CN105057305B - 餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，包括主驱动装置以及依次连接的进料提油装置、进料端主轴承、破碎腔、排料端主轴承、排料分选装置，主驱动装置提供破碎腔运转所需的动力。本发明的优点在于：本发明装置采用初步提油、先破碎、后分选的处理模式，工艺流程简单，处理效率高；进料提油装置实现餐厨垃圾的输送和初步提油；采用专门针对餐厨垃圾设计的十二面体作为破碎体，在减速旋转的破碎腔内做抛射运动，对原料进行破碎和研磨，破碎效果好、制浆效率高且不易发生缠绕；排料分选装置实现杂质和有机质浆料的有效分离。整个装置设计合理，集成度高，能够实现餐厨垃圾破碎制浆和组分分选的连续运行。

Description

餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置

技术领域

本发明涉及餐厨垃圾处理领域，特别是涉及一种餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置。

背景技术

餐厨垃圾是食物垃圾中的主要部分，包括家庭、学校食堂及餐饮行业等产生的厨余垃圾和食用残余。其成分十分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。随着我国人民生活水平的提高，餐饮业发达，餐厨垃圾的数量巨大并呈递增趋势。餐厨垃圾含水率高、可达80％-95％；其盐分和有机物含量高，富含蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等有机物及氮、磷、钾、钙及各种微量元素，具有回收利用的价值。但是餐厨垃圾极易腐烂、变质、发臭、滋生蚊虫，存在有病原菌、病原微生物，如不及时处理，容易引发疾病或对环境造成危害。餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性。近年来我国开始推广餐厨垃圾资源化处理试点城市项目，目前已经推广到第五批试点城市。将餐厨垃圾内有机物快速生物处理生产饲料或肥料，或将有机物厌氧发酵产沼气，废水发酵产沼气或生物处理后循环使用，油脂用于生产生物柴油是目前比较普遍的技术方案。由于餐厨垃圾成分复杂，在应用上述方案时必须对其进行预处理，主要包括组分分选和破碎除杂制浆。预处理技术和装备是目前餐厨垃圾资源化处理的重点和难点。

餐厨垃圾黏稠度高，有机质和杂质，如塑料袋、玻璃、金属等相互黏附，普通分选方式，如筛选、风选、磁选等效果都不理想。对餐厨垃圾的破碎制浆，目前多采用刀片破碎机、双轴螺旋破碎机或锤磨破碎机，但是都存在破碎不彻底，易磨损和缠绕，设备容易卡死等现象。在预处理工艺上，目前主要采用先分选，再破碎的技术方案，设备集成度不高，生产不连续，常常因一个设备出问题而导致整个生产停工，生产效率较低。

中国发明专利CN102716792A公开了一种破碎筛分一体分拣机，其特点是将破碎筒、筛分筒和排料筒依次连接，三筒成一直线，破碎筒内设有旋转运行的双重搅拌破碎轴，筛分筒内设有筛孔和喷淋装置，可实现由进口至出口流水化、不停转式运行模式，操作效率高。但存在搅拌轴破碎遇硬物时易磨损，遇轻物时易缠绕，滚筒筛筛分不彻底等问题。

中国发明专利CN103586109A公开一种用于餐厨垃圾破碎制浆分选的装置，其特点是装置中轴上设置至少两列活动钢锤，减少了机械的磨损程度，设置风扇，排出无法破碎的轻物质，装置内部下方设有筛板，同时排出浆料，该装置结构简单，实现了破碎分选同时进行。但是存在钢锤易缠绕，轻物质难以通过风扇排出等问题。

发明内容

本发明针对现有餐厨垃圾预处理技术中，杂质分离效果不佳、有机质破碎不彻底、设备易缠绕和堵塞、集成度不高以及难以实现连续高效运行等问题，提出了一种餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，该装置能够实现餐厨垃圾初步提油、破碎制浆、组分分选的连续高效进行。

本发明是通过以下技术方案来实现的：餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，包括主驱动装置以及依次连接的进料提油装置、进料端主轴承、破碎腔、排料端主轴承、排料分选装置，主驱动装置提供破碎腔运转所需的动力；

所述进料提油装置由位于上方的卸料仓和中部水平安装的无轴螺旋压榨输送装置I组成；无轴螺旋压榨输送装置I包括自上而下由水平安装的无轴螺旋叶片I、油水滤网和油水收集仓组成，油水收集仓的下方开设有油水出口；

所述破碎腔由进料端端盖、筒体、排料端端盖和自由堆放在筒体内部的破碎体组成，进料端端盖中心焊接有进料端中空轴颈，排料端端盖中心焊接有排料端中空轴颈；所述破碎体是专门针对餐厨垃圾原料设计且其边长为40～60mm的十二面体，两端为四菱锥型，中间为正方体型，其材质为耐磨合金铸铁；破碎体的设计，以利于餐厨垃圾中杂质的破碎，利于有机质的研磨；

所述进料端主轴承和排料端主轴承的主轴承为自动调心滑动轴承；所述破碎腔的一端通过进料端中空轴颈固定在进料端主轴承上，另一端通过排料端中空轴颈固定在排料端主轴承上；所述排料端主轴承连接有出料口，出料口与所述排料分选装置连接；

所述排料分选装置由无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ、喷淋装置和驱动电机组成；所述无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ由无轴螺旋叶片Ⅱ和浆料滤网组成，由驱动电机提供动力；

所述主驱动装置带动破碎腔做减速旋转；所述筒体带动破碎体做抛射运动。

进料提油装置通过进料端主轴承与破碎腔连接，破碎腔的出口通过排料端主轴承与排料分选装置连接，主驱动装置提供破碎腔运转所需的动力。进料端主轴承和排料端主轴承的主轴承为自动调心滑动轴承，可防止因破碎腔的跨度和载荷过大而引起轴承脱落。破碎体在驱动装置作用下减速旋转，带动破碎体在破碎腔内做抛射运动，与餐厨垃圾形成激烈碰撞以达到破碎和研磨的效果。

所述无轴螺旋叶片I***进料端中空轴颈内焊接固定，进行传动连接，在破碎腔带动下一同旋转，螺旋进料；所述油水滤网为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为0.5～0.7mm。

所述进料端中空轴颈的直径小于排料端中空轴颈的直径，所述进料端中空轴颈的下端面高于所述排料端中空轴颈的下端面。进料端中空轴颈与排料端中空轴颈的直径及下端面高度的设置，使得进料端液位高于排料端，以利于排料。

所述进料端端盖、筒体和排料端端盖的内部敷设有橡胶衬板；所述筒体中部设有人孔，所述破碎体自由堆放的填装量为筒体容积的25％～35％。橡胶衬板用于保护筒体、进料端端盖和排料端端盖，提高破碎制浆的效率；人孔便于定期对破碎腔进行维修和清理。

所述无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ倾斜向上与水平线成45°安装，其上方的下部设有大物质、轻物质出口，其下方的下部设有浆料出口；所述浆料滤网为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为2～5mm；所述喷淋装置为无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ上均布的喷嘴组成。有机质浆料在重力作用下经浆料滤网由浆料出口排出，大物质和轻物质经无轴螺旋提升至大物质、轻物质出口排出，提升过程中由喷淋装置连续冲洗；喷淋装置用于除去大物质、轻物质上附着的有机质，提高浆料中有机质的含量；喷淋介质为餐厨垃圾中分离出的废水，以达到循环利用的目的。

所述卸料仓上方设有自动升降盖板和过热蒸汽进口。

所述主驱动装置由主电机、联轴器I、减速机、联轴器Ⅱ、小齿轮和大齿圈组成；所述大齿圈固定在排料端端盖所在一端的筒体上，小齿轮与大齿圈啮合连接，由主电机驱动。

本发明的优点是：本发明装置实现餐厨垃圾初步提油、先破碎、后分选的工艺，简化了操作流程，实现了餐厨垃圾破碎制浆、组分分选的连续运行，提高了预处理的效率；进料端无轴螺旋叶片I焊接固定在进料端中空轴颈上，进行传动连接，在主电机驱动下与破碎腔同步运转，螺旋进料，无需另设驱动电机，节省设备投资，降低了装置运转能耗；破碎腔做减速旋转，使餐厨垃圾与破碎体在腔内剧烈碰撞，实现高效破碎制浆，破碎腔内壁敷设橡胶衬板，降低筒体和端盖的磨损，破碎体为专门设计的十二面体，既能实现对杂质的破碎，又能实现对有机物的研磨，与刀片式和锤式相比，破碎效率更高，且不易缠绕，其材质为耐磨合金铸铁，使用寿命高；排料分选装置实现大物质、轻物质和浆料的分选，设置的喷淋装置用于除去大物质、轻物质上附着的有机质，能够提高浆料中有机质的含量，喷淋介质为餐厨垃圾中分离出的废水，以达到循环使用的目的。

附图说明

图1为本发明实施例餐厨垃圾资源化处理工艺的流程示意图；

图2为本发明实施例餐厨垃圾连续式制浆及组分分选的集成装置结构示意图；

图3为本发明实施例破碎腔进料端的结构示意图；

图4为本发明实施例破碎腔内破碎体运动轨迹及破碎体形状示意图；

图5为本发明实施例破碎腔排料端的结构示意图；

图6为本发明实施例排料分选装置的结构示意图。

图中附图标记含义：1、卸料仓；1a、过热蒸汽进口；2、无轴螺旋压榨输送装置I；2a、无轴螺旋叶片I；2b、油水滤网；2c、油水收集仓；3、进料端主轴承；4、进料端端盖；4a、进料端中空轴颈；5、筒体；5a、橡胶衬板；5b、人孔；6、排料端端盖；6a、排料端中空轴颈；7、破碎体；8、排料端主轴承；9、出料口；10、无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ；10a、无轴螺旋叶片Ⅱ；10b、浆料滤网；10c、大物质、轻物质出口；10d、浆料出口；11、喷淋装置；12、驱动电机；13、主电机；14、联轴器I；15、减速机；16、联轴器Ⅱ；17、小齿轮；18、大齿圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参阅图1至图6，为一种餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，包括主驱动装置以及依次连接的进料提油装置、进料端主轴承、破碎腔、排料端主轴承、排料分选装置，主驱动装置提供破碎腔运转所需的动力；

进料提油装置由位于上方的卸料仓1和中部水平安装的无轴螺旋压榨输送装置I2组成；卸料仓1上方设有自动升降盖板和过热蒸汽进口1a；无轴螺旋压榨输送装置I2包括自上而下由水平安装的无轴螺旋叶片I2a、油水滤网2b和油水收集仓2c组成，油水收集仓2c的下方开设有油水出口2d；无轴螺旋叶片I2a***进料端中空轴颈4a内焊接固定，进行传动连接，在破碎腔带动下一同旋转，螺旋进料；所述油水滤网2b为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为0.5～0.7mm。

参阅图4，破碎腔由进料端端盖4、筒体5、排料端端盖6和自由堆放在筒体5内部的破碎体7组成，进料端端盖4中心焊接有进料端中空轴颈4a，排料端端盖6中心焊接有排料端中空轴颈6a；破碎体7是专门针对餐厨垃圾原料设计且其边长为40～60mm的十二面体，两端为四菱锥型，中间为正方体型，其材质为耐磨合金铸铁；进料端中空轴颈4a的直径小于排料端中空轴颈6a的直径，进料端中空轴颈4a的下端面高于所述排料端中空轴颈6a的下端面。破碎体7的设计，以利于餐厨垃圾中杂质的破碎，利于有机质的研磨；进料端中空轴颈4a与排料端中空轴颈6a的直径及下端面高度的设置，使得进料端液位高于排料端，以利于排料。

参阅图5，进料端主轴承3和排料端主轴承8的主轴承为自动调心滑动轴承；破碎腔的一端通过进料端中空轴颈4a固定在进料端主轴承3上，另一端通过排料端中空轴颈6a固定在排料端主轴承8上；排料端主轴承8连接有出料口9，出料口9与排料分选装置连接；

排料分选装置由无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ10、喷淋装置11和驱动电机12组成；所述无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ10由无轴螺旋叶片Ⅱ10a和浆料滤网10b组成，由驱动电机12提供动力；

主驱动装置由主电机13、联轴器I14、减速机15、联轴器Ⅱ16、小齿轮17和大齿圈18组成；大齿圈18固定在排料端端盖6所在一端的筒体5上，小齿轮17与大齿圈18啮合连接，由主电机13驱动，带动破碎腔做减速旋转；筒体5带动破碎体7做抛射运动。

进料提油装置通过进料端主轴承3与破碎腔连接，破碎腔的出口通过排料端主轴承8与排料分选装置连接，主驱动装置提供破碎腔运转所需的动力。进料端主轴承3和排料端主轴承8的主轴承为自动调心滑动轴承，可防止因破碎腔的跨度和载荷过大而引起轴承脱落。破碎体7在驱动装置作用下减速旋转，带动破碎体7在破碎腔内做抛射运动，与餐厨垃圾形成激烈碰撞以达到破碎和研磨的效果。

进料端端盖4、筒体5和排料端端盖6的内部敷设有橡胶衬板5a；筒体5中部设有人孔5b，破碎体7自由堆放的填装量为筒体容积的25％～35％。橡胶衬板5a用于保护筒体5、进料端端盖4和排料端端盖6，提高破碎制浆的效率；人孔5b便于定期对破碎腔进行维修和清理。

参阅图2及图6，无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ10倾斜向上与水平线成45°安装，其上方的下部设有大物质、轻物质出口10c，其下方的下部设有浆料出口10d；浆料滤网10b为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为2～5mm；喷淋装置11为无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ10上均布的喷嘴组成。有机质浆料在重力作用下经浆料滤网10b由浆料出口10d排出，大物质和轻物质经无轴螺旋提升至大物质、轻物质出口10c排出，提升过程中由喷淋装置11连续冲洗；喷淋装置11用于除去大物质、轻物质上附着的有机质，提高浆料中有机质的含量；喷淋介质为餐厨垃圾中分离出的废水，以达到循环利用的目的。

本发明装置处理餐厨垃圾的具体流程如下：

A.进料提油阶段：

将卸料仓1上方的自动升降盖板打开，垃圾车将餐厨垃圾原料倒入卸料仓1内，关闭自动升降盖板，从过热蒸汽进口1a通入过热蒸汽给餐厨垃圾加热，以利于油水渗出；餐厨垃圾经卸料仓1下方出口进入无轴螺旋压榨输送装置I2内，经无轴螺旋叶片I2a螺旋压榨推进，部分油水经油水滤网2b滤出，经油水收集仓下方油水出口2d排出。

B.破碎制浆阶段：

餐厨垃圾经过初步提油后，由无轴螺旋叶片I2a送至破碎腔；在主驱动装置作用下，破碎腔做减速运转，筒体5带动破碎体7在破碎腔内做抛射运动，与餐厨垃圾相互撞击，对杂质进行破碎，对有机质进行研磨，控制主电机13的转速以达到最佳的破碎制浆效果。

C.排料分选阶段：

当破碎腔内混合液达到排料口液位时，开始排料。混合液经出料口9进入排料分选装置，由无轴螺旋叶片Ⅱ10a提升，有机质浆料在重力的作用下，经浆料滤网10b滤出后，在浆料出口10d排出；混合液中的大物质、轻物质经无轴螺旋叶片Ⅱ10a提升，经喷淋装置11冲洗后，由上端大物质、轻物质出口10c排出；混合液中的少量较重物质与破碎体7一同停留在破碎腔内，设备维护周期内通过人孔5b进行清理即可。

D.原料深度处理阶段：

经进料提油阶段排出的油水混合物，可通过油水分离器进行分离；经排料分选阶段排出的浆料可通过三相分离器进行固态有机质、油脂和水的分离。

E.原料和杂质利用阶段：

餐厨垃圾中的固态有机质可作为厌氧发酵原料制备生物燃气；油脂可用于制备生物柴油或其他化工制品；本装置中废水经过生物处理后，可作为喷淋介质循环使用；其他杂志如塑料、玻璃和铁制品等可用于建筑材料。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (6)

1.餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，包括主驱动装置以及依次连接的进料提油装置、进料端主轴承、破碎腔、排料端主轴承、排料分选装置，其特征在于：

所述进料提油装置由位于上方的卸料仓(1)和中部水平安装的无轴螺旋压榨输送装置I(2)组成；无轴螺旋压榨输送装置I(2)包括自上而下分布的水平安装的无轴螺旋叶片I(2a)、油水滤网(2b)和油水收集仓(2c)，油水收集仓(2c)的下方开设有油水出口(2d)；

所述破碎腔由进料端端盖(4)、筒体(5)、排料端端盖(6)和自由堆放在筒体(5)内部的破碎体(7)组成，进料端端盖(4)中心焊接有进料端中空轴颈(4a)，排料端端盖(6)中心焊接有排料端中空轴颈(6a)；所述破碎体(7)是专门针对餐厨垃圾原料设计且其边长为40～60mm的十二面体，两端为四菱锥型，中间为正方体型，其材质为耐磨合金铸铁；

所述进料端主轴承(3)和排料端主轴承(8)的主轴承为自动调心滑动轴承；所述破碎腔的一端通过进料端中空轴颈(4a)固定在进料端主轴承(3)上，另一端通过排料端中空轴颈(6a)固定在排料端主轴承(8)上；所述排料端主轴承(8)连接有出料口(9)，出料口(9)与所述排料分选装置连接；

所述排料分选装置由无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ(10)、喷淋装置(11)和驱动电机(12)组成；所述无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ(10)由无轴螺旋叶片Ⅱ(10a)和浆料滤网(10b)组成，由驱动电机(12)提供动力；

所述主驱动装置带动破碎腔做减速旋转；所述筒体(5)带动破碎体(7)做抛射运动；

所述无轴螺旋叶片I(2a)***进料端中空轴颈(4a)内焊接固定，进行传动连接，在破碎腔带动下一同旋转，螺旋进料；所述油水滤网(2b)为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为0.5～0.7mm。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，其特征在于：所述进料端中空轴颈(4a)的直径小于排料端中空轴颈(6a)的直径，所述进料端中空轴颈(4a)的下端面高于所述排料端中空轴颈(6a)的下端面。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，其特征在于：所述进料端端盖(4)、筒体(5)和排料端端盖(6)的内部敷设有橡胶衬板(5a)；所述筒体(5)中部设有人孔(5b)，所述破碎体(7)自由堆放的填装量为筒体容积的25％～35％。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，其特征在于：所述无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ(10)倾斜向上与水平线成45°安装，其上方的底部设有大物质、轻物质出口(10c)，其下方的底部设有浆料出口(10d)；所述浆料滤网(10b)为不锈钢滤网，滤网的滤孔线径为2～5mm；所述喷淋装置(11)为无轴螺旋压榨输送装置Ⅱ(10)上均布的喷嘴组成。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，其特征在于：所述卸料仓(1)上方设有自动升降盖板和过热蒸汽进口(1a)。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾连续式破碎制浆及组分分选的集成装置，其特征在于：所述主驱动装置由主电机(13)、联轴器I(14)、减速机(15)、联轴器Ⅱ(16)、小齿轮(17)和大齿圈(18)组成；所述大齿圈(18)固定在排料端端盖(6)所在一端的筒体(5)上，小齿轮(17)与大齿圈(18)啮合连接，由主电机(13)驱动。