CN111534347B - 一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备和工艺,将风选和烘干融为一体,利用重力和风力的共同作用,进行两级明确风选,两级模糊风选,风选更有效;利用了重力作用,热风风速更小,更节能;利用喷雾搅拌精破加热一体机,生产效益更高;将现有成型机轴向挤压改为轴向径向双向挤压、添加氢氧化钠溶液沥水润滑,成型效果更好;通过三次风选烘干加热、一次搅拌加热、一次成型加热共五次低温加热和长输送带的蒸发,烘干更环保、更安全;利用尾气余热,节能效果更好,依托以上技术设备的进步,本发明实现了工艺的进步,减少了设备种类,提高了设备通用性,降低成本,提高效率,制成的生物质废弃物衍生燃料含水率更低、密度更大、热值更高。
Description
技术领域
本发明涉及生物质废物的处理方法,具体涉及一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备和工艺。
背景技术
生物质废弃物包括城市生物质废弃物、城市污泥、农林废弃物、医疗废弃物、工业有机废弃物等,其所含的能量是全人类所用能源的8倍以上。将上述废弃物经多道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发,再进行磁选、添加氢氧化钠喷雾剂、添加生物热解除臭粘合剂后再加热,经充分喷雾-搅拌-精破-加热再双向连续挤压成型为生物质废弃物衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel的简称),可有效解决RDF成型面临的各项问题。该RDF具有颗粒大、均质化程度高、密度高、不可燃无机物含量少、热值高、热值稳定、热解充分、气化彻底、热灼减率低、燃烧稳定、无臭味、易长途运输、气化发电后二噁英类物质排放量超低等特点。
随着“村收集、乡运输、县处理”的生物质废弃物处理政策的落实,在运输环节,各县都要建造生物质废弃物压缩中转站,只需增加很少的费用,增加压缩机的功率,将生物质废弃物的含水率压缩至45%,即可实现生物质废弃物直接上破碎机时,不会产生滴漏,不需设置污水池,为生物质废弃物无三废排放、日清日结铺平道路。
在以往的技术中,直接对破碎后的混合垃圾进行磁选和筛分因为缠绕问题无法解决,被认为是失败的;在成型工序中加烘干工艺,因垃圾的熔点、燃点、体积、密度、含水率差异巨大,也不尽人意;成型工艺因内应力、磨损、静电排斥、功耗等问题的存在,一直难以大规模生产或密实度难以提高。
城市生物质废弃物具有成分复杂、含水率高、热值低三大缺点,在衍生燃料RDF成型过程中,分选和降低含水率是俩大核心难点。分选彻底则石块、玻璃、金属、动物骨头等无机物被有效选出,生物质废弃物被有效留下,而分选要解决的技术难题有:干湿、软硬不同难处理;缠绕、组合在一起难分离;风力对单一的圆柱体、长方体、球形、角型、片型很敏感,对单一的密度、厚度、宽度、受力角度很敏感,但混合在一起的生物质废物受不同形状、密度、重量、尺度的综合影响,风选不明显。
在衍生燃料RDF成型前,让破碎后的垃圾降低含水率是一个有效途径,以往技术采用烘干或自然风干,烘干耗能、耗时、不安全,还存在大量的粉尘、毒气排放;自然风干耗时、发臭还占用土地。
以往的生物质废弃物衍生燃料RDF的制作工艺存在以下问题:破碎机易缠绕、易损坏、易卡死,严重影响生产进度;筛分机被挂料堵塞,无法筛出土、玻璃、石块、金属等;磁选机挂料严重,铁丝、钢丝挂满塑料袋、棉布、绳子,磁选后还需人工分选;风选机下吹风要将全部垃圾克服重力吹起,每日几百吨的垃圾要吹起,耗能巨大;风选机对缠绕和结合在一起的垃圾难识别、难分离;设备对现场调试响应不明显、不灵活方便,对整体工艺思想反映不清晰,风选没有起到决定性设备的作用;垃圾的重力作用没有被有效利用,风力没有一直借助重力以完成逐级风选;风力对单一的形状、密度、重量、尺度敏感,但对破碎后的混合垃圾反应不敏感,对于这一点,以往的风选机是作为缺点而没有作为优点来利用,造成风选机的技术思想不能突破;风选机和烘干机独立应用,占用土地、投资、人工和能耗;烘干机高温烘干会造成有毒气体和大量粉尘排放,高温易着火,还会使塑料卷曲硬化产生内应力于成型不利;内燃发动机尾气余热、气化余热没有被利用;没有考虑外部添加剂的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中生物质废弃物的复杂性造成的生产效益低、设备能耗高、排污严重的缺点;克服背景技术中垃圾的重力作用没有被有效利用,风力没有借助重力发挥作用的缺点;克服背景技术中有机物和无机物相互缠绕,难以分离的缺点;克服背景技术中设备对现场调试响应不明显,对整体工艺思想反映不清晰的缺点;克服背景技术中风选和烘干没有有机结合占用土地、投资和能耗的缺点;克服背景技术中气化余热、内燃发动机尾气余热没有被利用的缺点;克服背景技术中风选机、烘干机种类单一没有有机结合的缺点;克服背景技术中风选机风速不变的缺点,采用抛物面加速,使物料被抛的更远,分选更明显;克服背景技术中独立烘干机无法应对生物质废弃物的复杂性的缺点;克服背景技术中成型效率低、成型密度难以提高的缺点;克服背景技术中输送带没有被用于风干、蒸发的缺点;克服背景技术中没有有效利用添加物的缺点,以此提供一种新型的生物质废弃物(城市生活垃圾)衍生燃料RDF的制作工艺。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备,包括破碎机A、风选烘干机 A、旁路磁选机A、破碎机B、风选烘干机B、旁路磁选机B、破碎机C、风选烘干机C、旁路磁选机C、主路磁选机D、喷雾搅拌精破加热一体机、热源、风管、输送带和成型机,破碎机A的出料口通过粗料输送带与风选烘干机A的入料口连接,破碎机B的出料口通过粗料输送带与风选烘干机 B的入料口连接,破碎机C的出料口通过粗料输送带与风选烘干机C的入料口连接;风选烘干机A的固废阀通过固废输送带经过旁路磁选机A与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带与破碎机A的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B与破碎机B的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通,风选烘干机B的固废阀通过固废输送带经过旁路磁选机B与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带与破碎机B的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B与破碎机C的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通,风选烘干机C的固废阀通过固废输送带经过旁路磁选机C与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带与破碎机C的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B 经过主路磁选机D与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通;所述喷雾搅拌精破加热一体机的出料口通过成型输送带与成型机连通;成型机通过成型输送带B将成型的物料送至RDF中转场;所述风选烘干机A与风选烘干机B、风选烘干机B与风选烘干机C、风选烘干机C与喷雾搅拌精破加热一体机、喷雾搅拌精破加热一体机与风选烘干机A分别通过风管连通,循环利用热源及废气余热。
一种生产生物质废弃物衍生燃料的工艺,包括如下工序:
1)第一道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序;2)第二道破碎-风选- 烘干-输送-磁选-蒸发工序;3)第三道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序;4)添加-喷雾-搅拌-精破-加热工序;5)挤压成型工序。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.风选烘干一体机的有益效果为:解决了风选过程的烘干问题,节约了烘干设备投入,烘干占用时间为零;节约了土地、资金、时间、能耗、人工、维保等,大大提高了生产和经济效率。改集中高温、高速烘干为分段、分级连续低温、低速烘干,解决了烘干机高温、高速烘干的集中高强度排放问题,低温、低速烘干只需灰尘过滤器,不需要复杂的理化处理程序,且前道烘干尾气直接进入下道烘干风选程序,不对外排放,环保节能。破碎后的生物质废弃物的重力作用被完全利用,不但用于前进,还被用于分选。通过四级分类,解决了风力对单一的形状、密度、重量、尺度敏感,但对破碎后的混合垃圾风选不敏感的问题;选出最敏感的细料和最不敏感的固废,不再进入破碎风选烘干工序,节约了时间、能耗,降低了损耗;对于占主要的不敏感部分,分为粗料和回料进行加工和再加工。
2.喷雾搅拌精破一体机的有益效果为:一体机配合设置加热腔,在添加、喷雾、搅拌、精破的过程中再次对RDF物料进行低温加热;充分利用了最后的尾气余热。氢氧化钠喷雾剂具有较强的沥水作用,经搅拌、精破后充分渗入生物质废弃物颗粒内部,水分被迅速析出,表面挂水,生物质废弃物颗粒内部的含水率迅速下降。析出的水分成为游离水,在湿成型中是很好的润滑剂,水在泄压壁上被释放出来,在涂抹壁上水被均匀的涂抹在燃料的表面上,可以大大减少摩擦力,减少机械磨损,降低能耗,提高产能。生物质废弃物颗粒中的塑料等具有很好的绝缘性,在摩擦力的作用下,会产生大量静电,其静电排斥力对成型产生巨大影响,氢氧化钠溶液具有很好的导电性,均匀释放的溶液(水)可以让静电得以释放,为有效成型打下基础。
3.成型机的有益效果为:泄压壁对燃料轻微的泄压,涂抹壁对燃料轻微的挤压,轻微径向频繁扰动RDF物料,有利于密实和成型。生物质废弃物破碎时,颗粒两头受挤压、剪切断裂,呈现较细较尖的形态,而中间只受到挤压,呈较厚较圆的形态,总体呈现为橄榄形,在挤压成型过程中,颗粒受轴向力较大,而径向的力来自于颗粒与颗粒之间轴向挤压的分力,这个力很小;垂直相交的两个螺旋挤压机让燃料接收来自两个方向的力,两个力相辅相成,有效提高了挤压的密实度,可提高RDF密度40%以上,比重达1000kg/m3以上。圆弧三瓣梅花形可有效提高RDF的燃烧面积;相等的三个梅花形和50×50mm的粒度可使燃烬时间最短,可有效降低热灼减率,提高RDF的消纳量和利用率;图7 中,R1=R2=R3=R4=12.5mm,R=25mm。
4.通过本发明,减少了设备种类,提高了设备的通用性,更换速度更快,维保费用更低。
附图说明
图1是本发明整体工艺流程示意图;
图2是本发明风选烘干机示意图;
图3是本发明喷雾搅拌精破一体机结构示意图;
图4是本发明成型机俯视结构图;
图5是本发明成型头剖面结构示意图;
图6是本发明泄压沥水螺纹剖面结构示意图;
图7是本发明圆弧三瓣梅花形出料口示意图。
图中:1.进料斗、2.混风腔、3.动能段、4.跳跃段、5.整理段、6.抛物段、 7.固废口、8.回料口、9.隔板、10.双向调节板、11.固废密封管、12.固废输送带、13.回料输送带、14.回料密封管、16.沉降室、17.可调节旋风管、18. 细料输送带、19.旋风沉降室、20.出风管、21.风选烘干腔、22.可调支架、 23.保温排气口、24.保温盘、25.保温进气管、26.高速双向电机、27.上封闭式入料斗、28.加热废气管、29.喷雾头、30.搅拌精破刀片组、31.加热腔、 32.尾热进风口、33.下封闭式出料斗、34.成型输送带、35.成型头、36.主螺旋挤压机、37.副螺旋挤压机、38.成型料进料口、39.成型变频电机、40.变速箱、41.泄压壁、42.涂抹壁、44.泄压沥水螺纹套、45.圆弧三瓣梅花形出料口、46.导流锥、47.导流锥套、48.成型头模板。
具体实施方式
如图1到图7所示的一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备,包括破碎机A、风选烘干机A、旁路磁选机A、破碎机B、风选烘干机B、旁路磁选机B、破碎机C、风选烘干机C、旁路磁选机C、主路磁选机D、喷雾搅拌精破加热一体机、热源、风管、输送带和成型机;
所述风选烘干机A、风选烘干机B和风选烘干机C结构相同,均包括长度可调的底座、主控制器和连接在底座上端两侧的高度可调的可调节支架22,风选烘干机为一端高一端低的斜卧式,沿重力和风力方向向下倾斜,主控制器控制风选烘干机的运行;所述可调节支架22上自高而低依次设有入料系统、风选烘干系统、热风系统以及分选回收系统;
所述入料系统包括设置在可调节支架22最高处的进料斗1,进料斗1 底部为储料仓,进料接触器设置在储料仓外侧,感应储料仓内的物料的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的进料阀的启闭;进料阀的开口方向与风选烘干系统的前进方向同向,进料阀下端对应风选烘干系统的起端;所述储料仓和进料阀对应设置为长方形,储料仓和进料阀的宽度对应风选烘干腔21的宽度;
所述风选烘干系统的风选烘干腔21向下倾斜设置,斜度30°±10°;所述风选烘干腔21依次包括逐渐向下倾斜的动能段3、跳跃段4、整理段5 和抛物段6;所述动能段3为平滑斜面;所述跳跃段4为长度可调的波浪状斜面;所述整理段5为平滑斜面;所述抛物段6按抛物面迅速隆起收窄,气流迅速加速,使物体能被迅速抛起并抛远;抛物段6的末端为分选回收系统;
所述热风系统包括混风腔2,所述混风腔2设置在动能段3的起端,混风腔2通过混风阀与动能段3连通,混风阀的开口方向与动能段3的前进方向同向;混风阀的宽度对应动能段3的宽度;所述混风腔2分别与设有冷风机的冷风管(或称为补风管)及设有热风机的热风管(或称为主风管) 连通,所述冷风管与混风腔2的连接处设有冷风阀,所述混风腔5内壁上设有测温器,所述热风系统受主控制器控制;
所述分选回收系统包括固废回收系统、回料回收系统、粗料回收系统和细料回收系统;
所述固废回收系统包括固废口7,所述固废口7设置在抛物段6的末端,固废口7下端为固废密封管11,固废密封管11底部为储料仓,固废接触器设置在储料仓的外侧,用于感应储料仓内的固废物的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的固废阀的启闭;固废口7和回料回收系统入口之间设置隔板9,以隔开固废密封管11和回料回收系统的管道,所述储料仓和固废阀对应设置为长方形;固废输送带12设置在固废阀的下端,固废输送带12上配合设置旁路磁选机;固废输送带12末端为建筑垃圾场;
所述回料回收系统包括紧挨固废口7的回料口8,回料口8下端为回料密封管14,回料密封管14底部为储料仓,回料接触器设置在储料仓的外侧,用于感应储料仓内的回料的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的回料阀的启闭;所述隔板9设置在固废口7和回料口8之间,以隔开固废密封管11和回料密封管14,所述储料仓和回料阀对应设置为长方形;回料输送带13设置在回料阀的下端,回料输送带13的末端与同一步的破碎机连通;回料指破碎中粒级不达标的料,主要由固废与有机物组合在一起的挂料组成,回到同级破碎机再破碎一遍;以达到同级的粒级要求;
所述粗料回收系统包括沉降室16,所述沉降室16设置在回料回收系统的外侧,沉降室16的入口靠近回料回收系统一端呈向下倾斜状,沉降室16 底部为储料仓,储料仓外侧设置沉降接触器,用于感知储料仓内粗料的多少,并由主控制器控制储料仓下端的粗料阀的启闭,所述沉降室16的顶部设有扰流板,所述储料仓和粗料阀对应设置为长方形,粗料阀下端为粗料输送带B,粗料输送带B的末端与下一步的破碎机连通,末级粗料输送带 B与喷雾搅拌精破加热一体机连通;
所述细料回收系统包括旋风沉降室19,所述旋风沉降室19通过可调节旋风管17设置在粗料回收系统的上端,所述可调节旋风管17的截面大小可调,调节旋风管17的截面大小可得到不同的物料物理参数,所述可调节旋风管17沿旋风沉降室19内壁伸延1/4弧度,可调节旋风管17伸延管外设置下倾螺旋导流片;旋风沉降室19底部为储料仓,细料接触器设置在储料仓外侧,用于感知储料仓内细料的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的细料阀的启闭;细料输送带18设置在细料阀下端,细料输送带18 与末级粗料输送带连通并设置在喷雾搅拌精破加热一体机入料口前主路磁选机D后;所述旋风沉降室19上端为带过滤器的出风管20;
所述风选烘干机A的出风管20与风选烘干机B的热风管(主风管) 连通;风选烘干机B的出风管20与风选烘干机C的热风管(主风管)连通;风选烘干机C的出风管20与喷雾搅拌精破加热一体机的尾热进风口 32连通;风选烘干机A的主风管与热源连通,补风管与冷风管及喷雾搅拌精破加热一体机的加热废气管28连通;风选烘干机B、风选烘干机C的补风管与热源连通;热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热。
所述回料口8和固废口7上端侧壁配合设置清洁手孔;隔板9与固废密封管11、回料密封管14的侧壁之间配合设置四向调节板,四向调节板调节隔板9在回料口8和固废口7之间的高、低和左、右;所述回料口8外侧配合设置双向调节板10调节回料口8和固废口7的总宽度;所述固废密封管11和回料密封管14上靠近入口处均设置一段软连接。
所述喷雾搅拌精破加热一体机包括一体机支架,一体机支架内设有一体机腔体,所述一体机腔体上端为入料系统,下端为出料系统,一体机腔体外设有加热系统,一体机腔体内设有搅拌破碎系统,一体机腔体外的一体机支架上内壁上设有动力系统,一体机腔体上端设有保温喷雾系统,上述系统由设置在一体机支架外侧的控制器控制;
所述入料系统包括固定在一体机支架内的上端上宽下窄的锥形上封闭式入料斗27,上封闭式入料斗27的下端固定上储料仓,入料阀固定安装在上储料仓的底部,入料阀的形状和尺寸与上储料仓的形状和尺寸相同,上接触器安装在上储料仓的顶部外侧壁,用于感应上储料仓内物料的多少,上接触器连接控制器控制入料阀的启闭,导流锥为设置在入料阀下端的圆椎体;
所述动力系统包括固定安装在一体机支架顶部对应上封闭式入料斗27 的正中位置的双向电机26,传动杆固定安装在双向电机26的转子上向上储料仓内延伸,传动杆下端套接导流锥B;控制器控制双向电机26运转,所述上接触器通过控制器控制入料阀、双向电机26和喷雾头29同时启闭;导流锥B下端的传动杆固定安装搅拌破碎系统;
所述搅拌破碎系统通过螺栓固定安装在传动杆下端,螺栓与传动杆用开口销锁死;所述搅拌破碎系统为搅拌精破刀片组30,搅拌精破刀片组30 的上刀片和中刀片之间、中刀片和下刀片之间分别用套管隔开;双向电机 26带动搅拌精破刀片组30正、反方向旋转;所述破碎系统上端设可以打开的检修口,检修口内衬阻燃垫片;所述上刀片、中刀片和下刀片分别为六瓣、五瓣和四瓣,分别侧重破击和剪切功能,均采用无倾角设计;
所述加热系统包括设置在一体机腔体外侧的加热腔31,尾热进风口32 固定在加热腔31的底部,加热废气口28固定在远离尾热进风口32的加热腔31的顶部,加热腔21内固定螺旋导流导热片,形成螺旋式通气管,热气流沿通气管螺旋上升,以充分完成热交换,加热腔31为密闭螺旋腔体;所述尾热进风口32连通风选烘干机C的出风管20,加热废气口28连通风选烘干机A的冷风管(补风管);
所述保温喷雾系统包括均匀安装在一体机腔体的内壁顶部的四个喷雾头29,保温盘24固定安装在远离加热废气口28的一体机腔体顶面,保温盘24内装氢氧化钠溶液,保温盘24外设有保温腔,所述保温腔上端设有保温进气管25,保温进气管25连接由恒温阀控制的热源,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热;保温腔下端通过保温排气口23与下端的加热腔31连通;上接触器感应上储料仓内物料的多少后由控制器控制喷雾头29开、闭;所述喷雾头29的喷雾压力控制在1.2MPa~3.45MPa,雾滴直径控制在Dv0.50小于200μm,Dv0.99小于400μm;所述保温盘24保持温度在95±5℃,控制氢氧化钠喷雾剂浓度在338±9g/ml;所述保温盘24外体配合设置保温材料;
所述出料系统包括设置在一体机腔体下端的下封闭式出料斗33,出料阀固定安装在下封闭式出料斗33的底部,出料阀的形状和尺寸与下封闭式出料斗33的形状和尺寸相同,下接触器安装在下封闭式出料斗33的顶部外侧壁,用于感应下封闭式出料斗33内物料的多少,下接触器连接控制器控制出料阀的启闭,出料阀下端为成型输送带34,成型输送带34末端与成型机的成型料进料口38连通;所述上储料仓和下封闭式出料斗33内有物料留存。
所述成型机包括螺旋挤压机以及螺旋挤压机上的成型头35,成型头35 上设有梅花型出料口45;所述螺旋挤压机包括副螺旋挤压机37及其斜上方的主螺旋挤压机36,所述主螺旋挤压机36径向下端开1/4开口并与副螺旋挤压机37对应的部分连通,主螺旋挤压机36前端出料方向为成型头35,成型头35上设有成型头模板48;副螺旋挤压机37另一端正上方开口并与成型料进料口38连通;所述主螺旋挤压机36和副螺旋挤压机37由变频电机39带动变速箱40驱动。
所述成型头35上的成型头模板48设有多组圆弧三瓣梅花形出料口45,所述圆弧三瓣梅花形出料口45的外围圆弧半径为R,三瓣圆弧及组合成的内圆的半径R1=R2=R3=R4=R/2=12.5mm;所述圆弧三瓣梅花形出料口45外设置自动切割装置,剪切长度X=2R=50mm。
所述成型头35设导流通道,导流通道内设圆锥体的导流锥46;所述主螺旋挤压机36的内壁、副螺旋挤压机37的内壁均设有泄压沥水螺纹套44;所述导流锥46的外表面上设有泄压沥水螺纹锥套47;所述泄压沥水螺纹套 44、锥套47包括垂直于来料方向的泄压壁41,斜交于来料方向的涂抹壁 42,所述泄压壁41设置在来料方向,涂抹壁42设置在去料方向;所述泄压壁41与涂抹壁42组成螺纹或螺旋;所述螺纹或螺旋与副螺旋挤压机37 的副螺杆及主螺旋挤压机36的主螺杆的转动方向相同。
一种生产生物质废弃物衍生燃料的工艺,包括如下工序:
1)第一道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
生物质废弃物压缩至含水率45%后,由专业运输车辆运至处理厂,无需静置和分类、无需设置污水池,直接上破碎机A破碎,破碎机A为粗破破碎机,破碎粒级约在50×120mm,本发明的破碎机A设置在高处,破碎机A出料直接落入风选烘干机A进料斗1,以节省一道输送带;物料落入后,混风阀打开,在重力和热风的共同作用下,物料在风选烘干机的动能段3获得动力向前滑行;滑行到跳跃段4,生物质废弃物剧烈跳动,同时在热风的作用下分离,单一、方正的重物在下层跳跃,较轻有机物在上层飘动,中间即为挂料层;跳跃到整理段5,下层重物不再无序跳跃,上下分层明显并向前滑行;滑行到抛物段6时,抛物段6的风选烘干腔21腔体形状按抛物面迅速隆起,截面迅速收窄,热气流加速,将分层后的物料按受风力的不同在沉降末速的作用下分别抛出,实现风选;风选按固废、回料、粗料和细料四级设置,通过可调装置,每级均可按工艺和经济性要求调节出料的粒度、干湿度、重量、比重等物理参数;风选选出固废经固废输送带12上的旁路磁选机A后按建筑垃圾处理,不再占用第二道工序资源,旁路磁选机A为1500高斯;回料(挂料)经回料输送带13回到同级破碎机 A进行再破碎,以保证粒级;粗料在粗料输送带B上蒸发水分后进入第二道工序的破碎机B;细料经风选烘干腔21的风选烘干,含水率在15%,由细料输送带18直接送往喷雾搅拌精破加热一体机,不再占用第二道工序资源;风选烘干机A的热风管与热源连通,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热,余温在600℃左右,通过长途输送,热源温度保持在400℃左右;热源和冷风按阈值要求在混风腔2内混合,成为风选的风力,同时为烘干提供热能;
2)第二道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
第一道的粗料在粗料输送带B上完成一次水分蒸发后,进入第二道工序,第二道工序的破碎机B为中破破碎机,其破碎粒级为30×50mm;风选烘干机B的热风管与风选烘干机A的出风管20连通;风选烘干过程与第一道工序相同,风选出固废、回料、粗料和细料四级,固废经固废输送带 12上的旁路磁选机B后按建筑垃圾处理,不再占用第三道工序资源,旁路磁选机B为1200高斯;回料(挂料)经回料输送带13回到同级破碎机B 进行再破碎,以保证粒级;粗料在粗料输送带B上蒸发水分后进入第三道工序的破碎机C;细料经风选烘干腔21的风选烘干由细料输送带18直接送往喷雾搅拌精破加热一体机,不再占用第三道工序资源;
3)第三道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
第二道的粗料在粗料输送带B上完成一次水分蒸发后,进入第三道工序,第三道工序的破碎机C为细破破碎机,其破碎粒级为10×15mm,风选烘干机C的热风管与风选烘干机B的出风管20连通;风选烘干过程与第一道工序相同,风选出固废、回料、粗料和细料四级,固废经固废输送带 12上的旁路磁选机C后按建筑垃圾处理,不再占用第四道工序资源,旁路磁选机C为900高斯;回料(挂料)经回料输送带13回到同级破碎机C 进行再破碎,以保证粒级;此时,粗料已达到工艺和经济性要求,粗料通过粗料输送带B上设有主路磁选机D的磁选后,接收细料输送带18上的细料,一并送往喷雾搅拌精破加热一体机的上封闭式入料斗27;根据工艺地点的生物质废弃物的实际情况,上述工序可以根据需要选用一道、二道或多道,本发明最佳实施例为三道。
4)喷雾-搅拌-精破-加热工序:
第三道粗料输送带B在完成物料蒸发水分的同时接收添加剂输送带和细料输送带18送来的添加剂和细料,一并送往喷雾搅拌精破加热一体机的上封闭式入料斗27;喷雾搅拌精破加热一体机为立式机组,一体机腔体外设加热腔31,尾热进风口32与风选烘干机C的出风管20连通,温度低于 100℃,尾热进风口32进、加热废气口28出,一体机腔体内通过热辐射和热传导加热物料,控制物料加工、排出速度使物料体表温度在60℃;机体顶部配合设置保温盘24,保温热量来自于热源,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热,保持温度在(95±5)℃,氢氧化钠喷雾剂浓度控制在(338±9)g/ml以内;机组内壁顶部配合设置四个氢氧化钠喷雾头29,喷雾压力控制在1.2MPa~3.45MPa,雾滴直径控制在Dv0.50小于200μm, Dv0.99小于400μm,工作时,机体内充满氢氧化钠浓雾;机体的上封闭式入料斗27的上接触器感知有入料时,打开入料阀入料;同时打开高速双向电机26,带动三组搅拌精破刀片组30转动;同时,喷雾头29打开喷洒氢氧化钠溶液;接触器控制上封闭式入料斗27和下封闭式出料斗33内始终有料,以防止氢氧化钠喷雾剂外泄;添加剂为生物热解除臭粘合剂,添加量为6%~8%;喷雾搅拌精破加热一体机破碎粒级控制在5×10mm级;充分搅拌精破后上成型输送带34蒸发水分,物料体内同时开始析出水分,为湿成型做准备;成型输送带34为长输送带及低速输送带,以满足沥水的时间要求。
5)挤压成型工序:
成型输送带34输送物料进入成型料进料口38,竖直落入副螺旋挤压机 37经其径向加压后进入主螺旋挤压机36,主螺旋挤压机36再进行轴向加压;物料经成型头35的导流锥46从圆弧三瓣梅花形出料口45挤出成型为生物质废弃物衍生燃料RDF,圆弧三瓣梅花形出料口45外配合设置剪切装置,将生物质废弃物衍生燃料剪切成所需的长度,完成生物质废弃物衍生燃料的成型加工;所述物料在经过副螺旋挤压机37、主螺旋挤压机36、成型头导流锥46时,其侧壁上的螺纹或螺旋的泄压壁41析出游离水,涂抹壁42将游离水涂抹在混合燃料上,以减少挤压摩擦力;所述圆弧三瓣梅花形出料口45的外围圆弧半径R,三瓣圆弧及组合成的内圆的半径 R1=R2=R3=R4=R/2=12.5mm;所述圆弧三瓣梅花形出料口45外设置自动切割装置,剪切长度X=2R=50mm。
所述粗料输送带、成型输送带34为长输送带及低速输送带,使物料落在上面有时间蒸发水分;所述输送带均采用开放式以蒸发水分,坡度不大于12度,以防止物料滑落。
回料口8和固废口7之间有一块隔板9,调节隔板9的上下左右,即可调节回料口8宽度高低、固废口7宽度高低,以调节回料和固废的工艺参数;回料口8外面设有双向调节板10,双向调节板10左右调节可改变粗料的工艺参数;通过上述调节,以实现工艺和经济目标。
可调节支架22用以承载和调节风选烘干机的长度和斜度,长度越长分选烘干效果越好,长度的有效调节段为跳跃段4,调节跳跃段4越长,分离、烘干效果越好;斜度越大风速可以越小,节能效果越好。
本发明成型工艺为湿成型工艺,成型机组垂直相交设置主螺旋挤压机 36、副螺旋挤压机37;所述主螺旋挤压机36径向下1/4开口并与副螺旋挤压机37对应的部分连通,接收来自垂直相交方向的副螺旋挤压机37的径向加压物料,主螺旋挤压机36再进行轴向加压;主螺旋挤压机36的前端设成型头35,输出RDF成型燃料;副螺旋挤压机37右端上方开口并与成型料进料口38连接,接收来自料斗竖直落下的物料;主、副螺旋挤压机由成型变频电机39带动变速箱40驱动;副螺旋挤压机37的转速比主螺旋挤压机36的转速高(10±2)%,主螺旋挤压机36的扭矩比副螺旋挤压机37 的扭矩大(40±5)%,以此使径向加上去的压力不会泄压;主、副螺旋挤压机筒内壁配合设置可拆卸泄压沥水螺纹套44,成型头35导流通道的导流锥46配合设置可拆卸泄压沥水导流锥套47;泄压沥水螺纹38于来料方向垂直的纹面为泄压壁41、于来料方向斜交的纹面为涂抹壁42,通过径向泄压、挤压、涂抹以提高RDF的密实度和沥出水分作为润滑剂;主、副螺旋挤压机的螺杆采用统一规格,泄压沥水螺纹套44采用统一规格,以便于备货和更换;成型头35按RDF燃烧性质、热值和气化炉炉型的不同设不同口径和形状的出料口,按产量和密度的不同要求,设不同数量和口径的出料口,出料口外设置自动切割装置。
生物质废物在破碎时因挤压、剪切发热,蒸发一部分水分,在风选烘干机内蒸发一部分水分,在输送带上蒸发大部分水分;由于下一道工序的粗料粒级变小,数量减少,烘干能力被提高,因此,综合下来,各道工序生物质废物的含水率下降为5%、6%、7%;固废因为本身不含水,对含水率下降的综合贡献约为0.5%~1%之间;喷雾搅拌精破机及成型输送带34 蒸发水分2%左右;成型机挤压再次物理升温,在成品输送带再次降温蒸发水分2%左右;在本发明的主工艺路线上,从头到尾不断重复进行低温加热 -蒸发工序,逐步减少含水率;通过五次的低温加热-蒸发,生物质废物从开始的45%水分到成型为衍生燃料RDF后,水分下降约22.5%,RDF中转场的成品含水率在22.5%左右,符合气化用RDF含水率在30%以内的要求。
风选烘干机四个出料口和一个入料口匀配合设置物料堆积管段,由接触器控制料阀开启,以保证有物料堆积,起到相对封堵作用,避免风选气流受扰流影响,同时避免热气泄漏;喷雾搅拌精破机一个出料口和一个入料口匀配合设置物料堆积管段,由接触器控制料阀开启,以保证有物料堆积,起到相对封堵作用,避免氢氧化钠喷雾剂外泄;风选烘干机、喷雾搅拌精破机一体机、保温盘、热风管配合设置保温装置以节能;生物质废弃物(城市生活垃圾)衍生燃料RDF成型车间封闭设计,斜屋顶,微负压,排气口配合设置除尘、除臭装置。
热源从第一道工序开始到第三道工序结束进入喷雾搅拌精破最后排出,全程封闭,不对外排放,温度从400℃降至60℃,每道工序物料升温控制在60℃,因为是低温烘干,不会产生有毒气体;因为是低速风选,粉尘可控,只需通用过滤器过滤。
通过上述工艺方法,可使生物质废弃物(城市生活垃圾)衍生燃料RDF 的比重超过1000kg/m3,热值≧4000Kcal/kg,成为环保新能源,意义重大!使用生物质废物(城市生活垃圾)为原料制作RDF,100吨城市生物质废物可制作60吨衍生燃料RDF,RDF气化后灰渣为5%,减量达95%,制成的RDF具有颗粒大、均质化程度高、密度高、不可燃无机物含量少、无臭味、含水率低、热值高、热值稳定、热解充分、气化彻底、燃烧稳定、热灼减率低、不易松散、易长途运输、易保存、气化发电后二噁英类物质排放量超低等特点。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明,因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种生产生物质废弃物衍生燃料的设备,包括破碎机A、风选烘干机A、旁路磁选机A、破碎机B、风选烘干机B、旁路磁选机B、破碎机C、风选烘干机C、旁路磁选机C、主路磁选机D、喷雾搅拌精破加热一体机、热源、风管、输送带和成型机,其特征在于:破碎机A的出料口通过粗料输送带与风选烘干机A的入料口连接,破碎机B的出料口通过粗料输送带与风选烘干机B的入料口连接,破碎机C的出料口通过粗料输送带与风选烘干机C的入料口连接;风选烘干机A的固废阀通过固废输送带(12)经过旁路磁选机A与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带(13)与破碎机A的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B与破碎机B的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通,风选烘干机B的固废阀通过固废输送带(12)经过旁路磁选机B与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带(13)与破碎机B的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B与破碎机C的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通,风选烘干机C的固废阀通过固废输送带(12)经过旁路磁选机C与建筑垃圾场连通、回料阀通过回料输送带(13)与破碎机C的入料口连通、粗料阀通过粗料输送带B经过主路磁选机D与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通、细料阀通过细料输送带与喷雾搅拌精破加热一体机的入料口连通;所述喷雾搅拌精破加热一体机的出料口通过成型输送带(34)与成型机连通;成型机通过成型输送带B将成型的物料送至RDF中转场;所述风选烘干机A与风选烘干机B、风选烘干机B与风选烘干机C、风选烘干机C与喷雾搅拌精破加热一体机、喷雾搅拌精破加热一体机与风选烘干机A分别通过风管连通,循环利用热源及废气余热;
所述风选烘干机A、风选烘干机B和风选烘干机C结构相同,均包括长度可调的底座、主控制器和连接在底座上端两侧的高度可调的可调节支架(22),风选烘干机为一端高一端低的斜卧式,沿重力和风力方向向下倾斜,主控制器控制风选烘干机的运行;所述可调节支架(22)上自高而低依次设有入料系统、风选烘干系统、热风系统以及分选回收系统;
所述入料系统包括设置在可调节支架(22)的最高处进料斗(1),进料斗(1)底部为储料仓,进料接触器设置在储料仓外侧,感应储料仓内的物料的多少,并与主控制器连接控制储料仓的下端的进料阀的启闭;进料阀的开口方向与风选烘干系统的前进方向同向,进料阀下端对应风选烘干系统的起端;所述储料仓和进料阀对应设置为长方形,储料仓和进料阀的宽度对应风选烘干腔(21)的宽度;
所述风选烘干系统的风选烘干腔(21)向下倾斜设置,斜度30°±10°;所述风选烘干腔(21)依次包括逐渐向下倾斜的动能段(3)、跳跃段(4)、整理段(5)和抛物段(6);所述动能段(3)为平滑斜面;所述跳跃段(4)为长度可调的波浪状斜面;所述整理段(5)为平滑斜面;所述抛物段(6)按抛物面迅速隆起收窄,气流迅速加速,使物体能被迅速抛起并抛远;抛物段(6)的末端为分选回收系统;
所述热风系统包括混风腔(2),所述混风腔(2)设置在动能段(3)的起端,混风腔(2)通过混风阀与动能段(3)连通,混风阀的开口方向与动能段(3)的前进方向同向;混风阀的宽度对应动能段(3)的宽度;所述混风腔(2)分别与设有冷风机的冷风管及设有热风机的热风管连通,所述冷风管与混风腔(2)的连接处设有冷风阀,所述混风腔(5)内壁上设有测温器,所述热风系统受主控制器控制;
所述分选回收系统包括固废回收系统、回料回收系统、粗料回收系统和细料回收系统。
2.根据权利要求1所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述固废回收系统包括固废口(7),所述固废口(7)设置在抛物段(6)的末端,固废口(7)下端为固废密封管(11),固废密封管(11)底部为储料仓,固废接触器设置在储料仓的外侧,用于感应储料仓内的固废物的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的固废阀的启闭;固废口(7)和回料回收系统入口之间设置隔板(9),以隔开固废密封管(11)和回料回收系统的管道,所述储料仓和固废阀对应设置为长方形;固废输送带(12)设置在固废阀的下端,固废输送带(12)上配合设置旁路磁选机;固废输送带(12)末端为建筑垃圾场;
所述回料回收系统包括紧挨固废口(7)的回料口(8),回料口(8)下端为回料密封管(14),回料密封管(14)底部为储料仓,回料接触器设置在储料仓的外侧,用于感应储料仓内的回料的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的回料阀的启闭;所述隔板(9)设置在固废口(7)和回料口(8)之间,以隔开固废密封管(11)和回料密封管(14),所述储料仓和回料阀对应设置为长方形;回料输送带(13)设置在回料阀的下端,回料输送带(13)的末端与同一步的破碎机连通;
所述粗料回收系统包括沉降室(16),所述沉降室(16)设置在回料回收系统的外侧,沉降室(16)的入口靠近回料回收系统一端呈向下倾斜状,沉降室(16)底部为储料仓,储料仓外侧设置沉降接触器,用于感应储料仓内粗料的多少,并由主控制器控制储料仓下端的粗料阀的启闭,所述沉降室(16)的顶部设有扰流板,所述储料仓和粗料阀对应设置为长方形,粗料阀下端为粗料输送带B,粗料输送带B的末端与下一步的破碎机连通,末级粗料输送带B与喷雾搅拌精破加热一体机连通;
所述细料回收系统包括旋风沉降室(19),所述旋风沉降室(19)通过可调节旋风管(17)设置在粗料回收系统的上端,所述可调节旋风管(17)的截面大小可调,所述可调节旋风管(17)沿旋风沉降室(19)内壁伸延1/4弧度,可调节旋风管(17)伸延管外设置下倾螺旋导流片;旋风沉降室(19)底部为储料仓,细料接触器设置在储料仓外侧,用于感知储料仓内细料的多少,并与主控制器连接控制储料仓下端的细料阀的启闭;细料输送带(18)设置在细料阀下端,细料输送带(18)与末级粗料输送带连通并设置在喷雾搅拌精破加热一体机上封闭式入料斗(27)前主路磁选机D后;所述旋风沉降室(19)上端为带过滤器的出风管(20);
所述风选烘干机A的出风管(20)与风选烘干机B的热风管连通;风选烘干机B的出风管(20)与风选烘干机C的热风管连通;风选烘干机C的出风管(20)与喷雾搅拌精破加热一体机的尾热进风口(32)连通;风选烘干机A的热风管与热源连通,冷风管与喷雾搅拌精破加热一体机的加热废气管(28)连通;风选烘干机B、风选烘干机C的冷风管与热源连通;热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热。
3.根据权利要求2所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述固废口(7)和回料口(8)上端侧壁配合设置清洁手孔;隔板(9)与固废密封管(11)、回料密封管(14)的侧壁之间配合设置四向调节板,四向调节板调节隔板(9)在固废口(7)和回料口(8)之间的高、低和左、右;所述回料口(8)外侧配合设置双向调节板(10)调节固废口(7)和回料口(8)的总宽度;所述固废密封管(11)和回料密封管(14)上靠近入口处均设置一段软连接。
4.根据权利要求2所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述喷雾搅拌精破加热一体机包括一体机支架,一体机支架内设有一体机腔体,所述一体机腔体上端为入料系统,下端为出料系统,一体机腔体外设有加热系统,一体机腔体内设有搅拌破碎系统,一体机腔体外的一体机支架上内壁上设有动力系统,一体机腔体上端设有保温喷雾系统,上述系统由设置在一体机支架外侧的控制器控制;
所述入料系统包括固定在一体机支架内的上端上宽下窄的锥形的上封闭式入料斗(27),上封闭式入料斗(27)的下端固定上储料仓,入料阀固定安装在上储料仓的底部,入料阀的形状和尺寸与上储料仓的形状和尺寸相同,上接触器安装在上储料仓的顶部外侧壁,用于感应上储料仓内物料的多少,上接触器连接控制器控制入料阀的启闭,导流锥B为设置在入料阀下端的圆椎体;
所述动力系统包括固定安装在一体机支架顶部对应上封闭式入料斗(27)的正中位置的双向电机(26),传动杆固定安装在双向电机(26)的转子上向上储料仓内延伸,传动杆下端套接导流锥B;控制器控制双向电机(26)运转,所述上接触器通过控制器控制入料阀、双向电机(26)和喷雾头(29)同时启闭;导流锥B下端的传动杆固定安装搅拌破碎系统;
所述搅拌破碎系统通过螺栓固定安装在传动杆下端,螺栓与传动杆用开口销锁死;所述搅拌破碎系统为搅拌精破刀片组(30),搅拌精破刀片组(30)的上刀片和中刀片之间、中刀片和下刀片之间分别用套管隔开;双向电机(26)带动搅拌精破刀片组(30)正、反方向旋转;所述搅拌破碎系统上端设可以打开的检修口,检修口内衬阻燃垫片;
所述加热系统包括设置在一体机腔体外侧的加热腔(31),尾热进风口(32)固定在加热腔(31)的底部,加热废气口(28)固定在远离尾热进风口(32)的加热腔(31)的顶部,加热腔(31)内固定螺旋导流导热片,形成螺旋式通气管,热气流沿通气管螺旋上升,以充分完成热交换,加热腔(31)为密闭螺旋腔体;所述尾热进风口(32)连通风选烘干机C的出风管(20),加热废气口(28)连通风选烘干机A的冷风管;
所述保温喷雾系统包括均匀安装在一体机腔体的内壁顶部的四个喷雾头(29),保温盘(24)固定安装在远离加热废气口(28)的一体机腔体顶面,保温盘(24)内装氢氧化钠溶液,保温盘(24)外设有保温腔,所述保温腔上端设有保温进气管(25),保温进气管(25)连接由恒温阀控制的热源,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热;保温腔下端通过保温排气口(23)与下端的加热腔(31)连通;上接触器感应上储料仓内物料的多少后由控制器控制喷雾头(29)开、闭;所述喷雾头(29)的喷雾压力控制在1.2MPa~3.45MPa,雾滴直径控制在Dv0.50小于200μm,Dv0.99小于400μm;所述保温盘(24)保持温度在95±5℃,控制氢氧化钠喷雾剂浓度在338±9g/ml;所述保温盘(24)外体配合设置保温材料;
所述出料系统包括设置在一体机腔体下端的下封闭式出料斗(33),出料阀固定安装在下封闭式出料斗(33)的底部,出料阀的形状和尺寸与下封闭式出料斗(33)的形状和尺寸相同,下接触器安装在下封闭式出料斗(33)的顶部外侧壁,用于感应下封闭式出料斗(33)内物料的多少,下接触器连接控制器控制出料阀的启闭,出料阀下端为成型输送带(34),成型输送带(34)末端与成型机的成型料进料口(38)连通;所述上储料仓和下封闭式出料斗(33)内有物料留存。
5.根据权利要求1所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述成型机包括螺旋挤压机以及螺旋挤压机上的成型头(35),成型头(35)上设有出料口;所述螺旋挤压机包括副螺旋挤压机(37)及其斜上方的主螺旋挤压机(36),所述主螺旋挤压机(36)径向下1/4开口并与副螺旋挤压机(37)对应的部分连通,主螺旋挤压机(36)前端出料方向为成型头(35),成型头(35)上设有成型头模板(48);副螺旋挤压机(37)另一端正上方开口并与成型料进料口(38)连通;所述主螺旋挤压机(36)和副螺旋挤压机(37)由变频电机(39)带动变速箱(40)驱动。
6.根据权利要求5所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述成型头(35)上的成型头模板(48)设有多组圆弧三瓣梅花形出料口(45),所述圆弧三瓣梅花形出料口(45)的外围圆弧半径为R,三瓣圆弧及组合成的内圆的半径R1=R2=R3=R4=R/2=12.5mm;所述出料口外设置自动切割装置,剪切长度X=2R=50mm。
7.根据权利要求5所述的生产生物质废弃物衍生燃料的设备,其特征在于:所述成型头(35)设导流通道,导流通道内设圆锥体的导流锥(46);所述导流锥(46)的外表面设有泄压沥水螺旋的导流锥套(47);所述主螺旋挤压机(36)的内壁、副螺旋挤压机(37)的内壁的外表面上均设有泄压沥水螺纹套(44);所述泄压沥水螺纹套(44)包括垂直于来料方向的泄压壁(41),斜交于来料方向的涂抹壁(42),所述泄压壁(41)设置在来料方向,涂抹壁(42)设置在去料方向;所述泄压壁(41)与涂抹壁(42)组成螺纹或螺旋;所述螺纹或螺旋与副螺旋挤压机(37)的副螺杆及主螺旋挤压机(36)的主螺杆的转动方向相同。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的设备生产生物质废弃物衍生燃料的工艺,其特征在于:包括如下工序:
1)第一道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
生物质废弃物压缩至含水率45%后,直接上破碎机A破碎,破碎机A为粗破破碎机,破碎粒级在50×120mm,破碎机A出料通过粗料输送带落入风选烘干机A进料斗(1),物料落入后,混风阀打开,在重力和热风的共同作用下,物料在风选烘干机的动能段(3)获得动力向前滑行;滑行到跳跃段(4),生物质废弃物剧烈跳动,同时在热风的作用下分离,单一、方正的重物在下层跳跃,较轻有机物在上层飘动,中间即为挂料层;跳跃到整理段(5),下层重物不再无序跳跃,上下分层明显并向前滑行;滑行到抛物段(6)时,抛物段(6)腔体形状按抛物面迅速隆起,截面迅速收窄,热气流加速,将分层后的物料按受风力的不同在沉降末速的作用下分别抛出,实现风选;风选按固废、回料、粗料和细料四级设置,通过可调装置,每级均按工艺和经济性要求调节出料的粒度、干湿度、重量、比重;风选选出固废经固废输送带(12)上的旁路磁选机A后按建筑垃圾处理,不再占用第二道工序资源;旁路磁选机A为1500高斯;回料经回料输送带(13)送回到同级破碎机A进行再破碎,以保证粒级;粗料在粗料输送带B上蒸发水分后进入第二道工序的破碎机B;细料经风选烘干腔(21)的风选烘干,含水率在15%,由细料输送带(18)直接送往喷雾搅拌精破加热一体机,不再占用第二道工序资源;风选烘干机A的热风管与热源连通,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热;
2)第二道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
第一道的粗料在粗料输送带B完成一次水分蒸发后,进入第二道工序,第二道工序的破碎机B为中破破碎机,其破碎粒级为30×50mm;风选烘干机B的热风管与风选烘干机A的出风管(20)连通;风选烘干过程与第一道工序相同,风选出固废、回料、粗料和细料四级,固废经固废输送带(12)上的旁路磁选机B后按建筑垃圾处理,不再占用第三道工序资源,旁路磁选机B为1200高斯;回料经回料输送带(13)回到同级破碎机B进行再破碎,以保证粒级;粗料在粗料输送带B上蒸发水分后进入第三道工序的破碎机C;细料经风选烘干腔(21)的风选烘干由细料输送带(18)直接送往喷雾搅拌精破加热一体机,不再占用第三道工序资源;
3)第三道破碎-风选-烘干-输送-磁选-蒸发工序:
第二道的粗料在粗料输送带B完成一次水分蒸发后,进入第三道工序,第三道工序的破碎机C为细破破碎机,其破碎粒级为10×15mm,风选烘干机C的热风管与风选烘干机B的出风管(20)连通;风选烘干过程与第一道工序相同,风选出固废、回料、粗料和细料四级,固废经固废输送带(12)上的旁路磁选机C后按建筑垃圾处理,旁路磁选机C为900高斯;回料经回料输送带(13)回到同级破碎机C进行再破碎,以保证粒级;此时,粗料已达到工艺和经济性要求,粗料通过粗料输送带B上设有主路磁选机D的磁选后,接收细料输送带(18)上的细料,一并送往喷雾搅拌精破加热一体机的上封闭式入料斗(27);主路磁选机D为900高斯;
4)添加-喷雾-搅拌-精破-加热工序:
第三道粗料输送带B在完成物料蒸发水分的同时接收添加剂输送带和细料输送带(18)送来的添加剂和细料,一并送往喷雾搅拌精破加热一体机的上封闭式入料斗(27);喷雾搅拌精破加热一体机为立式机组,一体机腔体外设加热腔(31),尾热进风口(32)与风选烘干机C的出风管(20)连通,温度低于100℃,尾热进风口(32)进、加热废气口(28)出,一体机腔体内通过热辐射和热传导加热物料,控制物料加工、排出速度使物料体表温度在60℃;机体顶部配合设置保温盘(24),保温热量来自于热源,热源来自于气化可燃气或内燃发动机的尾气余热,保持温度在(95±5)℃,氢氧化钠喷雾剂浓度控制在(338±9)g/ml;机组内壁顶部配合设置四个氢氧化钠喷雾头(29),喷雾压力控制在1.2MPa~3.45MPa,雾滴直径控制在Dv0.50小于200μm,Dv0.99小于400μm,工作时,机体内充满氢氧化钠浓雾;机体的上封闭式入料斗(27)的上接触器感知有入料时,打开入料阀入料,同时打开高速双向电机(26),带动三组搅拌精破刀片组(30)转动,同时,喷雾头(29)打开喷洒氢氧化钠溶液;接触器控制上封闭式入料斗(27)和下封闭式出料斗(33)内始终有料,以防止氢氧化钠喷雾剂外泄;添加剂为生物热解除臭粘合剂,添加量为6%~8%;喷雾搅拌精破加热一体机破碎粒级控制在5×10mm级;充分搅拌精破后上成型输送带(34)蒸发水分,物料体内同时开始析出水分,为湿成型做准备;成型输送带(34)为长输送带及低速输送带,以满足沥水的时间要求;
5)挤压成型工序:
成型输送带(34)输送物料进入成型料进料口(38),竖直落入副螺旋挤压机(37)经其径向加压后进入主螺旋挤压机(36),主螺旋挤压机(36)再进行轴向加压;物料经成型头(35)的导流锥(46)从圆弧三瓣梅花形出料口(45)挤出成型为生物质废弃物衍生燃料,圆弧三瓣梅花形出料口(45)外配合设置剪切装置,将生物质废弃物衍生燃料剪切成所需的长度,完成生物质废弃物衍生燃料的成型加工;所述物料在经过副螺旋挤压机(37)、主螺旋挤压机(36)、成型头导流锥(46)、成型头(35)时,其侧壁上的螺纹或螺旋的泄压壁(41)析出游离水,涂抹壁(42)将游离水涂抹在物料上,以减少挤压摩擦力;泄压壁(41)轻微径向泄压、涂抹壁(42)轻微径向挤压,以增加物料密实度;所述圆弧三瓣梅花形出料口(45)的外围圆弧为半径R,三瓣圆弧及组合成的内圆的半径R1=R2=R3=R4=R/2=12.5mm;所述圆弧三瓣梅花形出料口(45)外设置自动切割装置,剪切长度X=2R=50mm。
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