CN107716524A - 一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法 - Google Patents
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Abstract
针对现有生活垃圾燃烧发电投资大的缺陷，为了满足中小城市及时将生活垃圾处理再利用，本发明提出一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法。技术点是将生活垃圾收集后与多孔无机物、塑化剂、淀粉酶在密炼机中常温密炼塑化，使多孔无机物分散固定垃圾中的有机质，并固定异味挥发，然后送入螺杆挤出机，利用螺杆挤出机的剪切塑化使有机质剩菜、菜叶等塑化，并利用真空口收集挥发气体，经挤压造粒得到颗粒，用于土壤改良剂。其显著的优势是适合单机操作，对分散的生活垃圾即使处理，处理过程前期采用了多孔无机物对氨气、硫化氢、磷化氢等垃圾异味固定，后期螺杆机中集中从螺杆机的真空口收集挥发气体，大幅降低回收中对环境的污染，使生活垃圾高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾的处理技术，尤其涉及一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法。
背景技术
伴随城市化进程的加快，城市生活垃圾的大量增加，使垃圾处理越来越困难，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。在城市垃圾产量不断增加的同时，生活垃圾的分类，回收和处理能力与水平发展相对滞后，也就是生活垃圾处理技术非常薄弱，因此生活垃圾处理的技术的适用性成为解决生活垃圾的一个非常重要的问题。目前人们对生活垃圾的回收主要是通过烘干、破碎、筛选后用于燃料燃烧发电。存在的问题是投资大，需要有持续稳定的垃圾供应。而在一些小城市，难以有持续的规模化垃圾供应燃烧发电，垃圾发电厂经常需要停产，等垃圾积累到一定量后再复产，这对垃圾发电投资极为不利，也是目前部分垃圾发电厂效益底下的症结所在。
为了解决这些生活垃圾的污染问题，很多技术人员提出了相关的技术方案。中国专利申请CN201110211267.1，“一种厨余垃圾处理机”公开一种厨余垃圾处理机，包括落料装置、粉碎装置和储料装置，其特征是，还包括混合装置，所述混合装置包括长螺杆机构和设于长螺杆机构上方的发酵粉投料装置，长螺杆机构包括螺杆腔、安装于螺杆腔中的长螺杆和驱动螺杆运动的马达电机；螺杆腔的上方开设有落料口和投料口，下方开设有固体垃圾排出口；螺杆腔的部分底面为过滤结构；所述储料装置包括储料容器，储料容器的底部设有保温加热器和温度感应器。该发明厨余垃圾处理机，使固体、液体垃圾混合物在搅拌和加热保温双重作用下，得以持续、快速地进行水解发酵过程，将垃圾转化制成有机肥料。但是，该发明直接将厨余垃圾进行粉碎处理后经发酵过程得到生物有机肥料，处理过程中产生的污水、废气依旧会直接进入环境中，造成环境污染。而且，该方法制得的有机肥料养分容易流失，造成浪费。
中国专利申请CN201110387700.7“一种城市垃圾处理方法”，面对我国在垃圾收集方面的不足，以及现实地针对高湿混合垃圾的客观性，提供一个综合处理的资源化无害化减量化方法；包括挑选和处理两个工序；挑选，是将明显大件的固形块状垃圾挑选出来，可燃物的作为工厂热源燃料，不可燃的作可利用物回收或废弃物填埋处理，另外将剩下的占垃圾总量80％以上的垃圾作以下处理：(1)脱水干燥，在温度180℃左右条件下对垃圾作脱水干燥处理，达到塑料袋熔点使其碎开，袋中垃圾暴露，(2)施加碱木质素混合搅拌干燥，(3)装料(4)热压塑化处理，使物料密度达0.9～1.4g/cm3；(5)锯切，出料后经锯切成要求规格堆叠；(6)炭化，将堆叠物料炭化，并对挥发物作冷凝收集利用，完全炭化后冷却成炭。该发明是一种常见的回收利用生活垃圾的方法，该方法在处理大宗的生活垃圾较为经济划算，对于小规模的生活垃圾来说，实用性并不强。而且，未能有效的处理在垃圾处理过程中产生的废水、废气等。
综上所述，现有的生活垃圾的处理技术多种多样，普遍的方法是将生活垃圾回收利用制备成为肥物或炭制品。但是，又都存在共同的缺陷：一方面，现有方法更适用于大规模的垃圾处理，对于小规模垃圾处理来说显得产能过剩。另一方面，现有的生活垃圾回收、处理工艺大多忽略了处理过程中挥发的毒害气体的污染问题，导致类似于氨气、硫化氢、磷化氢等气体进入空气中，不仅污染环境，而且有损人体健康。
发明内容
针对上述现有生活垃圾处理技术存在的各方面的不足，本发明旨在提供一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法。
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾与多孔无机物在高速混合机中以600-1200rpm的转速混和分散10-25min，得到预固定物；然后加入塑化剂、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为40~50份，塑化剂为15~30份、淀粉酶为0.5~2份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化15-25min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入螺杆挤出机，调整挤出机温度100-120℃，挤出机转速为400-800rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
更进一步，步骤一中增加沥水步骤，即将收集的生活垃圾沥水至无明显自由水流出时再进行与多孔无机物搅拌混匀及加入料等其他工序。
更进一步的，上述的步骤一中所述的多孔无机物为硅藻土、沸石粉、膨润土、膨胀珍珠岩中的一种或几种的任意比例组合物。生活垃圾与多孔无机物以质量比100:5-10配合，较佳的使生活垃圾固定。
更进一步，步骤一中所述增塑剂为油渣、尿素、三乙醇胺中的至少一种。
更进一步的，在步骤三过程中所述的螺杆挤出机设置排气口，与集气装置联通，用于收集在挤压过程中生活垃圾逸出的氨气、硫化氢、磷化氢等污染、毒害性气体。
更进一步的，步骤三过程中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通。而且，在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
更进一步的，步骤三所述的螺杆挤出机为锥形螺杆机。
如上所述的技术方案，技术要点可以总结为：将生活垃圾收集后与多孔无机物（硅藻土、沸石粉、膨润土、膨胀珍珠岩等）、塑化剂、淀粉酶在密炼机中常温密炼塑化，使多孔无机物分散并固定垃圾中的有机质，赋予垃圾加工塑性，然后分散混合物送入螺杆挤出机，利用螺杆挤出机的剪切塑化使生活垃圾中的有机物质塑化，同时利用真空口收集挤压塑化过程中挥发的气体；塑化定型后的块状固体生活垃圾经挤压、造粒得到颗粒为有机质，是一种良好的土壤改良剂。从而完成生活垃圾的清洁回收处理过程。
本发明一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，与现有技术相比，具有以下显著的有益效果：
（1）本发明方法适合单机操作，对分散的生活垃圾及时处理，处理过程前期采用了多孔无机物对氨气、硫化氢、磷化氢等垃圾异味固定，后期螺杆机中集中从螺杆机的真空口收集挥发气体，大幅降低回收中对环境的污染，使生活垃圾高效利用。
（2）本发明使生活垃圾高附加值利用，得到的颗粒是一种优良的土壤改良剂。
附图说明
为进一步明确本发明提供的利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，通过附图进行说明。
图1是本发明所采用技术方案的流程简图，其中：
（1）生活垃圾沥水：将收集的生活垃圾沥水至无明显自由水流出，等同于干燥过程。
（2）加入多孔无机物分散、混匀及加入淀粉酶和塑化剂：将收集到的生活垃圾与多孔无机物用机械方式搅拌混匀；然后加入塑化剂、淀粉酶。
（3）常温密炼塑化：将制备的混合物转移至密炼机，在常温条件下进行密炼塑化工艺，初步塑化。
（4）螺杆挤出机挤压：利用螺杆挤出装置将初步塑化物挤压，进一步塑化定型。
（5）真空集气：在螺杆挤出机构设置真空口与真空集气装置联通，用于收集在挤压过程中生活垃圾逸出的氨气、硫化氢、磷化氢等污染、毒害性气体。
图2是本发明实施中所采用的螺杆挤出机简图，其中：1.出料口；2.电机；3.螺杆；4.进料口；5.进料口密封盖；6.透气滤网；7.排气口；8.集气腔；9. 透气滤网。
具体实施方式
通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾沥水后与多孔无机物硅藻土以质量比100:5在高速混合机中以600rpm的转速混和分散15min，得到预固定物；然后加入塑化剂油渣、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为50份，塑化剂为30份、淀粉酶为2份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化15min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入锥形螺杆挤出机，调整挤出机温度100℃，挤出机转速为400rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
实施例2
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾沥水后与多孔无机物膨润土以质量比100:10在高速混合机中以1000rpm的转速混和分散25min，得到预固定物；然后加入塑化剂尿素、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为40份，塑化剂为15份、淀粉酶为1份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化25min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入锥形螺杆挤出机，调整挤出机温度100℃，挤出机转速为400rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
本步骤中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通。而且，在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
实施例3
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾沥水后与多孔无机物沸石粉以质量比100:-10在高速混合机中以600rpm的转速混和分散15min，得到预固定物；然后加入塑化剂三乙醇胺、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为50份，塑化剂为30份、淀粉酶为0.5份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化25min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入锥形螺杆挤出机，调整挤出机温度100℃，挤出机转速为400rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
本步骤中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通。而且，在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
实施例4
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾沥水后与多孔无机物膨胀珍珠岩以质量比100:10在高速混合机中以1200rpm的转速混和分散25min，得到预固定物；然后加入塑化剂油渣、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为50份，塑化剂为30份、淀粉酶为2份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化15min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入锥形螺杆挤出机，调整挤出机温度100℃，挤出机转速为400rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
本步骤中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通。而且，在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
实施例5
一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾沥水后与多孔无机物硅藻土以质量比100:5在高速混合机中以1200rpm的转速混和分散25min，得到预固定物；然后加入塑化剂三乙醇胺、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为50份，塑化剂为15份、淀粉酶为0.5份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化15min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入锥形螺杆挤出机，调整挤出机温度120℃，挤出机转速为400rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
本步骤中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通。而且，在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
Claims (7)
1.一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，包括以下步骤：
步骤一：将收集到的生活垃圾与多孔无机物在高速混合机中以600-1200rpm的转速混和分散10-25min，得到预固定物；然后加入塑化剂、淀粉酶分散均匀得到预混物，其中,按照重量份数计，预固定物为40~50份，塑化剂为15~30份、淀粉酶为0.5~2份；
步骤二：将步骤一制备完成的预混物转移至密炼机，在常温条件下密炼塑化15-25min；
步骤三：将步骤二密炼塑化得到的物料加入螺杆挤出机，调整挤出机温度100-120℃，挤出机转速为400-800rpm，将塑化混合物挤压造粒，得到直径3-5mm的颗粒，将该颗粒用于土壤改良土壤。
2.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤一中增加沥水步骤。
3.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤一中所述的多孔无机物为硅藻土、沸石粉、膨润土、膨胀珍珠岩中的一种或几种的任意比例组合物，生活垃圾与多孔无机物以质量比100:5-10配合，较佳的使生活垃圾固定。
4.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤一中所述增塑剂为油渣、尿素、三乙醇胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤三过程中所述的螺杆挤出机设置排气口，与集气装置联通，用于收集在挤压过程中生活垃圾逸出的氨气、硫化氢、磷化氢等污染、毒害性气体。
6.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤三所述的螺杆挤出机为锥形螺杆机。
7.根据权利要求1所述一种利用螺杆挤出机清洁回收利用生活垃圾的方法，其特征在于：步骤三中所述的螺杆挤出机的进料口配置有密封盖和排气口，所述的密封盖和排气口之间配置有透气滤网，网孔直径小于0.03cm；所述的排气口与真空集气装置联通；在螺杆挤出机的进料口一端配置有排气口，排气口外端同样联通真空集气装置；内端则贯穿螺杆挤出机的壳体部分，与挤出机的腔体联通；在排气口通道与挤出机的腔体之间配置有网孔直径小于0.03cm的透气滤网；在挤出机壳体内排气口与挤出机的腔体联通处配置有“凹”状集气腔。
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