CN1268447C - 具有一个用于固体剩余物料的筛分设备的垃圾热解设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有一个用于固体剩余物料(R)的筛分设备(1)的垃圾热解设备，该筛分设备可绕其纵轴线(3)旋转以及剩余物料可加入其内腔。为了借助简单的措施可保证其连续运行以及不会发生堵塞，本发明建议，该筛分设备具有一些沿一螺旋线卷绕的杆，它们至少构成所述内腔的一部分边界，其中，这些杆的杆始端转角错移地排列，并且这些杆(8)的转动角小于360°，尤其小于等于180°。

Description

具有一个用于固体剩余物料的筛分设备的 垃圾热解设备

本申请是申请号为99807565.5、申请日为1999年5月17日的发明名称为“用于固体的筛分设备和固体筛分方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种具有一个用于固体剩余物料的筛分设备的垃圾热解设备，该筛分设备可绕其纵轴线旋转以及剩余物料可加入其内腔。

背景技术

在许多工程应用领域有必要将例如包含在散装物料中的固体分成多个组分。这些组分通常按不同的固体尺寸、固体几何形状或固体性质区分。当不同的固体组分应输往再处理装置时往往要求实施固体分离。

在建筑工业中例如将产生的建筑垃圾与巨大和笨重的废墟组分分开，然后分类和再利用。分离出来的细小建筑垃圾例如在为此所设的垃圾堆放场作为废物处理。

在垃圾处理领域，为了尽可能保护环境，垃圾或在垃圾利用后产生的剩余物料的分离和分选始终有重要意义。在这里的要点是按垃圾的大小分离。这种分离可在垃圾利用前实施；但它也可以是在垃圾利用过程本身的一道重要的工序。

为了消除垃圾已知一些加热的方法，其中，垃圾在垃圾焚化炉中燃烧或在热解设备中热解，亦即在气密的条件下加温至约400℃至700℃。在这两种方法中均恰当的是，对燃烧后或热解后留下的剩余物料进行分离，以便再利用或以恰当的方式作为废物处理。在这里的目的是尽可能减少最终存放在垃圾堆放场中的剩余物料。

由EP-A-0302310和由西门子公司于1996年在柏林和慕尼黑出版的公司文件“低温干馏燃烧设备，一种方法说明”已知作为热解设备的一种所谓低温干馏-燃烧设备，其中关键是实施一种两阶段的方法。在第一个阶段，供应的垃圾装入低温干馏滚筒(热解反应器)中，并在那里低温干馏(热解)。在低温干馏滚筒中热解时产生低温干馏气和热解剩余物料。低温干馏气与热解剩余物料的可燃部分一起在一高温燃烧室中在约1200℃的温度下燃烧。接着净化此时产生的排气。

热解剩余物料除可燃部分外还有不可燃的组分。不可燃的组分主要由惰性组分(如玻璃、岩石或陶瓷)和金属组分组成。将剩余物料中有价值的物料拣出并供往再利用装置。为了实施这种拣出需要一些保证可靠和连续运行的方法和设备。

在一些筛分设备中往往存在筛网面被堵塞的危险。由此使筛分设备发生故障，或至少必须对它进行麻烦和人员劳动强度大的清洗。筛分设备堵塞的问题尤其发生在要分离的固体由非常不均匀的成分组成的情况下。例如，铁丝钩在用作筛网面的孔板中，起先使一个个孔变狭窄，随着时间的推移最终导致孔被堵塞。

热解时产生的剩余物料通常是一种很不均匀的固体，它在其固体组分的材料成分、大小和几何形状方面有很大的差别。在这种剩余物料中，除石块、碎玻璃片和较大的金属组分外，还有细长的杆和弯卷的金属丝(残丝)。

为了分离粗大的热解剩余物料，例如由WO 97/26495已知一种低温干馏滚筒热解剩余物料的出料装置。此出料装置包括输送装置，它有一锯齿状型面的横隔板与之相连的杆筛。横隔板处于振动之中，所以在横隔板上细小的组分与粗大的组分分离。细小的组分穿过随后的杆筛掉落，而粗大的组分在杆筛上继续滑动。然而残丝可能钩在杆上并导致堵塞。

欧洲专利申请EP 0086488A2公开了一种具有一个用于固体物料的筛分设备的垃圾热解设备，其中，该筛分设备可绕其纵轴线旋转。

此外，法国专利申请FR 2745204A1公开了将一根呈螺旋线地卷绕的杆用在一筛分设备上。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有一个用于固体剩余物料的筛分设备的垃圾热解设备，借助简单的措施可保证其连续运行以及不会发生堵塞。

上述技术问题通过一种具有一个用于固体剩余物料的筛分设备的垃圾热解设备来解决，该筛分设备可绕其纵轴线旋转以及剩余物料可加入其内腔，按照本发明，该筛分设备具有一些沿一螺旋线卷绕的杆，它们至少构成所述内腔的一部分边界，其中，这些杆的杆始端转角错移地排列，并且这些杆的转动角小于360°。

如此设计的筛分设备决定性的优点在于，残丝或其他固体不可能附着地留在所述这些卷绕杆上。因为通过旋转筛分设备，由于所述杆是沿输送方向卷绕的因而残丝从杆上滑落。因此有效地避免了堵塞。

在这种情况下，每一根杆沿一条螺旋线延伸。这样一种有多根杆的筛也称为多头筛(mehrgaeniges Sieb)。

在一种作为螺旋筛替换形式的设计中，杆的转角小于360°。尤其是转角小于或约等于180°。采用这种具有多根不绕整圈的杆的设计，与具有多圈的螺旋筛相比，筛分设备可以设计得更加坚固。

比较有利的是，设一相对于所述杆位置固定的杆件。它基本上平行于由多头筛构成的外表面延伸。

此杆件作为刮脱件有如下的作用：若一段残丝钩在杆上，则由于筛的旋转运动使此残丝朝位置固定的杆件运动，并因而被杆件沿螺旋线从杆上刮掉。为做到这一点，杆的转向根据筛分设备的旋转方向恰当地规定。

为了尽可能有效地刮除，杆件同样沿一螺旋线弯卷，而且尤其与杆反向弯卷，使之与杆例如形成一个优选为90°的夹角。

按一种特别优选的设计，为了使细长的固体组分沿输送方向定向，在筛分设备中设一定向装置，它沿输送方向布置在杆前并通入内腔。

细长固体组分的定向保证使它们基本上平行于纵轴线地处于内腔中。因此，细长的固体组分同样自动被作为粗大的固体组分对待并继续输送。它们不会垂直于纵轴线掉落。由此保证，只有那些最大尺寸小于两根杆之间距离的固体组分，才会穿过由多根杆构成的筛落下。

为保证细长的固体组分便于定向，定向装置设计为一个可沿其纵轴线旋转的滚筒。由于滚筒的旋转运动，此固体组分便自动沿滚筒轴线方向定位。

特别有利的是在滚筒内侧装一螺旋，亦即安装一螺旋形卷绕的条。借助此螺旋防止例如经由装料井加入滚筒一端的固体以过快的速度通过滚筒，以致固体经杆构成的内腔“飘落”，而并没有进行筛分。优选地，螺旋设计为多头的，亦即设多个螺旋状的条，它们转角错移地排列。此螺旋尤其直接设在滚筒的进口侧并有较高的侧面。

尤其将此螺旋设计为，在俯视图中沿滚筒的纵轴线方向看构成一个封闭的圆。由此避免固体在滚筒底上会从滚筒进口至滚筒出口无阻挡地直线状滑过。为了对固体流造成必要的阻挡，优选地令多头螺旋有小于360°的转角。在这种情况下使侧面有希望的重叠并与此同时可使螺旋有比较平缓的斜度，所以在滚筒内部允许固体快速输送。

在另一种可供选择的设计中，定向装置设计为一个制有纵向槽的成型振动台，其中纵向槽沿输送方向延伸，细长的固体组分由于振动台的振动而在此纵向槽内定向。

所述杆有利地在滚筒位于沿输送方向的端面处固定在滚筒上并尤其焊在滚筒上。杆优选地这样固定，即，使滚筒出口通入由杆构成的内腔。为了使物料无摩擦地从滚筒排出，杆固定在滚筒外壁上或至少与滚筒对齐地固定。

在这种结构设计中，定向装置和杆构成了一个设计特别简单的结构单元，它坚固并可靠。

在一种特别优选的实施形式中，筛分设备与热解设备低温干馏滚筒的出料侧连接，以便筛分从低温干馏滚筒得到的热解剩余物料。

在热解设备中，优选地借助筛分设备进行热解剩余物料的第一次分离，分成细小和粗大的剩余物料组分。由于筛分设备简单和特别坚固的设计，所以保证了整个热解设备可靠和连续的运行。

特别有利和恰当的是，筛分设备直接在低温干馏滚筒出料侧与之固定连接。因此，在低温干馏滚筒与筛分设备之间不连接其他可能引起干扰的部件。杆例如直接固定在低温干馏滚筒的出料管上并布置在出料装置内部。此出料装置优选地相对于外界大气气密地密封，以免空气中的氧气进入，要不然氧气会导致可燃和热的热解剩余和料燃烧。

尤其为了粗筛来自大型热解设备的剩余物料，螺旋的两个圈之间或两根杆之间的距离有利地为约100mm至300mm，尤其约180mm。由杆构成的内腔的长度约0.5至1.5m。其直径约为1.5m，以及包括滚筒和筛的筛分设备总长度优选地约为2至4m。内腔的长度恰当地小于或等于滚筒的直径。

附图说明

下面借助于附图进一步说明本发明的实施例和其他有利的设计，附图中：

图1示出一筛分设备，其中滚筒作为定向装置与一螺旋固定连接；

图2示出一弯曲的螺旋的剖面，以便说明筛分设备有利的功效；

图3示出低温干馏滚筒和固定在它上面的螺旋；以及

图4示出有多根杆设计为多头筛的筛分设备。

具体实施方式

按图1，筛分设备1包括一个定向装置，亦即可绕其纵轴线旋转的滚筒2，它相对于水平线倾斜，在其左端面4处，设有用于固体R的柄状进料装置6。固体R例如是热解剩余物料或建筑垃圾。在滚筒2与进料装置6相对的右端面7处，固定一根沿螺旋线卷绕的金属杆8，它构成有内腔11的螺旋10。螺旋10例如通过恰当的焊接、螺钉连接或夹紧连接固定在滚筒2上。螺旋10与滚筒2大体对齐，所以滚筒2的直径与螺旋10的直径基本相同。这就有可能将整个右端面7用作固体R的滚筒出口，以及，滚筒2可例如设计为金属制的简单的管。筛分设备1和滚筒2公共的纵轴线3与螺旋10的螺旋轴线12基本重合。

滚筒2可旋转地支承。它可通过一个没有进一步说明的驱动器驱动旋转。与滚筒2一起旋转的还有固定在滚筒2上的螺旋10。按图1螺旋10有五圈。两个相邻圈之间的距离按固体R的类型确定。在这里它优选地约为180mm。螺旋形卷绕的杆8用坚固的材料制造，尤其是金属的。它例如是圆钢或钢管。螺旋10只是一端固定，而且是固定在滚筒2上。螺旋背对滚筒2的一端没有固定装置并因而不支承。因此螺旋10由于重力在其未固定的一端向下弯曲。后面结合图2对此还要详细说明。

固体R经由进料装置6加入滚筒2内，并由滚筒2的斜度和旋转运动沿输送方向14朝螺旋10输送。在螺旋10内细小的固体F被分出，而粗大的固体物G被螺旋10继续输送。

具有螺旋10的筛分设备重要的优点在于，即使重的流动的固体R也能通过旋转运动以简单的方式沿输送方向14输送。

由于滚筒2的旋转运动，同时使细长的固体物16沿输送方向14定向，所以它们大体平行于螺旋轴线12地在螺旋10的内腔11中移动。由此可靠避免细长的固体物16在螺旋10内处于垂直于螺旋轴线12的位置并通过螺旋10掉落。因此，通过螺旋10掉落的只能是细小的固体F，它收集在第一个贮槽18内并在需要时排出。粗大的固体物G经螺旋10导引。它在螺旋10端部落入第二个贮槽20内并同样在需要时排出。取代贮槽18、20，也可以设输送装置，如传送带或螺旋式运输机，以便连续排出固体物F、G。

图2表示通过弯曲的螺旋10的示意剖面。在这里说明弯曲的螺旋10重要的工作原理。按图2，螺旋轴线12(以及因而整个螺旋10)有一弯度。由于这一弯度，在两个前后相继的圈之间的上部距离O大于两个圈的下部距离U。固体组分R只可能卡在螺旋10的下部区内，因为在那里两圈之间的距离U小。一个被卡住的固体物P通过螺旋10的旋转运动被向上输送，与此同时圈与圈之间的距离增大，从而使固体物P脱开并下落。

以类似的方式同样适用于金属丝段24或类似的固体组分，它们形成钩状并将钩口悬挂在杆8上。在一种仅在平面内运动的筛中，这种丝段24通常导致堵塞。在本发明的情况下，丝段24在随螺旋10一起旋转时被向上提升。尤其在螺旋10的上死点，钩口方向朝下，所以丝段24会掉落。螺旋10的这种有利的机制与螺旋10是否弯曲无关。

按图3，热解设备的低温干馏滚筒26通过一个进料井27和一个输入装置28装入垃圾A。垃圾A在低温干馏滚筒26内在约450℃的情况下低温干馏。在此过程产生低温干馏气S和固体或热解剩余物料R。低温干馏滚筒26优选地借助于未进一步表示的在内部的加热管加热。它相对于水平线倾斜和可旋转地支承。在低温干馏滚筒26与输入装置28相对的端面装出料管29，在其端部固定螺旋10。出料管29与螺旋10构成筛分设备1。出料管29同时还用作细长固体组分的定向装置。借助于螺旋10，细小的固体组分F与粗大的固体物G分开。

出料管29与连接的螺旋10通入出料装置30，它相对于旋转的低温干馏滚筒26借助于滑环密封装置32气密地密封。与出料装置30一样，输入装置28也借助于滑环密封装置32相对于低温干馏滚筒26气密地密封。由此可避免空气中的氧侵入低温干馏滚筒26内并损害在低温干馏滚筒26内基本上无氧地进行的热解过程。在低温干馏滚筒26内除热解剩余物料R还产生低温干馏气S，它经出料管29流入出料装置30中，并从那里经低温干馏气排出管34排出。

在出料装置30内安装的螺旋10上，按另一种可供选择的实施方式，连接一个在图3中用虚线表示的管37，粗大的固体物G经此管37从出料装置30排出。在这种情况下螺旋10安排在出料管29与此管37之间。

通过在低温干馏滚筒26的出料管29上安装螺旋10，热解剩余物料R直接在低温干馏滚筒26后分离为细小的固体组分F和粗大的固体物G。因此在低温干馏滚筒26下游的部件被堵塞的危险性很小。

此筛分设备总体上适用于直接连接在旋转的管上，例如管式转炉或低温干馏滚筒上，固体在其中经受一种处理，在这之后固体应当分离。

为了进一步处理借助于筛分设备1分出的细小固体F，优选地对其实施一次所谓的风选。在此过程中轻的、尤其含碳的固体组分与重的固体组分分开。在实施这种风选时固体被输入气流中，所以轻的固体组分被气流带走。特别恰当的是制造之字形井筒，在此井筒内空气从下方和固体从上方或侧面供入。

图4表示作为螺旋10替换形式的一种实施形式，其中取代螺旋10在滚筒2端部设一些杆8。这些杆8分别沿一条螺旋线卷绕并因而可认为是一个多头螺旋。一根根杆8在滚筒2的端部优选地彼此转动错移一30°角地排列。每一根杆8的转角小于360°，因此没有构成一个完整的圈。因此可以是一种特别坚固的结构。

这种多头螺旋，如图1所示的螺旋10一样，其决定性的优点在于一根或多根螺旋形卷绕的杆8的布局，所以通过筛分设备1的旋转运动，可能被钩住的固体组分自动被继续输送到筛分设备的端头并在那里抛下。

为了支持这种自动净化机理，设置一杆件35，它基本上平行于由杆8构成的外表面。杆件35同样可以安装在具有螺旋10的实施形式中。它的作用是促使一个挂在杆8上的固体物由于杆8与杆件35之间的相对运动而沿输送方向14从杆8被推出。为此，筛分设备1的旋转方向以及杆8的转向应彼此协调。

为提高刮落的效果，杆件35同样沿一条螺旋线卷绕并优选地与杆8成90°角相交。杆件35的坡度优选地沿输送方向14增加，以提高刮落的效果。若采用多个杆件35则可进一步改善此效果。例如它们大体半圆状地排列在杆8下面。

设置杆件35的另一个优点是，在滚筒2中没有完全平行于纵向3定向的细长固体物16不会通过杆8之间的缝隙掉落。确切地说，由于滚筒2的旋转运动可以使细长的固体物16一起上举，所以它们在滚筒2出口以一锐角撞在杆8上。

此外由图4可以看出，在滚筒2的进口端设一多头螺旋36。在此实施例中，此多头螺旋36包括两块螺旋线状的薄板，它们彼此转角错移地排列。也可以设其他薄板。螺旋36装在滚筒2内侧并按这样的方式设计，即在滚筒底的任何位置至少重叠两个螺旋段。此外，螺旋的侧面、亦即薄板，比较高。由此保证制动通过进料装置6加入的固体R以及使它们不会飞越或射过筛分设备，否则固体R并没有得到筛分。

图4所述的具有多根杆8的多头筛，可以没有限制地替代图3所示的螺旋筛10。

本发明的具有一个筛分设备的垃圾热解设备的特征在于一种非常简单和坚固耐用的结构，并与此同时保证无故障地运行，不会发生堵塞。保证可靠运行的关键在于：筛分设备采用多根螺旋形卷绕的杆8的设计；由于在上游所设的定向装置因而可靠地分离细长的固体组分；以及通过旋转运动和螺旋运动造成的固体R的自动输送。

Claims (12)

1.一种具有一个用于固体剩余物料(R)的筛分设备(1)的垃圾热解设备，该筛分设备可绕其纵轴线(3)旋转以及剩余物料可加入其内腔，其特征在于：该筛分设备(1)具有一些沿一螺旋线卷绕的杆(8)，它们至少构成所述内腔的一部分边界，其中，这些杆(8)的杆始端转角错移地排列，并且这些杆(8)的转动角小于360°。

2.按照权利要求1所述的垃圾热解设备，其特征在于：设有一杆件(35)，它相对于卷绕的杆(8)位置固定并平行于由卷绕杆(8)构成的外表面布置，其中，该杆件(35)与杆(8)反向地沿螺旋线卷绕，使得它与杆(8)相交90°角。

3.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：设有多个杆件(35)，它们的始端转角错移地排列。

4.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：为了使细长的固体组分沿输送方向(14)定向采用一定向装置，它布置在所述杆(8)前并通入内腔(11)。

5.按照权利要求4所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述定向装置是一个可绕纵轴线(3)旋转的滚筒(2)。

6.按照权利要求5所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述杆(8)在沿输送方向(14)的端面(4)处固定在滚筒(2)上。

7.按照权利要求5所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述滚筒(2)内侧装有一螺旋(36)。

8.按照权利要求7所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述螺旋(36)设计为在沿滚筒(2)的纵轴线(3)的方向看过去的俯视图中构成一个封闭的圆。

9.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述筛分设备(1)与一低温干馏滚筒(26)的出料侧连接，以便筛分从该低温干馏滚筒(26)得到的热解剩余物料。

10.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述螺旋(10)两圈之间的距离或两根杆(8)之间的距离为100至300mm。

11.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：由所述杆(8)构成的内腔(11)的直径为1.5m以及长度为0.5至1.5m。

12.按照权利要求1或2所述的垃圾热解设备，其特征在于：所述杆(8)的转动角小于等于180°。

Images