專利名稱：城市固體垃圾的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于分離、回收和再循環(huán)城市固體垃圾(MSW)等的設(shè)備和方法。
傳統(tǒng)上通過在垃圾填埋地點對城市固體垃圾進(jìn)行掩埋處理。然而，從生態(tài)學(xué)角度上看這越來越被認(rèn)為是不理想的方式，原因是可回收的材料例如玻璃、金屬和塑料未經(jīng)過回收分離。同時，垃圾分解和危險材料的泄漏會導(dǎo)致環(huán)境污染，例如甲烷。合適的垃圾填埋地點也逐漸減少，政府對于用這種方式進(jìn)行的垃圾處理征收高額稅金，力圖控制這些地點的過度使用和促進(jìn)更安全的對環(huán)境更友好的處理方式。
已公知的還有焚燒城市固體垃圾，城市固體垃圾的燃燒會產(chǎn)生灰燼和有害煙氣，所述灰燼和有害煙氣必須被封閉并進(jìn)行進(jìn)一步的處理才能進(jìn)行安全排放。這種方法的缺點是非常昂貴。
因此需要提供一種處理城市固體垃圾的方法，所述方法以對環(huán)境更加友好并且不太昂貴的方式有助于無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)的分離和回收。
US 5190226中披露了一種用于分離、回收和再循環(huán)城市固體垃圾的設(shè)備和方法。在該方法中，運(yùn)送到處理地點的垃圾被直接輸送到旋轉(zhuǎn)壓力容器中。容器內(nèi)的內(nèi)部螺旋管將垃圾袋撕裂開，一旦容器被裝滿，所述容器被關(guān)閉、密封并引入蒸汽直到達(dá)到所需的操作壓力和溫度。操作條件通過調(diào)節(jié)蒸汽的輸入保持所需的一定時間。在該方法中，城市固體垃圾中的纖維質(zhì)廢物在蒸汽浸透和轉(zhuǎn)動容器的打漿作用下均勻化。一旦循環(huán)過程完成，容器被減壓，蒸汽排出，容器的旋轉(zhuǎn)被反向以將其經(jīng)過處理的內(nèi)容物發(fā)送到傳送裝置上。然后傳送裝置將垃圾運(yùn)至轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)筒篩，在那里漿料透過旋轉(zhuǎn)篩落到傳送裝置上。然后被分離的漿料可被用于制造燃料或混合肥料。接著將轉(zhuǎn)筒篩中殘留的垃圾排出到傳送裝置上進(jìn)行回收材料的分離，殘余物則準(zhǔn)備掩埋。
然而，壓力容器的使用具有以下缺點，即其過程是分批的和不連續(xù)的，原因在于容器被充滿并升溫到所需的溫度需要1到1.5小時的時間，以及在該溫度下的混合和排空內(nèi)容物需要另外2小時的時間。因此，有相當(dāng)多的時間不能使新的垃圾進(jìn)入壓力容器。同時，由于容器被加壓，因此為了安全操作需要強(qiáng)制執(zhí)行特別的安全規(guī)程，而這需要大量的技術(shù)人員，這對于較小的處理點是難以實施的。此外，這樣的容器上的量器不總是準(zhǔn)確的，當(dāng)容器被打開時，壓力可能仍然相對比較高，導(dǎo)致維護(hù)操作人員被燙傷。此外，該容器也需要大量的機(jī)械驅(qū)動用于使其旋轉(zhuǎn)以及在循環(huán)結(jié)束時內(nèi)容物的排出，由此為消除導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)的機(jī)械故障，需要雇用技術(shù)服務(wù)工程師來維護(hù)設(shè)備。
US 5556445(Quinn)中描述了一種不使用壓力容器的處理城市固體垃圾的方法。在該方法中，城市固體垃圾被置于安裝在可旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)的穿孔筒中。筒的內(nèi)部對大氣開放。在垃圾中加水并在管和筒之間送入蒸汽對垃圾進(jìn)行加熱，管的轉(zhuǎn)動和城市固體垃圾的加熱使筒內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)成為漿料，然后其通過穿孔排出筒外，以和垃圾中的無機(jī)物質(zhì)分離。
然而，該方法具有以下缺點，即蒸汽僅僅加熱城市固體垃圾的外圍，而不是對物料整體進(jìn)行均勻加熱，因此降低了方法的效率。此外，得到的有機(jī)部分中具有35％到70％的含水量，非常潮濕，因此需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理以減少含水量，從而使有機(jī)部分適于用作堆肥燃料。同時，一些易腐爛的材料不會下落通過穿孔，造成其留在筒內(nèi)導(dǎo)致效率降低和最終使處理不能進(jìn)行。城市固體垃圾不是在重力作用下經(jīng)由筒移動，但是需要內(nèi)部翼片使垃圾排出筒外。
本發(fā)明的目的是提供一種用于分離、回收和再循環(huán)城市固體垃圾的設(shè)備和方法以克服或者減輕上述缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于處理城市固體垃圾(MSW)的設(shè)備，包括用于向所述城市固體垃圾中加入水分的水分供給裝置，非加壓的進(jìn)料預(yù)備筒，定位于所述進(jìn)料預(yù)備筒下游的非加壓的熱處理器，用于傳送增濕的城市固體垃圾穿過所述筒和所述處理器進(jìn)行連續(xù)處理的進(jìn)料裝置，用于在進(jìn)料預(yù)備筒中混合城市固體垃圾的攪動裝置，用于將城市固體垃圾中的水分基本轉(zhuǎn)化成蒸汽以蒸煮城市固體垃圾的在處理器中的水分蒸發(fā)裝置，以及用于在熱處理器中混合城市固體垃圾的攪動裝置。其具有以下優(yōu)點在第一階段使水分與城市固體垃圾混合，在第二階段使水分轉(zhuǎn)化成蒸汽用于蒸煮城市固體垃圾，使任意有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈退趾康臐{料，并提供城市固體垃圾的連續(xù)處理量。
筒和處理器可以基本在同一個平面中直列式布置。這樣可以降低設(shè)備的高度，例如通過可使它們獨立轉(zhuǎn)動的機(jī)械密封件將處理器和筒連接在一起，或者二者也可以剛性地連接在一起，并且可以包括獨立的內(nèi)部攪動裝置以在該過程的每個階段獨立調(diào)節(jié)混合速度。
水分蒸發(fā)裝置優(yōu)選熱氣體源，所述熱氣體源在垃圾被攪動裝置抬升進(jìn)入熱氣流中時加熱受熱漿化的垃圾，以及在城市固體垃圾在處理器中穿過熱氣和蒸汽向下移動時將水分轉(zhuǎn)化成蒸汽以漿化和蒸煮垃圾，并使垃圾中的塑料皺縮。
該設(shè)備可包括位于進(jìn)料預(yù)備筒上游的緩沖儲料斗，用于接收待進(jìn)行處理的城市固體垃圾并提供柱狀待送入進(jìn)料預(yù)備筒中的城市固體垃圾，在緩沖儲料斗的底部具有用于引導(dǎo)城市固體垃圾進(jìn)入進(jìn)料預(yù)備筒中的推進(jìn)板進(jìn)料器。
進(jìn)料預(yù)備筒可以延伸或者適于與水平面成較小角度延伸，以使其入口低于出口。這使得筒中過量的水分朝向筒的入口端排出，在那里其可以保持在儲罐中。
該設(shè)備可包括位于進(jìn)料預(yù)備筒和熱處理器之間的排出室，用于接收從進(jìn)料預(yù)備筒排出的增濕的城市固體垃圾，并提供柱狀增濕的待送入熱處理器中的城市固體垃圾，這些柱狀濕的城市固體垃圾在熱處理器入口處形成由濕的城市固體垃圾構(gòu)成的堵塞，在排出室的底部可以具有用于引導(dǎo)所述濕的城市固體垃圾進(jìn)入熱處理器中的推進(jìn)板進(jìn)料器。
該設(shè)備可包括位于熱處理器下游的熱處理器排出室，用于接收來自熱處理器的蒸煮過的城市固體垃圾，并提供將從該設(shè)備中排出的柱狀城市固體垃圾，這些柱狀城市固體垃圾在熱處理器出口處形成由蒸煮過的城市固體垃圾構(gòu)成的堵塞，在熱處理器排出室的底部可以具有用于將城市固體垃圾送出該設(shè)備的推進(jìn)板進(jìn)料器。
在優(yōu)選實施方式中，設(shè)置用于在熱處理器的入口和/或出口形成柱狀城市固體垃圾的堆積裝置。城市固體垃圾堵塞物在熱處理器的入口和/或出口形成密封，使蒸汽可以保留在其中?；貪B透過設(shè)備的蒸汽使城市固體垃圾在進(jìn)入熱處理器和/或進(jìn)料預(yù)備筒之前被預(yù)熱。
攪動裝置可以是轉(zhuǎn)動筒或處理器的裝置的形式，并可以設(shè)有內(nèi)部提料葉片。這樣的裝置保證了在城市固體垃圾中水分/蒸汽的完全混合，使城市固體垃圾被撕碎并有助于城市固體垃圾穿過筒/處理器的移動。
熱處理器的內(nèi)部可以朝向其出口向內(nèi)逐漸變細(xì)。這樣優(yōu)點是隨著通過蒸煮和漿化，城市固體垃圾的體積被減小，處理器的填充量也能夠得到保持，從而確保城市固體垃圾中存在的任何塑料受熱產(chǎn)生皺縮。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于處理城市固體垃圾(MSW)的方法，包括以下步驟向城市固體垃圾中加入水分；輸送城市固體垃圾穿過非加壓的進(jìn)料預(yù)備筒；當(dāng)所述城市固體垃圾穿過所述筒時對其進(jìn)行攪拌，以濕潤城市固體垃圾，并開始對存在于城市固體垃圾中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行打漿；將增濕的城市固體垃圾從筒中輸送至非加壓的熱處理器；當(dāng)輸送所述城市固體垃圾穿過熱處理器時對其進(jìn)行攪拌；在處理器中加熱所述潮濕的城市固體垃圾，使水分基本轉(zhuǎn)化成蒸汽以蒸煮城市固體垃圾。
城市固體垃圾可以蓄積在其進(jìn)入熱處理器的入口處和/或熱處理器的出口處，在熱處理器的入口和/或出口形成城市固體垃圾堵塞，這樣在熱處理器的入口和/或出口形成密封，有助于保持其中的熱量和所需的溫度。
城市固體垃圾可以在該過程之前被撕碎和均質(zhì)化以減小進(jìn)入進(jìn)料預(yù)備筒中的垃圾的尺寸，由此可縮短該過程所需的時間，減小所述筒和處理器的尺寸并減少對設(shè)備潛在的損害。
水分可以在被加入城市固體垃圾中之前預(yù)熱，這提高了在進(jìn)入熱處理器之前進(jìn)料預(yù)備步驟的效率。
熱處理器中的溫度優(yōu)選在出口升高到400℃，在入口升高到100℃，這樣保證垃圾被漿化。上述溫度高于US 5556445(Quinn)中所描述的溫度，其操作溫度僅僅在100℃到260℃范圍內(nèi)。該工藝所需的溫度可設(shè)置成能使垃圾達(dá)到所需凈化程度的溫度，如果需要，可以調(diào)節(jié)到實現(xiàn)垃圾消毒滅菌的溫度。
在該工藝不同階段可以檢測城市固體垃圾的參量，測量結(jié)果可用于調(diào)節(jié)城市固體垃圾的流動。
以下結(jié)合附圖，通過實例僅對本發(fā)明的一種具體實施方式
進(jìn)行描述，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明適用的城市固體垃圾(MSW)收集和進(jìn)料前處理工藝的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于處理由圖1所示工藝輸送的城市固體垃圾的設(shè)備的示意圖；和圖3是類似于圖2中的第二實施方式的處理城市固體垃圾的設(shè)備的示意圖。
參照圖1，城市固體垃圾(MSW)2通過例如垃圾車輛4被運(yùn)送至處理設(shè)備，從垃圾車輛中將垃圾傾倒在加料斗6中，輸送至檢查/分選輸送帶8。非常大的城市固體垃圾，例如微波爐、地毯和自行車等可以在這個階段被除去。在檢查/分選輸送帶8上剩余的城市固體垃圾被卸到初級撕碎機(jī)10內(nèi)，將箱袋撕開并把垃圾撕碎成寬度小于300mm的塊。然后垃圾經(jīng)傳送帶12被傳送到垃圾傾倒室14以使其通過已公知的方式均質(zhì)化。
使用起重機(jī)抓斗16從傾倒室14中收集垃圾，所述起重機(jī)抓斗操作可將垃圾以每小時4000到6000Kg(4到6噸)的速度放入加料斗和傳送帶重量計量進(jìn)料器18上。進(jìn)料器18供料給篩子20，通過篩子可以使尺寸小于200mm的垃圾落入傳送器22上，在傳送器上的垃圾被運(yùn)送至下文中進(jìn)一步描述的工藝下一階段。尺寸大于200mm的垃圾沿著篩子20被運(yùn)送到二級撕碎機(jī)24內(nèi)。二級撕碎機(jī)24將垃圾撕碎成小于200mm的尺寸，將這些進(jìn)一步撕碎的垃圾卸到所述的傳送器22上以傳送至工藝的下一階段。
傳送器22將均質(zhì)的撕碎的垃圾送到處理設(shè)備的第一部分，最佳如圖2中所示，包括非加壓的、預(yù)熱的熱包層緩沖器儲料斗26，在其內(nèi)部沉積有垃圾，然后用熱空氣源27將垃圾預(yù)熱到95℃。高位探測器28用于檢測從傳送器22送到加料斗26中的垃圾的橫進(jìn)給，同時低位探測器30用于檢測從加料斗26中流出到工藝下一階段的垃圾。從探測器28、30得到的測量結(jié)果用于調(diào)節(jié)從傳送器22進(jìn)入加料斗26的垃圾的輸入，其中如果垃圾的高度低于低位探測器30，則向加料斗中加入垃圾，一旦垃圾高度達(dá)到探測器28的水平，垃圾投入即停止。加料斗26的入口安裝有氣鎖密封閥25，其在垃圾從傳送器22上被輸入時打開，在垃圾輸入停止時被關(guān)閉以使加料斗密封。加料斗中的柱狀垃圾提供重力供給援助使垃圾流動到垃圾處理的下一階段，另外儲料斗26的底部包含推送板進(jìn)料器32，其以受控速度將垃圾從加料斗26卸到進(jìn)料預(yù)備筒34的入口中。進(jìn)料預(yù)備筒包括熱包層的可轉(zhuǎn)動的筒，沿其長度方向具有一系列內(nèi)部提料葉片用于垃圾沿其長度方向的抬升、撕裂、漿化和送進(jìn)。進(jìn)料預(yù)備筒34的入口端和出口端安裝有機(jī)械密封件38，使其可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在加料斗26的入口和進(jìn)料預(yù)備筒出口/熱處理器入口室40之間。
設(shè)計推送板進(jìn)料器32，使其在進(jìn)料預(yù)備筒34的入口處與機(jī)械密封件38相匹配，并且設(shè)置成相對于進(jìn)料預(yù)備筒34的入口向下傾斜一定角度，以使垃圾材料平穩(wěn)的流入筒中。低位探測器30在該區(qū)域檢測垃圾，并對進(jìn)料器32的進(jìn)料進(jìn)行控制，以調(diào)節(jié)垃圾向筒34的流動防止發(fā)生阻塞。
筒34在輪胎和輪42上轉(zhuǎn)動，并通過能以較高速度運(yùn)行的可變速鏈條傳動裝置44進(jìn)行操作。筒34通過傾動機(jī)構(gòu)46在水平方向加上或減去少許角度X而傾斜。對筒驅(qū)動器和傾動機(jī)構(gòu)的控制是基于由探測器28、30得到的測量結(jié)果，由此控制所需的垃圾通過量。
在垃圾自加料斗26進(jìn)入濕的進(jìn)料預(yù)備筒34時，以受控速度噴射由水塔50供應(yīng)的水霧48。水的溫度也可以根據(jù)檢測到的城市固體垃圾的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果需要，可向水中加入有助于分解垃圾組分的化學(xué)添加劑52。
一旦進(jìn)入濕的進(jìn)料預(yù)備筒34，垃圾在卸入熱處理器入口室40之前，沿著筒34的長度方向，在筒34的轉(zhuǎn)動和提料葉片36的作用下被抬升并且完全混合并進(jìn)行漿化。入口室40裝備有檢測在入口室40內(nèi)垃圾高度的高位和低位探測器28和30，如同上述被用于調(diào)節(jié)垃圾的流動。
入口室40的底部設(shè)置有另外的推進(jìn)板進(jìn)料器54，所述推進(jìn)板進(jìn)料器將垃圾以受控速度從入口室40送到熱處理器56，其設(shè)置和控制與進(jìn)料器32類似。
熱處理器56包括一個熱包層的可轉(zhuǎn)動筒，所述筒沿其整個長度方向具有一系列內(nèi)部提料葉片58，在轉(zhuǎn)動時所述葉片抬升并送進(jìn)垃圾通過筒。熱處理器56在每個端部裝配有機(jī)械密封件38，使其能夠可轉(zhuǎn)動安裝在其入口室40和設(shè)置在熱處理器56出口處的熱處理器排出室60之間。熱處理器56在其它輪胎和輪42上轉(zhuǎn)動，并通過能以較高速度運(yùn)行的另一個的可變速鏈條傳動裝置44進(jìn)行操作。熱處理器56通過另一個傾動機(jī)構(gòu)46在水平方向加上或減去少許角度X而傾斜。對驅(qū)動器和傾動機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)以得到所需的垃圾通過量。
氣體燃燒器和空氣進(jìn)氣部件62設(shè)置于排出室60內(nèi)，氣體火焰的輸出通過擋板鋪展罐被注入熱處理器56的排出端。當(dāng)熱的漿化垃圾從推進(jìn)板進(jìn)料器54上被送入熱處理器56的入口時，在排入排出室60之前，隨著其沿著熱處理器58的長度方向經(jīng)過，垃圾進(jìn)一步由熱處理器的轉(zhuǎn)動和提料葉片58的作用下被抬升，從而進(jìn)一步混合并進(jìn)行漿化。此外，經(jīng)由氣體燃燒器部件62被注入轉(zhuǎn)動的熱處理器58內(nèi)的氣體火焰將空氣加熱，使?jié){化垃圾中的熱水轉(zhuǎn)化為蒸汽，并使熱處理器排出區(qū)64處的溫度升高到250℃至400℃，入口端38升高到的溫度大約100℃。在熱的漿化垃圾中水分向蒸汽的轉(zhuǎn)化使垃圾在進(jìn)入排出室60之前進(jìn)一步漿化和煮制；在垃圾在熱處理器中被抬升和送進(jìn)時，蒸汽和輸入空氣完全地滲入垃圾。
熱處理器58的出口區(qū)64包括一個內(nèi)部錐形體64，其朝向排出室60逐漸變細(xì)，熱處理器58的內(nèi)徑朝向其排氣端逐漸減小。隨著垃圾體積的減少，各種纖維質(zhì)材料轉(zhuǎn)化成低水分漿料，垃圾如塑料產(chǎn)生皺縮，罐和玻璃被擦洗干凈，這使得熱處理器出口區(qū)的熱量進(jìn)一步集中。在這個階段垃圾的體積一般被減小達(dá)到60％。
排出室60也設(shè)有高位和低位探測器28和30，作用與前述室中的探測器一樣，也是用于檢測和控制其中垃圾的高度。
垃圾在另一個設(shè)在傳送帶68上的推進(jìn)板進(jìn)料器66的作用下從排出室60中排出，轉(zhuǎn)移到滾筒篩上，垃圾可以在那里利用傳統(tǒng)設(shè)備以已公知的方式分離出可回收的部分。
排出室60中的垃圾堆積起來提供垃圾材料70的堵塞物，其是通過使用從高位和低位探測器28和30得到的測量結(jié)果控制垃圾的流量，在探測器間的垃圾體積提供向熱處理器的出口的密封。入口室40內(nèi)的垃圾也類似的堆積起來，在熱處理器58的入口處提供高密度垃圾堵塞物。垃圾通過量通過控制垃圾從傳送裝置22進(jìn)入熱加料斗26的量和調(diào)整推進(jìn)板進(jìn)料器32、54和66的操作速度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。而且，濕進(jìn)料預(yù)備筒34和熱處理器56的轉(zhuǎn)速及其傾斜角度可以調(diào)整，垃圾的數(shù)量也可以增加。在熱處理器56出口端和入口端的兩處垃圾堵塞物70和72提供密封，通過減少蒸汽和熱量從熱微處理器56中排出，保持和控制熱處理器中的溫度。多個機(jī)械密封件38也用于防止蒸汽和熱量向外界散失。
排出室60設(shè)有防爆口/環(huán)(未示出)，在大氣壓下排出爆炸性氣體，例如如果在垃圾處理過程中會爆炸的廢氣瓶，由此保持熱處理器處于基本大氣壓下。排出室60和40進(jìn)一步設(shè)有溫度計(未示出)和氣體觀察窗口(未示出)，使操作人員能夠觀察垃圾處理過程，如果必要時，人工啟動手動控制。
任何向上滲透垃圾的熱量或蒸汽用于預(yù)熱濕進(jìn)料預(yù)備筒34和緩沖存儲進(jìn)料斗26中的垃圾。過量的蒸汽和熱量通過抽汽管道74和76經(jīng)抽風(fēng)機(jī)78和氣閘80從緩沖存儲進(jìn)料斗26和入口室40中抽出，接著使這些氣體/蒸汽循環(huán)回到排出室60并直接將任何剩余部分送到氣體洗滌器82以提高熱效率。抽汽管道中的空氣分離器73除去夾帶在所述氣體/蒸汽中的膜、塑料或者顆粒，并將其經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥75噴入到料斗77中。氣塞、滑閥25防止抽汽管道僅僅從外界抽出空氣。氣體洗滌器82將垃圾蒸汽/氣體清潔到可接受的水平，以減少在經(jīng)由抽風(fēng)機(jī)86從煙囪排出之前的發(fā)散，符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。然后氣體洗滌器82中的熱水在其進(jìn)入水塔50之前，用化學(xué)藥品進(jìn)行處理，水塔向進(jìn)入濕進(jìn)料預(yù)備筒34中的垃圾供應(yīng)水48。水塔50另外由干線88供水。這提供了一個環(huán)境友好的系統(tǒng)，其中過量熱量/水分中的大部分被回收。
該過程和設(shè)備的測試結(jié)果顯示在此過程中，垃圾體積減少到大約60％，其中85到90％的熱處理垃圾適合回收，僅有10到15％的惰性殘余需要進(jìn)行掩埋處理(其百分比取決于起始送入加工的城市固體垃圾的容量)。蒸煮的垃圾具有下列產(chǎn)品含水量達(dá)到15％的纖維漿料，所述纖維漿料非常適于進(jìn)一步處理以生產(chǎn)燃料或者復(fù)合肥料；被清潔和去除商標(biāo)的鋼制和鋁制罐；被清潔和去除商標(biāo)的玻璃瓶；皺縮的塑料瓶和袋，由此減少垃圾體積；以及惰性掩埋材料。
雖然所述的進(jìn)料筒和熱處理器經(jīng)由一個進(jìn)料預(yù)備筒出口/熱處理器入口室40垂直地間隔，可以理解的是室40可以被省略，作為替代，筒34和處理器56以直列式進(jìn)行設(shè)置，如圖3所示。在這個實施方式中，筒和處理器通過它們的機(jī)械密封件38互相連接，通過這種方式筒34直接將溫?zé)岢睗竦睦┙o熱處理器56蒸煮，不切可以不依賴于熱處理器56的轉(zhuǎn)動。使用中的筒34的旋轉(zhuǎn)比處理器56快，有助于水分和垃圾的完全混合和促進(jìn)漿化過程。雖然所述的筒和熱處理器可以直接相鄰，它們可以成一直線，但是在它們各自的機(jī)械密封之間可以通過一個室分隔，垃圾可以由此經(jīng)過而不需要直接的攪動。并且，機(jī)械密封可以省略，筒和處理器作為一個整體的室，通過加水和在該室前端的攪拌，以及在該室下游出口端的蒸煮來加工垃圾。
另外，雖然所述的進(jìn)料預(yù)備筒是在水平面上伸展，在替代的實施方式中該筒也可以在與水平面成輕微角度的方向伸展，使其入口低于出口。通過這種方式，任何過量的水分排向入口，在筒的入口端形成一個貯備處。該貯備處提供城市固體垃圾所需的濕氣源?？梢栽O(shè)置一個排水道以從貯備處除去過量的濕氣。根據(jù)檢測到的條件，相對于城市固體垃圾向后的傾斜可以經(jīng)由排水道有選擇的設(shè)置傾斜機(jī)構(gòu)，或者可以將筒固定的以呈一角度的位置安裝，或者通過提供朝向內(nèi)部室的傾斜來實現(xiàn)。傾斜機(jī)構(gòu)可以省略不用。
可以理解的是本發(fā)明不限于已述的具體設(shè)備，其他有助于在基本大氣壓條件下具有加熱蒸煮和混合步驟的連續(xù)過程的配置對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，雖然已經(jīng)描述垃圾的攪拌是通過轉(zhuǎn)動筒/處理器以及內(nèi)部安裝的提料葉片實現(xiàn)，但筒/處理器內(nèi)可以安裝可附加或者替代提供的其他的攪拌方式，可轉(zhuǎn)動的撕碎機(jī)可以設(shè)在筒/處理器內(nèi)部。雖然前述描述將氣體燃燒器單元作為把垃圾中的水分轉(zhuǎn)化成蒸汽的熱源，可用的熱源也可以采用例如油料燃燒器或其他輻射熱源。雖然熱量被注入到熱處理器的出口端，這樣的熱量可以另外的或者替代的直接透過經(jīng)由分別的注射器或可以進(jìn)入安裝在提料葉片或撕碎機(jī)端口的熱處理器壁注入。
雖然已述的垃圾堵塞物70、72由控制垃圾通過處理設(shè)備流動的速度而形成，可以附加的或者替代的通過一個控制葉輪直接地向堵塞物加料以提供入口端/出口端的密封。雖然已述將化學(xué)添加劑加到供給水中，其可以分別加到垃圾中。雖然已述濕供料預(yù)備筒中的垃圾通過加入從熱處理器回滲經(jīng)過系統(tǒng)的水和蒸汽進(jìn)行加熱，也可以采用附加的加熱裝置。雖然已述在進(jìn)料斗的入口設(shè)有氣鎖滑閥，其也可以被省略并/或在排出室60的出口端提供類似的密封。雖然已述在熱處理器的出口處設(shè)有錐形部分，其也可以省略。雖然已述各種容器具有熱包層，其可包括特種熱保持鋼或者兩者相組合。雖然已述的筒和處理器具有基本相同的截面，它們也可以具有不同的直徑。例如，筒可以具有比處理器小的直徑，使更多比例的熱空氣和蒸汽進(jìn)入處理器。雖然已參照圖1描述了具體的垃圾預(yù)熱過程，這個處理階段也可以進(jìn)行變化，提供相似組分性質(zhì)的撕碎的均質(zhì)城市固體垃圾。而且，從熱處理器排出室60排出的處理過的垃圾可以通過加水進(jìn)一步處理，例如當(dāng)纖維素漿料的最終用途需要濕潤劑漿料的情況下。
雖然已對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行了詳細(xì)描述，明顯的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對其進(jìn)行不同的變化和改變，而不偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于處理城市固體垃圾的設(shè)備，包括用于向所述城市固體垃圾中加入水分的水分供給裝置，非加壓的進(jìn)料預(yù)備筒，定位于所述進(jìn)料預(yù)備筒下游的非加壓的熱處理器，用于傳送增濕的城市固體垃圾穿過所述筒和所述處理器進(jìn)行連續(xù)處理的進(jìn)料裝置，用于在進(jìn)料預(yù)備筒中混合城市固體垃圾的攪動裝置，用于將城市固體垃圾中的水分基本轉(zhuǎn)化成蒸汽以蒸煮城市固體垃圾的在熱處理器中的水分蒸發(fā)裝置，以及用于在熱處理器中混合城市固體垃圾的攪動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中筒和處理器在基本同一平面中直列式布置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，包括位于進(jìn)料預(yù)備筒上游的緩沖儲料斗，用于接收待進(jìn)行處理的城市固體垃圾并提供柱狀待送入進(jìn)料預(yù)備筒中的城市固體垃圾，在緩沖儲料斗的底部具有用于引導(dǎo)城市固體垃圾進(jìn)入進(jìn)料預(yù)備筒中的推進(jìn)板進(jìn)料器。
4.如權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，包括位于進(jìn)料預(yù)備筒和熱處理器之間的排出室，用于接收從進(jìn)料預(yù)備筒排出的增濕的城市固體垃圾，并提供在熱處理器入口處形成的由增濕的城市固體垃圾構(gòu)成的堵塞，在排出室的底部具有用于引導(dǎo)所述增濕的城市固體垃圾進(jìn)入熱處理器中的推進(jìn)板進(jìn)料器。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項所述的設(shè)備，包括位于熱處理器下游的熱處理器排出室，用于接收來自熱處理器的蒸煮過的城市固體垃圾，并提供在熱處理器出口處形成的由蒸煮過的城市固體垃圾構(gòu)成的堵塞，在熱處理器排出室的底部具有用于將城市固體垃圾送出該設(shè)備的推進(jìn)板進(jìn)料器。
6.如權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，包括用于保持城市固體垃圾堵塞的堆積裝置。
7.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括撕碎機(jī)。
8.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中用于在筒或處理器中混合城市固體垃圾的攪動裝置包括用于轉(zhuǎn)動筒或處理器的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中攪動裝置包括一個用于傾斜筒或處理器的傾斜機(jī)構(gòu)。
10.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中濕進(jìn)料預(yù)備筒相對于水平面傾斜，由此該筒的入口與該筒的出口相比處于較低的平面。
11.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述筒或處理器包括內(nèi)部提料葉片。
12.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述熱處理器內(nèi)部朝向其出口向內(nèi)逐漸變細(xì)。
13.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括用于所述熱處理器的防爆口。
14.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括適于從設(shè)備中除去過量熱量和蒸汽的排氣裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中通過所述排氣裝置使所述過量的蒸汽返回到所述水分供給裝置。
16.如權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，包括用于凈化所述過量蒸汽的洗滌器。
17.如權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，包括空氣分離器，用于從所述排出的熱量和蒸汽中除去任何夾帶在空氣中的物質(zhì)。
18.如前述任一項權(quán)利要求所述的設(shè)備，包括水分供給加熱裝置。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項所述的設(shè)備，其中水分蒸發(fā)裝置為熱氣體源。
20.如權(quán)利要求1至19中任一項所述的設(shè)備，包括用于調(diào)節(jié)筒和/或處理器傾斜度的傾斜裝置。
21.一種用于處理城市固體垃圾的方法，包括以下步驟向城市固體垃圾中加入水分；輸送城市固體垃圾穿過非加壓的進(jìn)料預(yù)備筒；當(dāng)所述城市固體垃圾穿過所述筒時對其進(jìn)行攪拌，以濕潤城市固體垃圾，并開始對存在于城市固體垃圾中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行打漿；將增濕的城市固體垃圾從筒中輸送至非加壓的熱處理器；當(dāng)輸送所述城市固體垃圾穿過熱處理器時對其進(jìn)行攪拌；以及在處理器中加熱所述潮濕的城市固體垃圾，使水分基本轉(zhuǎn)化成蒸汽以蒸煮城市固體垃圾。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，包括在進(jìn)料預(yù)備筒出口堆積增濕的城市固體垃圾的附加步驟，以在熱處理器入口處提供城市固體垃圾堵塞。
23.如權(quán)利要求20或22所述的方法，包括在熱處理器出口堆積蒸煮過的城市固體垃圾的附加步驟，以在熱處理器出口處提供城市固體垃圾堵塞。
24.如權(quán)利要求20至23中任一項所述的方法，包括在輸送通過進(jìn)料預(yù)備筒之前撕碎和均質(zhì)化城市固體垃圾的步驟。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中城市固體垃圾被撕碎至尺寸不大于200mm。
26.如權(quán)利要求20至25中任一項所述的方法，包括在將水分加入城市固體垃圾中之前加熱水分的步驟。
27.如權(quán)利要求20至26中任一項所述的方法，加熱步驟是在熱處理器的出口加熱城市固體垃圾至400℃，在熱處理器的入口加熱至100℃。
28.如權(quán)利要求20至27中任一項所述的方法，包括在該方法中不同的階段檢測城市固體垃圾和在該方法中選定的階段基于城市固體垃圾的高度調(diào)節(jié)城市固體垃圾的輸送速度的步驟。
29.一種用于處理城市固體垃圾的設(shè)備，被構(gòu)造并適于進(jìn)行操作，基本上如在此參考附圖所述和如附圖所示。
30.一種用于處理城市固體垃圾的方法，適于基本上如在此參考附圖所述進(jìn)行操作。
全文摘要
一種用于分離、回收和再循環(huán)城市固體垃圾(MSW)的設(shè)備和方法，其中當(dāng)撕碎的且均質(zhì)化的城市固體垃圾(2)進(jìn)入轉(zhuǎn)動的設(shè)有內(nèi)部提料葉片(36)的進(jìn)料預(yù)備筒(34)中時，將熱水(48)加到撕碎的且均質(zhì)化的城市固體垃圾(2)中。葉片(36)和筒(34)的轉(zhuǎn)動致使城市固體垃圾在被排入轉(zhuǎn)動的也設(shè)有提料葉片(38)及錐形部分(64)的熱處理器(56)之前進(jìn)行混合和漿化，并且其中濕的城市固體垃圾(2)通過在處理器中由燃燒器(62)的火焰加熱熱氣被加熱，使城市固體垃圾中的水分轉(zhuǎn)化成蒸汽。隨著城市固體垃圾在熱處理器中的翻轉(zhuǎn)升降，蒸汽滲透進(jìn)城市固體垃圾中促使其進(jìn)一步漿化。
文檔編號A61L11/00GK1665610SQ03815749
公開日2005年9月7日 申請日期2003年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月3日
發(fā)明者約翰·艾倫·波特, 托尼·利斯, 保羅·安東尼·菲頓 申請人:約翰·艾倫·波特, 托尼·利斯, 保羅·安東尼·菲頓