CN1152332A - 由废料制成固体燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
由废料制成防腐燃料的方法,废料首先在切碎机(1)切碎,接着在装置(2)中移去基本上全部电池。在用磁选装置(3)除去铁基金属后把废料装到磨碎装置(4)内。之后进行尺寸分类(5)及密度分类(6),移去塑料(7)。生石灰加到混合器(10)中,随后废料用压力制成粒状(11),及进行热处理(12)。即使废料原料的成分变化,得到的燃料仍是生物稳定的和热值可调至稳定。
Description
本发明涉及由城市垃圾等废料制成固体防腐燃料的方法,按照该方法,至少一部分废料分离及形成均匀的材料,所述的材料与生石灰或含有成自由态或化学结合形式的氧化钙的物质中选出的至少一种矿物质混合,并把如此得到的混合物在压力下压实,并把最后操作得到的压实的混合物加热到一定温度,保持一定时间,足够使所述的矿物与废料反应并把废料的湿度降到预定值。
已有人提出由废料制造固态稳定及特别防腐的燃料的方法,包括把预先粉碎,并至少部分除去不可燃的和/或可再用的物质,如金属等的废料与生石灰或含自由态或化学结合形式的氧化钙的物质反应,该反应是在与生石灰或含氧化钙的物质紧密结合的粉碎的废料的压实前后进行的。
这类方法在德国专利申请DE-A-3226798及国际专利申请WO-A-84/00976中已有说明。
另一方面,瑞典专利665785公开了一种把废料转变成在水中不溶的固体惰性材料的方法,其中废料在磁选移去铁基金属物前后进行粗粉碎,随后干燥,接着进行二次粉碎,粉碎成细粉,再加入生石灰,最终混合物在压力下制粒以得到小的圆柱形颗粒,随后在250-300℃之间进行热处理。
US4898615公开了一种制造水泥的方法,其中,作为焙烧炉中附加的固体燃料,清除掉金属成分的磨碎废料的混合物在130-230℃下热处理得到的产品,与氧化钙或含氧化钙的物质混合,混合物还可包含其它添加剂,特别是粘土和粘结剂及流动性的调节剂,并在热处理前制成粒。
这些方法的目的是避免例如把废料放在倾倒场地及在焚烧炉焚烧的经典方法的已知缺点,而解决消除非均质的固体,特别是家庭垃圾等易腐烂的废料的问题。
但是这些已知方法不可能在经济收益条件下进行工业的大规模应用,以及不可能使得到的产品有足够稳定的质量。
本发明的具体的目的是用对一定设备可以用工业规模进行大的处理容量的处理废料的方法,可改进使用的机器的寿命及降低维修成本及能源消耗,在家庭废料或有类似的物理化学成分其它废料之类的废料块的基础上,这些废料是非均质的和有可变化的成分,特别依据废料的来源及季节而言,在这一基础上来制得固态的、均匀的、生化稳定的、易于储存及运输的燃料,这种燃料有热值在很窄的预定范围内特别稳定的成分。
为了实现本发明的上述目的,本发明提供了一种由城市垃圾等废料制造固体防腐燃料的方法,按照该方法,至少一部分废料分离及形成均匀的材料,所述的材料与生石灰或含有成自由态或化学结合形式的氧化钙的物质中选出的至少一种矿物质混合,并把如此得到的混合物在压力下压实,并把最后操作得到的压实的混合物加热到一定温度,保持一定时间,足够使所述的矿物与废料反应并把废料的温度降到预定值,其特征在于把废料变成分离状态的操作至少在两个紧接的步骤中进行,第一步骤包括切碎,在切碎后的至少一个步骤包括粉碎,和在所述的粉碎步骤前进行至少一个移去电池的步骤及至少一个移去铁基金属的步骤。
按照本发明一个实施例,对由所述的粉碎得到的产品进行至少一个操作步骤以便移去可能包含在产品中的玻璃、陶瓷及非铁金属颗粒。
最好所述的操作步骤包括一光密度分类。
按照一个最佳实施例,所述的粉碎的产品在进行移去玻璃、陶瓷及非铁金属颗粒操作步骤前进行移去至少一部分塑料的步骤。
最好,所述的移去塑料的步骤后接着把分出的有控制的一部分塑料再返回到废料中以调节料中塑料的含量。
本发明可充分利用废料的价值及使用其成分。特别,分离上述成分可以高分离标准来进行,其有高达98-99%的相当高的回收率。在回收惰性产品的分厂失效情形下,得到的分离质量允许把就以后的回收和/或利用而言,明显不同的、均质的及经鉴别的分离出的物质和/材料储存起来。另外,也必须注意分离可不要求手工介入完全用机械自动进行,因此从经济的角度及职工健康的角度而言是很有利的方面。
本发明还包括一个重要的生态学方面,特别就污染物的百分比及总量言,电池是家庭垃圾中主要的污染成分。
分离出并控制地再加入塑料允许控制相应的化学成分及得到的燃料产品的热值。由于塑料有高能量并且其成分如果在燃烧过程中一定时刻浓缩则会产生问题。
通过不是限制本发明的参照附图的详细说明,可以更清楚地理解本发明,附图中:
图1是示出按照本发明的方法的一个实施例的特定阶段的方框图。
按照图1的实例,例如由市政垃圾倾倒车收集的垃圾卸到一个或几个装料漏斗(未示出)中,并送到切碎机1中,这些垃圾已预先进行过分类以便除去可再用及回收的物品,例如有相当尺寸的物品或物品部件。切碎机可是任何合适的类型,特别是已知类型的,特别允许打开装满垃圾的塑料袋,以减小垃圾中的大块部分并可破碎织物及塑料板。应注意对一定的材料块起到这种切碎机作用要求的机械能比现有技术原用的粉碎机或研磨机需要的能量小。
在切碎后,垃圾堆进行在分离装置2中移去电池的操作步骤,这种分离装置2也可是任何合适类型的,例如包括测残余电流的装置的装置。
因此,所有电池可从垃圾堆中除去并送到回收厂,而其余垃圾部分送到一个移动铁基金属的分离装置了,例如一磁选装置。
随后,垃圾部分在磨碎机4中粉碎及磨碎。最好,用一转动的锤式粉碎机作为磨碎机,把垃圾颗粒尺寸减小到小于25-35mm。
应注意首先用切碎代替原有的磨碎或粉碎有相当重要的优点。特别,对一定的综合输出,由切碎机及其下游的磨碎机总体的能量消耗大大地降低而相当地增加一定机械功率的装备的容量。
另外,从磨碎机出来的材料颗粒的粒度的规则性得到相当改进,同时增加磨碎机寿命及必要的维修工作之间的间隔。
另一方面,用切碎机代替初级磨碎机可以直接回收的方式随后回收金属。
也应注意在磨碎前切碎及分离出铁基金属允许避免现有技术的初级磨碎所包含的可能的危险,例如相当大的尺寸的硬材料块的突出及磨碎机元件的机械断裂,以及磨碎未分类的家庭垃圾时增加***及着火的危险。
最好用至少两个磨碎机交替工作以避免维修及更换消耗部件时使处理流程停止。
在通过磨碎装置4后,垃圾送到分类装置5进行尺寸分类,这种分类装置可是任何合适的类型。该装置把颗粒分成两部分,也就是一部分大于预定尺寸(例如25mm),再返回到切碎机1前(或可返回到磨碎机4,或在分离装置2,3前),另一部分是小于预定尺寸的,送到分类装置6。该分类装置6可以是一个测光密度装置,其可分离出玻璃、陶瓷颗粒以及其它特性的惰性异质材料块,并且也包括涡流装置,它可把金属及非铁金属材料与其它磨碎的垃圾物分开。以这种方式分离的玻璃、陶瓷及惰性异质物质也可收集及回收。
随后,在装置7中把塑料与其它垃圾材料分开,并送到一收集箱8。分类装置7可以是任何合适的类型,并且最好选择成允许例如借助于塑料的静电性能分离出含在垃圾料中的塑料总重量的80%(重量)。
在收集箱8中收集的塑料材料的全部或部分可以预定的流率或限定的量再返到在分类装置7的管线下游的垃圾料中,而这些塑料的其余部分可提出装置进行回收。
因此,得到了已清除掉开始的垃圾料中包含的几乎全部金属及玻璃和陶瓷以及其它惰性物质的垃圾料。
在垃圾料中的塑料量调整到一恒整定值使垃圾料的特性有重要的改变,这一特点对得到最终燃料产品是需要的。特别是,这一调整可使产品的化学成分及热值最佳化及受控制。
之后,将一定量的生石灰形式的氧化钙或含氧化钙的物质或包含自由态或化合物形式的氧化钙的多种物质的混合物加到垃圾料中。
为此,现在,在混合装置10中对垃圾料及来自供料箱9中的添加物质的紧密混合物取样。
相对垃圾重量加入垃圾料中的生石灰的比例有利地为3-10%(重量),最好是4-5%(重量)。
加入CaO,它与垃圾料的整个燃烧部分紧密地混合使后者生化稳定,这对得到的产品的储存性很重要,还改善了燃烧时易燃性及使产品的反应最佳化,因而使产生的烟纯化。
除了生石灰或含氧化钙的其它一种或多种物质,还有其它物质可加到垃圾中,特别是可加一种或多种矿物或有机物,对于随后垃圾及氧化钙混合物的颗粒化用作粘结剂。作为附加的矿物,可用例如粘土物质如含钙或钠的膨润土。作为有机粘结剂,可用例如纤维素物质如甲基纤维素和羧甲基纤维素,或其它的蒸馏淀粉,如木薯淀粉。同样地,还可以用其它的合适的粘结剂,特别是合成树脂,如尿醛树脂,密胺醛树脂或酚醛树脂,聚乙烯醇,或者再加硅酸钾或硅酸钠。
之后,对垃圾,氧化钙(或氧化钙的矿物)和可能至少一种粘结剂和/或至少一种上述的添加剂的物质混合物进行压缩加工,例如在制粒装置11中加工,以形成这些混合物的颗粒,例如可以是长度为5-20mm长及直径为3-15mm的圆柱体。最好,用一种工业型的制粒机作为制粒装置,可在150-900bar之间的压力下进行制粒。用其它类型的压机,可把制品制成合适尺寸的团块。
另外,上述混合及制粒步骤可以组合成单一步骤,其在一个把装置10,11的作用组合起来的合适装置中进行。
在制粒后,材料在加热炉12中进行热处理。最好,该装置包括一转动烧结炉,其轴线与水平线稍微倾斜相交,并装有燃烧器,其火焰被导向沿进行热处理的物质正向或反向流动的方向的炉子的轴。
这一处理最好在约15-45分钟的时间内进行,以这种方式,离开炉子的产品的温度在100-150℃之间。处理温度必须相当低以避免垃圾成分着火。
这样处理的产品是生物学稳定的燃料,特别在不受天气影响密封储存时能防腐。因此可没有破坏地保存及运输,特别是不会放出气体物质,和实际上没有任何气味。
根据废料的一定的平均的开始成分的操作条件,这种方式得到的热值(或卡路里值)基本是稳定的,并可在3000-4000Kcal/kg范围内调节。
离开热处理装置,该产品可像固体燃料一样使用或储存和运到使用场所,例如水泥厂的炉子或与燃料制造厂有一段距离的热动力厂。
应该注意该燃料产品燃烧得到的灰与制造水泥料的物质(生石灰和粘土)的原始混合物完全混合,而没有明显地改变最终得到的熟料。因此,使用该产品作为水泥厂炉子的燃料构成该产品很有兴趣的潜在的开放的用途。另一方面,在产品用作其它类型的厂(如热动力厂)的燃料时,通过把灰结合进制造水泥熟料的原始料中可完全除去灰而没有任何污染的危险,或作为粘结剂加在如砖等产品的水泥部分的成分中。
在本发明范围内可对上述方法的细节改型。
特别是这些改型可构成某些操作步骤的次序颠倒以及代替某些步骤。
例如,分离电池的步骤2及分离铁基金属的步骤3可倒转,和这两步骤(或其中的一个步骤)可在切碎步骤1之前进行。
磨碎步骤可分成几个步骤进行,各步骤与前面的磨碎步骤相比减小了块或材料颗粒的尺寸。
光密度分类操作可不在分离塑料的步骤7之前进行,而可在其后进行。
把收集箱8收集的部分塑料再返回到垃圾料中是选择性的操作,也可以简单地通过对分离塑料的步骤7的操作条件进行工作而在把塑料返回到混合炉10之前调节垃圾料中的塑料的含量。
关于进行处理的废料的性质,可以用不仅家庭垃圾也可用有可比性能的其它的固体废料,例如农业废料、林业或园林废料,某些工业废料,手工产品,如纸板厂或造纸厂的废料,以及皮革业的废料等。
在所有这些应用中,本发明允许在经济收益条件下最有利地回收和利用惰性部分及可燃烧部分。
按本发明方法得到的燃料,要比工业国家焚烧未分类的城市废料要求不太复杂及不太麻烦的充分利用能源的装置。从固体燃料的燃烧导致残余物,其成分可得到充分利用,其减少的量导致降低可能的最终储存成本及简化了相应的工艺。因此,本发明也提供了对于有问题的及昂贵的消除由焚烧未分类的城市废料产生的灰及其它残余物的替代方案。
Claims (5)
1.一种由城市垃圾等废料制造固体防腐燃料的方法,按照该方法,至少一部分废料分离及形成均匀的材料,所述的材料与生石灰或含有成自由态或化学结合形式的氧化钙的物质中选出的至少一种矿物质混合,并把如此得到的混合物在压力下压实,并把最后操作得到的压实的混合物加热到一定温度,保持一定时间,足够使所述的矿物与废料反应并把废料的温度降到预定值,其特征在于把废料变成分离状态的操作至少在两个紧接的步骤中进行,第一步骤包括切碎,在切碎后的至少一个步骤包括粉碎,和在所述的粉碎步骤前进行至少一个移去电池的步骤及至少一个移去铁基金属的步骤。
2.按照权利要求1的方法,其特征在于对由所述的粉碎得到的产品进行至少一个操作步骤以便移去可能包含在产品中的玻璃、陶瓷及非铁金属颗粒。
3.按照权利要求2的方法,其特征在于所述的操作步骤包括一光密度分类。
4.按照权利要求1-3中任一项的方法,其特征在于所述的粉碎的产品在进行移去玻璃、陶瓷及非铁金属颗粒操作步骤前进行移去至少一部分塑料的步骤。
5.按照权利要求4的方法,其特征在于所述的移去塑料的步骤后接着把分出的有控制的一部分塑料再返回到废料中以调节料中塑料的含量。
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1994
- 1994-06-20 CN CN94195133A patent/CN1152332A/zh active Pending
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