CN214009226U - 一种固体废弃物处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固体废弃物处理系统，包括进料装置、热解装置，所述热解装置包括滚筒筛热解炉和驱动装置，所述滚筒筛热解炉包括含有炉腔的外炉体，所述外炉体包括炉头、炉尾，置于所述炉腔中的内滚筒筛，所述驱动装置用于驱动内滚筒筛旋转；所述进料装置与滚筒筛热解炉的炉头相连，用于将物料送入内滚筒筛中；所述处理系统还包括热源循环系统，用于向炉腔中供应热的惰性气体。本实用新型的方案可使物料与热气体直接接触，受热均匀，换热效率高，处理效率高，且密封效果好。

Description

一种固体废弃物处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种处理系统，尤其涉及一种固体废弃物处理系统。

背景技术

固体废弃物的产生与排放，伴随着人类社会不断延续，社会化生产的生产、分配、交换、消费环节都会产生废弃物；产品生命周期的产品的规划、设计、原材料采购、制造、包装、运输、分配和消费环节也会产生固体废弃物，而被丢弃的废弃物有可能成为生产的原材料、燃料或消费物品。特别是电池、电路板、油漆桶等主要含有有机物与金属材料的固体废弃物，由于这些废弃物中含有大量的有价值的金属，因此，具有回收处理价值。

目前，现有技术中采用热解法对固体废弃物进行处理，即通过在控氧或无氧的条件下，对物料进行热解，获得热解产物，但这些方式为了避免氧气进入，通常为隔套间接加热(例如，在热解设备外壁上安装加热装置)，热效率较低；同时，获得的热解产物，后续还需要额外添加破碎、筛分或分选等设备做进一步分离；此外，对于锂电池的正极材料来说，很容易在温度过高时与贵金属成分发生铝热反应，即使采取了严格的控温措施，铝箔和三元粉也容易在热解过程中局部超温，从而引发连串的铝热反应，瞬间高温可以烧穿热解窑炉，甚至引发爆炸。

发明内容

本实用新型专利提供的一种固体废弃物处理系统，可提高物料处理效率，简化系统结构。

基于上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种固体废弃物处理系统，包括进料装置、热解装置，所述热解装置包括滚筒筛热解炉和驱动装置，所述滚筒筛热解炉包括含有炉腔的外炉体，所述外炉体包括炉头、炉尾，置于所述炉腔中的内滚筒筛，所述驱动装置用于驱动内滚筒筛旋转；所述进料装置与滚筒筛热解炉的炉头相连，用于将物料送入内滚筒筛中；所述处理系统还包括热源循环系统，用于向炉腔中供应热的惰性气体惰性。

为了将热解后的物料在滚筒筛热解炉中进行分离，内滚筒筛上的网孔从炉头至炉尾沿轴向设置相同或者不同孔径的网孔。

为了收集排出热解后的物料，在外炉体上设置出料口。

为了更好的使物料沿着所述内滚筒筛的轴向运动，在内滚筒筛上布置有拨料板。

为了确保炉腔内有上升的热气流，能够将内滚筒筛中的物料流化，在外炉体上设置进气口和排气口，排气口设置在炉头上部，进气口设置在炉尾下部。

为了确保进入炉腔中的气体均匀分布，所述热源循环系统包括进气布风装置，进气布风装置设于外炉体与内滚筒筛之间的炉腔中。

进一步地，所述热源循环系统还包括一级除尘器、循环风机，一级除尘器的一端与排气口连接，一级除尘器的另一端与循环风机的一端连接，循环风机的另一端与进气口的一端连接，进气口的另一端与进气布风装置连接。

为了保持炉腔中的压力稳定，电池材料处理系统还包括分压处理系统。

进一步地，所述分压处理系统包括线路阀、二级除尘器、燃烧室、尾气处理装置，其中，线路阀的一端与热源循环系统相连，线路阀的另一端与二级除尘器的一端相连，二级除尘器的另一端与燃烧室的一端相连，燃烧室的另一端与尾气处理装置相连。

为了保证进入炉腔中热气流的温度以及对热解后的可燃气体充分利用，在分压处理系统与热源循环系统之间设置换热器，所述换热器用于将所述燃烧室排出的烟气温度传递给所述热源循环系统中的惰性气体。

为了防止物料堵塞进气布风装置，在进气布风装置的布风孔上安装风帽。

为了保证炉腔处于无氧的环境下，在滚筒筛热解炉的进料口、出料口、进气口、出气口处设置密封结构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)物料在滚筒筛热解炉中与热气体直接接触，且进行多方向的运动，受热均匀，换热效率高，物料处理效率高；

(2)热解后的材料在气流中运动，加大了粉料之间的摩擦，更利于粉料与片状料之间的分离。物料通过内筛筒的网孔分选，分别进入到不同出料口收集，无需再额外配置多余的分离系统，简化处理系统的整体结构，并节约成本；

下文将结合附图对本实用新型具体实施例进行详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1是本实用新型固体废弃物处理系统实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型固体废弃物处理系统实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

本实用新型的处理系统适用于电池极片、电路板、油漆桶等含有有机物和金属材料固体废弃物的处理。

如图1所示，本实用新型的固体废弃物处理系统，包括进料装置1、热解装置，所述热解装置包括滚筒筛热解炉2和驱动装置(未示出)，所述滚筒筛热解炉2包括含有炉腔23的外炉体21，所述外炉体21包括炉头(左端为炉头，即进料端为炉头)、炉尾(右端为炉尾)，置于所述炉腔中的内滚筒筛22，外炉体21保持固定，仅内滚筒筛在驱动装置的作用下驱动内滚筒筛旋转；所述进料装置1与滚筒筛热解炉2的炉头相连，用于将物料送入内滚筒筛中；所述处理系统还包括热源循环系统3，所述热源循环系统包括进气布风装置31，进气布风装置31设于外炉体与内滚筒筛之间的炉腔中，用于向炉腔中供应热的惰性气体，热的惰性气体从内滚筒筛的网孔进入，物料在热的惰性气体的扰动下和内滚筒筛的旋转下与热的惰性气体直接接触，换热效率高，物料处理效率高；同时物料在内滚筒筛中进行多方向的运动，受热均匀，防止产生局部热量积聚，避免铝热反应的发生。为了降低进气布风装置对下落物料的影响，进气布风装置优选设置在炉腔非正下方，即非垂直水平面的方向；其中，内滚筒筛可以通过轴固定在外炉体上，驱动装置驱动轴转动，从而带动内滚筒筛旋转。

其中，进料装置中的物料均是经过破碎后形成规定尺寸的物料；内滚筒筛可以采用多种方式加工形成，例如：钢板打孔加工形成，也可以采用钢骨架与筛网的形式。

现有技术中为了将获得的热解产物(即铝箔、铜箔及粉状金属活性物质的混合物)做进一步分离，后续还需要额外添加破碎、筛分等设备，导致系统复杂，同时也增加了生产成本。本实用新型中，内滚筒筛上的网孔从炉头至炉尾沿轴向(即从左往右的方向)可设置相同或者不同孔径的网孔。

内滚筒筛上设置相同或者不同孔径的网孔均可实现粉料和片状物料的分离。

当处理的物料为电路板时，由于电路板中含有多种金属，优选内滚筒筛上设置不同孔径的网孔。内滚筒筛上的网孔从炉头至炉尾沿轴向设置两种不同大小的孔径，右边的孔径大于左边的孔径，小孔径的设置便于热解后的粉料通过，大孔径的设置便于金属箔通过；大孔径段靠近炉尾，小孔径段的占比大于大孔径段的占比，一般小孔径段占内滚筒筛的筒身超过60％；

在外炉体上设置出料口，用于收集排出热解后的物料。即在外炉体下部对应小孔径的位置上设置出料口24，对应大孔径和内滚筒筛的末端位置上设置出料口25。热解后的物料在进气布风装置供应的热气流中扰动，加大了粉料之间的摩擦力，利于粉料与金属箔之间的分离，粉料从内滚筒筛的小孔落入到出料口24中，尺寸较大的金属箔通过内滚筒筛上的大孔和末端落入到出料口25中，即采用本方案中的滚筒筛热解炉无需再额外配置多余的分离系统，简化处理系统的整体结构，并节约成本。当然，内滚筒筛上的孔可以设置3种以上不同的孔径，可根据物料的性质和实际需求进行调整。

当处理的物料为锂电池时：内滚筒筛上更优选设置相同孔径的网孔。如图2所示，内滚筒筛上的网孔从左至右沿轴向设置相同大小的孔径，在外炉体下部对应筛筒的位置上设置出料口24’，对应内滚筒筛末端的位置上设置出料口25’。热解后的物料在进气布风装置供应的热气流中扰动，加大了粉料之间的摩擦力，利于粉料与铝箔、铜箔之间的分离，粉料从内滚筒筛的筛孔落入到出料口24’中，尺寸较大的铝箔、铜箔通过内滚筒筛的末端落入到出料口25’中。即采用本方案中的滚筒筛热解炉无需再额外配置多余的分离系统，简化处理系统的整体结构，并节约成本。图1和图2中相同的部件用同样的附图标记。

当处理的物料为油漆桶时：内滚筒筛上更优选设置相同孔径的网孔。其可以仅在对应内滚筒筛末端的外炉体上设置出料口。热解后的物料在进气布风装置供应的热气流中扰动，增加物料无热惰性气体的接触时间，热解充分，金属箔通过内滚筒筛的末端落入到出料口中。即采用本方案中的滚筒筛热解炉无需再额外配置多余的分离系统，简化处理系统的整体结构，并节约成本。

为了防止落下的粉末堵塞布风孔的出气口，在进气布风装置的布风孔上安装风帽。

为了更好的将物料从滚筒筛热解炉炉头输送到炉尾，本方案在内滚筒筛上布置有拨料板，拨料板可以拨动物料沿着轴向正向运动，即从左向右运动。

如图1、图2所示，外炉体21上设置进气口26和排气口27，进气口26位于外炉体炉尾下部，排气口位于外炉体炉头上部，即进气口与排气口分别位于外炉体的下部和上部，通过进气口引入热的惰性气体进入炉腔中，通过内滚筒筛的网孔，进入内滚筒筛的内部，与物料直接接触，在内滚筒筛中形成一个上升的热气流，能够将内滚筒筛里面的物料吹起来，即形成一个流化的状态；进气气流速度范围根据物料的性质、厚度以及内滚筒筛的容量进行不同的调整。

为了确保热解过程处在无氧的环境下，在滚筒筛热解炉的进料口、出料口、进气口、出气口处设置密封结构，防止空气进入，导致热解炉中产生有毒有害气体，例如：二噁英。

如图1、图2所示，热源循环系统3还包括一级除尘器32、循环风机33，一级除尘器32的一端与排气口27通过管路连接，一级除尘器32的另一端与循环风机33的一端连接，循环风机33的另一端与进气布风装置连接，进气布风装置通过进气口26进入炉腔中，用于供给热的惰性气体，所述惰性气体，可以是氮气、氩气等；为了确保物料中的有机物充分热解，根据滚筒筛热解炉的容量和物料的性质选择停留时间和具体的热惰性气体温度，本实用新型中热的惰性气体的温度范围为300-600℃。同时，燃烧室内还可引入额外燃料作为热源以提高燃烧室中烟气的温度。

其中，一级除尘器32为旋风除尘或者其他适用于高温的除尘装置，一级除尘器32可以除掉由排气口27排出的气体中的粉尘，在一级除尘器32下部设置出料口用于收集随热惰性气体通过排气口27进入热源循环系统中的粉末；循环风机33为热的惰性气体在热源循环系统中的流动提供动力来源；进气布风装置31位于炉腔内，其将热的惰性气体引入炉腔内部，气体通过进气布风装置均匀进入炉腔中，不会导致局部过热现象的发生，即进气布风装置既为内滚筒筛中的物料提供热源，又给物料运动带来动力。其中，进步布风装置可以为均布板或者均布管等。

由于滚筒筛内部胶黏剂热解后产生新的气体(含氟有机物和HF)，随着热解时间的增加，滚筒筛中的压力会逐渐增大。因此，为了保持滚筒筛内部的压力保持稳定以及处理裂解产生的气体，所述电池材料处理系统还设置分压处理系统4，分压处理系统4包括线路阀41、二级除尘器42、燃烧室43、尾气处理装置44，其中，线路阀41的一端与循环风机的管路相连，线路阀41的另一端与二级除尘器42相连，二级除尘器42的另一端与燃烧室43的一端相连，燃烧室的另一端与尾气处理装置44相连。在分压处理系统与热源循环系统之间设置换热器45，换热器用于将所述燃烧室排出的烟气温度传递给所述热源循环系统中的惰性气体。

所述线路阀41为可自动控制的阀门，例如电磁阀；当热源循环系统中的气体压力高于设定的压力值时，线路阀41自动打开，将热源循环系统中混有热解气的无氧循环气体引入分压处理系统4中，气体进入二级除尘器42中进行高效除尘；为了将混合器中的粉末收集利用，设定除尘效率在99％以上，所述二级除尘器42可以是陶瓷除尘器、电除尘器、金属滤网除尘器；二级除尘器42下部设置出料口用于收集通过线路阀进入分压处理系统中的粉末；该出料口收集的物料粒径最小，数量也最少。

除尘后的气体进入燃烧室43，热解产生的热解气进行充分燃烧；由于燃烧室出来的烟气温度较高，因此，在燃烧室与尾气处理装置之间的管路上设置换热器45，换热器将高温烟气与热源循环系统中的无氧气体进行热交换，保持进入滚筒筛热解炉中惰性气体的温度在预设范围内，即为热源循环系统的热量来源；当然，当分压处理系统中无含热解气的无氧气体进入时，燃烧室内还可引入额外燃料作为热源以提高燃烧室中烟气的温度。经过换热的烟气进入尾气处理装置44中，将烟气中的可回收利用的物质进行吸收处理，采用的吸收方式可以是物理吸附、碱液喷淋等方法。为了便于尾气的排放，在尾气处理装置后设置尾气排放风机。

具体处理过程如下：

以电路板为例，系统处理电路板时，首先将电路板破碎成规定尺寸，破碎后的物料(以下简称板片)通过进料装置送入内滚筒筛中，热循环系统中的进气布风装置将热的惰性气体引入到炉腔中，内滚筒筛中的物料受到径向上热的惰性气体的吹扫，驱动装置驱动内滚筒筛旋转，同时物料受到内滚筒筛上的拨料板的作用，沿着轴向移动。

运动过程中，板片不断受热，酚醛树脂、阻燃剂等有机物逐渐分解，金属箔与有机物之间结合力的逐渐减弱，在气体扰动、物料间摩擦及拨料板拨动的共同作用下，粉料与金属箔脱离，粒径较小的粉状物通过孔径较小的网孔，进入到出料口24中，而物料沿着轴向运动，越接近内滚筒筛末端的部分，粉料含量越低，直到金属箔通过大的网孔和/或末端进入到出料口25中被收集。

而随着有机物的热解，热源循环系统中的气体压力逐渐升高，待达到设定值时，打开分压处理系统中的线路阀，热源循环系统中多余的气体将会进入到分压处理系统中，经过二级除尘器后进入燃烧室消耗含溴有机物，生成HBr，燃烧室出来的烟气进入到换热器进行热交换，热交换后的烟气进入尾气装置中进行净化吸收，转化为有价值的溴盐。

经过热解后的气体为惰性气体与热解气的混合无氧气体，该混合气体作为热源循环系统中的热源对物料进行加热；热源循环系统中的无氧气体通过换热器，提高无氧气体的温度，随后无氧气体进入炉腔内部，直接对物料进行加热。

本实用新型中的固体废弃物处理系统无需添加额外的筛分系统，即可获得筛分好的物料。

在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。“连接”可以是两部件直接连在一起，也可以是通过中间部件将两个部件连在一起。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种固体废弃物处理系统，包括进料装置、热解装置，其特征在于：所述热解装置包括滚筒筛热解炉和驱动装置，所述滚筒筛热解炉包括含有炉腔的外炉体，所述外炉体包括炉头、炉尾，置于所述炉腔中的内滚筒筛，所述驱动装置用于驱动内滚筒筛旋转；所述进料装置与滚筒筛热解炉的炉头相连，用于将物料送入内滚筒筛中；所述处理系统还包括热源循环系统，用于向炉腔中供应热的惰性气体。

2.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述内滚筒筛上的网孔从炉头至炉尾沿轴向设置相同或者不同孔径的网孔。

3.根据权利要求2所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，在外炉体上设置出料口，用于收集排出热解后的物料。

4.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述内滚筒筛上布置有拨料板，用于拨动物料沿着所述内滚筒筛的轴向运动。

5.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述外炉体上设置进气口和排气口，排气口设置在炉头上部，进气口设置在炉尾下部。

6.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述热源循环系统包括进气布风装置，进气布风装置设于外炉体与内滚筒筛之间的炉腔中。

7.根据权利要求6所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述热源循环系统还包括一级除尘器、循环风机，一级除尘器的一端与排气口连接，一级除尘器的另一端与循环风机的一端连接，循环风机的另一端与进气口的一端连接，进气口的另一端与进气布风装置连接。

8.根据权利要求1所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述固体废弃物处理系统还包括分压处理系统。

9.根据权利要求8所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，所述分压处理系统包括线路阀、二级除尘器、燃烧室、尾气处理装置，其中，线路阀的一端与热源循环系统相连，线路阀的另一端与二级除尘器的一端相连，二级除尘器的另一端与燃烧室的一端相连，燃烧室的另一端与尾气处理装置相连。

10.根据权利要求9所述的固体废弃物处理系统，其特征在于，在分压处理系统与热源循环系统之间设置换热器，所述换热器用于将所述燃烧室排出的烟气温度传递给所述热源循环系统中的惰性气体。

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