滚筒筛分机内，筛筒的筛孔直径为80～100mm。
所述的磁选转毂包括磁盘和铁盘，磁盘和铁盘依次交替地均布套在第二物料提升机出口侧的传送轮上，第二物料提升机出口侧的传送轮为主动轮。
所述的破袋匀料装置具体采用申请日为2015.6.19、申请号为201510343033.0的发明专利申请中涉及的袋装厨房垃圾破袋匀料装置，包括有两套破袋辊筒组件、破袋刀齿和导轨避让机构，袋装厨房垃圾破袋匀料装置底部中间设有物料收集斗，侧面设有塑料收集口；两套破袋辊筒组件同向差速旋转，转速分别为10～15r/min和30～50r/min。
二、一种规模化厨房垃圾一体化处理方法，其特征在于：
垃圾由垃圾受料斗进入破袋匀料装置进行破袋处理，破袋刀齿上缠绕的塑料袋在破袋辊筒组件运动至破袋匀料装置侧方的塑料收集口，塑料袋内的垃圾混合物料经破袋匀料装置底部的物料收集斗掉落至第一物料提升机；第一物料提升机破袋后的垃圾混合物料提升至滚筒筛分机进行筛分，滚筒筛分机通过导向板和筛孔打散、翻滚及输送分选出垃圾混合物料中的大件物料和小件物料，大件物料从滚筒筛分机筛筒的末端实现直接回收再利用，小件物料从筛筒的筛孔中掉落到筛下物传送带；筛下物传送带将筛分选后的垃圾物料传送至第二物料提升机底部，再由第二物料提升机将物料向上输送至破碎分选装置，经过第二物料提升机顶部的磁选转毂时磁性金属被吸附去除，最终由破碎分选装置进行垃圾物料的完全破碎、匀质、除杂。
所述的第一物料提升机、第二物料提升机和筛下物传送带均采用皮带式输送机。
所述的筛下物传送带的转速为30～50r/min。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明可对规模化厨房垃圾进行集中匀质纯化，大幅度提升生物质纯度，可直接用于厌氧产沼能源化利用。
本发明采用塑料分步分选收集，提高塑料的去除率，避免塑料袋对刀组及主轴的缠绕，提高运行稳定性。
本发明的整体系统及装置结构紧凑，占地面积小，拆装方便，易于维护。
附图说明
图1是本发明装置的整体结构示意图。
图2是垃圾受料斗俯视图。
图3是破袋匀料装置示意图。
图4是滚筒筛分机示意图。
图5是滚筒筛分机导向板布置展开图。
图6是筛筒筛孔布置展开图。
图7是磁选转毂示意图。
图8是破碎分选装置俯视图。
图9是破碎分选装置上半段正视图。
图中：1、垃圾受料斗，2、破袋匀料装置，3、第一物料提升机，4、滚筒筛分机，5、筛下物传送带，6、第二物料提升机，7、磁选转毂，8、破碎分选装置，1-1、螺旋杆，2-1、破袋辊筒组件，2-2、破袋刀齿，2-3、塑料收集口，2-4、导轨避让机构，2-5、物料收集斗，4-1、筛筒，4-2、筛孔，4-3、导向板，7-1、磁盘，7-2、铁盘，8-1、鼓风机，8-2、风管，8-3、圆盘刀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，包括置于工段最后的破碎分选装置8，还包括依次置于工段上的垃圾受料斗1、破袋匀料装置2、第一物料提升机3、滚筒筛分机4、筛下物传送带5和第二物料提升机6，垃圾受料斗1为方形锥体斗，垃圾受料斗1斜面布置有用于避免垃圾架桥的两根相反旋转的螺旋杆1-1，如图2所示；破袋匀料装置2置于垃圾受料斗1底部出口的正下方，第一物料提升机3入口侧置于破袋匀料装置2底部出口的正下方，第一物料提升机3出口侧位于滚筒筛分机4入口正上方，滚筒筛分机4正下方设有筛下物传送带5，筛下物传送带5连接到第二物料提升机6的入口侧，第二物料提升机6出口侧的传送轮上安装有用于磁性金属吸附的磁选转毂7，第二物料提升机6出口侧位于破碎分选装置8的入口处；
第一物料提升机3沿传送方向间隔均布粘贴有70～90mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为300mm；第二物料提升机6沿传送方向间隔均布粘贴有50～70mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为400mm；如图6所示，滚筒筛分机4的筛筒4-1内壁设有筛孔4-2，如图5所示，筛筒4-1内壁沿周向间隔均布焊接有6～8组螺旋方向安装的导向板4-3，每组4片，导向板4-3径向长度为80～100mm。
如图8、图9所示，破碎分选装置8的顶部还安装有用于反向刮料的圆盘刀8-3和鼓风机8-1，圆盘刀8-3位于破碎分选装置8中的选择破碎辊筒的正上方，圆盘刀8-3与选择破碎辊筒之间有间隙并相反旋转，鼓风机8-1安装在圆盘刀8-3的后方，外界空气经风管8-2进入鼓风机8-1，圆盘刀8-3前方的破碎分选装置8侧壁开有刮料的出口。
如图1所示，第一物料提升机3、第二物料提升机6和筛下物传送带5均采用皮带式输送机。
如图1所示，筛下物传送带5的转速为30～50r/min。
滚筒筛分机4如图4所示，滚筒筛分机4内，筛筒4-1上间隔密布的筛孔4-2直径为80～100mm。
如图7所示，磁选转毂7包括磁盘7-1和铁盘7-2，磁盘7-1和铁盘7-2依次交替地均布套在第二物料提升机6出口侧的传送轮上，第二物料提升机6出口侧的传送轮为主动轮。
如图3所示，破袋匀料装置2具体采用申请号为201510343033.0的发明专利申请中涉及的袋装厨房垃圾破袋匀料装置，包括有两套破袋辊筒组件2-1、破袋刀齿2-2和导轨避让机构2-4，袋装厨房垃圾破袋匀料装置底部中间设有物料收集斗2-5，侧面设有塑料收集口2-3；两套破袋辊筒组件2-1同向差速旋转，转速分别为10～15r/min和30～50r/min。
如图1所示，垃圾由垃圾受料斗1进入破袋匀料装置2进行破袋处理，破袋刀齿2-2上缠绕的塑料袋在破袋辊筒组件2-1运动至破袋匀料装置2侧方的塑料收集口2-3，塑料袋内的垃圾混合物料经破袋匀料装置2底部出口物料收集斗2-5掉落至第一物料提升机3；第一物料提升机3破袋后的垃圾混合物料提升至滚筒筛分机4进行筛分，滚筒筛分机4通过导向板4-3和筛孔4-2打散、翻滚及输送分选出垃圾混合物料中的大件物料和小件物料，大件物料从滚筒筛分机4筛筒4-1的末端提取，小件物料从筛筒4-1的筛孔4-2中掉落到筛下物传送带5；筛下物传送带5将筛分选后的垃圾物料传送至第二物料提升机6底部，再由第二物料提升机6将物料向上输送至破碎分选装置8，经过第二物料提升机6顶部的磁选转毂7时磁性金属被吸附去除，最终由破碎分选装置8进行垃圾物料的完全破碎、匀质、除杂。
本发明的工作原理和方法的具体过程如下：
如图1所示，收集的袋装厨房垃圾通过垃圾受料斗1掉落至破袋匀料装置2上方，经过两套破袋辊筒组件2-1同向差速旋转，将厨房垃圾破袋，打散，透过物料收集斗2-5掉落至第一物料提升机3上；缠绕在破袋刀齿2-2上的塑料随着破袋辊筒组件2-1的旋转至塑料收集口2-3脱落，分离，分选塑料量达3％～5％。同时破袋匀料装置2经导轨避让机构2-4，将硬物质保持原有粒径透过避免装置卡死。
打散后物料经第一物料提升机3进入滚筒筛分机4中，导向板4-3随筛筒4-1低速旋转，将物料打散、翻滚及输送，粒径小于筛孔4-2直径的物料掉落至筛下物传送带5上，进入下一工段；粒径大于筛孔4-2直径的物料逐步向前输送，至筛筒4-1末端收集，分选的物料主要包括大件垃圾、塑料、金属、纺织物等，去除塑料率达4％～6％。
经筛下物传送带5的传送，物料经第二物料提升机6逐步提升，提升至顶端，在磁选转毂7的作用下，将物料中的磁性金属杂质吸附，输送至第二物料提升机6下端收集。其他物料进入破碎分选装置8。在反向刮料圆盘刀8-3与鼓风机8-1的作用下将破碎刀上缠绕的塑料去除，经风管8-2吹出去除。
剩余物料在破碎分选装置8中实现生物质匀质纯化、重物质分离、轻物质分离，整套系统生物质纯化率达99％以上，重物质与塑料等轻物质基本完全去除。
由此可见，本发明实现了对规模化厨房垃圾进行集中匀质纯化，可大幅度提升生物质纯度，有效去除了塑料袋对刀组及主轴的缠绕，提高了塑料的去除率；结构紧凑，拆装方便，易于维护，可直接用于厌氧产沼能源化利用，技术效果显著突出。
Claims (8)
1.一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置，包括置于工段最后的破碎分选装置(8)，其特征在于：还包括依次置于工段上的垃圾受料斗(1)、破袋匀料装置(2)、第一物料提升机(3)、滚筒筛分机(4)、筛下物传送带(5)和第二物料提升机(6)，垃圾受料斗(1)为方形锥体斗，垃圾受料斗(1)斜面布置有用于避免垃圾架桥的两根相反旋转的螺旋杆(1-1)；破袋匀料装置(2)置于垃圾受料斗(1)底部出口的正下方，第一物料提升机(3)入口侧置于破袋匀料装置(2)底部出口的正下方，第一物料提升机(3)出口侧位于滚筒筛分机(4)入口正上方，滚筒筛分机(4)正下方设有筛下物传送带(5)，筛下物传送带(5)连接到第二物料提升机(6)的入口侧，第二物料提升机(6)出口侧的传送轮上安装有用于磁性金属吸附的磁选转毂(7)，第二物料提升机(6)出口侧位于破碎分选装置(8)的入口处；
第一物料提升机(3)沿传送方向间隔均布粘贴有70～90mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为300mm；第二物料提升机(6)沿传送方向间隔均布粘贴有50～70mm高度的提升导条，提升导条之间的间距为400mm；滚筒筛分机(4)的筛筒(4-1)内壁设有筛孔(4-2)，筛筒(4-1)内壁沿周向间隔均布焊接有6～8组螺旋方向安装的导向板(4-3)，每组4片，导向板(4-3)径向长度为80～100mm；
所述的破碎分选装置(8)的顶部还安装有用于反向刮料的圆盘刀(8-3)和鼓风机(8-1)，圆盘刀(8-3)位于破碎分选装置(8)中的选择破碎辊筒的正上方，圆盘刀(8-3)与选择破碎辊筒之间有间隙并相反旋转，鼓风机(8-1)安装在圆盘刀(8-3)的后方，外界空气经风管(8-2)进入鼓风机(8-1)，圆盘刀(8-3)前方的破碎分选装置(8)侧壁开有刮料的出口；
所述的破袋匀料装置(2)包括有两套破袋辊筒组件(2-1)、破袋刀齿(2-2)和导轨避让机构(2-4)，破袋匀料装置底部中间设有物料收集斗(2-5)，侧面设有塑料收集口(2-3)；两套破袋辊筒组件(2-1)同向差速旋转，转速分别为10～15r/min和30～50r/min。
2.根据权利要求1所述的一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置，其特征在于：所述的第一物料提升机(3)、第二物料提升机(6)和筛下物传送带(5)均采用皮带式输送机。
3.根据权利要求1所述的一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置，其特征在于：所述的筛下物传送带(5)的转速为30～50r/min。
4.根据权利要求1所述的一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置，其特征在于：所述的滚筒筛分机(4)内，筛筒(4-1)的筛孔(4-2)直径为80～100mm。
5.根据权利要求1所述的一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置，其特征在于：所述的磁选转毂(7)包括磁盘(7-1)和铁盘(7-2)，磁盘(7-1)和铁盘(7-2)依次交替地均布套在第二物料提升机(6)出口侧的传送轮上，第二物料提升机(6)出口侧的传送轮为主动轮。
6.应用于权利要求1～5任一所述装置的一种规模化厨房垃圾一体化处理方法，其特征在于：垃圾由垃圾受料斗(1)进入破袋匀料装置(2)进行破袋处理，破袋刀齿(2-2)上缠绕的塑料袋在破袋辊筒组件(2-1)运动至破袋匀料装置(2)侧方的塑料收集口(2-3)，塑料袋内的垃圾混合物料经破袋匀料装置(2)底部物料收集斗(2-5)掉落至第一物料提升机(3)；将第一物料提升机(3)破袋后的垃圾混合物料提升至滚筒筛分机(4)进行筛分，滚筒筛分机(4)通过导向板(4-3)和筛孔(4-2)打散、翻滚及输送分选出垃圾混合物料中的大件物料和小件物料，大件物料从滚筒筛分机(4)筛筒(4-1)的末端提取，小件物料从筛筒(4-1)的筛孔(4-2)中掉落到筛下物传送带(5)；筛下物传送带(5)将筛分选后的垃圾物料传送至第二物料提升机(6)底部，再由第二物料提升机(6)将物料向上输送至破碎分选装置(8)，经过第二物料提升机(6)顶部的磁选转毂(7)时磁性金属被吸附去除，最终由破碎分选装置(8)进行垃圾物料的完全破碎、匀质、除杂。
7.根据权利要求6所述的一种规模化厨房垃圾一体化处理方法，其特征在于：所述的第一物料提升机(3)、第二物料提升机(6)和筛下物传送带(5)均采用皮带式输送机。
8.根据权利要求6所述的一种规模化厨房垃圾一体化处理方法，其特征在于：所述的筛下物传送带(5)的转速为30～50r/min。
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| US5649785A (en) * | 1993-03-03 | 1997-07-22 | Djerf; Tobin | Method of treating solid waste, recovering the constituent materials for recycling and reuse, and producing useful products therefrom |
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| CN204953518U (zh) * | 2015-08-27 | 2016-01-13 | 浙江大学 | 一种规模化厨房垃圾匀质除杂一体化装置 |
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2015
- 2015-08-27 CN CN201510535773.4A patent/CN105080937B/zh active Active
Patent Citations (5)
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