CN109694235A - 一种垃圾消纳再利用的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种垃圾消纳再利用的方法和装置，分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾干燥并分别粉碎，将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加废水搅拌，然后进行制砖成型、干燥后得到坯体，最后烧砖。本发明所提供的垃圾消纳再利用的方法，分拣有害垃圾后，分别处理有机垃圾和无机垃圾，然后烧制成转，并且将废水加到制砖物料中作为水使用，形成了完整的闭环解决了垃圾消纳问题的方法，具有方便、简单、易于应用和推广等优点，并且节约资源，降低了垃圾消纳的成本。

Description

一种垃圾消纳再利用的方法和装置
技术领域
本发明涉及资源再利用技术领域，具体而言，涉及一种垃圾消纳再利用的方法和装置。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加，垃圾占用土地，污染环境的状况以及对人们健康的影响也越加明显。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。我国要实现城市生活垃圾的产业化、资源化、减量化和无害化，就必须面对混合收集、可回收物质的含量和热值低，垃圾含水率和可生物降解的有机含量高的生活垃圾。综合处理技术研究势在必行。垃圾进行资源化利用的主要障碍一方面在于垃圾自身成分复杂、难于进行资源化利用。另一方面是相关技术的研究开发还没有跟上，现有利用技术往往采用单一的模式(比如焚烧发电)，对不同的垃圾成分采用同一方法处理，造成了处理过程自身大量的消耗，经济性差。常用的垃圾方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。目前垃圾综合利用没有成熟的模式，卫生填埋、焚烧对环境产生次生危害。占用土地资源污染环境飞灰、渗漏污染地下水、垃圾渗漏液、有害气体等对周围环境的破坏，没有一个完整的解决方案。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种垃圾消纳再利用的方法，以解决上述问题，所述的垃圾消纳再利用的方法，分拣有害垃圾后，分别处理有机垃圾和无机垃圾，然后烧制成转，并且将废水加到制砖物料中作为水使用，形成了完整的闭环解决了垃圾消纳问题的方法，具有方便、简单、易于应用和推广等优点，并且节约资源，降低了垃圾消纳的成本。
本发明的第二目的在于提供一种所述的适用于垃圾消纳再利用的方法的装置，该装置常见、易得，易于实现。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种垃圾消纳再利用的方法，包括以下步骤：
分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾干燥并分别粉碎，将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加废水搅拌，然后进行制砖成型、干燥后得到坯体，最后烧砖。
优选的，所述有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品。
优选的，所述粉碎的过程，将所述有机垃圾粉碎至粒径小于2mm的颗粒。
优选的，所述粉碎的过程，将所述无机垃圾粉碎至0.01-2mm的制砖颗粒；
更优选的为0.01-0.05mm的制砖颗粒；
更优选的为0.05-1.2mm的制砖颗粒；
更优选的为1.2-2mm的制砖颗粒。
优选的，所述将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀的步骤中，所述有机垃圾的质量为所述无机垃圾质量的8％-15％，更优选为10％-12％。
优选的，所述加废水搅拌的过程中，废水的质量为混匀后的所述无机垃圾和所述有机垃圾质量和的15％-25％。
优选的，所述制砖成型采用真空挤砖机挤出成型，更优选的，所述挤砖的压力为3.8-4.0MPa，真空度不大于-0.08MPa。
优选的，所述干燥后得到坯体的步骤中，干燥至坯体的含水率在3％-6％之间。
优选的，所述烧砖的温度为1000-1300℃，更优选的，烧砖窑内坯体的高度为1500-1600米。
一种垃圾消纳再利用的装置，适用于所述垃圾消纳再利用的方法，包括依次连接的垃圾分拣装置、垃圾干燥装置、粉碎装置、搅拌装置、制砖压制砖坯装置和航道窑洞烧砖装置；
优选的，所述垃圾干燥装置与所述航道窑洞烧砖装置相连接。
优选的，所述制砖压制砖坯装置包括依次连接的真空挤砖机、切条机、切坯机和翻坯机。
优选的，所述航道窑洞烧砖装置内部还包括除尘装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的垃圾消纳再利用的方法，分拣有害垃圾后，分别处理有机垃圾和无机垃圾，然后烧制成转，并且将废水加到制砖物料中作为水使用，形成了完整的闭环解决了垃圾消纳问题的方法，具有方便、简单、易于应用和推广等优点，并且节约资源，降低了垃圾消纳的成本。
(2)本发明所提供的适用于垃圾消纳再利用的方法的装置，该装置常见、易得，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例提供的垃圾消纳再利用装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的制砖压制砖坯装置的的示意图。
附图说明：
1-垃圾分拣设备装置；2-垃圾干燥装置；3-粉碎装置；4-搅拌装置；5-制砖压制砖坯装置；6-航道窑洞烧砖装置；51-真空挤砖机；52-切条机；53-切坯机；54-翻坯机。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
一种垃圾消纳再利用的方法，包括以下步骤：
分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾干燥并分别粉碎，将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加废水搅拌，然后进行制砖成型、干燥后得到坯体，最后烧砖。
本发明对垃圾进行分拣，将有害物质分离，送危废中心处理；无机物分拣到制砖料场；有机物垃圾分拣，进入余热利用巷道加热干化。对干化过的垃圾进行分类粉碎。
优选的，所述有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品。
优选的，所述粉碎的过程，将所述有机垃圾粉碎至粒径小于2mm的颗粒。
有机垃圾粉碎成小于2毫米；无机垃圾粉碎成制砖小颗粒。
优选的，所述粉碎的过程，将所述无机垃圾粉碎至0.01-2mm的制砖颗粒；
更优选的为0.01-0.05mm的制砖颗粒；
更优选的为0.05-1.2mm的制砖颗粒；
更优选的为1.2-2mm的制砖颗粒。
粒径小于0.05mm的粉料，称塑性颗粒，用于挤出成型时产生所需要的塑性，应占35％～50％；其次是粒径0.05mm～1.2mm的颗粒，叫填充颗粒，其作用是控制产品所发生的收缩，防止干燥裂纹以及在塑性成型时赋予坯体一滚的强度，宜为25～65％；至于粒径为1.2～2mm的颗粒，在坯体中起骨架作用，有利于干燥时产生一定的毛细孔而排出医体中的水份，应少于30％。
优选的，所述将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀的步骤中，所述有机垃圾的质量为所述无机垃圾质量的8％-15％，更优选为10％-12％。
可燃有机垃圾作为燃料，无机垃圾作为制砖原料，完美解决了垃圾围城问题。根据测算千克砖需要200大卡的热量，混入的有机物发热量配比每公斤发热为100大卡，只需补充外热100大卡，外加燃料。利用窑洞顶部进行燃料投入，燃料为有机垃圾粉碎物。
优选的，所述加废水搅拌的过程中，废水的质量为混匀后的所述无机垃圾和所述有机垃圾质量和的15％-25％。
优选的，所述制砖成型采用真空挤砖机51挤出成型，更优选的，所述挤砖的压力为3.8-4.0MPa，真空度不大于-0.08MPa。
优选的，所述干燥后得到坯体的步骤中，干燥至坯体的含水率在3％-6％之间。
如果坯体水分过高，则会在焙烧时遇到高温产生裂纹，严重时产生倒垛。
优选的，所述烧砖的温度为1000-1300℃，更优选的，烧砖窑内坯体的高度为1500-1600米。
焙烧过程中，天然气燃烧必须控制好窑内温度，燃烧后窑内升温速度不能过急，避免坯体体积突然改变所产生的应力而导致的坯体开裂，另外还可以避免反应过程中产生的气体难以排除之弊端。烧结后坯体膨胀变酥，要求焙烧带的温度不宜过高，否则容易发生坯体软化变形成为面包砖。冷却阶段(垃圾干化阶段)把垃圾通过吹风干化设备送人，出风口用导气管导入水中分离水分。
坯体在焙烧窑内一般码坯高度为1580mm，不能码放过高，过高会造成底部坯体受力过大而损坏，高度必须合适，这样可以充分利用窑内空间进行焙烧、吸热。预热阶段坯体在经过预热带后缓慢升温，慢慢的进行脱水，排气管道通入水中分离水分，再导入烟气处理管道。烧砖阶段，当其慢速到达焙烧带后坯体中的矿物质发生剧烈的物理、化学反应生成多种硅酸盐熔融物，这些硅酸盐熔融物与未融化的矿物相互牢固的粘结在一起，在冷却带经冷却后重新结晶形成坚硬的烧结砖制品。
本发明无任何废弃物和次生危害，完美解决了垃圾围城问题。根据测算千克砖需要200大卡的热量，混入的有机物发热量配比每公斤发热为100大卡，只需补充外热100大卡，外加燃料。利用窑洞顶部进行燃料投入，燃料为有机垃圾粉碎物。
一种垃圾消纳再利用的装置，适用于所述垃圾消纳再利用的方法，包括依次连接的垃圾分拣装置1、垃圾干燥装置2、粉碎装置3、搅拌装置4、制砖压制砖坯装置5和航道窑洞烧砖装置6；
优选的，所述垃圾干燥装置2与所述航道窑洞烧砖装置6相连接。
优选的，所述制砖压制砖坯装置5包括依次连接的真空挤砖机51、切条机52、切坯机53和翻坯机54。
优选的，所述航道窑洞烧砖装置6内部还包括除尘装置。
本发明所提供的垃圾消纳资源再利用的装置中：(1)垃圾分拣装置1，对垃圾进行分拣。有害物质分离，送危废中心处理；无机物分拣到制砖料场；有机物垃圾分拣，进入余热利用巷道加热干化。
(2)粉碎装置3，对干化过的垃圾进行分类粉碎。有机垃圾粉碎成小于2毫米；无机垃圾粉碎成制砖小颗粒。
(3)搅拌装置4，技术员按照无机垃圾调配成适合烧砖的材料，混入0-10％的有机物颗粒，充分搅拌均匀。加入废水使物料的含水量在15-25％再次充分搅合备用。
(4)制砖压制砖坯装置5，二次搅拌后的混合料随着传送带进入真空挤砖机51挤出成型。挤出过程中，压力需控制在3.8MPa，真空度不大于-0.08MPa。随后通过切条机52、切坯机53和翻坯机54切分成标准实心砖或空心砖，并对坯体进行编组，通过码坯机放置在窑车上。
(5)航道窑洞烧砖装置6，分为干燥，干燥后的坯体含水率一般控制在3％～6％，只有经过检测坯体含水率满足要求时才能进行下一道工序，如果坯体水分过高，则会在焙烧时遇到高温产生裂纹，严重时产生倒垛。坯体在焙烧窑内一般码坯高度为1580mm，不能码放过高，过高会造成底部坯体受力过大而损坏，高度必须合适，这样可以充分利用窑内空间进行焙烧、吸热。预热阶段坯体在经过预热带后缓慢升温，慢慢的进行脱水，排气管道通入水中分离水分，再导入烟气处理管道。烧砖阶段，当其慢速到达焙烧带后坯体中的矿物质发生剧烈的物理、化学反应生成多种硅酸盐熔融物，这些硅酸盐熔融物与未融化的矿物相互牢固的粘结在一起，在冷却带经冷却后重新结晶形成坚硬的烧结砖制品。
焙烧过程中，天然气燃烧必须控制好窑内温度，燃烧后窑内升温速度不能过急，避免坯体体积突然改变所产生的应力而导致的坯体开裂，另外还可以避免反应过程中产生的气体难以排除之弊端。烧结后坯体膨胀变酥，要求焙烧带的温度不宜过高，否则容易发生坯体软化变形成为面包砖。冷却阶段(垃圾干化阶段)把垃圾通过吹风干化装置送人，出风口用导气管导入水中分离水分。
(6)航道窑洞烧砖装置6，对烟气和灰尘清除。为解决烟气中有毒成分，先行把烟气收集到一个通风管道中，把通风管道通入烧砖间做助燃气。因为烧砖温度大概在1000到1300度之间，所以完全分解有毒的二恶英气体。最后的风气通过水池中排除，完全解决了飞灰问题。
实施例1
本实施例所提供的垃圾消纳再利用的方法，具体包括以下步骤：
(1)分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾并分别粉碎，有机垃圾粉碎至粒径小于2mm，无机垃圾粉碎不同粒径，小于0.05mm的占35％，粒径0.05mm～1.2mm的颗粒占55％，颗粒在1.2～2mm的颗粒占10％。
(2)将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加8％废水搅拌，然后3.8MPa下真空压制成砖坯，真空度不大于-0.08MPa，干燥后含水率为6％后得到坯体，坯体累高至1500米，最后在1000℃下烧砖，得到砖体。
实施例2
(1)分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾并分别粉碎，有机垃圾粉碎至粒径小于2mm，无机垃圾粉碎不同粒径，小于0.05mm的占50％，粒径0.05mm～1.2mm的颗粒占25％，颗粒在1.2～2mm的颗粒占25％。
(2)将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加15％废水搅拌，然后4.0MPa下真空压制成砖坯，真空度不大于-0.08MPa，干燥后含水率为6％后得到坯体，坯体累高至1600米，最后在1300℃下烧砖，得到砖体。
实施例3
(1)分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾并分别粉碎，有机垃圾粉碎至粒径小于2mm，无机垃圾粉碎不同粒径，小于0.05mm的占45％，粒径0.05mm～1.2mm的颗粒占45％，颗粒在1.2～2mm的颗粒占10％。
(2)将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加10％废水搅拌，然后3.9MPa下真空压制成砖坯，真空度不大于-0.08MPa，干燥后含水率小于6％后得到坯体，坯体累高至1580米，最后在1100℃下烧砖，得到砖体。
实施例4
(1)分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾并分别粉碎，有机垃圾粉碎至粒径小于2mm，无机垃圾粉碎不同粒径，小于0.05mm的占50％，粒径0.05mm～1.2mm的颗粒占25％，颗粒在1.2～2mm的颗粒占25％。
(2)将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加12％废水搅拌，然后4.0MPa下真空压制成砖坯，真空度不大于-0.08MPa，干燥后含水率为4％后得到坯体，坯体累高至1580米，最后在1200℃下烧砖，得到砖体。
实验例砖强度测试
对实施例1-4所提供的砖进行抗压强度和抗折强度测试，并与市售烧结砖进行对比，实验结果如表1所示。
表1强度测试结果
序号 抗压强度MPa 抗折强度MPa
实施例1 32 5.1
实施例2 34 5.7
实施例3 33 6.1
实施例4 36 5.3
对比例 35 5.2
实验结果表明，本申请利用垃圾烧结的砖块与市售砖块的抗压强度和抗折强度基本相同，可以作为烧结砖的替代品，并且，将废水加到制砖物料中作为水使用。形成了完整的闭环解决了垃圾消纳问题。无任何废弃物和次生危害，完美解决了垃圾围城问题。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种垃圾消纳再利用的方法，其特征在于,包括以下步骤：
分拣出垃圾中的有害垃圾后，将剩余垃圾分为有机垃圾和无机垃圾干燥并分别粉碎，将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀，加废水搅拌，然后进行制砖成型、干燥后得到坯体，最后烧砖。
2.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品。
3.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述粉碎的过程，将所述有机垃圾粉碎至粒径小于2mm的颗粒。
4.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述粉碎的过程，将所述无机垃圾粉碎至0.01-2mm的制砖颗粒；
优选的为0.01-0.05mm的制砖颗粒；
优选的为0.05-1.2mm的制砖颗粒；
优选的为1.2-2mm的制砖颗粒。
5.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述将粉碎后的有机垃圾和无机垃圾混匀的步骤中，所述有机垃圾的质量为所述无机垃圾质量的8％-15％，优选为10％-12％。
6.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述加废水搅拌的过程中，废水的质量为混匀后的所述无机垃圾和所述有机垃圾质量和的15％-25％。
7.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述制砖成型采用真空挤砖机挤出成型，优选的，所述挤砖的压力为3.8-4.0MPa，真空度不大于-0.08MPa。
8.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述干燥后得到坯体的步骤中，干燥至坯体的含水率在3％-6％之间。
9.根据权利要求1所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，所述烧砖的温度为1000-1300℃，优选的，烧砖窑内坯体的高度为1500-1600米。
10.一种垃圾消纳再利用的装置，适用于权利要求1-9任一项所述的垃圾消纳再利用的方法，其特征在于，包括依次连接的垃圾分拣装置、垃圾干燥装置、粉碎装置、搅拌装置、制砖压制砖坯装置和航道窑洞烧砖装置；
优选的，所述垃圾干燥装置与所述航道窑洞烧砖装置相连接；
优选的，所述制砖压制砖坯装置包括依次连接的真空挤砖机、切条机、切坯机和翻坯机；
优选的，所述航道窑洞烧砖装置内部还包括除尘装置。
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