CN217527629U - 一种制备可燃垃圾燃料棒的装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制备可燃垃圾燃料棒的装备。它包括进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统和电气控制系统。本实用新型主要针对可燃垃圾体积松散、不易储存和运输、单位体积热值低等一系列问题，提出一种制备可燃垃圾燃料棒的装备，将可燃垃圾制成方便运输和使用的棒状结构，具有工艺简单、适合大规模生产、成本低、无二次污染等技术优势。实验结果显示，可燃垃圾经破碎、挤压成燃料棒后，体积缩减了10倍以上，热值由17.65 MJ/kg增加到21.09 MJ/kg，提高了19.5%。

Description

一种制备可燃垃圾燃料棒的装备

技术领域

本实用新型属于可燃垃圾资源化利用技术领域，具体涉及一种制备可燃垃圾燃料棒的装备。

背景技术

可燃垃圾是指可以燃烧的垃圾，包括植物类垃圾、不适宜回收的废纸类、废塑料橡胶、旧织物用品、废木等。焚烧法是处理可燃垃圾的主要方法之一，通过适当的热分解、燃烧、熔融等反应，使可燃垃圾在高温条件下氧化，消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物质，最终成为残渣或者熔融固体物质，进行填埋和资源化利用，实现垃圾的减量化、无害化、资源化。

可燃垃圾体积松散，且含有大量碎纸屑、木屑、塑料片等，不易储存、运输和投放燃烧。并且可燃垃圾种类繁多，大小不一，单位体积热值低，导致发电和热转化效率降低，一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等有毒有害气体排放比率提高。因此，可燃垃圾焚烧前建议进行预处理，减少垃圾体积，提高垃圾密实度，使其便于运输和焚烧。

发明内容

本实用新型的目的在于针对可燃垃圾体积松散、不易储存和运输、单位体积热值低等一系列问题，提出一种制备可燃垃圾燃料棒的装备，将可燃垃圾制成方便运输和使用的棒状结构，具有工艺简单、适合大规模生产、成本低、无二次污染等技术优势。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下的技术方案：

一种制备可燃垃圾燃料棒的装备，其特征在于它包括进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统和电气控制系统。

所述进料装置包括为提升皮带输送机1，提升皮带输送机1的一侧设置在防尘箱2内原料斗3的上方位置；

所述破碎装置采用双齿辊破碎机，主要包括破碎电机、减速箱、齿轮箱、防尘箱、原料斗、底座、机架。所述齿轮箱4内设置有相向旋转的第一破碎辊轮5和第二破碎辊轮6，分别与齿轮箱两侧的减速箱一7、破碎电机一8和减速箱二9、破碎电机二10依次连接；齿轮箱的上部设置有原料斗3，在原料斗3的外部包裹设置有钢板拼接设计的防尘箱2。齿轮箱4通过底座11与机架12连接。机架12的四个支撑柱着地连接。

所述挤压装置采用单螺杆或双螺杆螺旋挤压机，主要包括加料装置、主电机、传送皮带、变速箱、挤压机筒、螺杆、切削模具、排气口、支撑柱、机架底座。所述加料装置包括进料斗13、进料电机14、减速箱三15、进料螺杆16和下料腔17，进料电机14、减速箱三15、进料螺杆16采用依次连接；所述进料斗13与破碎装置出料口紧密相连；所述下料腔17与挤压机筒18进料端相连；主电机19输出端通过传送皮带20与第四减速箱21、轴承22依次相连，构成传动系统，驱动螺杆23，供给螺杆在挤出过程中所需要的力矩和转速；所述螺杆23的外表面镶嵌有螺旋叶片24；所述挤压机筒18通过支撑柱25与机架底座26相连；所述挤压机筒18上设置有排气口27；所述挤压机筒18出料端套接有切削模具28；所述切削模具28中间有孔套281接在螺杆末端，四周均匀分布着出料孔282，切削模具外侧有切刀283；所述切刀固定连接在螺杆末端随螺杆转动切断燃料棒；所述切削模具28可拆卸，通过更换不同口径大小的切削模具，可以得到不同直径大小的燃料棒。

所述废气净化系统包括集气罩29、入风管30、风机31和尾气净化装置32，采用依次连接；所述集气罩29位于排气口27和切削模具28的上方；所述尾气净化装置32是由UV光氧催化、活性炭吸附依次连接组成的一体化装备。

所述电气控制系统采用PLC变频控制柜33，安装变频调速装置，同时控制进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统，PLC可编程控制系统实现设备自动采集和运行自动化。

本实用新型进一步公开了可燃垃圾燃料棒的制备方法，按如下的步骤进行：

（1）可燃垃圾经干燥或晾晒至含水率10%~20%后，经提升皮带输送机输送至双齿辊破碎机原料斗，双齿辊破碎机原料斗外部包裹有防尘箱，可有效避免垃圾粉碎过程中产生的粉尘污染；

（2）双齿辊破碎机中两个圆辊作相向旋转，将可燃垃圾卷入两辊所形成的破碎腔内而被压碎成粒度为1~5cm的碎片。破碎的垃圾在重力的作用下，从两个辊子之间的间隙排出进入挤压机进料斗；

（3）进料斗中的垃圾在进料螺杆上螺旋叶片的传输下进入下料腔，再从下料腔掉落到挤压机筒进料端，实现垃圾的分批分量传输，减少挤压机内物料的堆积和堵塞，提高挤压机的使用寿命；

（4）进入挤压机筒的碎片，在螺杆的转动下将其向前输送，螺杆转速控制在10~100转/分。在前进过程中，经过挤压机筒的加热、螺杆带来的剪切以及压缩作用，垃圾碎片温度升高至70~120℃，经切削模具上的圆形出料口挤压而出，形成直径在2cm~5cm的圆柱体，经切刀定时切割，得到长度5cm~15cm的燃料棒。

（5）为防止垃圾在受热、挤压和切割过程中，释放出有毒有害气体对环境造成二次污染，采用集气罩抽取挤压机筒排气口和切削模具上方气体，经UV光氧催化、活性炭吸附装置依次净化后外排。

（6）PLC变频控制柜控制进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统的运行，变频节能，运行稳定，自动化程度高。

本实用新型同时也公开了所述方法制备的可燃垃圾燃料棒在缩小可燃垃圾体积、提高热值方面的应用。实验结果显示，可燃垃圾经破碎、挤压成燃料棒后，体积缩减了10倍以上，热值由17.65 MJ/kg增加到21.09 MJ/kg，提高了19.5%。

本实用新型公开的一种制备可燃垃圾燃料棒的装备与现有技术相比所具有的积极效果在于：

（1）本实用新型提供了一种集破碎、挤压、除尘、废气净化于一体的成套装备，将可燃垃圾制成方便运输和使用的棒状结构，具有工艺简单、适合大规模生产、成本低、无二次污染等技术优势。

（2）本实用新型提供的成套装备具有除尘功能和尾气净化功能，除尘功能防止垃圾在破碎过程中灰尘四处飞散，降低了工作环境中的粉尘含量，尾气净化功能防止垃圾在受热、挤压和切割过程中，排放有害气体，对环境造成二次污染。

（3）本实用新型提供的成套装备可以加工出不同直径、不同长度的燃料棒，满足不同使用场所的燃烧需求。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的切削模具结构示意图；

图中标号：

1 提升皮带输送机；2 防尘箱；3 原料斗；4齿轮箱；5 第一破碎辊轮；

6 第二破碎辊轮；7 第一减速箱；8第一破碎电机；9 第二减速箱；

10 第二破碎电机；11底座；12机架；13 进料斗；14 进料电机；

15 第三减速箱；16 进料螺杆；17 下料腔；18 挤压机筒；

19 主电机；20 传送皮带；21 第四减速箱；22 轴承；23 螺杆；

24 螺旋叶片；25 支撑柱；26 机架底座；27 排气口；28 切削模具；

29 集气罩；30 入风管；31 风机；32 尾气净化装置；

33 PLC变频控制柜；281 套孔；282 出料孔；283 切刀。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对这些实施方案中进行的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。

实施例1

一种制备可燃垃圾燃料棒的装备，包括进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统和电气控制系统；其中

所述进料装置包括为提升皮带输送机1，提升皮带输送机1的一侧设置在防尘箱2内原料斗3的上方位置；

所述破碎装置为双齿辊破碎机，主要包括：破碎电机、减速箱、齿轮箱、防尘箱、原料斗、底座、机架；所述齿轮箱4内设置有相向旋转的第一破碎辊轮5和第二破碎辊轮6，分别与齿轮箱两侧的第一减速箱7、第一破碎电机8和第二减速箱9、第二破碎电机10依次连接；齿轮箱的上部设置有原料斗3，在原料斗的外部包裹有钢板拼接设计的防尘箱2，齿轮箱4通过底座11与机架12连接，机架的四个支撑柱着地连接。

所述挤压装置为单螺杆或双螺杆螺旋挤压机，主要包括：加料装置、主电机、传送皮带、变速箱、挤压机筒、螺杆、切削模具、排气口、支撑柱、机架底座；所述加料装置包括进料斗13、进料电机14、第三减速箱15、进料螺杆16和下料腔17，进料电机41、第三减速箱15、进料螺杆16采用依次连接；所述进料斗13与破碎装置出料口紧密相连；所述下料腔17与挤压机筒18进料端相连；主电机19输出端通过传送皮带20与第四减速箱21、轴承22、螺杆23依次相连，所述螺杆的外表面镶嵌有螺旋叶片24；所述挤压机筒18通过支撑柱25与机架底座26相连；所述挤压机筒18上设置有排气口27；所述挤压机筒出料端套接有切削模具28；所述切削模具中间有孔套281接在螺杆末端，四周均匀分布着出料孔282、切削模具外侧有切刀283；所述切刀固定连接在螺杆末端随螺杆转动切断燃料棒；所述废气净化系统包括：集气罩29、入风管30、风机31和尾气净化装置32，采用依次连接；其中集气罩29位于排气口27和切削模具28的上方；所述尾气净化装置32是由UV光氧催化、活性炭吸附依次连接组成的一体化装备；

所述电气控制系统采用PLC变频控制柜33，安装变频调速装置，同时控制进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统，PLC可编程控制系统实现设备自动采集和运行自动化。所述切削模具28可拆卸，通过更换不同口径大小的切削模具，可以得到不同直径大小的燃料棒。

实施例2

一种可燃垃圾燃料棒的制备方法：

（1）可燃垃圾经干燥或晾晒至含水率10%后，经提升皮带输送机输送至双齿辊破碎机原料斗，双齿辊破碎机原料斗外部包裹有防尘箱，有效避免垃圾粉碎过程中产生的粉尘污染；

（2）双齿辊破碎机中两个圆辊作相向旋转，将可燃垃圾卷入两辊所形成的破碎腔内而被压碎成粒度为4cm的碎片；破碎的垃圾在重力的作用下，从两个辊子之间的间隙排出进入挤压机进料斗；

（3）进料斗中的垃圾在进料螺杆上螺旋叶片的传输下进入下料腔，再从下料腔掉落到挤压机筒进料端，实现垃圾的分批分量传输，减少挤压机内物料的堆积和堵塞，提高挤压机的使用寿命；

（4）进入挤压机筒的碎片，在螺杆的转动下将其向前输送，螺杆转速控制在80转/分，在前进过程中，经过挤压机筒的加热、螺杆带来的剪切以及压缩作用，垃圾碎片温度升高至100℃，经切削模具上的圆形出料口挤压而出，形成直径3cm的圆柱体，经切刀定时切割，得到长度8cm的燃料棒；

（5）采用集气罩抽取挤压机筒排气口和切削模具上方气体，经UV光氧催化、活性炭吸附装置依次净化后外排；

（6）PLC变频控制柜控制进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统的运行，变频节能，运行稳定，自动化程度高。

实施例3

实际使用情况说明：

天津市某区垃圾分类后的可燃垃圾，主要组成为塑料袋、塑料瓶、塑料绳、旧织物用品、纸盒、废橡胶等。晾晒至含水率15%后，采用本实用新型方法及装置加工燃料棒。可燃垃圾经提升皮带输送机输送至双齿辊破碎机原料斗，破碎成粒度为3cm的碎片。而后进入单螺旋挤压机进料斗，挤压机螺杆转速设定为30转/分，控制垃圾碎片温度升高至120℃，切削模具上出料口直径为3.5cm，经切刀切割成直径3.5cm、长度10cm的燃料棒。

参照GB/T30727-2014《固体生物质燃料发热量测定方法》和 GB/T28732-2012 《固体生物质燃料全硫测定方法》检测，可燃垃圾燃料棒低位发热量为4874Kcal/kg，高位发热量为5213Kcal/kg，含硫量为0.17%。

实施例4

对比实验

天津市某区垃圾分类后的可燃垃圾，主要组成为塑料袋、塑料瓶、塑料绳、旧织物用品、纸盒、废橡胶等。晾晒至含水率15%后，采用本实用新型方法加工成直径3.5cm、长度10cm的燃料棒。经测定，燃料棒密度为1.3g/cm³，可燃垃圾经破碎、挤压成燃料棒后，体积缩减了10倍以上，热值Q由17.65 MJ/kg增加到21.09 MJ/kg，提高了19.5%。可见，本实用新型方法能使可燃垃圾更加利于收集和运输，并且能够显著提高可燃垃圾的燃烧热值。

Claims (1)

1.一种制备可燃垃圾燃料棒的装备，其特征在于它包括：进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统和电气控制系统；其中：

进料装置为提升皮带输送机（1），提升皮带输送机（1）的一侧设置在防尘箱（2）内原料斗（3）的上方位置；

破碎装置为双齿辊破碎机，主要包括：破碎电机、减速箱、齿轮箱、防尘箱、原料斗、底座、机架；其中齿轮箱（4）内设置有相向旋转的第一破碎辊轮（5）和第二破碎辊轮（6），分别与齿轮箱（4）两侧的第一减速箱（7）、第一破碎电机（8）和第二减速箱（9）、第二破碎电机（10）依次连接；齿轮箱（4）的上部设置有原料斗（3），在原料斗（3）的外部包裹有钢板拼接设计的防尘箱（2），齿轮箱（4）通过底座（11）与机架（12）连接，机架（12）的四个支撑柱着地连接；

挤压装置为单螺杆或双螺杆螺旋挤压机，主要包括：加料装置、主电机、传送皮带、变速箱、挤压机筒、螺杆、切削模具、排气口、支撑柱、机架底座；

其中加料装置包括进料斗（13）、进料电机（14）、第三减速箱（15）、进料螺杆（16）和下料腔（17），进料电机（14）、第三减速箱（15）、进料螺杆（16）采用依次连接；进料斗（13）与破碎装置出料口紧密相连；下料腔（17）与挤压机筒（18）进料端相连；主电机（19）输出端通过传送皮带（20）与第四减速箱（21）、轴承（22）依次相连，构成传动系统；螺杆（23）的外表面镶嵌有螺旋叶片（24）；挤压机筒（18）通过支撑柱（25）与机架底座（26）相连；在挤压机筒（18）上设置有排气口（27），挤压机筒（18）出料端套接有切削模具（28）；切削模具（28）中间有孔套（281）接在螺杆末端，四周均匀分布着出料孔（282），切削模具外侧有切刀（283），切刀固定连接在螺杆末端随螺杆转动切断燃料棒；

废气净化系统包括：集气罩（29）、入风管（30）、风机（31）和尾气净化装置（32），采用依次连接；其中集气罩（29）位于排气口（27）和切削模具（28）的上方；所述尾气净化装置（32）是由UV光氧催化、活性炭吸附依次连接组成的一体化装备；所述切削模具（28）可拆卸；

电气控制系统采用PLC变频控制柜（33），安装变频调速装置，同时控制进料装置、破碎装置、挤压装置、废气净化系统，PLC可编程控制系统实现设备自动采集和运行自动化。

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