專利名稱：全部由城市生活垃圾制成新型燃料的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及能源環保類，特別涉及一種垃圾燃料制品，尤指利用再生能源技術，解決城市生活垃圾無害化處理，使之成為一種全部由城市生活垃圾制成的新型燃料的方法及
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背景技術：
目前國內外城市生活垃圾處理方式主要采用掩埋法、焚燒法、沼氣發酵法、分類處理法。其中，掩埋法直接將垃圾埋在地下，占用大塊土地，并使該地塊廢棄，并造成該地塊的土地污染，屬于淘汰法；焚燒法處理垃圾污染大氣，產生二惡英(Dioxin)致癌氣體，該方法屬于“不得以”法；沼氣發酵法把垃圾分選后，裝入發酵池，進行發酵產生沼氣，同時產生的大量余渣雖然可做有機肥，可是該種肥料不實用，用該法生產的企業基本處于關閉停產狀態，屬于“無奈法”；分類處理法，該法分選出塑料、紙張、金屬、舊布等作再生資源，可是該法還剩下50%—70%的垃圾廢棄物無法處理，不得不去掩埋，屬“留尾巴”的方法。根據我國目前垃圾處理的實際現狀，處于大量垃圾沒有經過任何處理自然堆放狀態占絕大多數，這不僅占用了很多土地，甚至是良田，還嚴重地污染了垃圾場周邊的環境，且造成了城市周圍環境的不雅觀狀態。申請號為201010571953. 5，專利名稱環保合成煤的生產方法及裝置，給出了各主要原料成分所占總重量的百分比(％)數垃圾35%—40% ；原煤15%—25% ；焦炭渣粉10%—15% ；煤泥15%—20% ；輔料添加劑、粘合劑、除臭劑，及其他輔料為總重量的3%—6%的垃圾合成煤生產配方。申請號為200410011274. 7的發明專利，給出了垃圾50份，焦炭30份，煤泥30份，碳素粉10份，煤矸石10份，粘結劑(為水泥)5份的垃圾煤生產配方。上述將城市垃圾按照一定的工藝方法進行處理，并加入原煤、焦炭、煤泥或煤矸石等固體可燃性礦物，以及添加劑、粘合劑、除臭劑等輔助材料的配方，制成垃圾合成煤，這是對城市垃圾著眼于環保和變廢為寶而取得的創造性的技術成果，具有十分重大的社會意義。但是上述方法在以城市垃圾為主要原料的前提下，必須加入一定比例的原煤或焦炭之類固體可燃性礦物，以及其它輔助材料，導致該種垃圾制品成本的增加，且目前我國城市垃圾的處理仍然處于摸索探討的階段，大量的垃圾沒有得到處理，即使局部城市的部分垃圾得以處理，而從資料的記載不難看出，有效地垃圾處理方法及大量的推廣普及，真正解決城市生活垃圾污染，變廢為寶，仍然是一個很大的難題和十分艱巨的任務，需要進一步加以探索和改進。
發明內容
本發明的目的在于提供一全部由城市生活垃圾制成新型燃料的方法及裝置，與現有以城市生活垃圾為主要原料、加入適量固體可燃性礦物的配方完全不同的是，本發明全部由生活垃圾經過一定的工藝流程制成新型燃料，而可替代傳統的能源資源的煤炭、焦炭等固體可燃性礦物而作為新型燃料，不僅解決了城市垃圾的污染問題，而且在不添加任何固體可燃性礦物原料情況下而制成新型燃料，具有顯著的新穎性、創造性，具有重大的社會效益和經濟價值。本發明全部采用城市生活垃圾，經分離出其中部分的塑料、金屬、玻璃瓶類可再利用類物質；去除石頭、磚頭、水泥等不能再利用類物質，余下的全部垃圾為新型燃料的原料，一定的生產工藝過程，制成一種全部由垃圾為原料的新型燃料。該種新型燃料的大量產品優先為火力發電廠替代原煤而使用，也可以用于小型鍋爐房及民用，實現了全部采用城市生活垃圾為原料和一定的生產工藝方法及裝置制成的新型燃料，真正做到了使城市生活垃圾不添加任何固體可燃性礦物而轉化為再生資源，不僅消除了城市垃圾的污染，解決了目前城市垃圾占用土地的問題，還實現了人們多年來“城市生活垃圾變廢為寶得以再利用”的夢想，是為人類造福的重大創舉。本發明的由城市生活垃圾制成新型燃料的具體工藝方法及系統裝置
一、新型燃料的原料。全部采用城市生活垃圾為唯一的原料，經分離出其中部分的塑料、金屬、玻璃瓶類可再利用的物質；去除石頭、磚頭、水泥類不能再利用的物質，余下的全部垃圾為新型燃料的原料，主要經原料準備、破袋、重力分選、滾筒篩分選、粉碎機粉碎、烘干及去除水分和擠壓成型的生產工藝過程。
二、城市生活垃圾制成新型燃料的工藝流程及系統裝置(一)原料的準備
a、備料，將城市生活垃圾運入大型密封垃圾備料庫，并首先對所有入庫的垃圾噴灑石灰粉，根據不同季節和垃圾是否發酵的實際狀況，或者進一步噴灑堿性溶液，達到垃圾除臭和滅菌的目的；
b、物料輸送，采用自行設計制造、帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機，將經簡易方法除臭和滅菌后的城市生活垃圾輸送到垃圾破袋、重力分選和初步破碎生產工序；
雙螺旋輸送機由上部的進料斗、下部的雙螺旋輸送機組成。雙螺旋輸送機為一端由滾動軸承座所支承，另一端無支承的懸臂式結構；與普通螺旋輸送機的螺旋葉片結構不同，該螺旋葉片為帶刃刀式結構，亦即不僅在螺旋葉片的行進過程中將垃圾物料沿螺旋葉片的螺旋線向前推進，而且葉片的帶刃刀式結構還具有將部分垃圾袋及垃圾塊破拆成散落狀或較小塊狀的分拆功能。雙螺旋葉片的兩根轉動軸之間采用鏈輪傳動結構連接，在同一調速電機的驅動下帶動兩個螺旋輸送機以相同的轉數運轉，同時通過電氣設計具有正反轉功能，且其運轉速度可調；由于在懸臂式的螺旋輸送機的出料口處不設有支承螺旋軸及葉片的軸承座，使得螺旋輸送機的出料口具有開闊的空間，便于任何大小和形狀的垃圾無阻擋地排出到工藝設備的膠帶輸送機上面，進入下道生產工序。(二)破袋、重力分選、滾筒篩分選和粉碎機粉碎
C、采用自行設計制造的破袋分離機進行垃圾破袋，該設備在將城市生活垃圾經過備料和帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機破拆了部分垃圾大件后，進一步去除垃圾外部包裝的塑料袋及大料塊垃圾。該裝置主要由底座，固定于底座上的多組支承輥，破袋分離滾筒，與破袋分離滾筒至少等長、阻擋垃圾隨地離散的兩側部護板，位于破袋分離滾筒上部、具有清潔破袋分離滾筒篩網的多個差動滾刷，以及由調速電機為動力的驅動機構組成。破袋分離滾筒設有回轉體的骨架，骨架外圓周面上設置有不小于IOOmmX IOOmm篩孔的篩網，在其骨架內圓周壁面上安裝有用于破拆垃圾袋和大塊垃圾的數個如同人的伸直手指及禽類尖爪式的鋒刃指爪。由上述主要部件構成的破袋分離機不僅具有對垃圾袋和大塊垃圾進行破拆的作用，還具有對垃圾初步分離的作用，使得經過破拆、能夠通過篩網的篩下物垃圾落入下面的生產線的膠帶輸送機上面而進入下道工序，而不能通過篩網的大塊垃圾由破袋分離滾筒的出口流出到另一膠帶輸送機上；安裝在破袋分離滾筒上部的多個與破袋分離滾筒轉速不同的差動滾刷，在破袋分離機運行中不停地在篩網外面旋轉滾動，用于清潔粘附于篩網外面的塑料、紙張或粘結物類垃圾，保證篩網的正常篩分功能。破袋分離機采用調速電機驅動，根據需要調整其設備的轉數，并具有通過電氣控制實現正反轉的功能；按照一定間距布滿在破袋分離滾筒上、用于破袋和破拆大塊垃圾的鋒刃指爪不僅能夠破拆塑料袋，還能夠垃圾塊破碎，具有十分理想的破袋和一定的破碎效果。經過對城市生活垃圾破袋、初步破拆后，形成可以直接進入生產線的重力分選、垃圾破碎及篩分的篩下物，以及不能直接進入生產線處理的篩上物兩種物料，其篩上物需要
進一步處理。d、重力分選，經過垃圾破袋、初步破拆后可利用的垃圾部分的篩下物進入自行設計制造的重力分選機進行分選。該設備主要由底座，固定于底座上的兩組支承輥，安裝于支承輥上離心滾筒，以及驅動裝置組成，離心滾筒的外表面為橡膠膠材質，經上道工序輸送來、散落在離心滾筒外圓周面上的顆粒狀或小塊狀垃圾，經重量分選機上部的料斗落到離心滾筒表面后，依垃圾顆粒或塊狀不同重力特性進行分離大部分重力較小的輕質垃圾落入下部的膠帶輸送機上，被輸送到下道工序；而其中質量較重的金屬、玻璃、石頭、磚頭、水泥塊類垃圾，在重力分選機離心滾筒旋轉離心力的作用下，被拋出重力分選機的外側部，運出生產線外部指定地點。用重力分選機分選后的垃圾，在其膠帶輸送機的上部設置有金屬分選器進行磁選，亦即將重力分選出的垃圾分離出鐵質金屬物。e、滾筒篩分選，經重力分選后的垃圾采用通用規格滾筒篩進行篩分，經過滾筒篩篩選，對分離出的塑料、紙張類的輕質材料進行風選，進行再利用；經篩分和風選后的垃圾進入下道工序的雙刃刀式旋轉粉碎機粉碎。f、雙刃刀式旋轉粉碎機粉碎，經過破袋、重力分選、滾筒篩分選所分離出的篩下物采用雙刃刀式旋轉粉碎機進行粉碎，粉碎至3 10毫米大小規格。雙刃刀式旋轉粉碎機主要由機體及底座、粉碎滾筒和傳動裝置所組成；粉碎機滾筒由粉碎機滾筒軸、粉碎機滾筒體和固定在滾筒體上若干把雙刃刀組成，粉碎機滾筒體的內圓周面上按照階梯形交錯排列安裝若干組粉碎垃圾用的雙刃刀組件，其由雙刃刀座、雙刃刀和緊固螺釘組成，而雙刃刀座開設有能夠插入雙刃刀的槽口，雙刃刀為一直面型、雙刃的便于安裝或維修時拆卸的刀具，雙刃刀組件采用焊接或螺釘連接方式固定于粉碎機滾筒體的內圓周面上，經過雙刃刀式旋轉粉碎機進一步將垃圾粉碎成顆粒狀態，最后由膠帶輸送機將粉碎后的垃圾輸送到下道工序。同時采用金屬分選器進行金屬分選，塑料袋、紙張、破布類輕質料進行風選。經過雙刃刀式旋轉粉碎機將垃圾進一步粉碎成顆粒狀態，成為合格的垃圾原料，最后由膠帶輸送機輸送到下道工序。(三)烘干，去除水分g、經上述工藝過程處理后的合格垃圾物料進入干燥、去除水分工藝過程，采用通用的滾筒式干燥機進行垃圾干燥，其干燥機入料口到出料口的工藝溫度控制在500°C至80°C，經過此烘干工序后，物料濕度由60%降低到30%以下。(四)壓縮成型，成品入庫
h、經烘干、去除水分的顆粒狀合格垃圾原料在滾擠式成型機成型，通過更換不同結構形狀的滾擠式成型機出料口模具，滾擠出呈塊狀長方形、圓柱形、球形類不同幾何形狀的燃料塊產品；也可以不經過成型機成型，而為散落狀的顆粒狀燃料產品。本發明的優點在于完全采用城市生活垃圾為新型燃料的原料，解決了全國、全世界范圍內的城市生活垃圾處理難題和綜合利用的難題；本發明新型燃料制品可以替代固體可燃性礦物的煤、焦炭等天然資源，優先成為大型火力發電廠替代能源產品，也可以作為民用燃料使用。該產品對煤炭資源日益匱乏狀態的當今世界，是一項重要的能源替代和補充舉措，具有十分重大的社會和經濟意義。
具體實施例方式本發明全部采用城市生活垃圾，經分離出其中部分的塑料、金屬、玻璃瓶類可再利用類物質；去除石頭、磚頭、水泥等不能再利用類物質，余下的全部垃圾為新型燃料的原料，主要經原料準備、破袋、重力分選、滾筒篩分選、粉碎機粉碎、烘干及去除水分和擠壓成型的生產工藝過程。本發明的工藝流程及設備裝置如下
(一)原料的準備。a、備料，將城市生活垃圾運入大型密封垃圾備料庫，并首先對所有入庫全部垃圾的表面層噴灑石灰粉，當在夏季出現垃圾發酵狀況時，進一步噴灑1% — 5%濃度的NaOH類堿性溶液在垃圾表面層，達到去除垃圾除臭和滅菌的目的。b、物料輸送，采用規格Φ600πιπι帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機，將經簡易方法除臭和滅菌后的城市生活垃圾輸送到新型燃料的垃圾破袋、重力分選和初步破碎工序；
(二)破袋、重力分選、滾筒篩分選和粉碎機粉碎。C、采用自行設計制造、規格為Φ2000Χ6000πιπι的簡式內爪滾篩機進行破袋。該設備在將城市生活垃圾經過備料和帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機破拆了部分垃圾大件后，進一步去除垃圾外部包裝的塑料袋及大料塊垃圾。經過對城市生活垃圾破袋、初步破拆后，形成可以直接進入生產線的重力分選、垃圾破碎及篩分的篩下物，以及不能直接進入生產線處理的篩上物兩種物料，其篩上物需要進一步破碎、重力分選和風選，經處理后的篩上物并入垃圾生產線的下道工序中。d、重力分選，對經過垃圾破袋、初步破拆后可利用的主要垃圾部分的篩下物進入自行設計制造的重力分選機進行分選，設備規格Φ500ΧΦ800πιπι重力分選機，經重量分選機上部的料斗進入離心滾筒表面后，大部分重力較小的輕質垃圾落入下部的膠帶輸送機上，被輸送到下道工序；而其中質量較重金屬、玻璃、石頭、磚頭、水泥塊類垃圾，在重力分選機離心滾筒旋轉離心力的作用下，被拋出重力分選機的外側部，運出生產線外部指定地點。用于重力分選機分選后的垃圾運送的膠帶輸送機上部設置規格為Φ300Χ800金屬分選器分離鐵質物質。
e、滾筒篩分選，經重力分選后的垃圾采用通用規格滾筒篩進行篩分，經過滾筒篩篩選，對分離出的塑料、紙張類的輕質材料進行風選，進行再利用；經篩分和風選后的垃圾進入粉碎機粉碎。f、雙刃刀式旋轉粉碎機粉碎，對于經過破袋、重力分選、滾筒篩分選所分離出的篩下物采用雙刃刀式旋轉粉碎機進行粉碎，粉碎至3 10毫米大小規格。雙刃刀式旋轉粉碎機主要由機體及底座、粉碎機滾筒和傳動裝置所組成。粉碎機滾筒由粉碎機滾筒軸、粉碎機滾筒體和固定在滾筒體上若干把雙刃刀組成，粉碎機滾筒體的內圓周面上按照階梯形交錯排列安裝若干組粉碎垃圾用的雙刃刀組件，經過雙刃刀式旋轉粉碎機將垃圾進一步粉碎成顆粒狀態，成為合格的垃圾原料，最后由膠帶輸送機將粉碎后的垃圾輸送到下道工序。同時采用金屬分選器進行金屬分選，塑料袋、紙張、破布類輕質料進行風選。(三)烘干，去除水分。g、經上述工藝過程處理后的合格垃圾物料進入干燥、去除水分工藝環節，采用通用的滾筒式干燥機進行垃圾干燥，滾筒式干燥機，入料口溫度500°C，中間過程溫度200°C，出口溫度80°C。物料濕度由60%降低到30%以下。(四)壓縮成型，成品入庫。h、經烘干、去除水分的合格垃圾原料在滾擠式成型機成型，滾擠式成型機功率為55kw，通過更換不同結構形狀的滾擠式成型機出料口模具，滾擠出呈塊狀長方形、圓柱形、球形類不同幾何形狀的燃料塊產品；如長方形燃料塊為30X30X (40— 80)mm，測得的密度值P =1.54，入庫；經檢測和計算其發熱量為3181cal/g，亦即為13314j/g，空氣干燥后灰分含量為39. 24%ο上述從備料工序后的生產線物料輸送，全部采用帶寬IOOOmm的膠帶輸送機機械化輸送設備，車間生產線并設有除塵系統。
權利要求
1.一種全部由城市生活垃圾制成新型燃料的方法及裝置，其特征在于全部采用城市生活垃圾，經分離出其中部分的塑料、金屬、玻璃瓶類可再利用的物質；去除石頭、磚頭、水泥類不能再利用的物質，余下的全部垃圾為新型燃料的原料，主要經原料準備、破袋、重力分選、滾筒篩分選、粉碎機粉碎、烘干及去除水分和擠壓成型的生產工藝過程。
2.根據權利要求1所述的全部由城市生活垃圾制成新型燃料的方法及裝置，其特征在于城市生活垃圾制成新型燃料的工藝流程及系統裝置(一)原料的準備a、備料，將城市生活垃圾運入大型密封垃圾備料庫，并首先對所有入庫的垃圾噴灑石灰粉，根據不同季節和垃圾是否發酵的實際狀況，或者進一步噴灑堿性溶液，達到垃圾除臭和滅菌的目的；b、物料輸送，采用帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機，將經簡易方法除臭和滅菌后的城市生活垃圾輸送到垃圾破袋、重力分選和初步破碎生產工序；(二)破袋、重力分選、篩分和破碎機破碎C、采用破袋分離機進行垃圾破袋，該設備在將城市生活垃圾經過備料和帶有刃刀式葉片的雙螺旋輸送機破拆了部分垃圾大件后，進一步去除垃圾外部包裝的塑料袋及大料塊垃圾；破袋分離滾筒設有回轉體的骨架，骨架外圓周面上設置有不小于IOOmmX IOOmm篩孔的篩網，在其骨架內圓周壁面上安裝有用于破拆垃圾袋和大塊垃圾的數個如同人的伸直手指及禽類尖爪式的鋒刃指爪，由上述主要部件構成的破袋分離機不僅具有對垃圾袋和大塊垃圾進行破拆的作用，還具有對垃圾初步分離的作用，使得經過破拆、通過篩網的篩下物垃圾落入下面的生產線膠帶輸送機上面而進入下道工序，用于破袋和破拆大塊垃圾的鋒刃指爪不僅能夠破拆塑料袋，還能夠散落垃圾塊，具有十分理想的破袋和一定的破碎效果；d、重力分選對經過垃圾破袋、初步破拆后可利用垃圾的篩下物進入重力分選機進行分選，經重力分選機上部的料斗進入離心滾筒表面后，依垃圾顆粒或塊狀不同重力特點而進行分離大部分重力較小的輕質垃圾落入下部的膠帶輸送機上，被輸送到下道工序；而其中質量較重的金屬、玻璃、石頭、磚頭、水泥塊類垃圾，在重力分選機離心滾筒旋轉離心力的作用下，被拋出重力分選機的外側部，運出生產線外部指定地點；用重力分選機分選后的垃圾，在其膠帶輸送機的上部設置有金屬分選器進行磁選，亦即將重力分選出的垃圾分離出鐵質金屬物；e、滾筒篩分選，經重力分選后的垃圾采用通用規格滾筒篩進行篩分，經過滾筒篩篩選，對分離出的塑料、紙張類的輕質材料進行風選，進行再利用；經篩分和風選后的垃圾成為生產新型燃料的合格原料；f、雙刃刀式旋轉粉碎機粉碎，對于經過破袋、重力分選、滾筒篩分選所分離出的篩下物采用雙刃刀式旋轉粉碎機進行粉碎，粉碎至3 10毫米大小規格；雙刃刀式旋轉粉碎機主要由機體及底座、粉碎機滾筒和傳動裝置所組成；粉碎機滾筒由粉碎機滾筒軸、粉碎機滾筒體和固定在滾筒體上若干把雙刃刀組成，粉碎機滾筒體的內圓周面上按照階梯形交錯排列安裝若干組粉碎垃圾用的雙刃刀組件，經過雙刃刀式旋轉粉碎機進一步粉碎成顆粒狀態，最后由膠帶輸送機將粉碎后的垃圾輸送到下道工序；(三)烘干，去除水分g、經上述工藝過程處理后的合格垃圾物料進入干燥、去除水分工藝環節，采用通用的滾筒式干燥機進行垃圾干燥，其干燥機入料口到出料口的工藝溫度控制在500°C至80°C，經過此烘干工序后，物料濕度由60%降低到30%以下；(四)壓縮成型，成品入庫h、經烘干、去除水分的合格垃圾原料在滾擠式成型機成型，通過更換不同結構形狀的滾擠式成型機出料口模具，滾擠出呈塊狀長方形、圓柱形、球形類不同幾何形狀的燃料塊產品；也可以不經過成型機成型，而為散落狀的顆粒狀燃料產品，最后成品入庫。
全文摘要
本發明涉及全部由城市生活垃圾制成新型燃料的方法及裝置，屬于能源環保類。其全部采用城市生活垃圾為唯一的原料，經分離出其中部分的塑料、金屬、玻璃瓶類可再利用類物質；去除石頭、磚頭、水泥類不能再利用類物質，余下的全部垃圾為新型燃料的原料，經破袋、分選、篩分、粉碎、干燥和擠壓成型的主要生產工藝方法及裝置，制成一種全新的、能夠城市生活垃圾處理難題和綜合利用的難題；本發明燃料制品可以替代固體可燃性礦物的煤、焦炭等資源，成為大型火力發電廠或民用燃料的替代能源產品，是一項重要的能源替代和補充舉措，具有十分重大的社會和經濟意義。
文檔編號C10L5/46GK102559330SQ20121000539
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者陳洪清, 陳連碧 申請人:吉林省明泰再生能源有限公司