CN108262333A - 基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统，包括以下步骤：固液初分离步骤；高压挤压分离步骤；缓冲池排砂步骤；除杂步骤；细浆料提油步骤；排杂步骤。本发明的有益效果为：与常规的预处理工艺相比，基于高压挤压的预处理工艺具有以下优势：（1）流程短，操作维护简便。核心工艺只需要高压挤压和除杂环节；（2）能耗大幅降低。主要得益于取消了高能耗的破碎设备；（3）有机质品质好。挤压分离的原理决定了通过挤压得到的湿垃圾为流态的有机质，无机杂质含量极低，因此远远优于通过破碎分选得到的有机浆料的品质；（4）有机质损失少。高压挤压得到的干物料含水率低，残余有机质含量低，绝大部分的有机质均转移到湿垃圾中。
Description
技术领域
本发明属于固废处理领域，特别是涉及一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统。
背景技术
由于我国的饮食习惯和垃圾分类、资源回收意识较弱，餐厨垃圾中杂质较多。混杂有大量的塑料、一次性包装物、餐具，甚至一些生活垃圾、建筑垃圾也会混杂在其中。目前餐厨垃圾在资源化综合利用前需要进行固液分离预处理，其目的是要最大限度地将餐厨中的无机杂质除掉和固液分离后提油，保证餐厨中的有机物尽可能分离出来进入后续的发酵环节。
目前我国主流的餐厨垃圾预处理核心工艺是通过大件分选设备将餐厨垃圾里的大件垃圾筛分出去，之后经过一级或多级破碎分选机进行破碎分选，后续再经过除砂和除杂环节，最终制得合格的浆料，以供后续蒸煮提油所需。这种预处理工艺存在以下问题
（1）预处理线流程长，工序复杂。整条生产线设备多，设备之间的管道更为复杂，造成了设备故障点多，操作维护不便，占地面积大等问题。同时也增加了生产线能耗和工程投资；
（2）破碎分选设备能耗大，故障率高。由于餐厨垃圾中混进了大量的生活垃圾，且在前端处理环节不能较好的除去，因此对破碎机锤头的磨损比较大，强烈的冲击也使得破碎机主轴寿命降低，其破碎锤头和主轴更换频率较高，严重影响正常运行。同时，破碎是一种非常耗能的工艺，造成了处理成本的增加；
（3）无机夹杂较多。有机物的分离主要靠破碎，包裹在塑料袋、盒子及瓶子等容器中的有机餐厨在锤片的破碎作用下得以分离。但在破碎的过程中，餐厨中的玻璃、陶瓷和砖瓦等也被破碎，产生了大量的块状和颗粒状无机杂质，如砂子、碎玻璃、碎陶瓷等，这就给后续处理环节带来严重影响，为了除去这些杂质，不得不加设除砂设备。
（4）有机质损失较大。有机质的获得主要靠破碎，然而在破碎的过程中一部分有机质会流失；在破碎之前的大件分选环节也会损失部分有机质；为了除砂和纤维类杂质，增加了螺旋挤压机，去除效果较好，但有机质大量损失。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统，能实现流程短、能耗低、有机质损失少等诸多目标。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺，包括以下步骤：
a.固液初分离步骤；
固液初分离是将餐厨垃圾通过设置于料斗底部的螺旋输送机一分离出初分料和渗滤液；；
b.高压挤压分离步骤；
所述高压挤压分离是指高压挤压机对a步骤中的初分料挤压分离，并分出湿垃圾和干垃圾；
c.缓冲池排砂步骤；
所述缓冲池排砂是将a步骤分出渗滤液和b步骤的湿垃圾由螺旋输送机里依靠螺旋叶片的搅动，边混合边输送至缓冲池，在缓冲池排砂；
d.除杂步骤；
所述除杂是将c步骤后泵送至除杂机以分离出细浆料和纤维杂质；
e.细浆料提油步骤；所述细浆料以供蒸煮提油；
f.排杂步骤；所述排杂是将b步骤的干垃圾和d步骤的杂质排出。
进一步地，上述高压挤压机为柱塞式挤压，对垃圾的挤压压力高达16～20MPa，湿垃圾从挤压腔上的圆孔挤出，挤压腔上的圆孔直径4～10mm，干垃圾保留在挤压腔内随后由挤压头推出。
进一步地，上述除杂机为卧式高速离心旋转设备，主轴上带有推料板，旋转速度1000～1500rpm，筒体为筛网，筛孔直径4～8mm；浆料依靠离心力从筛孔分出，而纤维杂质由推料板排出。
进一步地，上述c 步骤中的由a步骤分出渗滤液在进入螺旋输送机前还包括进入渗液池排砂步骤。
一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理系统，包括：接料斗，螺旋输送机一，渗滤液池，离心泵一，高压挤压机，螺旋输送机二，螺旋输送机三，螺旋输送机四，缓冲池，离心泵二和除杂机；其中，
接料斗底部设置螺旋输送机一；
螺旋输送机一的出料口与高压挤压机进料口相连，
螺旋输送机一的渗滤液出口与渗滤液池相连，渗滤液池的出口与离心泵入料口相连；
高压挤压机出干垃圾口与螺旋输送机二入料口相连，螺旋输送机二的出料口与螺旋输送机三的入料口相连；
螺旋输送机四入料口与高压挤压机的出湿垃圾口相连，螺旋输送机四入料口与离心泵一出料口相连，螺旋输送机四出料口与缓冲池进料口相连，缓冲池出料口同进还与离心泵二进料口相连；
除杂机入料口与离心泵二出料口相连，除杂机出纤维杂质料口与螺旋输送机三入料口相连，除杂机出细浆料口与下一步提油工序相连；
缓冲池底部设置排砂装置；螺旋输送机三的出料口用于排杂。
进一步地，上述述高压挤压机为柱塞式挤压机，挤压压力为16～20MPa，其湿垃圾从挤压腔上的圆孔挤出，挤压腔上的圆孔直径4～10mm，干垃圾保留在挤压腔内随后由挤压头推出。
进一步地，上述除杂机是一种卧式高速离心旋转设备，主轴上带有推料板，旋转速度1000～1500rpm，筒体为筛网，筛孔直径4～8mm；其浆料依靠离心力从筛孔分出，纤维杂质由推料板排出。
本发明的有益效果为：与常规的预处理工艺相比，基于高压挤压的预处理工艺具有以下优势：
（1）流程短，操作维护简便。核心工艺只需要高压挤压和除杂环节；
（2）能耗大幅降低。主要得益于取消了高能耗的破碎设备；
（3）有机质品质好。挤压分离的原理决定了通过挤压得到的湿垃圾为流态的有机质，无机杂质含量极低，因此远远优于通过破碎分选得到的有机浆料的品质；
（4）有机质损失少。高压挤压得到的干物料含水率低，残余有机质含量低，绝大部分的有机质均转移到湿垃圾中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺和系统示意图；
图中：01-餐厨垃圾；10-接料斗；20-螺旋输送机一；21-渗滤液池；22-离心泵一；30-高压挤压机；31-螺旋输送机二；32-螺旋输送机三；33-杂质料；40-螺旋输送机四；50-缓冲池；60-离心泵二；70-除杂机； 71-细浆料。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺，参见图1，包括以下步骤：
餐厨垃圾01卸入接料斗10中，接料斗10底部设置带孔的螺旋输送机一20，沥出部分渗滤液后将垃圾输送到高压挤压机30进行高压挤压分离：挤压得到的湿垃圾与上面沥出的渗滤液在螺旋输送机四40里依靠螺旋叶片的搅动，边混合边输送至缓冲池50，之后离心泵二60送至除杂机70以除去大块纤维杂质，最后得到合格的细浆料71以供蒸煮提油用；挤压得到的干垃圾与除杂机除去的大块纤维杂质（即杂质33）由螺旋输送机三32输送外排。
高压挤压机30采用柱塞式挤压，对垃圾的挤压压力高达16-20MPa，可以对垃圾实行强有力的干湿分离，湿垃圾从挤压腔上的圆孔挤出由螺旋输送机四40进入送至缓冲池50，干垃圾保留在挤压腔内随后由挤压头推出；干垃圾经螺旋输送机二31；由螺旋输送机三32输送外排。
除杂机70是一种卧式高速离心旋转设备，主轴上带有推料板，旋转速度1000-1500rpm，筒体为筛网，筛孔直径4-8mm。浆料依靠离心力从筛孔分出，而纤维杂质由推料板排出，进入螺旋输送机三32，由螺旋输送机三32输送外排。
如图1所示，本发明实施例还提供一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理系统，用于实现上述工艺，包括：
接料斗10，螺旋输送机一20，渗滤液池21，离心泵一22，高压挤压机30，螺旋输送机二31，螺旋输送机三32，螺旋输送机四40，缓冲池50，离心泵60和除杂机70；其中，
接料斗10底部设置螺旋输送机一（20），螺旋输送机壳体底部开有φ5mm的圆孔；
螺旋输送机一20出料口与高压挤压机30进料口相连，螺旋输送机一20渗滤液出口与渗滤液池21相连，渗滤液池出口与离心泵一22入料口相连；
高压挤压机30出干垃圾口与螺旋输送机二31入料口相连，螺旋输送机二31出料口与螺旋输送机三32入料口相连；
螺旋输送机四40入料口与高压挤压机30出湿垃圾口相连，与离心泵一22出料口相连，螺旋输送机四40出料口与缓冲池50进料口相连，缓冲池50出料口与离心泵二60进料口相连；
除杂机70入料口与离心泵二60出料口相连，除杂机70出纤维杂质料口与螺旋输送机三32入料口相连，除杂机70出细浆料口与下一步提油工序相连；
缓冲池50底部设置排砂装置，定期排砂。
参见图1的系统，该工艺包括：餐厨垃圾卸入接料斗中，接料斗底部设置带孔的螺旋输送机，沥出部分渗滤液后将垃圾输送到高压挤压机进行高压挤压分离：挤压得到的湿垃圾与上面沥出的渗滤液在螺旋输送机里依靠螺旋叶片的搅动，边混合边输送至缓冲池，之后泵送至除杂机以除去大块纤维杂质，最后得到合格的细浆料以供蒸煮提油用；挤压得到的干垃圾与除杂机除去的大块纤维杂质由螺旋输送机输送外排。
通过上述处理，使得整个预处理核心工艺只需要高压挤压和除杂环节，流程变短，操作维护简便；取消了高能耗的破碎设备，能耗大幅降低；挤压分离的原理决定了通过挤压得到的湿垃圾为流态的有机质，无机杂质含量极低，因此远远优于通过破碎分选得到的有机浆料的品质；高压挤压得到的干物料含水率低，有机质损失少。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a．固液初分离步骤；
固液初分离是将餐厨垃圾通过设置于料斗底部的螺旋输送机一分离出初分料和渗滤液；b．高压挤压分离步骤；
所述高压挤压分离是指高压挤压机对a步骤中的初分料挤压分离，并分出湿垃圾和干垃圾；
c．缓冲池排砂步骤；
所述缓冲池排砂是将a步骤分出渗滤液和b步骤的湿垃圾由螺旋输送机里依靠螺旋叶片的搅动，边混合边输送至缓冲池，在缓冲池排砂；
d．除杂步骤；
所述除杂是将c步骤后泵送至除杂机以分离出细浆料和纤维杂质；
e．细浆料提油步骤；所述细浆料以供蒸煮提油；
f．排杂步骤；所述排杂是将b步骤的干垃圾和d步骤的杂质排出。
2.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，所述高压挤压机为柱塞式挤压，对垃圾的挤压压力高达16～20MPa，湿垃圾从挤压腔上的圆孔挤出，挤压腔上的圆孔直径4～10mm，干垃圾保留在挤压腔内随后由挤压头推出。
3.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，所述除杂机为卧式高速离心旋转设备，主轴上带有推料板，旋转速度1000-1500rpm，筒体为筛网，筛孔直径4-8mm；浆料依靠离心力从筛孔分出，而纤维杂质由推料板排出。
4.如权利要求1所述的预处理工艺，其特征在于，所述c 步骤中的a步骤分出渗滤液在进入螺旋输送机前还包括进入渗液池排砂步骤。
5.一种基于高压挤压技术的餐厨垃圾预处理系统，其特征在于，包括：
接料斗（10），螺旋输送机一（20），渗滤液池（21），离心泵一（22），高压挤压机（30），螺旋输送机二（31），螺旋输送机三（32），螺旋输送机四（40），缓冲池（50），离心泵二（60）和除杂机（70）；其中，
所述接料斗（10）底部设置螺旋输送机一（20）；
所述螺旋输送机一（20）的出料口与高压挤压机（30）进料口相连，
所述螺旋输送机一（20）的渗滤液出口与渗滤液池（21）相连，所述渗滤液池的出口与所述离心泵（22）入料口相连；
所述高压挤压机（30）出干垃圾口与螺旋输送机二（31）入料口相连，所述螺旋输送机二（31）的出料口与螺旋输送机三（32）的入料口相连；
所述螺旋输送机四（40）入料口与高压挤压机（30）的出湿垃圾口相连，所述螺旋输送机四（40）入料口同时还与所述离心泵一（22）出料口相连，所述螺旋输送机四（40）出料口与所述缓冲池（50）进料口相连，所述缓冲池（50）出料口与离心泵二（60）进料口相连；
所述除杂机（70）入料口与离心泵二（60）出料口相连，除杂机（70）出纤维杂质料口与所述螺旋输送机三（32）入料口相连，除杂机（70）出细浆料口与下一步提油工序相连；
所述缓冲池（50）底部设置排砂装置；所述螺旋输送机三（32）的出料口用于排杂。
6.如权利要求1或2所述的餐厨垃圾预处理系统，其特征在于，所述高压挤压机为柱塞式挤压机，挤压压力为16～20MPa，其湿垃圾从挤压腔上的圆孔挤出，挤压腔上的圆孔直径4～10mm，干垃圾保留在挤压腔内随后由挤压头推出。
7.如权利要求1或2所述的餐厨垃圾预处理系统，其特征在于，所述除杂机是一种卧式高速离心旋转设备，主轴上带有推料板，旋转速度1000～1500rpm，筒体为筛网，筛孔直径4～8mm；其浆料依靠离心力从筛孔分出，纤维杂质由推料板排出。
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