CN105600791A - 一种综合利用建筑垃圾的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综合利用建筑垃圾的方法和装置，过程为：a：将建筑垃圾收集、破碎；b:利用电磁分离法除去铁质杂质，重力分离法除去生活垃圾等杂质；c:粉碎、研磨；d:垃圾细粉经旋风预热器到间壁回转窑炉膛加热得到氧化物的混合物；e:分解后的氧化物的混合物进入水冷池冷却；f:分解后混合液过滤分离，g:滤液与二氧化碳进行碳化反应，制得轻钙，滤渣作耐火材料的原料。装置包括破碎机、电磁分离器、重力分离器、粉碎研磨机、旋风预热器、间壁回转窑、水气分离器、水冷池、过滤器、耐火材料、仓碳化反应器、碳粉仓、余热发电单元和空分机。本发明有效将建筑垃圾的各种可利用成分分开，充分利用可利用资源，减少建筑垃圾对大自然的污染，减少和避免占用耕地。

Description

一种综合利用建筑垃圾的方法和装置

技术领域

本发明属于垃圾处理及回收利用技术领域，涉及一种综合利用建筑垃圾的方法和装置。

背景技术

随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。截至2011年，中国城市固体生活垃圾存量已达70亿吨，可推算建筑垃圾总量为21亿至28亿吨，每年新产生建筑垃圾超过3亿吨。如采取简单的堆放方式处理，每年新增建筑垃圾的处理都将占1.5亿至2亿平方米用地。绝大部分建筑垃圾未经任何处理，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地费、垃圾清运费等建设经费，同时，清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染。

建筑垃圾并不是真正的垃圾，而是放错了地方的"黄金"，建筑垃圾经分拣、剔除或粉碎后，可以作为再生资源重新利用。现有技术的建筑垃圾处理和利用方法限于废弃物经分拣、剔除或粉碎，作为再生资源重新利用如：废钢筋、废铁丝、废电线和各种废钢配件等金属，用于砌筑砂浆、抹灰砂浆、打混凝土垫层等，或用于制作砌块、铺道砖、花格砖等建材制品。建筑垃圾深层次的综合利用尚待开发研究。

发明内容

本发明提供一种综合利用建筑垃圾的方法，经过分离和煅烧，有效分离建筑垃圾中的可再生利用成分，充分利用可利用资源，减少对大自然的污染，保护耕地免遭破坏。本发明的另一目的是提供一种实现上述综合利用建筑垃圾的方法的装置。

本发明的技术方案是：综合利用建筑垃圾的方法，过程为：

a:将建筑垃圾收集、破碎；

b:利用电磁分离法除去铁质杂质，然后利用重力分离法除去生活垃圾；

c:分离后的建筑垃圾进行粉碎、研磨，研磨细粉粒度为80～400目；

d:研磨后的垃圾细粉经旋风预热器进入间壁回转窑（5）炉膛加热，加热温度为2000～2200℃，使建筑垃圾高温分解，得到氧化物的混合物；生活垃圾进入间壁回转窑的环形空间进行碳化处理；

e:分解后氧化物的混合物进入水冷池（6）进行快速冷却，得到氢氧化钙溶液和不溶沉淀物；使之不能重新形成硅酸钙。

f:对步骤⑸冷却分解后混合液进行过滤分离；

g:过滤出的氢氧化钙滤液与二氧化碳进行碳化反应，得到轻质碳酸钙；过滤得到的滤渣Sio₂及Mgo作耐火材料的原料。

碳化处理后的气体通过水气分离器进行水气分离，分出的可燃性气体作燃料碳化处理后的碳化物进入碳粉仓，用作燃料，分出的水分用作蒸汽锅炉用水。步骤e中氧化物的混合物冷却过程产生的蒸汽通过换热方式发生纯净蒸汽，用发生的纯净蒸汽发电。用纯净蒸汽发的电作动力，通过空分机分离空气，分出的氧气作间壁回转窑的助燃气体。

综合利用建筑垃圾的装置，包括破碎机、电磁分离器、重力分离器、粉碎研磨机和生活垃圾仓。破碎机、电磁分离器、重力分离器、粉碎研磨机依次连接，电磁分离器设有金属出口，重力分离器的轻物料出口与生活垃圾仓连接。装置还设有间壁回转窑、水冷池、过滤器、耐火材料仓和碳化反应器，重力分离器的重物料出口连接到间壁回转窑的窑膛，生活垃圾仓连接到间壁回转窑的环形物料通道。间壁回转窑的窑膛通过窑头罩连接到水冷池，水冷池出口与过滤器连接，过滤器的滤液出口连接到碳化反应器，滤渣出口连接到耐火材料仓。

间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环和外环构成，内环的中心为窑膛，内环和外环之间为环形物料通道，环形物料通道设有支撑耐材,窑膛的内材质为自熔性耐火材料。间壁回转窑设有加料环和出料环，加料环上设有分解气体出口。生活垃圾仓通过加料口连接到环形物料通道，环形物料通道通过出料口连接到碳化物燃料仓。装置设有水气分离器，分解气体出口连接到水气分离器。水气分离器的气体出口连接到油气分离器，水气分离器水出口连接到余热锅炉，用作发生蒸汽用水。油气分离器的气体出口连接到间壁回转窑的烧嘴，油出口连接到化工厂。装置设有余热发电单元，余热发电单元设有余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组，余热锅炉设有换热蒸汽发生器。水冷池的蒸汽出口通过换热器与余热锅炉连接，蒸汽发生器连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组轴连接。装置设有空分机，发电机组与空分机电路连接。空分机的氧气出口连接到间壁回转窑烧嘴的助燃气体入口。所述回转窑内壁为自熔性耐火材料，所述耐火材料为MgO、Al₂O₃、SiO₂或其它金属氧化物或非金属氧化物与其它辅助物质的混合物。

本发明综合利用建筑垃圾的方法通过建筑垃圾的破碎、电磁分离、重力分离、研磨、煅烧和过滤过程，将建筑垃圾的各种可再生利用成分分开，再经加工处理，使自然资源有效的循环利用，充分利用可利用资源，减少了建筑垃圾对大自然的污染，保护耕地免遭占用和破坏。本发明的综合利用建筑垃圾的装置为建筑垃圾的处理和综合利用创造了必要的条件。

附图说明

图1为本发明综合利用建筑垃圾装置的流程示意图；

图2为间壁回转窑的截面示意图；

图3为自熔性耐材层的示意图；

其中：

1—破碎机、2—电磁分离器、3—重力分离器、4—粉碎研磨机、5—间壁回转窑、51—自熔性耐材层、6—水冷池、7—余热发电单元、8—过滤器、9—耐火材料仓、10—碳化反应器、11—空分机、12—生活垃圾仓、13—水气分离器、14—外环、15—环形物料通道、16—耐材支撑、17—窑膛、18—内环、19—-旋风预热器、20—碳粉仓、21—油气分离器、22—化工厂。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明综合利用建筑垃圾的装置如图1所示，包括破碎机1、电磁分离器2、重力分离器3、粉碎研磨机4、旋风预热器19、间壁回转窑5、水冷池6、过滤器8、耐火材料仓9、碳化反应器10、碳粉仓20、生活垃圾仓12，余热发电单元7、空分机所述破碎机11、油气分离器21、化工厂22和水气分离器13。电磁分离器、重力分离器、粉碎研磨机、旋风预热器依次连接，电磁分离器设有金属出口，重力分离器的轻物料出口与生活垃圾仓连接。如图2所示，间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环18和外环14构成，内环的中心为窑膛17，内环和外环之间为环形物料通道15，环形物料通道设有支撑耐材16,窑膛的内材质为自熔性耐火材料。自熔性耐材层51的耐火材料为MgO、Al₂O₃、SiO₂或其它金属氧化物或非金属氧化物与其它辅助物质的混合物。重力分离器的重物料出口连接到间壁回转窑的窑膛，生活垃圾仓连接到间壁回转窑的环形物料通道。间壁回转窑的窑膛通过窑头罩连接到水冷池，水冷池出口与过滤器连接，过滤器的滤液出口连接到碳化反应器，滤渣出口连接到耐火材料仓。间壁回转窑设有加料环和出料环，加料环上设有分解气体出口。生活垃圾仓通过加料口连接到环形物料通道15，环形物料通道通过出料口连接到碳化物燃料仓。水气分离器的气体出口连接到油气分离器21，水气分离器水出口连接到余热锅炉。油气分离器的气体出口连接到间壁回转窑的烧嘴，油出口连接到化工厂22。分解气体出口连接到水气分离器，水气分离器的气体出口连接到间壁回转窑的烧嘴作燃料，水气分离器水出口连接到余热锅炉，用作发生蒸汽用水。余热发电单元设有余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组，余热锅炉设有换热蒸汽发生器。水冷池的蒸汽出口通过换热器与余热锅炉连接，蒸汽发生器连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组轴连接。发电机组与空分机电路连接；所述空分机的氧气出口连接到间壁回转窑烧嘴的助燃气体入口。

本发明综合利用建筑垃圾的方法，过程为：

a:将建筑垃圾收集、破碎；

b:利用电磁分离法除去铁质杂质，然后利用重力分离法除去生活垃圾；

c:分离后的建筑垃圾进行粉碎、研磨，研磨细粉粒度为80～400目；

d:研磨后的垃圾细粉经旋风预热器进入间壁回转窑5炉膛加热，加热温度为2000～2200℃，使建筑垃圾高温分解，得到氧化物的混合物；生活垃圾进入间壁回转窑的环形空间进行碳化处理；碳化处理后的气体通过水气分离器进行水气分离，分出的可燃性气体作燃料碳化处理后的碳化物作燃料，分出的水分用作蒸汽锅炉用水；

e:分解后氧化物的混合物进入水冷池6进行快速冷却，得到氢氧化钙溶液和不溶沉淀物，使之不能重新形成硅酸钙；氧化物的混合物冷却过程产生的蒸汽通过换热方式发生蒸汽，用发生的蒸汽发电；

f:对步骤e冷却分解后混合液进行过滤分离；

g:过滤出的氢氧化钙滤液与二氧化碳进行碳化反应，得到轻质碳酸钙；过滤得到的滤渣Sio₂、Mgo、Al₂O₃作耐火材料的原料。

用蒸汽发的电作动力，通过空分机11分离空气，分出的氧气作间壁回转窑的助燃气体。

随着工业化和城镇化的发展，建筑垃圾越来越多，造成环境污染和资源浪费。采用本建筑垃圾的处理方法有效的保护了环境，使资源有效的循环利用，保护耕地免遭破坏。

Claims (11)

1.一种综合利用建筑垃圾的方法，过程为：

a:将建筑垃圾收集、破碎；

b:利用电磁分离法除去铁质杂质，然后利用重力分离法除去生活垃圾；

c:分离后的建筑垃圾进行粉碎、研磨，研磨细粉粒度为30～500目；

d:研磨后的垃圾细粉经旋风预热器进入间壁回转窑（5）炉膛加热，加热温度为1800～2500℃，使建筑垃圾高温分解，得到氧化物的混合物；生活垃圾进入间壁回转窑的环形空间进行碳化处理；

e:分解后氧化物的混合物进入水冷池（6）进行快速冷却，得到氢氧化钙溶液和不溶沉淀物；

f:对步骤e冷却分解后混合液进行过滤分离；

g:过滤出的氢氧化钙滤液与二氧化碳进行碳化反应，得到轻质碳酸钙；过滤得到的滤渣Sio₂、Mgo、Al₂O₃作耐火材料的原料。

2.根据权利要求1所述的综合利用建筑垃圾的方法，其特征是：所述碳化处理后的气体通过水气分离器进行水气分离，分出的可燃性气体作燃料，碳化处理后的碳化物作燃料，分出的水分用作蒸汽锅炉用水。

3.根据权利要求1所述的综合利用建筑垃圾的方法，其特征是：所述步骤e中氧化物的混合物冷却过程产生的蒸汽通过换热方式发生纯净蒸汽，用发生的纯净蒸汽发电。

4.根据权利要求3所述的综合利用建筑垃圾的方法，其特征是：用蒸汽发的电作动力，通过空分机（11）分离空气，分出的氧气作间壁回转窑的助燃气体。

5.一种综合利用建筑垃圾的装置，包括破碎机（1）、电磁分离器（2）、重力分离器（3）、粉碎研磨机（4）和生活垃圾仓（12），所述破碎机、电磁分离器、重力分离器、粉碎研磨机依次连接，所述电磁分离器设有金属出口，所述重力分离器的轻物料出口与生活垃圾仓连接；其特征是：所述装置还设有间壁回转窑（5）、水冷池（6）、过滤器（8）、耐火材料仓（9）和碳化反应器（10），所述重力分离器的重物料出口连接到间壁回转窑的窑膛，所述生活垃圾仓连接到间壁回转窑的环形物料通道；所述间壁回转窑的窑膛通过窑头罩连接到水冷池，水冷池出口与过滤器连接，过滤器的滤液出口连接到碳化反应器，滤渣出口连接到耐火材料仓。

6.根据权利要求1所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环（18）和外环（14）构成，内环的中心为窑膛（17），内环和外环之间为环形物料通道（15），所述环形物料通道设有支撑耐材（16）。

7.根据权利要求6所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述间壁回转窑设有加料环和出料环，加料环上设有分解气体出口；所述生活垃圾仓通过加料口连接到环形物料通道（15），环形物料通道通过出料口连接到碳化物燃料仓。

8.根据权利要求7所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述装置设有水气分离器（13），所述分解气体出口连接到水气分离器；所述水气分离器的气体出口连接到油气分离器（21），水气分离器水出口连接到余热锅炉；所述油气分离器的气体出口连接到间壁回转窑的烧嘴，油出口连接到化工厂（22）。

9.根据权利要求5所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述装置设有余热发电单元（7），所述余热发电单元设有余热锅炉、蒸汽轮机和发电机组，余热锅炉设有换热蒸汽发生器；所述水冷池的蒸汽出口通过换热器与余热锅炉连接，所述蒸汽发生器连接到蒸汽轮机，蒸汽轮机与发电机组轴连接。

10.根据权利要求9所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述装置设有空分机（11），所述发电机组与空分机电路连接；所述空分机的氧气出口连接到间壁回转窑烧嘴的助燃气体入口。

11.根据权利要求10所述的综合利用建筑垃圾的装置，其特征是：所述回转窑内壁为自熔性耐火材料，所述耐火材料为MgO、Al₂O₃、SiO₂或其它金属氧化物或非金属氧化物与其它辅助物质的混合物。