固體垃圾無害化處理系統及處理方法與流程

本發明屬于垃圾處理技術領域，特別是涉及一種固體垃圾無害化處理系統及處理方法。

背景技術：

固體廢物處理是通過物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發、焚燒等)或生物化學作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過程。特別在處理廢物時，應避免產生二次污染，對有毒有害廢物應確保不致對人類產生危害。對城市產生的固體廢物制定全面的、綜合性處理規劃是非常必要的。綜合處理的目的是將城市中各種廢物集中到一定地點，根據固體廢物的特征，把各種廢物處理過程組合成一個系統，以便把各過程得到的物質和能量進行合理的集中利用。通過綜合處理可以對廢物進行有效的處置，減少最終廢物排放量，減輕對地區的環境污染，防止二次污染的擴散，同時還能做到總處理費用低，資源利用效率高。

控制固體廢物對環境污染和對人體健康危害的主要途徑是實行對固體廢物的資源化、無害化和減量化處理，對城市垃圾進行分選回收。根據垃圾的化學、物理性質，如比重、 電磁性、 顏色、回彈性、可燃性等進行分選，再用干法、水漿機法、高溫或中溫分解等方法處理，從中回收金屬、玻璃、造紙原料、塑料等物資，同時回收循環利用熱能和可燃氣體。

現有固態垃圾處理設備所采用工藝為垃圾炭化工藝：振動給料→分揀→撕碎→篩分→風選→脫水→烘干→炭化，炭化后熱風可以為烘干所用。該處理工藝過程各個環節需要專門設備分步進行，且所用設備為一字排開布局，存在工藝流程較復雜，占地面積大，設備投入成本高等諸多缺陷，重要的是現技術垃圾炭化工序將塑料全部氣化，燃燒氣體中有害成分二惡英嚴重超標，排入大氣對空氣造成嚴重污染。因此，不利于進一步推廣普及。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題就是克服上述現有技術的不足，而提供一種優化生產工藝及結構，使得結構緊湊、布局合理，占地面積小，并且生產設施投資成本低，將廢舊塑料回收利用，避免廢氣中二惡英成份嚴重超標的的固體垃圾無害化處理系統及處理方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

設計一種固體垃圾無害化處理系統，依次包括輕質塑料初選裝置、送料裝置、臥式可轉動分級篩、密閉烘干容器、垃圾收集器、燃燒氣化爐、塑料收集室、廢氣凈化器；其中送料裝置及臥式可轉動分級篩沿軸向由前至后相對于水平面為斜向下設置，輕質塑料初選裝置相對于送料裝置進料端為斜向上設置；圓筒分級篩兩端敞口，在分級篩外部設有烘干密閉容器，烘干密閉容器所含烘干室與氣化爐燃燒室之間設有供熱管道，供熱管道由烘干密閉容器后端伸入至烘干室內；在分級篩進料端相對應的密閉烘干容器上設有輕質塑料抽出口，輕質塑料抽出口上依次連接有塑料收集室、抽風機和廢氣凈化器；所述分級篩由前向后至少分三段篩網逐級設置，自首段篩網起各段篩網的網孔直徑為逐級變大，在烘干密閉容器底部分別向下設有和各段篩網相對應的料倉；首段篩網所對應的料倉與對應所設的有機肥料發酵池相連接，其余篩網所對應的料倉與對應依次所設的金屬回收機、粉碎分選一體機和無機垃圾處理池相連接。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，還包括位于輕質塑料初選裝置進料端的收料斗和垃圾大料分流器，其中垃圾大料分流器包括螺旋鉸刀箱，收料斗設在螺旋鉸刀箱的進料側上部，螺旋鉸刀箱內縱向轉動支撐有螺旋鉸刀，螺旋鉸刀箱出料側連通設有大料導流槽，螺旋鉸刀箱底部設有格網；在格網正下方與輕質塑料初選裝置進料端之間連接有導流槽。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述輕質塑料初選裝置包括旋轉圓筒及抽風管道，該抽風管道一端伸入至旋轉圓筒進料端內，其另一端與塑料收集室相連通。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述輕質塑料初選裝置相對于送料裝置為橫向垂直交叉設置。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述分級篩一端設有轉動托輥輪，另一端連接有驅動機構，篩網設在烘干密封容器中；所述分級篩出料端設有固定封頭。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述首段篩網所對應的粒料倉與有機肥料發酵池之間設有帶式輸送機。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，其余篩網所對應的料倉共用一套金屬回收機、粉碎分選一體機和無機垃圾處理池。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，其余篩網所對應的料倉與所共用的成套金屬回收機、粉碎分選一體機和無機垃圾處理池之間設有帶式輸送機。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述輕質塑料初選裝置和臥式可轉動分級篩分別相對于水平面的傾角大小范圍為5～20°。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理系統中，所述送料裝置為柱塞式送料裝置或者螺旋式送料裝置。

此外，本發明同時還提供一種采用上述固體垃圾無害化處理系統的垃圾處理方法，處理步驟為：固態垃圾經輕質塑料初選裝置將塑料選出，然后通過送料裝置進入密閉烘干容器及臥式可轉動分級篩烘干并分選，首先對輕質塑料二次選出，然后分選出的細顆粒料直接進入有機肥料發酵池進行發酵，分選出的其它顆粒料通過金屬回收機磁選將金屬分揀后經粉碎分選一體機破碎再分級，分級后的無機物及玻璃碎渣可做為建筑材料二次利用，塑料瓶破片和產物塑料回收利用，分級篩分選后篩上物在分級篩出料端由垃圾收集器送入燃燒氣化爐的燃燒室內燃燒氣化，氣化后熱風經供熱管道送入烘干密閉容器為烘干所用；塑料袋及輕質塑料被抽風機隨熱廢氣抽出進入塑料收集室處理后回收利用，烘干廢氣則進入廢氣凈化器無害排放。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理處理方法中，固態垃圾進輕質塑料初選裝置之前，由抓斗提起，將垃圾放入收料斗，垃圾下落至螺旋鉸刀箱內進料側的螺旋鉸刀處，塊狀物及塑料包裝袋被掛破，碎垃圾落入螺旋鉸刀下方的格網上，進而掉落到脫水振動篩上；而木塊及大塊物料則浮動在螺旋鉸刀及碎垃圾上面，向前推動至大料導流槽處，自動流出，避免大塊及木板進入下道工序。

優選地，在上述固體垃圾無害化處理處理方法中，當固體垃圾下移至輕質塑料初選裝置中旋轉圓筒內時，旋轉的輕質塑料被抽風機抽起進入抽風管道，再進入到塑料收集室內收集利用。

本發明的工作原理是：

本發明的主體部分工藝為輕質塑料初選→烘干、分選→氣化，其中分選是通過分級篩分段逐級分選，分選出的細顆粒料直接進入有機肥料發酵池發酵，分選出的其它顆粒料通過磁選將金屬分揀后破碎再分級，分級后的無機物及玻璃碎渣可作為建筑材料二次利用，廢舊塑料袋及塑料瓶破片和產物塑料回收利用，分級篩分選后篩上物為衣服、大塊紙張、鞋帽及樹枝等可燃物在分級篩出料端由垃圾收集器送入氣化爐的燃燒室內燃燒氣化，氣化后熱風經供熱管道為烘干所用，塑料袋及輕質塑料被抽風機隨熱廢氣二次抽出進入塑料收集室處理后回收利用，烘干廢氣則進入廢氣凈化器無害排放。

本發明技術方案的有益技術效果是：

1、在結構上，本發明所含分級篩外部為溫度300℃左右的烘干密閉容器，垃圾在分選的同時被烘干，結構緊湊；其中分級篩為分段逐級分選，依次分選出不同大小以及不同類型的顆粒料，分門別類分別進行處理，大塊無法分選的可燃物料則進行氣化，氣化熱氣返回用于烘干，烘干廢氣則進入廢氣凈化器無害排放。因而，優化了生產工藝，結構布局更加合理，垃圾處理效果好，減少生產設備和環保設備投資，節約能源，節約用地面積而又環保，基本實現了無害化。

2、在結構上，垃圾在烘干分級篩的同時，塑料袋及輕撫塑料經過初選后再次隨烘干熱氣流由抽風機抽入塑料收集室回收，避免廢氣中二惡英對大氣的污染。

3、在結構上，本發明輕質塑料初選裝置分級篩的篩面為傾斜設置，在篩分過程中，垃圾依靠自身重力能夠自動向下運行，同時將垃圾中水分脫除，因而省去了動力，節約了能源，生產使用成本低。

4、在結構上，增設螺旋鉸刀箱，能夠將大小包裝物及塊狀物掛破，均勻散落在格網上，進而掉落到塑料初選裝置中，以便將垃圾中輕質塑料抽出，而木塊及大塊物料則浮動在螺旋鉸刀及碎垃圾上面，向前推動至大料導流槽處，自動流出，在減少撕碎設備及工序下，避免大塊及木板進入下道工序，以造成堵塞。

5、在結構上，在結構上，送料裝置前增設輕質塑料初選裝置，當垃圾下移至旋轉圓筒中時，旋轉的輕質塑料被抽起，由抽風管內進入塑料收集室，輕質塑料在此處經初步分選，到分級篩內二次被分選，最終進入塑料收集室被回收利用。從而避免了傳統處理過程中塑料氣化成份二惡英對大氣的污染，實現了無害化，因此利于環保。

6、在結構上，輕質塑料初選裝置相對于送料裝置為橫向垂直交叉設置，則進一步縮短了設備的縱向長度，結構更緊湊。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，其中：

圖1為本發明固體垃圾無害化處理系統的結構示意圖之一；

圖2為圖1所示的俯視結構示意圖（為清晰表達，僅將烘干密閉容器進行了剖視）；

圖3為圖1所示的A向結構示意圖；

圖4為圖1所示系統的工藝流程方框圖；

圖5為本發明的輕質塑料初選裝置與收料斗及螺旋鉸刀箱的連接結構示意圖；

圖6為本發明固體垃圾無害化處理系統的結構示意圖之二；

圖中序號：1、輕質塑料初選裝置，2、柱塞式送料器，3、臥式可轉動分級篩，4、垃圾收集器，5、氣化爐，6、烘干密閉容器，7、供熱管道，8、抽風機，9、塑料收集室，10、廢氣凈化器，11、細顆粒料倉，12、中顆粒料倉，13、大顆粒料倉，14、有機肥料發酵池，15、金屬回收機，16、粉碎分選一體機，17、無機垃圾池，18、轉動托輥輪，19、驅動機構，20、固定封頭，21、22、帶式輸送機，23、收料斗，24、螺旋鉸刀箱，25、螺旋鉸刀，26、大料導流槽，27、格網，28、旋轉圓筒，29、抽風管道，30、導流槽。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例來說明本發明的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本發明，并不以任何方式限制本發明的范圍，在以下實施例中所涉及的儀器元件如無特別說明，均為常規儀器元件。

實施例一：

參見圖1-3，圖中，本發明固體垃圾無害化處理系統，依次包括輕質塑料初選裝置1、柱塞式送料器2、臥式可轉動分級篩3、垃圾收集器4、氣化爐5；其中柱塞式送料器2及臥式可轉動分級篩3沿軸向由前至后相對于水平面為斜向下設置，輕質塑料初選裝置1相對于柱塞式送料器2進料端為斜向上設置；而且輕質塑料初選裝置1相對于柱塞式送料器2為橫向垂直交叉設置。

在分級篩3兩端敞口，在分級篩3外部設有烘干密閉容器（形狀為上圓下方）6，烘干密閉容器6所含烘干室與氣化爐5燃燒室之間設有供熱管道7，供熱管道7由烘干密閉容器6后端伸入至烘干室內；相對于分級篩3進料端敞口處、在烘干密閉容器6頂部設有抽風機8，抽風機8入口上設有塑料收集室9，抽風機8出口上設有廢氣凈化器10。

其中分級篩3中篩網由沿前向后分多段逐級設置，在烘干密閉容器6上分別向下設有細顆粒料倉11和2個以上料倉；細顆粒料倉11與對應所設有機肥料發酵池14相連接，其它料倉對應依次所設金屬回收機15、粉碎分選一體機16和無機垃圾處理池17相連接。

具體的，為了實現分級篩的有效轉動，在分級篩3一端設有轉動托輥輪18，另一端連接有驅動機構19，該驅動機構19可以包括安裝在分級篩主軸一端上的皮帶輪在內的皮帶傳動機構；以及在分級篩3出料端設有固定封頭20。為了實現在篩分過程中，垃圾依靠自身重力能夠自動向后運行，輕質塑料初選裝置1和臥式可轉動分級篩3分別相對于水平面的傾角α大小為5°～10°。

參見圖5，圖中，輕質塑料初選裝置包括旋轉圓筒28及抽風管道29，該抽風管道一端伸入至旋轉圓筒進料端內，其另一端與塑料收集室相連通。

具體工作過程大致如下：

固體垃圾由鏟車將垃圾送到輕質塑料初選裝置1，垃圾在輕質塑料初選裝置中由上向下旋轉時抽風機將垃圾中輕質塑料抽入抽風管道再進入塑料收集室9中，垃圾進入柱塞式送料器2中，送入分級篩3，分級篩3為臥式可轉動型，兩端頭敞口，該分級篩3位于封閉的烘干容器6中，垃圾在篩分過程中被烘干，分級篩先把細小顆粒垃圾（10mm以下）篩出，然后再分別篩出較大塊狀物及塑料瓶、玻璃瓶等，篩上物為衣服、大塊紙張、鞋帽及樹枝等物，而塑料袋及輕質塑料在分級篩轉動的同時，隨逆向熱氣流吹向垃圾進料端頭的敞口處，被抽風機8隨熱廢氣二次抽出進入塑料收集室9后回收利用，烘干廢氣則進入廢氣凈化器10無害排放。

廢衣服、鞋帽、紙類及廢木材等可燃物在分級篩出料端由垃圾收集器4送入氣化爐5的燃燒室內燃燒氣化，燃燒后的高溫廢氣由供熱管道7送入烘干室內供垃圾烘干，最終廢氣則由廢氣凈化器10凈化后無害排放。

由分級篩3前段篩出5mm以下的細顆粒料直接送入有機肥料發酵池14發酵，其它料倉所出的篩分物由皮帶輸送機送往金屬回收機15，分檢出金屬物，其余垃圾進入破碎分級一體機16，無機物及玻璃碎渣通過無機垃圾處理池17收集作為建筑材料利用，塑料瓶破片和產物塑料回收利用。

實施例二：

參見圖1、4，圖中，本發明上述固體垃圾無害化處理系統用于處理垃圾的方法，具體包括以下步驟：

首先，將固態垃圾經輕質塑料初選裝置1初步將輕質塑料抽出，然后通過柱塞式送料器2（也可以是螺旋送料絞籠）進入密閉烘干容器6及臥式可轉動分級篩3烘干和分選，分選出的細顆粒料直接進入有機肥料發酵池14進行發酵，分選出的其它顆粒料通過金屬回收機15磁選將金屬分揀后經粉碎分選一體機16破碎再分級，分級后的無機物及玻璃碎渣可做為建筑材料二次利用，塑料瓶破片和產物塑料回收利用，分級篩分選后篩上物在分級篩出料端由垃圾收集器4送入燃燒氣化爐5的燃燒室內燃燒氣化，氣化后熱風經供熱管道7送入烘干密閉容器為烘干所用，塑料袋及輕質塑料被抽風機8隨熱廢氣二次抽出進入塑料收集室9處理后回收利用，烘干廢氣則進入廢氣凈化器10無害排放。

當固體垃圾下移至輕質塑料初選裝置中時在旋轉圓筒中旋轉的輕質塑料被抽風機抽起進入塑料收集室。輕質塑料經該步驟初步分選，到分級篩內二次被分選，最終進入塑料收集室被回收利用。從而將輕質塑料充分回收利用，避免了傳統處理過程中塑料氣化成份二惡英對大氣的污染，實現了無害化，因此利于環保。

因此，本發明相對于傳統工藝進行了優化，結構布局更加合理，垃圾處理效果好，而又環保；輕質塑料能夠被充分回收利用，避免了塑料氣化成份二惡英對大氣的污染，實現了無害化。

實施例三：

參見圖5，本實施例與實施例一結構相似，圖中相同編號代表意義相同，在此不再重述，其區別在于：本實施例還包括收料斗23和螺旋鉸刀箱24，收料斗23設在螺旋鉸刀箱24的進料側上部，螺旋鉸刀箱24內縱向轉動支撐有螺旋鉸刀25，螺旋鉸刀箱24出料側連通設有大料導流槽26，螺旋鉸刀箱24底部為格網27，在格網27正下方與旋轉圓筒28進料端之間連接有導流槽30。

實施例四：

本發明在處理固態垃圾時，其處理方法同實施例二，步驟相同部分在此不再重述，其區別在于：本實施例在處理固態垃圾時，固體垃圾首先由抓斗提起，將垃圾放入收料斗23，下落至螺旋鉸刀25處時，塊狀物及塑料包裝袋掛破，碎垃圾落入螺旋鉸刀下格網26上，再落到（槽式）脫水振動篩1上，木塊及大塊物料則浮動在螺旋鉸刀及碎垃圾上面，向前推動至大料導流槽27處，自動流出，避免大塊及木板進入下道工序，可有效防止堵塞，保證整個系統的有效正常運行。

實施例五：

參見圖6，本實施例與實施例一結構相似，圖中相同編號代表意義相同，在此不再重述，其區別在于：本實施例便于較遠距離輸送，滿足有機肥料發酵池設置距離較遠的需要，在細顆粒料倉與有機肥料發酵池之間設有帶式輸送機22。

上面結合附圖和實施例對本發明作了詳細的說明，但是，所屬技術領域的技術人員能夠理解，在不脫離本發明宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，比如將柱塞式送料器采用螺旋式送料裝置或其它送料裝置代替，輕質塑料分選圓筒和臥式可轉動分級篩分別相對于水平面的傾角α大小為15°～20°等等，形成多個具體的實施例，均為本發明的常見變化范圍，在此不再一一詳述。