本發(fā)明涉及使用一套創(chuàng)新的裝備、機(jī)器和方法，作為用于通過應(yīng)用新技術(shù)將城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物壓塊(geo-polymerbriquette)和地質(zhì)聚合物磚狀物(geo-polymerbrick)的設(shè)備。

發(fā)明背景

城市固體廢物管理(mswm)是地方政府的主要職責(zé)。固體廢物的日常產(chǎn)生是工業(yè)化社會中的生活現(xiàn)實(shí)，并且它們的處置正在成為日益嚴(yán)重的問題。這些廢物中更常見的是城市固體廢物(msw)?！俺鞘泄腆w廢物”被定義為包括來自家庭的垃圾、來自工業(yè)、商業(yè)和機(jī)構(gòu)設(shè)施(包括醫(yī)院)的非危險(xiǎn)固體廢物、市場廢物、庭院廢物和街道清掃物。歷史上，河流已經(jīng)被廢物污染，濕地已經(jīng)被填滿，并且空氣已經(jīng)被在開放的坑中燃燒的廢物污染。政府機(jī)構(gòu)近年來已經(jīng)越來越意識到這些活動的累積效應(yīng)。他們開始要求對廢物的處置進(jìn)行控制。填埋是廢物處置的主要方法，其變得非常無效。當(dāng)未充分容納的填埋堆分解時(shí)，有害物質(zhì)可能進(jìn)入環(huán)境。填埋后，土地將持續(xù)30年變得無用。

因此，填埋具有固有的問題，如土地不可用、地下水變質(zhì)、污染、焚燒產(chǎn)生污染物，引起呼吸道疾病。城市固體廢物的不完全燃燒造成污染物。

填埋法的最?？紤]的替代方案是大規(guī)模焚燒。焚燒產(chǎn)生各種污染物，污染物如果調(diào)節(jié)不當(dāng)或處于高濃度中，則可能引起呼吸不適和疾病。

這些污染物被認(rèn)為是由城市固體廢物的不完全燃燒以及塑料的燃燒引起的。

鑒于人口的不斷增長、城市和郊區(qū)人口集中以及產(chǎn)生固體廢物的行業(yè)數(shù)量增加，固體廢物的處置已成為越來越嚴(yán)重的問題。大部分這樣的廢物可能是有機(jī)來源的，其具有可燃的性質(zhì)。這種有機(jī)部分通常由這樣的材料組成，如紙、紡織品、皮革、橡膠、庭院廢物、木材、木材廢物和樹皮、垃圾和某些形式的塑料。然而，這種有機(jī)部分需要處理以使其適合作為燃料。此外，固體廢物通常含有無機(jī)部分，該無機(jī)部分可能包括含鐵金屬和非含鐵金屬以及玻璃、污垢和其它形式的塑料。

由于通過這樣的以前已知的方法，如傾倒和填充來處置固體廢物變得越來越困難，所以出現(xiàn)了尋求固體廢物處置的其它技術(shù)的關(guān)鍵需求，這種必要的技術(shù)是不產(chǎn)生污染問題的技術(shù)，和不需要消耗大量能源的技術(shù)。此外，如果處置過程的最終產(chǎn)物或多種最終產(chǎn)物是本身可使用的，則該過程更加可取。

一般來說，最近提出的用于固體廢物處置的技術(shù)可以被分類為提供了用于體積減小、轉(zhuǎn)化或回收的設(shè)備的技術(shù)。雖然在體積減小(致密)方面已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但是所使用的那些技術(shù)(打包、焚燒等)中的每一種都具有固有的缺點(diǎn)，包括致密的材料的處置、污染控制以及類似的。

轉(zhuǎn)化通常被定義為廢物材料化學(xué)地或生物化學(xué)地轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫漠a(chǎn)物。其中使用的技術(shù)包括熱解(在高溫下，例如400℃至870℃，在沒有空氣或其它反應(yīng)性或氧化性氣體的情況下，破壞性蒸餾或分解)、部分氧化、堆肥(通過需氧菌，將纖維素廢物有氧地轉(zhuǎn)化成惰性腐殖質(zhì)狀物質(zhì))、氫化、濕氧化、水解、厭氧消化、生物分餾以及類似技術(shù)。

回收包括通過手工分選諸如玻璃、塑料、金屬、紙張、紡織品以及類似物的材料來進(jìn)行分離，以便以一種形式或另一種形式重新使用。然而，除了一些形式的紙(波紋紙和新聞紙)、一些塑料和紡織品之外，有機(jī)固體廢物的可燃成分尚未被回收過。

只是最近才作出了一些認(rèn)真的嘗試，以將這些可燃材料轉(zhuǎn)化成可用作燃料的形式。除了缺乏實(shí)效性外，許多人不喜歡分離垃圾、移除標(biāo)簽和蓋子、沖洗罐子、捆扎報(bào)紙以及路邊物回收利用(curbsiderecycling)的其它方面的不便。除了收集可再循環(huán)利用的便利回收物導(dǎo)致的大量費(fèi)用外，還必須花費(fèi)金錢來教育公眾使用路邊物回收利用，以使路邊物回收利用是有效的。再循環(huán)利用也被認(rèn)為是處理由城市固體廢物造成的日益增長的威脅的最可取的方式。

然而，迄今為止還沒有任何完全再循環(huán)利用的技術(shù)。另外，教育民眾把城市固體廢物分離為可生物降解和不可降解的廢物是一個主要問題，并且對于在發(fā)達(dá)國家生活的群眾，該問題是激烈的。除了與教育公眾使用路邊物再循環(huán)利用以便使之是有效的相關(guān)的費(fèi)用外，人們一般不喜歡分離垃圾、移除標(biāo)簽和蓋子、清洗罐子、捆扎報(bào)紙以及路邊物再循環(huán)利用的其它方面的不便之處。

因此，存在使用最小限度的分選，無需在其使用方面花費(fèi)資金來教育公眾，由于沒有大規(guī)模燃燒也不產(chǎn)生有害的污染物，無需填埋且以可行的、可開發(fā)和可擴(kuò)展的方式處理城市固體廢物的需求。

現(xiàn)有技術(shù)

1.us8560459b2描述了有關(guān)城市固體廢物管理系統(tǒng)的方法和設(shè)施(facility)，其中該發(fā)明包括系統(tǒng)和方法，其用于創(chuàng)建城市固體廢物(msw)系統(tǒng)以解決由公眾處置的多種類型的廢物，并且還提供廢物流中的有害成分的有效篩選和分離，并且還提供作為危險(xiǎn)廢物處置的替代方案的回收和再利用的解決方案。該發(fā)明還向社區(qū)提供了系統(tǒng)和方法，用于更有效地捕獲和使用所處置的城市固體廢物和其它廢物流，以提供可再生能源。此外，該發(fā)明還包括用于建立城市固體廢物管理系統(tǒng)的方法，該方法使得可持續(xù)發(fā)展是可能的，同時(shí)保護(hù)有關(guān)各方的經(jīng)濟(jì)利益。因此，該美國專利描述了有關(guān)填埋設(shè)計(jì)和廢物管理技術(shù)的改進(jìn)，其將實(shí)現(xiàn)零排放設(shè)施以及為社區(qū)開發(fā)可用的可再生資源的雙重目標(biāo)。簡而言之，所需要的是一種城市固體廢物管理方法。

該發(fā)明關(guān)于一種用于設(shè)計(jì)和運(yùn)行協(xié)同聯(lián)系的、可持續(xù)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃以管理固體廢物的系統(tǒng)和方法。該發(fā)明特別適用于在零排放狀態(tài)下運(yùn)行，而同時(shí)提供有助于社區(qū)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長的眾多優(yōu)點(diǎn)。該發(fā)明的系統(tǒng)和方法的利用通過再循環(huán)利用、降解、容納和能量提取子系統(tǒng)的新穎使用產(chǎn)生更大的填埋空間。一方面，該發(fā)明包括協(xié)同系統(tǒng)，其包括各種填埋元件，例如市政再循環(huán)利用設(shè)施、電子器件再循環(huán)利用設(shè)施、環(huán)境教育中心、填埋氣體能源生產(chǎn)設(shè)備、廢物至能源生物質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備、用于玻璃、塑料和紙漿的精選設(shè)施、以及用于堆肥和可再生能源生產(chǎn)的裝置。填埋氣體能量生產(chǎn)設(shè)備儲存并分配從可用于能源的填埋堆中去除的氣體。該系統(tǒng)使用其自身的轉(zhuǎn)換裝置以利用填埋氣體能量來操作各種填埋元件，包括首先去除氣體的真空裝置或其它裝置。此外，填埋氣體可以分配給社區(qū)，以供消耗甲烷和其它化學(xué)品的其它行業(yè)使用，以用于能量用途，包括加熱用途。這些元件中的每一個被選擇并協(xié)同地用于滿足每個社區(qū)的獨(dú)特需求。

2.-us6397492b1描述了一種設(shè)備和方法，其用于將城市固體廢物處理成有用產(chǎn)物，以及用于減少由城市固體廢物產(chǎn)生的生物危害和惡臭。城市固體廢物被裝載到長形的、大致圓柱形的旋轉(zhuǎn)壓力容器中，并通過施加特定量的蒸汽使其經(jīng)歷加熱和壓力，以將城市固體廢物的有機(jī)部分分解成具有均勻的粒度和密度的纖維素原料或非制造的紙產(chǎn)物(de-manufacturedpaperproduct)。然后，該產(chǎn)物很容易地與城市固體廢物的其它成分，如玻璃、鋁和其它金屬以及塑料分離?？裳h(huán)再利用材料在市場上進(jìn)行回收和出售。來自該過程的廢水通過經(jīng)由水沖洗設(shè)備(watervampingapparatus)處理而減少。所公開的設(shè)備和方法允許經(jīng)濟(jì)上以及技術(shù)上可行的工業(yè)過程和環(huán)境解決方案，其具有替代當(dāng)前填埋技術(shù)的潛力。該設(shè)備包括圓柱形容器，其包含用于將蒸汽引入容器內(nèi)部的至少一個蒸汽管線，以及用于在該過程期間從容器中選擇性地釋放蒸汽和/或壓力的至少一個閥。容器還包括用于進(jìn)入容器的內(nèi)部的門或開口，或類似的裝置，以用于裝載和卸載城市固體廢物。(城市固體廢物實(shí)際上可以通過輸送機(jī)或其它傳統(tǒng)裝置運(yùn)輸?shù)饺萜鳌?該設(shè)備包括用于使容器旋轉(zhuǎn)的裝置，例如使用管套環(huán)和滾子，或鏈傳動齒輪和鏈輪系統(tǒng)或“支腳”環(huán)(“spud”ring)。以受控的速度使容器旋轉(zhuǎn)的任何穩(wěn)定的方法都將是合適的。容器的內(nèi)部包括用于在容器旋轉(zhuǎn)時(shí)攪拌城市固體廢物的結(jié)構(gòu)，例如圓錐形飛行結(jié)構(gòu)或類似的脊?fàn)罨驑獱罱Y(jié)構(gòu)。該設(shè)備還包括鍋爐或其它蒸汽源，用于產(chǎn)生蒸汽，使用蒸汽來加熱和加壓容器；以及常規(guī)蒸汽管線、閥和量計(jì)，用于運(yùn)輸、控制和測量蒸汽流量、溫度和壓力。任選地，該設(shè)備可以包括可操作地連接到容器上的釋放閥的水沖洗設(shè)備，用于蒸發(fā)和冷凝過程排放物。

該過程概述如下。在裝載到預(yù)定的預(yù)熱溫度之前使容器預(yù)熱。在裝載期間，將蒸汽注入到容器中以保持溫度，并且在裝載過程期間關(guān)閉容器遠(yuǎn)端處的門。容器被裝載有城市固體廢物后，關(guān)閉城市固體廢物穿過其被裝載的門，蒸汽被不斷地引入到容器中，并且容器變得被加壓。新鮮蒸汽從裝載端連續(xù)地注入到室中，并且在達(dá)到預(yù)定的處理壓力之后，允許蒸汽從遠(yuǎn)端逸出室，進(jìn)入到排放蒸汽管線中。監(jiān)測容器的溫度和壓力，并調(diào)節(jié)蒸汽流量以保持該過程處在預(yù)定的處理范圍內(nèi)(約50psi，150℃)。容器以預(yù)定速度(取決于容器的尺寸)旋轉(zhuǎn)，并且在預(yù)定量的時(shí)間(20至45分鐘)之后，釋放壓力并移除經(jīng)處理的城市固體廢物。

3.ep2257510a1描述了用于將廢物材料轉(zhuǎn)化為燃料和其它有用產(chǎn)物的方法和設(shè)備。將廢物和其它有機(jī)原料轉(zhuǎn)化為可持續(xù)能源、飼料、肥料和其它具有可靠純度的有用產(chǎn)物是通過使用水、熱量和壓力來實(shí)現(xiàn)的。更具體地說，該發(fā)明提供了處理各種原料的混合的流以產(chǎn)生氣體、油、專用化學(xué)品和碳固體的方法和設(shè)備，各種原料例如農(nóng)業(yè)廢物、生物廢物、城市固體廢物、城市污水污泥和碎紙機(jī)殘?jiān)瑲怏w、油、專用化學(xué)品和碳固體可以按原樣來使用或經(jīng)進(jìn)一步處理來使用。有用的產(chǎn)物可以在過程的不同點(diǎn)被轉(zhuǎn)移，或內(nèi)部化，以提高系統(tǒng)的效率。該發(fā)明描述了一種方法和設(shè)備，其用于由低價(jià)值的進(jìn)料流或廢物進(jìn)料流產(chǎn)生可持續(xù)能源、燃料、飼料、肥料、專用化學(xué)品和其它有用產(chǎn)物。在一些實(shí)施方案中，一種方法包括由原料制備漿體；在第一壓力下將漿體加熱至少到第一溫度以形成包含無機(jī)材料、液體有機(jī)材料和水的組合物；分離無機(jī)材料、液體有機(jī)材料和水；以及在高于第一壓力的第二壓力下將液體有機(jī)材料加熱到比第一溫度高的第二溫度，以產(chǎn)生選自以下的至少一種產(chǎn)物：燃料、飼料、肥料或?qū)Ｓ没瘜W(xué)品。在另外的實(shí)施方案中，該方法可以包括使?jié){體解聚，然后使解聚的某些產(chǎn)物水解。該發(fā)明還提供了處理廢物材料的方法和設(shè)備。在某些實(shí)施方案中，原料包括農(nóng)業(yè)廢物。在其它實(shí)施方案中，原料包括城市固體廢物。在還有的其它實(shí)施方案中，原料包括城市污水污泥。在還有的其它實(shí)施方案中，原料包括粉碎機(jī)殘?jiān)?/p>

4.us4152119a描述了關(guān)于壓塊，其包含結(jié)塊煤和城市固體廢物。產(chǎn)生具有特定幾何形狀和組成的壓塊，以用作移動的爐料氣化器(moving-burdengasifier)中的進(jìn)料或“爐料”，該移動的爐料氣化器用于由有機(jī)固體廢料和煤(特別是包括所謂的“結(jié)塊”煤)生產(chǎn)合成氣體或燃料氣體。壓塊由特別是包括城市固體廢物(msw)或生物質(zhì)的切碎的有機(jī)固體廢物，以及包括煤粉的粉碎的結(jié)塊煤的充分混合的混合物形成。取決于煤/城市固體廢物的比和所采用的壓實(shí)壓力，可能需要或可能不需要粘合劑材料。可以使用超過1000psi，且優(yōu)選在2000psi至10,000psi范圍內(nèi)的壓實(shí)壓力來擠壓、沖壓或壓制壓塊。壓塊在橫截面上可以是圓形、多邊形或不規(guī)則的；它們可以是實(shí)心的或同心穿孔的，以形成中空圓柱體或多邊形；它們可以形成鞍狀物、枕狀物或甜甜圈狀物?？刂平Y(jié)塊煤與切碎的城市固體廢物的比，使得占絕大多數(shù)的纖維素有機(jī)固體廢物的每一部分將與0.5-3.0份的碎煤混合。合適的粘合劑材料包括脫水污水污泥(dss)、富含木質(zhì)素衍生物的“黑液”、黑帶糖蜜、廢油和淀粉。優(yōu)選地，粘合劑濃度在2％-6％的范圍內(nèi)。如果要加工高含硫量的煤，則至少可以將化學(xué)計(jì)量當(dāng)量的白云石包括在壓塊配方中以消除硫的主要部分與爐渣。該發(fā)明的一個方面涉及用于煤和有機(jī)固體廢物的同時(shí)氣化的單工工藝(simplexprocess)的改進(jìn)。該改進(jìn)包括在所述工藝中使用具有以下描述的特定組成和幾何形狀的新型離散壓實(shí)制品例如壓塊的形式的進(jìn)料或爐料。術(shù)語壓塊旨在覆蓋該發(fā)明的壓實(shí)制品，而不論其形狀如何，無論其是實(shí)心的還是在其中具有孔，并且不管壓實(shí)方法如何。這些制造的制品或壓塊的另外的特征在于具有最小可接受的結(jié)構(gòu)完整性標(biāo)準(zhǔn)，例如，至少足以保持它們的內(nèi)聚強(qiáng)度，直到它們在單工工藝中穿過干燥和熱解區(qū)域被吸引到高溫反應(yīng)和部分燃燒區(qū)域。期望的結(jié)構(gòu)完整性可以部分地通過使用高壓實(shí)壓力以及部分地通過使用摻入到進(jìn)料混合物中的合適的粘合劑材料來實(shí)現(xiàn)。雖然粘合劑的使用是任選的，但是優(yōu)選的。

優(yōu)選地，有機(jī)固體廢物材料富含纖維素物質(zhì)，例如城市固體廢物中的廢紙，或農(nóng)業(yè)垃圾中的木材廢料和植物莖。這樣的農(nóng)業(yè)廢物可以具有高的戊聚糖含量，例如玉米芯、燕麥殼和植物莖，或具有高的木質(zhì)纖維素，例如木材廢料。理想地，有機(jī)固體廢物含有至少50％的纖維素材料。城市固體廢物通常在粉碎機(jī)或錘磨機(jī)中碾碎；然后其可以通過經(jīng)過磁力分離器來處理以回收鐵磁性金屬，或者其可以被空氣分級，以將輕質(zhì)可燃的有機(jī)部分與主要由玻璃和金屬組成的重質(zhì)不可燃無機(jī)部分分離。因此，該發(fā)明特別涉及新型成形制品的制備，該新型成形制品包括大量或占有優(yōu)勢量的結(jié)塊煤加廢物，優(yōu)選地具有粘合劑。擠出物、壓塊或顆粒狀物的形狀在橫截面上可以是圓形或多邊形(規(guī)則的或不規(guī)則的)，并且直徑上可以從1英寸到12英寸變化。類似尺寸的壓塊可以沖壓或壓制成例如鞍狀物、枕狀物、中空圓柱體或甜甜圈狀物的形式。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在形成成形制品方面，超過1000psi的壓實(shí)壓力將得到良好的結(jié)果。優(yōu)選地，該壓力在2000psi至10,000psi的范圍內(nèi)。當(dāng)采用擠出裝置時(shí)，需要為擠出裝置裝備一個門或切碎器，該門或切碎器將允許壓頭或推進(jìn)件(augur)的壓實(shí)循環(huán)和擠出循環(huán)的交替，從而允許控制必需的壓實(shí)壓力。城市固體廢物通常含有25％-30％的水分，其部分來源于食物廢物和園林剪下物。在壓實(shí)所述材料時(shí)，所壓榨的漿液可以賦予混合物粘合劑性能，特別是如果采用高壓實(shí)壓力的話。然而，優(yōu)選地，通常使用特定選擇的粘合劑作為添加劑，以增強(qiáng)所干燥和熱解的顆粒狀物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，以用于在豎式爐的下部氣化區(qū)域中有效加工。如果這些粘合劑也構(gòu)成了用于諸如脫水污水污泥(dss)、或造紙工業(yè)的廢物流，例如木質(zhì)素黑液或亞硫酸鹽廢液的棘手的廢物產(chǎn)物的無污染的處置手段的話，則特別需要這些粘合劑。粘合劑的量可以是以干基計(jì)2％至6％。允許壓塊在重力床中保持其結(jié)構(gòu)完整性則就足夠。粘合劑特別需要以較高的煤/城市固體廢物的比以壓實(shí)煤粉，除非另外說明，否則所有份數(shù)和百分比均按重量計(jì)。根據(jù)壓塊的尺寸和幾何尺寸，未燒制的壓塊(greenbriquettes)的干燥在豎式爐中需要大量的停留時(shí)間。一般來說，采用為氣體和蒸汽的擴(kuò)散提供短路徑的壓塊幾何形狀是有利的。因此，當(dāng)在單工工藝中使用時(shí)，未燒制的壓塊必須保持其機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)允許在轉(zhuǎn)化器的預(yù)熱和干燥區(qū)域中有效干燥。如前所述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些要求可以通過使用足夠高的壓實(shí)壓力而不使用粘合劑，或者通過在配方中摻入低成本的粘合劑材料并采用較低的壓實(shí)壓力來滿足。有機(jī)固體廢物材料的碾碎程度還對壓塊的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度具有直接影響。一般來說，越精細(xì)粉碎，則未燒制的或干燥的壓塊的強(qiáng)度將越大。

5.“m/s.pedcon的將廢物再循環(huán)用于能量的替代燃料/能源解決方案”。該系統(tǒng)的目標(biāo)和目的是找到處置城市固體廢物和解決填埋方案的解決方案。主要過程包括，使城市固體廢物再循環(huán)利用并轉(zhuǎn)化為燃料rdf(垃圾衍生燃料)顆粒狀物、能源和副產(chǎn)物。90％的城市固體廢物被轉(zhuǎn)化為可再循環(huán)利用材料，如：-燃料、金屬(含鐵的和非含鐵的)、砂和塑料。另外25％的城市固體廢物含有金屬(含鐵的和非含鐵的)、玻璃、沙子、礫石、高密度塑料、灰分等。其次，事實(shí)上，65％的城市固體廢物是可燃的并且被轉(zhuǎn)化和被處理，并被轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的rdf燃料顆粒狀物，且7％的城市固體廢物由食物廢料、皮革和非描述性垃圾組成，并且被運(yùn)送到填埋場。此外，3％是在該過程中被蒸發(fā)的水分。與普通rdf相比，rdf燃料是10：1的體積比，由切碎的纖維廢物制成。當(dāng)是干的時(shí)，熱值達(dá)7500-8500btu/lb，相當(dāng)于熱水泥廠中所使用的大多數(shù)煤的熱值的75％至85％。由于從進(jìn)來的廢物中去除了所有造成污染的因素，該過程是非污染的，并且所有廢氣都被引導(dǎo)到pedcon干洗滌器污染控制系統(tǒng)。該過程可以有效地使用多達(dá)200噸/天的城市固體廢物。

該操作過程是，完成城市固體廢物的粉碎和含鐵材料的磁分離以及去除。將所有粉碎的材料干燥以進(jìn)行有效的分離和分級。高密度塑料通過重力法來分離。其余的材料使用一系列空氣分離器和篩網(wǎng)來分離，以將輕質(zhì)可燃物和重質(zhì)不可燃材料分類。輕質(zhì)可燃材料被壓實(shí)以形成rdf燃料顆粒狀物，并用作蒸汽渦輪機(jī)的燃料，燃料又產(chǎn)生電力。諸如金屬、玻璃、沙子、陶瓷、重質(zhì)塑料和飛灰的不可燃物被洗滌，以提純這些產(chǎn)物，以便為行業(yè)接受供再循環(huán)利用。經(jīng)洗滌的水被處理并被送回作為鍋爐給水。

6.美國專利20020184816a1，將城市固體廢物轉(zhuǎn)化為高燃料值。

特征和權(quán)利要求

a)該美國專利'816中的發(fā)明涉及將城市固體廢物(msw)轉(zhuǎn)化為具有高燃料值的燃料，涉及具有高燃料值的城市固體廢物顆粒狀物以及涉及生產(chǎn)該顆粒狀物的方法。

b)在該美國專利'816的優(yōu)選實(shí)施方案中，顆粒狀物包含至少一種較高燃料值的廢物物質(zhì)，以增加由城市固體廢物形成的顆粒狀物的燃料值。

c)在美國專利'816的另一個實(shí)施方案中，顆粒狀物是壓實(shí)蓬松物的形式。

d)在美國專利'816的另一個實(shí)施方案中，城市固體廢物不含可再循環(huán)利用的材料，特別是不含選自由玻璃、金屬、塑料和紙組成的組的物質(zhì)。

e)在美國專利'816的另一個實(shí)施方案中，從顆粒狀物的燃燒釋放的排放物小于安全允許的限度。

f)在美國專利'816的另一個優(yōu)選實(shí)施方案中，在空氣中在1150℃的溫度燃燒的顆粒狀物具有按重量計(jì)小于10％的底灰含量。

g)在另外的實(shí)施方案中，顆粒狀物的含水量在按重量計(jì)1％-7％的范圍內(nèi)。

h)美國專利'816的該發(fā)明的另一方面是，其具有由城市固體廢物形成可燃顆粒狀物的方法，包括以下步驟：

a)從所述城市固體廢物中去除固體危險(xiǎn)廢物；

b)使如此獲得的城市固體廢物經(jīng)歷至少一個步驟，以從其中分離可再循環(huán)利用的產(chǎn)物；

c)使步驟(b)的產(chǎn)物經(jīng)歷粉碎和磨碎步驟，以形成具有按重量計(jì)小于10％的含水量的蓬松物；和

d)壓實(shí)蓬松物以形成可燃的顆粒狀物。

7.us8393558b2-用于固體廢物的機(jī)械化分離和回收系統(tǒng)。

該美國專利描述了將混合的廢物分離成濕的有機(jī)部分、干的有機(jī)部分以及無機(jī)部分的方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)通過以下實(shí)現(xiàn)：(i)碾碎混合的固體廢物，(ii)按尺寸對碾碎的流進(jìn)行分級以產(chǎn)生顆粒大小的廢物流，以及(iii)使用密度分離來處理顆粒大小的廢物流中的一個或更多個以產(chǎn)生中間廢物流，和(iv)從中間廢物流中回收均勻的產(chǎn)物。實(shí)施方案涉及將混合的固體廢物如城市固體廢物處理成濕的有機(jī)部分、干的有機(jī)部分和無機(jī)部分的方法和系統(tǒng)。有效的分離和回收通過以下實(shí)現(xiàn)：

(i)碾碎混合的固體廢物，

(ii)按照尺寸對碾碎的流進(jìn)行分級以產(chǎn)生兩個或更多個顆粒大小的廢物流，

(iii)使用密度分離處理顆粒大小的廢物流中的一個或更多個以產(chǎn)生中間廢物流，以及

(iv)從中間廢物流中回收一種或更多種產(chǎn)物。

碾碎、尺寸分離以及密度分離的步驟允許從高度可變的和高度多樣化的固體廢物流中有效分離和回收濕的有機(jī)物、干的有機(jī)物和無機(jī)材料。

8.us20120017499a1

美國專利'499：包括催化氧化和/或燃燒氣體在干燥反應(yīng)器、冷卻器和/或干燥器/預(yù)熱器中直接再利用的干燥系統(tǒng)和方法；

該發(fā)明涉及用于由生物質(zhì)生產(chǎn)干燥產(chǎn)物的干燥系統(tǒng)和方法。示例性實(shí)施方案包括催化氧化和/或所得的燃燒氣體在干燥反應(yīng)器、冷卻器和/或干燥器/預(yù)熱器中直接再利用。

生物質(zhì)的干燥可以大致描述為通常在200至300攝氏度之間變化的溫度下的溫和形式的熱解。在典型的干燥過程中，生物質(zhì)的性質(zhì)可以改變，以獲得更好的燃料品質(zhì)，以供所干燥的生物質(zhì)的隨后燃燒，以便產(chǎn)生能量。

對于使用常規(guī)燃燒的常規(guī)干燥系統(tǒng)，該發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到兩個缺點(diǎn)或問題。

首先，所得的燃料氣體在殘留氧含量方面過高，而不能在干燥系統(tǒng)的反應(yīng)器或冷卻器中直接使用。

其次，合適的內(nèi)部產(chǎn)生的惰性氣體流不可在冷卻器中使用。這也將排除反應(yīng)器和冷卻器的集成。

現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷

上面提及的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)或設(shè)備或方法中沒有一個可以將來自城市固體廢物的可燃材料和不可燃材料轉(zhuǎn)化成有用的最終產(chǎn)物。上面提及的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)或設(shè)備或方法中沒有一個可以以這樣的方式起作用或發(fā)揮功能，所述方式是使得整個過程在整體上從輸入到輸出緊密聯(lián)系地和集成地運(yùn)行，并且看起來以幾乎完全自動化的順序發(fā)生。

上面提及的現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)或設(shè)備或方法中沒有一個可以起作用或發(fā)揮功能，使得整個過程形成端到端的閉環(huán)系統(tǒng)，以便使得一級的輸出變?yōu)橄乱患壍妮斎?，并且鏈繼續(xù)，直到最后。

本發(fā)明的目的

本發(fā)明的主要目的是提供一種方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備將來自城市固體廢物的可燃材料和不可燃材料兩者轉(zhuǎn)化成用可燃的城市固體廢物制成的有用最終產(chǎn)物，如燃料顆粒狀物/壓塊，和用不可燃惰性材料制成的磚狀物/鋪砌材料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中城市固體廢物的幾乎所有成分都被分離成可燃材料組分和不燃材料組分，使得所有可燃的城市固體廢物組分被分離、粉碎、擠壓、干燥、磨碎、去揮發(fā)、碳化并與地質(zhì)聚合物粘合劑混合并被轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物和地質(zhì)聚合物壓塊形式的高熱值燃料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物/壓塊和磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中城市固體廢物的幾乎所有成分都被分離成可燃材料組分和不可燃材料組分，使得所有可燃的城市固體廢物組分被分離、粉碎、擠壓、干燥、磨碎、去揮發(fā)、碳化并與有機(jī)粘合劑或無機(jī)粘合劑如淀粉/焦油等混合，并被轉(zhuǎn)化為高熱值燃料顆粒狀物和壓塊。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物/壓塊和磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中城市固體廢物的幾乎所有成分都被分離成可燃材料組分和不可燃材料組分，使得所有可燃的城市固體廢物組分被分離、粉碎、擠壓、干燥、磨碎、去揮發(fā)、碳化并通過使用高轉(zhuǎn)速熱壓縮制粒技術(shù)而不使用粘合劑，被轉(zhuǎn)化為具有低灰分含量和低水分含量的高熱值燃料顆粒狀物和壓塊。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中在將城市固體廢物的所有成分分離成可燃材料組分和不可燃材料組分之后，不可燃材料，如玻璃、石頭、泥漿和碎屑被破碎和磨碎，并使用地質(zhì)聚合過程與地質(zhì)聚合物粘合劑和瓷土/飛灰混合并模制成地質(zhì)聚合物磚狀物和地質(zhì)聚合物鋪砌塊。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物/壓塊和磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中在將城市固體廢物的所有成分分離成可燃材料組分和不可燃材料組分之后，不可燃材料，如玻璃、石頭、泥漿和碎屑被破碎和磨碎，并與瓷土/飛灰、采石場粉塵/碎片、河砂、水泥混合并模制成飛灰磚狀物和飛灰鋪砌塊。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中被分選的唯一材料是金屬(含鐵金屬和非含鐵金屬)，金屬在第一級中被分離并被收集，且然后被送回以供再循環(huán)利用。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，確保了從源頭直到最后處理區(qū)域清潔地處理城市固體廢物，而無需在源頭處分離。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料中處理分選的城市固體廢物和未分選的城市固體廢物兩者的方法和設(shè)備。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法和設(shè)備，其中整個過程或方法形成端對端閉環(huán)系統(tǒng)，使得一個級的輸出變?yōu)橄乱患壍妮斎?，并且該鏈繼續(xù)，直到最后。

本發(fā)明的又一個目的是提供一種將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法和設(shè)備，其中整個過程作為整體從輸入到輸出是緊密聯(lián)系的和集成的，并且看起來以幾乎完全自動化的順序發(fā)生。

發(fā)明概述

因此，根據(jù)本發(fā)明，將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物和地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的新方法包括：

i.未分選的城市固體廢物通過傳送帶從傾倒場移動到斜面(ramp)上，并且然后通過開袋機(jī)，開袋機(jī)用于打開容納城市固體廢物的家用袋子；

ii.破碎所打開的容納城市固體廢物的家用袋子；

iii.同時(shí)地使諸如建筑材料的易碎物品破碎成更小的顆粒并且擠壓不易碎裂的物品以去除液體內(nèi)容物，并且將液體輸送到流出物處理設(shè)施(effluenttreatmentplant)；

iv.在放入到轉(zhuǎn)筒篩之前，壓縮城市固體廢物的不易碎裂的成分并使城市固體廢物的易碎裂的成分破裂，該城市固體廢物行進(jìn)穿過用于去除含鐵物質(zhì)的磁力分離器和用于去除非含鐵物質(zhì)的渦流式分離器；

v.通過轉(zhuǎn)筒篩分離，以分離成大體上可燃的城市固體廢物和不可燃的城市固體廢物，并且可燃的城市固體廢物通過顆粒間碰撞式干燥器、顆粒間碰撞式磨碎機(jī)以及脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器(de-volatizingandcarbonizationreactor)和冷卻器以制成可燃的高熱值顆粒狀物和壓塊，并且不可燃的城市固體廢物通過顆粒間碰撞式破碎機(jī)和鍋式混合器，以用于形成磚狀物和鋪砌塊；

將全部未分選的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為具有最小限度的再循環(huán)利用、零殘留廢物和零填埋要求的地質(zhì)聚合物顆粒狀物或壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物或鋪砌塊。根據(jù)本發(fā)明的另一特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌塊的方法中，打開袋子和破碎是用開袋機(jī)的尖狀物(spike)進(jìn)行的，并且剪切容納未分選的城市固體廢物的家用袋子并使未分選的城市固體廢物進(jìn)入在同時(shí)滾動的具有重型碰撞式彈簧的兩級鋸齒狀雙鼓式破碎機(jī)之間的楔形物中，破碎并去除未分選的城市固體廢物的液體內(nèi)容物的50％。

根據(jù)本發(fā)明的又一個特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物和地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法中，干燥所粉碎的可燃的城市固體廢物是通過干燥過程進(jìn)行的，該干燥過程通過由顆粒的旋轉(zhuǎn)引起的顆粒間的碰撞產(chǎn)生的熱量造成，顆粒的旋轉(zhuǎn)由跨過壁上的固定扁平葉片的旋轉(zhuǎn)軸上的扁平葉片造成，并且高速下的鼓形干燥器導(dǎo)致熱量產(chǎn)生和干燥，同時(shí)內(nèi)置水分吸收器吸取水分穿過水分分離、熱交換、集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)，使可燃的城市固體廢物干燥。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為顆粒狀物和地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法中，經(jīng)由顆粒間碰撞式磨碎機(jī)的磨碎是通過將干燥可燃的城市固體廢物進(jìn)一步切割成更細(xì)顆粒，執(zhí)行水分分離、熱交換和集塵來進(jìn)行的。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法中，可燃的城市固體廢物的脫揮發(fā)和碳化是通過使可燃的城市固體廢物通過五級反應(yīng)器來進(jìn)行的，五級反應(yīng)器在前四級中通過從第一級的50攝氏度到第四級的300度的熱流體熱量增加過程逐步加熱可燃的城市固體廢物，確保碳化和揮發(fā)性氣體的受控制的去除。

根據(jù)本發(fā)明的又一特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法中，可燃的城市固體廢物的冷卻在五級反應(yīng)器的第五級中通過底部的單級冷卻系統(tǒng)進(jìn)行，單級冷卻系統(tǒng)在脫揮發(fā)碳化過程后增強(qiáng)碳分子的密度，將可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為高熱值燃料，減少水分并去除揮發(fā)性氣體。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法中，轉(zhuǎn)筒篩所分離的不可燃的城市固體廢物的破碎通過顆粒間碰撞式破碎機(jī)進(jìn)行，該顆粒間碰撞式破碎機(jī)包含固定的鋒利葉片和扁平的移動的葉片，扁平的移動的葉片以高速運(yùn)動，導(dǎo)致不可燃的城市固體廢物被反復(fù)地破碎和粉碎并轉(zhuǎn)化為粉末形式，在該過程期間，熱量產(chǎn)生，并且水分穿過水分分離、熱交換、集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)被去除。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法的設(shè)備包括：

i.傳送帶，其用于將未分選的城市固體廢物從傾倒場移動到斜面上并使所述未分選的城市固體廢物通過開袋機(jī)；

ii.開袋機(jī)和破碎機(jī)，其用于打開容納未分選的城市固體廢物的家用袋子并用于破碎和擠壓以去除液體內(nèi)容物；

iii.磁力分離器和渦流式分離器，磁力分離器用于去除含鐵物質(zhì)，渦流式分離器用于去除非含鐵物質(zhì)，以在將城市固體廢物放入轉(zhuǎn)筒篩之前，壓縮來自未分選的城市固體廢物的不易碎裂成分并使來自未分選的城市固體廢物的易碎裂成分碎裂；

iv.轉(zhuǎn)筒篩，其用于將未分選的城市固體廢物按尺寸分離成大體上可燃的部分和不可燃的部分；

v.顆粒間碰撞式干燥器、顆粒間碰撞式磨碎機(jī)以及脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器，其用于使可燃的城市固體廢物變成可燃的高熱值顆粒狀物/壓塊；

vi.顆粒間碰撞式破碎機(jī)，其用于使不可燃的城市固體廢物破裂；以及鍋式混合器和磚狀物/鋪砌材料模制設(shè)施，其用于將城市固體廢物制成磚狀物或鋪砌塊。

根據(jù)本發(fā)明的又一個特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法的設(shè)備，轉(zhuǎn)筒篩用于尺寸分離，并且顆粒間碰撞式破碎機(jī)和鍋式混合器、模制機(jī)和干燥器用于通過添加用于增加強(qiáng)度的采石場粉塵碎片和飛灰以及添加用于不可分離的粘合的地質(zhì)聚合物試劑來處理不可燃的城市固體廢物。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌材料的方法的設(shè)備，開袋機(jī)在開袋機(jī)中具有用于剪切容納未分選的城市固體廢物的家用袋子的尖狀物，以及兩級鋸齒狀雙轉(zhuǎn)鼓式破碎機(jī)，用于使未分選的城市固體廢物進(jìn)入在同時(shí)滾動的具有重型碰撞式彈簧的兩級鋸齒狀雙轉(zhuǎn)鼓式破碎機(jī)之間的楔形物中，同時(shí)地使諸如建筑材料的易碎裂物品破碎成較細(xì)的顆粒并擠壓不易碎裂的物品，如食物廢物和塑料，并且去除未分選的城市固體廢物的液體內(nèi)容物的50％并將其輸送到流出物處理設(shè)施。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，流體提取壓縮機(jī)具有頂端入口和放置在底部的出口，頂端入口用于使可燃的城市固體廢物進(jìn)入內(nèi)部，出口用于被壓縮的可燃的城市固體廢物通過，當(dāng)兩個活塞以用于壓縮的巨大的力相對彼此移動，且此后前端部活塞縮回并且后端部活塞立刻推動被壓縮的可燃的城市固體廢物直到被壓縮的可燃的城市固體廢物穿過出口下落時(shí)，流體提取壓縮機(jī)每分鐘完成一個壓縮和縮回循環(huán)，同時(shí)地使液體內(nèi)容物進(jìn)入流出物處理設(shè)施。

根據(jù)本發(fā)明的又一個特征，用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，顆粒間碰撞式干燥器包含入口，該入口用于使5mm的粉碎的可燃的城市固體廢物經(jīng)歷干燥過程，干燥過程由通過顆粒間的碰撞產(chǎn)生的熱量引起，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在軸上的扁平葉片以高速移動跨過安裝在壁上的固定扁平葉片，鼓形干燥器以高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致熱量產(chǎn)生和干燥，同時(shí)內(nèi)置水分吸收器吸取水分穿過水分分離、熱交換、集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)，使可燃的城市固體廢物干燥。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，顆粒間碰撞式干燥器包含頂部關(guān)閉裝置和底部關(guān)閉裝置，該頂部關(guān)閉裝置和底部關(guān)閉裝置依次由plc控制的液壓系統(tǒng)來操作。

根據(jù)本發(fā)明的又一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，顆粒間碰撞式磨碎機(jī)具有鐮刀裝置的獨(dú)特形狀的鋒利的移動葉片以及鋒利的固定葉片，用于將干燥的可燃的城市固體廢物進(jìn)一步切割成更細(xì)的顆粒，以用于水分分離、熱交換集塵。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，顆粒間碰撞式磨碎機(jī)具有集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)，該集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)設(shè)置有輸入進(jìn)給螺旋輸送機(jī)和輸出排放螺旋輸送機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器在其頂部包含入口，該入口用于干燥的可燃的城市固體廢物通過五級反應(yīng)器，該五級反應(yīng)器在四級中以逐步的方式加熱可燃的城市固體廢物并且在第五級中冷卻。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器包含五級反應(yīng)器，該五級反應(yīng)器通過從第一級中的50攝氏度到第四級中的300度的熱流體熱量增加過程逐步加熱可燃的城市固體廢物，確保碳化和揮發(fā)性氣體的受控制的去除。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，五級反應(yīng)器在四個級中以逐步方式加熱可燃的城市固體廢物并且在第五級中冷卻，設(shè)置在底部處的單級冷卻系統(tǒng)用于在脫揮發(fā)碳化過程后增強(qiáng)碳分子的密度，脫揮發(fā)碳化過程包含將可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為高熱值燃料，減少水分和揮發(fā)性氣體的最大程度的去除。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種用于進(jìn)行將全部城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物顆粒狀物/壓塊和地質(zhì)聚合物磚狀物的方法的設(shè)備，顆粒間碰撞式破碎機(jī)包含固定的鋒利葉片和扁平的移動葉片，該扁平的移動葉片以高速移動，由于此，不可燃的城市固體廢物被反復(fù)破碎和粉碎并轉(zhuǎn)化為粉末形式，在此期間，熱量產(chǎn)生并且去除穿過水分分離、熱交換、集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的水分。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種開袋機(jī)，具有雙級雙轉(zhuǎn)鼓式破碎機(jī)，該雙級雙轉(zhuǎn)鼓式破碎機(jī)設(shè)置有尖狀物，該尖狀物用于剪切容納未分選的城市固體廢物的家用袋子并用于使未分選的城市固體廢物進(jìn)入在同時(shí)滾動的具有重型碰撞式彈簧的兩級鋸齒狀雙轉(zhuǎn)鼓式破碎機(jī)之間的楔形物中，破碎并去除未分選的城市固體廢物的液體內(nèi)容物的約50％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種流體提取壓縮機(jī)具有頂端入口和放置在底部的出口，頂端入口用于將可燃的城市固體廢物放置在內(nèi)部，出口用于被壓縮的可燃的城市固體廢物通過，當(dāng)兩個活塞以用于壓縮的巨大的力相對彼此移動，并且此后前端部活塞縮回并且后端部活塞立刻推動被壓縮的可燃的城市固體廢物直到被壓縮的可燃的城市固體廢物穿過出口下落時(shí)，流體提取壓縮機(jī)每分鐘完成一個壓縮和縮回循環(huán)，同時(shí)地使液體內(nèi)容物進(jìn)入流出物處理設(shè)施。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，一種顆粒間碰撞式干燥器包含入口，該入口用于使5mm的粉碎的可燃的城市固體廢物經(jīng)歷干燥過程，干燥過程由通過顆粒間的碰撞產(chǎn)生的熱量引起，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在軸上的扁平葉片以高速移動跨過安裝在壁上的固定扁平葉片，鼓形干燥器以高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致熱量產(chǎn)生和干燥，同時(shí)內(nèi)置水分吸收器吸取水分穿過水分分離、熱交換、集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)，使可燃的城市固體廢物干燥。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，顆粒間碰撞式磨碎機(jī)設(shè)置有鐮刀裝置的獨(dú)特形狀的鋒利的移動葉片以及鋒利的固定葉片，該移動葉片和固定葉片將干燥的可燃的城市固體廢物進(jìn)一步碎裂成更細(xì)的顆粒，該顆粒間碰撞式磨碎機(jī)具有水分分離、熱交換集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)，該分離器系統(tǒng)又具有輸入進(jìn)給螺旋輸送機(jī)和輸出排放螺旋輸送機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器在其頂部具有入口，該入口用于干燥的可燃的城市固體廢物通過五級反應(yīng)器，五級反應(yīng)器在四個級中通過從第一級中的50攝氏度到第四級中的300度的熱流體熱量增加過程逐步加熱可燃的城市固體廢物，確保了碳化和揮發(fā)性氣體的受控制的去除，并且在第五級中在底部處的單級冷卻系統(tǒng)用于在脫揮發(fā)碳化過程之后增強(qiáng)碳分子的密度，脫揮發(fā)碳化過程包含將可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為高熱值燃料、減少水分和揮發(fā)性氣體的最大程度的去除。

根據(jù)本發(fā)明的另一特征，一種顆粒間碰撞式破碎機(jī)包括固定的鋒利的葉片和扁平的移動的葉片，該移動的葉片以高速移動，由于此，不可燃的城市固體廢物被反復(fù)地破碎和粉碎并轉(zhuǎn)化成粉末形式，在此期間，熱量產(chǎn)生，并且去除穿過水分分離、熱交換集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的水分。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將城市固體廢物的所有成分分離成可燃材料組分和不可燃材料組分之后，使得所有可燃的城市固體廢物組分被分離、粉碎、擠壓、干燥、磨碎、去揮發(fā)、碳化并與有機(jī)粘合劑或無機(jī)粘合劑如淀粉/焦油等混合，并被轉(zhuǎn)化為高熱值燃料顆粒狀物和壓塊。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將城市固體廢物的所有成分分離成可燃材料組分和不燃材料組分之后，使得所有可燃的城市固體廢物組分被分離、粉碎、擠壓、干燥、磨碎、去揮發(fā)、碳化并通過使用高轉(zhuǎn)速熱壓縮制粒技術(shù)而不使用粘合劑，被轉(zhuǎn)化為具有低灰分含量和低水分含量的非常高熱值燃料顆粒狀物和壓塊。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，在將城市固體廢物的所有成分分離成可燃材料組分和不可燃材料組合物之后，使不可燃材料如玻璃、石頭、泥漿和碎屑轉(zhuǎn)化，該不可燃材料如玻璃、石頭、泥漿和碎屑被破碎和磨碎，并與瓷土/飛灰、采石場粉塵/碎片、河砂、水泥混合并模制成飛灰磚狀物和飛灰鋪砌塊。

附圖簡述

附圖更詳細(xì)地描述了本發(fā)明，附圖跨越各附圖包含相同的附圖標(biāo)記以表示相似的部分、機(jī)器、裝備或部件。

圖1示出了該整個發(fā)明的方框圖，該整個發(fā)明用于由所收集的未分選的城市固體廢物分別生產(chǎn)在顆粒狀物/壓塊或磚狀物/鋪砌塊的最終生產(chǎn)中的可燃材料和不可燃材料。

圖2示出了詳細(xì)方框圖，方框圖完整地示出了有關(guān)可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化成顆粒狀物/壓塊。

圖3示出了詳細(xì)方框圖，方框圖清楚地示出了有關(guān)不可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為顆粒狀物和鋪砌塊。

圖4是本發(fā)明的開袋機(jī)和破碎機(jī)單元的透視圖。

圖5是連接在本發(fā)明的10mm輸出葉片式粉碎機(jī)和5mm輸出葉片式粉碎機(jī)之間的流體提取壓縮機(jī)單元的透視圖。

圖6是本發(fā)明的顆粒間碰撞式干燥器單元的透視圖。

圖7是本發(fā)明的顆粒間碰撞式磨碎機(jī)單元的透視圖。

圖8是本發(fā)明的脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器單元的透視圖。

圖9是本發(fā)明的顆粒間碰撞式破碎機(jī)單元的透視圖。

發(fā)明簡述

本發(fā)明的機(jī)械/設(shè)備和方法將城市固體廢物轉(zhuǎn)化為可燃成分和不可燃成分。這些成分被轉(zhuǎn)化為顆粒狀物/壓塊和磚狀物/鋪砌塊形式的高熱值的燃料。

城市固體廢物的可燃成分包括包含以下的材料：森林廢物、食物廢物、農(nóng)業(yè)廢物、后院廢物、塑料、紙張和紙板、紡織品廢物、輪胎和橡膠等。

城市固體廢物的不可燃成分包含惰性廢物，惰性廢物在化學(xué)上不是反應(yīng)性的，在生物學(xué)上也不是反應(yīng)性的，并且不分解，惰性廢物包括建筑材料、玻璃、瓶子和這類物質(zhì)。

城市固體廢物通常含有液體內(nèi)容物，除去除惰性材料外，液體內(nèi)容物必須首先被分離。設(shè)備的布局開始于自動鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)進(jìn)料器。

在設(shè)備的第一級，未分選的城市固體廢物通過輸送機(jī)輸送到專門設(shè)計(jì)的組合的袋開口和破碎單元中，該組合的袋開口和破碎單元稱為開袋機(jī)和破碎機(jī)，其同時(shí)具有兩個功能。它幾乎完全去除了所收集的并通過管道轉(zhuǎn)移到流出物處理設(shè)施[etp]的液體內(nèi)容物，并且惰性材料被粉碎并分解成小尺寸的顆粒。

為分選的混合物的被粉碎和擠壓的城市固體廢物通過金屬分離器，在金屬分離器中，含鐵金屬和非含鐵金屬被分離，不含金屬的城市固體廢物通過雙鼓式轉(zhuǎn)筒篩。除了尺寸分離之外，轉(zhuǎn)筒篩特別地將城市固體廢物分離成由可燃組分和不可燃組分組成的兩種主要成分。

此后，本發(fā)明使全部可燃的城市固體廢物接受一系列的過程，如初次粉碎、雙重壓縮擠壓和二次粉碎、顆粒間干燥、顆粒間磨碎以及類似的過程。在所有這些階段中，顆粒的尺寸逐漸減小并轉(zhuǎn)化為粉末形式。同時(shí)，由于顆粒間碰撞，在所有這些階段中，發(fā)生水分減少。

最后，使可燃的低水分粉末通過脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器，在此處，顆粒碳濃度增加，該過程在無氧氣的情況下以以下方式進(jìn)行，該方式使得包含揮發(fā)性氣體并且顆粒的密度增大。來自脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的產(chǎn)物與地質(zhì)聚合物粘合劑/焦油/淀粉等混合，或通過高速壓實(shí)形成高熱值的顆粒狀物和壓塊。

另一方面，城市固體廢物混合物中的由石頭、玻璃、泥漿以及類似物組成的不可燃或惰性的城市固體廢物材料通過顆粒間破碎機(jī)，并與地質(zhì)聚合物試劑混合，并在成型和干燥后轉(zhuǎn)化成磚狀物和鋪砌材料。

因此，本發(fā)明產(chǎn)生如上所述的兩種有用的產(chǎn)物。即使在穿過etp的液體后，所產(chǎn)生的固體廢物又回到第一級，由于此，不僅有“零流出物排放”，而且全部城市固體廢物將轉(zhuǎn)化成兩種產(chǎn)物，使得可燃的顆粒狀物或壓塊被用作燃料，例如煤，且不含流出物的不可燃的磚狀物用作建筑塊。

本發(fā)明也還導(dǎo)致產(chǎn)生兩種副產(chǎn)物。當(dāng)來自脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的氣體通過氣體凈化系統(tǒng)時(shí)，分別產(chǎn)生濃縮的“焦油”和合成氣，而焦油用作顆粒狀物和壓塊轉(zhuǎn)化的粘合劑，并且合成氣用于加熱反應(yīng)器。

發(fā)明詳述

在圖1中，從101到119對方框連續(xù)編號。101是從傾倒場收集未分選的城市固體廢物(msw)的階段。未分選的城市固體廢物，包含從傾倒場收集的食物廢物、紙張、紙板、塑料、紡織品、玻璃、金屬、木材、街道清掃物、景觀和樹木修剪物以及來自公園、海灘和其它娛樂場所等的一般廢物，穿過斜面以進(jìn)入開袋機(jī)和破碎機(jī)。

首先將來自傾倒場的未分選的城市固體廢物101分選為超過150mm的城市固體廢物，以通過150mm輸出凸輪粉碎機(jī)(102)，且然后將其手動轉(zhuǎn)移到開袋機(jī)和破碎機(jī)(103和104)中。但分選為低于150mm尺寸的城市固體廢物分別直接通過輸送機(jī)傳送到“開袋機(jī)和破碎機(jī)”103和104的組合單元。該設(shè)備的開袋機(jī)和破碎機(jī)如圖4中所示。在開袋機(jī)和破碎機(jī)中，開袋機(jī)是未分選的城市固體廢物的第一接受器，其位于地面以上15英尺的高度處，開袋機(jī)第1部分接收低于150mm的未分選的城市固體廢物，隨著袋子同時(shí)打開，在連續(xù)過程中下落的城市固體廢物使得掉落的城市固體廢物可以通過破碎機(jī)。組合單元通過馬達(dá)和齒輪系統(tǒng)第4和第5部分來旋轉(zhuǎn)。開袋機(jī)包括帶有尖狀物第3部分的旋轉(zhuǎn)軸，通過墩開(pier)和撕裂動作打開并分離容納城市固體廢物的袋子。

隨著袋子打開，城市固體廢物被移入到破碎機(jī)第2部分中。來自破碎機(jī)的材料的反向流動由于來自開袋機(jī)的豎直重力進(jìn)料和單向輸入而被避免。

開袋階段是主要和重要的階段，其中所有未分選的城市固體廢物材料是未被覆蓋的并被打開以供進(jìn)一步處理。在不存在開袋階段的情況下，可能存在可粉碎的廢物跳過并且進(jìn)入下一階段的可能性。如果這樣的物質(zhì)逸出，它可能不會暴露到含鐵和非含鐵分離器，這可能產(chǎn)生不期望的問題和延遲，并且如果材料在后期階段被撞擊，甚至由于安全而可能導(dǎo)致操作停止或生產(chǎn)線的緊急跳停。

破碎機(jī)由多個旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓第3部分組成，該多個旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓第3部分具有與第一級中的破碎機(jī)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線相切的鋸齒狀脊部和與第二級中的破碎機(jī)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線垂直的鋸齒狀脊部，以便避免材料滑動，并提高破碎機(jī)的效率。這里，在這一階段之后，所有的城市固體廢物材料通過破碎機(jī)(104)，在破碎機(jī)中它們被擠壓，并且諸如玻璃、石頭、碎屑的材料被破碎。破碎使材料，如深深嵌入的釘子和螺絲分離，以失去抓持力，這有助于當(dāng)未分選的城市固體廢物通過其中發(fā)生磁力分離和渦流式分離的后續(xù)階段時(shí)，去除含鐵物品和非含鐵物品。

破碎的和擠壓的城市固體廢物通過輸送機(jī)輸送到金屬分離器105和106。在該過程中，含鐵金屬和非含鐵金屬被分離，含鐵金屬在磁力分離器105中分離，其中城市固體廢物通過垂直于鏈條輸送機(jī)的路線放置的頂部磁力滾動帶(overheadmagneticrollingbelt)。磁力滾動帶從城市固體廢物中收集含鐵材料。沒有含鐵物質(zhì)的城市固體廢物通過沿著輸送系統(tǒng)的路線放置的渦流式分離器106。當(dāng)磁力轉(zhuǎn)子以高速轉(zhuǎn)動并且根據(jù)非含鐵材料的金屬組成以不同程度的力排斥非含鐵材料時(shí)，渦流力產(chǎn)生。在該過程中，非含鐵材料如鋁、銅等與木材、塑料等分離，并被排出和收集在容器中。從105和106收集的材料被傳送以供再循環(huán)利用。

所有含鐵材料和非含鐵材料的分離由磁力分離器和渦流式分離器(105和106)來分離，其將被視為第一階段分離。i.然后將經(jīng)處理的城市固體廢物通過輸送機(jī)傳送至自動進(jìn)料器，進(jìn)入具有30mm內(nèi)篩和6mm外篩的雙轉(zhuǎn)筒篩，雙轉(zhuǎn)筒篩將經(jīng)處理的城市固體廢物分成三種類別的堆，一種是超過30mm的材料，且一種是低于30mm的材料，且第三種是小于6mm的材料。在分離的第二階段，可燃材料和不可燃材料的分離發(fā)生在雙轉(zhuǎn)筒篩分離器(107)處，其中城市固體廢物分別分離成超過30mm、低于30mm和低于6mm。然后將超過30mm的固體廢物通過輸送機(jī)傳送至自動進(jìn)料器至凸輪粉碎機(jī)。來自凸輪粉碎機(jī)的所粉碎的固體廢物和為可燃部分的低于30mm的城市固體廢物通過經(jīng)由輸送機(jī)將其傳送至自動進(jìn)料器至10mm輸出葉片式粉碎機(jī)來進(jìn)一步粉碎。

在粉碎階段i，凸輪粉碎機(jī)(108)和葉片式粉碎機(jī)i(109)確保粉碎的可燃的城市固體廢物的尺寸為10mm；在粉碎階段ii(109)中，通過葉片式粉碎機(jī)ii(109)將10mm的粉碎的可燃的城市固體廢物粉碎至4mm-5mm。

主要由擠壓的可燃材料組成的其余城市固體廢物通過尺寸30mm的第二篩網(wǎng)并且大于30mm尺寸的顆粒直接進(jìn)入下一階段。下一階段是發(fā)生可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化的地方。由于尺寸分離，轉(zhuǎn)筒篩自動將城市固體廢物分離成可燃組分和不可燃組分。從這里開始，該過程實(shí)際上采取兩個不同的路徑，一個路徑用于處理可燃的城市固體廢物，而另一個路徑用于處理不可燃的城市固體廢物。

圖2由方框201至217組成，描繪了可燃的城市固體廢物通過一系列順序過程轉(zhuǎn)化為高熱值燃料的方式。在流體提取階段，粉碎的材料在流體提取壓縮機(jī)(110)中被壓縮。然后通過輸送機(jī)將來自葉片式粉碎機(jī)的所粉碎的城市固體廢物傳送到自動進(jìn)料器，進(jìn)入流體提取壓縮機(jī)中以去除水分。來自流體提取壓縮機(jī)的流出物在廢水處理設(shè)施中被處理，并且經(jīng)處理的水用于熱交換器和家庭清潔目的。使超過30mm材料通過皮帶輸送機(jī)，進(jìn)入凸輪粉碎機(jī)202，以使尺寸減小到低于30mm。通過在其間具有間隔件的水平向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的葉片(像凸輪)來實(shí)現(xiàn)尺寸減小。

葉片和間隔件以有序的方式布置在通過兩個電動機(jī)和齒輪系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的兩個旋轉(zhuǎn)軸上。這將超過30mm的所進(jìn)給的可燃的城市固體廢物粉碎成較小的尺寸。如上所提及的，6mm-30mm的可燃的城市固體廢物和來自凸輪粉碎機(jī)202的小于30mm的輸出的城市固體廢物通過兩條相同的路線中相同的過程，該過程包括進(jìn)一步的粉碎和材料壓縮動作。

布置兩個相同的過程使得能夠處理更大體積的輸入的可燃的城市固體廢物，因此在該階段必須實(shí)現(xiàn)更高的過程輸出。

在葉片式粉碎機(jī)203中，所有6mm-30mm的可燃的城市固體廢物被進(jìn)一步粉碎成5mm-10mm之間的尺寸。葉片式粉碎機(jī)203包括鋒利的葉片，該鋒利的葉片在由軸承支撐的水平軸中旋轉(zhuǎn)，葉片以交錯的方式跨越旋轉(zhuǎn)的葉片布置，以有效地粉碎成5mm-10mm之間的尺寸。為了從可燃的城市固體廢物獲得具有高熱值和低水分含量的粉末狀焦炭燃料，該材料必須在方框205的次級雙線葉片式粉碎機(jī)中經(jīng)歷進(jìn)一步尺寸減小。為了在次級粉碎機(jī)中有效的尺寸減小，必須進(jìn)一步減少水分。對可燃材料而言，尺寸減小是基本要求，以在隨后的階段中實(shí)現(xiàn)更好的碳強(qiáng)化。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，如圖5中所示，來自主葉片式粉碎機(jī)203的可燃的城市固體廢物通過雙活塞式流體提取壓縮機(jī)中的雙線流體提取過程204。

該設(shè)備由雙作用缸體第1部分和第3部分組成。缸體和機(jī)構(gòu)由plc控制的液壓系統(tǒng)來操作?？扇嫉某鞘泄腆w廢物從主粉碎機(jī)被吸入到裝載室第4部分中。來自進(jìn)給料斗的材料由壓制缸體第3部分推動，同時(shí)封閉的缸體第1部分被吸引到內(nèi)部，用于材料壓縮。由于兩個缸體之間的雙作用壓縮，城市固體廢物經(jīng)歷流體提取過程。一旦材料壓縮完成，封閉的缸體縮回，并且壓制缸體將壓縮的城市固體廢物進(jìn)一步推動到材料輸送盤第6部分。在擠壓動作期間出來的鞋帶狀物被收集在通道第7部分中，并且又被傳送到etp進(jìn)行處理。因此，該設(shè)備通過材料壓縮進(jìn)一步減少了可燃的城市固體廢物的含水量，該材料壓縮通過“雙活塞式壓縮技術(shù)”從廢物中帶出流出物。在該階段，水分進(jìn)一步減少10％至15％之間，這又使可燃的城市固體廢物在圖2的方框205的雙線葉片式粉碎機(jī)中粉碎成低于5mm的尺寸，該雙線葉片式粉碎機(jī)是5mm輸出葉片式粉碎機(jī)。它包括在由軸承支撐的水平軸中旋轉(zhuǎn)的葉片，葉片以交錯方式以多級布置，以便將可燃的城市固體廢物有效地粉碎成低于5mm的尺寸。

從206到208的過程是雙線過程，并且來自209的過程又是單線過程，來自205的低于5mm的可燃的粉碎的城市固體廢物通過輸送機(jī)傳送到顆粒間碰撞式干燥器206；該設(shè)備在圖6中示出。這是一種用于干燥尺寸小于5mm的可燃廢物的新型設(shè)備。它包括具有旋轉(zhuǎn)軸的水平缸體，旋轉(zhuǎn)軸通過兩端部處的軸承來平衡。軸通過安裝有變頻驅(qū)動器[vfd]的電動馬達(dá)在1500rpm-3000rpm之間旋轉(zhuǎn)，該變頻驅(qū)動器根據(jù)輸出要求改變速度。軸具有旋轉(zhuǎn)的可更換的扁平葉片第3部分，該扁平葉片第3部分在扇葉形框架上方在一側(cè)上傾斜60度，當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，這使顆粒彼此碰撞。內(nèi)壁安裝有扁平固定的可更換的扁平葉片第4部分。固定的扁平葉片對旋轉(zhuǎn)的顆粒產(chǎn)生阻礙，并且有助于攪拌，并且其還增加了顆粒間的碰撞。該設(shè)備具有頂部關(guān)閉裝置第1部分和底部關(guān)閉裝置第2部分，其通過編程邏輯控制器[plc]控制的液壓系統(tǒng)來操作。這有助于以循環(huán)的方式進(jìn)給顆粒和排放顆粒。圓柱形干燥器具有兩個門，穿過該門可以執(zhí)行機(jī)器的維護(hù)，并且還有助于在需要時(shí)更換葉片。門操作和材料輸送螺旋輸送機(jī)由plc操作的液壓系統(tǒng)控制。

由顆粒間碰撞產(chǎn)生的熱量使顆粒周圍的水分蒸發(fā)。水分通過附接到缸體蓋中的一個的中空管被去除。該管連接到熱交換器以加熱蒸氣，熱交換器的另一端部連接到附接到集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)。旋風(fēng)分離器分離粉塵，并且粉塵收集到保持在旋風(fēng)分離器下方的袋子中。水分穿過旋風(fēng)分離器的上端部蒸發(fā)到大氣中。收集在袋子中的粉塵與城市固體廢物混合，以供進(jìn)一步處理。來自如圖2中所說明的第206方框的顆粒間碰撞式干燥器的小于5mm尺寸的干燥可燃的城市固體廢物傳送到圖7中所示出的圖2的第207方框的顆粒間碰撞式磨碎機(jī)。這是一種新穎的設(shè)備，其用于將小于5mm的干燥可燃廢物轉(zhuǎn)化成尺寸小于1mm的粉末形式。

顆粒間碰撞式磨碎機(jī)包含具有旋轉(zhuǎn)軸的圓錐形缸體，旋轉(zhuǎn)軸由頂端部和底端部中的軸承來平衡，旋轉(zhuǎn)軸通過安裝有vfd的電動馬達(dá)在1500rpm至3000rpm之間旋轉(zhuǎn)，vfd根據(jù)輸出要求改變速度。旋轉(zhuǎn)軸具有特殊設(shè)計(jì)的彎曲的定期可更換的鋒利葉片第3部分，葉片第3部分固定在旋轉(zhuǎn)軸上，葉片第3部分在高速下磨碎顆粒并使顆粒彼此碰撞。內(nèi)壁具有彎曲的鋒利的定期可更換的固定葉片第2部分，葉片第2部分對顆粒的攪拌產(chǎn)生阻礙，剪切顆粒，使得顆粒彼此碰撞，并同時(shí)磨碎顆粒。缸體具有兩個門，穿過該門可以進(jìn)行機(jī)器的維護(hù)，并且還有助于在需要時(shí)更換葉片。門操作和材料輸送螺旋輸送機(jī)由編程邏輯控制器操作的液壓系統(tǒng)來控制。

還在顆粒間碰撞式磨碎機(jī)中，顆粒碰撞產(chǎn)生熱量，該熱量使來自顆粒的水分內(nèi)容物蒸發(fā)。水分通過附接到缸體蓋中的一個的中空管被去除。該管連接到熱交換器以加熱蒸氣，熱交換器的另一端部連接到附接到集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)。旋風(fēng)分離器分離粉塵，并且粉塵收集到保持在旋風(fēng)分離器下方的袋子中。水分穿過旋風(fēng)分離器的上端部蒸發(fā)到大氣中。收集在袋子中的粉塵與城市固體廢物混合，以供進(jìn)一步處理。該設(shè)備ipcp將低于5mm的可燃的城市固體廢物磨碎成低于1mm尺寸的粉末形式，并且還進(jìn)一步減少了來自顆粒的水分，當(dāng)經(jīng)過脫揮發(fā)和碳化反應(yīng)器時(shí)，所磨碎的干燥粉末轉(zhuǎn)化成具有低灰分和低水分含量的高熱值的焦炭燃料。

來自顆粒間碰撞式磨碎機(jī)207的干燥的和磨碎的粉末進(jìn)入脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器(dcr)208；該設(shè)備在圖8中示出。該設(shè)備被認(rèn)為是可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化過程的核心。該設(shè)備包含五個具有內(nèi)殼和外殼的缸體，該五個缸體水平定位并豎直地放置成一個在另一個之上。每個缸體的體積從上到下逐漸減小。每個缸體將具有攪拌器，該攪拌器又由齒輪傳動馬達(dá)來旋轉(zhuǎn)。每個缸體將具有由plc輔助的液壓系統(tǒng)控制的頂部關(guān)閉裝置和底部關(guān)閉裝置，以便從底部到頂部以有序的方式完成每個缸體的排放和填充，使得在每個室中原料被保持并且在從頂部到底部排入下一個室之前，連續(xù)攪拌10分鐘。

具有雙星鎖定系統(tǒng)的進(jìn)給料斗第1部分將原材料進(jìn)給到頂部缸體第2部分，以確保并保持嚴(yán)格的厭氧(不存在氧氣)條件。最底部系統(tǒng)將具有plc控制的排放系統(tǒng)。

頂部四個缸體第2部分至第5部分將具有熱流體加熱夾套系統(tǒng)第15部分并且最底部缸體第06部分被水冷夾套包圍。頂部缸體安裝有中空管，中空管用于去除剩余的水分和空氣，當(dāng)從顆粒間碰撞式磨碎機(jī)進(jìn)給到第一缸體中時(shí)，水分和空氣將與顆粒一起被捕獲。管連接到熱交換器以加熱蒸氣，熱交換器的另一端部連接到附接到集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的抽風(fēng)機(jī)。在該dcr中，也有集塵旋風(fēng)分離器系統(tǒng)。旋風(fēng)分離器分離粉塵，并且粉塵收集到保持在旋風(fēng)分離器下方的袋子中。水分穿過旋風(fēng)分離器的上端部蒸發(fā)到大氣中。收集在袋子中的粉塵與城市固體廢物混合，以供進(jìn)一步處理。從脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的第一缸體中去除水分和空氣確保了在碳化過程期間顆粒沒有水分，并且尤其是不存在氧氣。第二缸體至第四缸體具有附接到氣體清潔系統(tǒng)第7部分的抽吸系統(tǒng)，在氣體清潔之后，將氣體儲存在緩沖罐中，然后將壓縮氣體進(jìn)給到燃燒器第11部分，該燃燒器第11部分加熱熱流體鍋爐第10部分。

穿過單獨(dú)的氧氣第9部分(氧氣發(fā)生器)供燃料的顆粒狀物氣化設(shè)施第8部分，產(chǎn)生合成氣，在通過氣體清潔系統(tǒng)第7部分后，合成氣儲存在緩沖罐中，該氣體被壓縮，并且然后進(jìn)給到燃燒器第11部分，燃燒器第11部分加熱熱流體鍋爐第10部分。

熱的熱流體油在前四個缸體中循環(huán)，以便加熱原料，熱流體從底部缸體第5部分逐個循環(huán)到頂部缸體第2部分，使得缸體內(nèi)的顆粒溫度逐漸地增加。底部缸體第6部分通過水套冷卻，以便使焦炭粉致密。

熱的熱流體的流動將熱量傳遞到城市固體廢物，并逐漸失去其自身的熱量，并且該過程在厭氧條件下通過雙重進(jìn)給和排放系統(tǒng)進(jìn)行，由于此，實(shí)現(xiàn)了揮發(fā)性氣體的最大程度的去除并且收集也逐步發(fā)生。揮發(fā)性氣體通過氣體清潔系統(tǒng)第12部分，并導(dǎo)致合成氣的產(chǎn)生，合成氣又在燃燒器第11部分中被重新使用，以加熱熱流體鍋爐第10部分。

脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器被認(rèn)為是城市固體廢物轉(zhuǎn)化過程的核心，因?yàn)樗粌H去除揮發(fā)性氣體和水分，而且還增強(qiáng)碳濃度，這被稱為碳化。

如圖2中所說明的來自反應(yīng)器dcr208的粉末狀干燥焦炭在階段209和階段210中轉(zhuǎn)化成顆粒狀物或壓塊。209中的顆粒狀物/壓塊形成過程包括將來自脫碳化反應(yīng)器209的干燥粉末狀焦炭與地質(zhì)聚合物粘合基質(zhì)或與諸如淀粉或焦油的材料混合。顆粒狀物或壓塊還可以按照210中的步驟形成，其中該步驟包含高rpm托板壓實(shí)過程(highrpmpalletcompactingprocess)，而無需任何粘合劑。由于不存在粘合劑，以及還由于高rpm旋轉(zhuǎn)發(fā)熱的托板壓實(shí)機(jī)210，在該過程中形成的顆粒狀物將具有非常高的熱值、最低的灰分含量和最低的水分含量。高熱值的、低灰分含量、低水分含量的燃料顆粒狀物/壓塊211由可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化過程形成。

熱流體的加熱通過單獨(dú)的過程發(fā)生，其中來自氧氣發(fā)生器212的氧氣被供應(yīng)到基于托板的氣化器系統(tǒng)213，來自系統(tǒng)的氣體通過氣體清潔系統(tǒng)214，如此由氣體清潔系統(tǒng)獲得的壓縮合成氣215被供應(yīng)到燃燒器216，燃燒器216加熱熱流體鍋爐217。

可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化包含四個主要過程，這四個主要過程在特定階段發(fā)生，它們是1)粉碎，2)水分減少，3)去除揮發(fā)性氣體，4)提高碳濃度。雖然粉碎和水分減少的過程1和2發(fā)生在各個階段，但過程3和4在脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器(dcr)208中發(fā)生。

未分選的城市固體廢物的水分含量為按重量計(jì)約45％，并且熱值為約1,000千卡至1,200千卡。熱值決定了燃料的可燃性。通過減少水分含量和增加碳含量來改進(jìn)熱值。在本發(fā)明中，在碳化反應(yīng)器中增加碳含量，并且通過六階段水分減少過程，通過破碎、粉碎、流體提取、干燥、磨碎和脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器，以不同水平減少水分含量。水分減少也減少了燃料燃燒時(shí)的煙霧。水分減少和碳化使可燃的城市固體廢物燃料的熱值提高到5500千卡至6500千卡的范圍，并且水分含量減少至按重量計(jì)5％以及低于按重量計(jì)5％。

在多級破碎機(jī)中打開袋后，從未分選的城市固體廢物的第一階段的水分去除發(fā)生，其中所有可擠壓的城市固體廢物被擠壓，且水顆粒在etp中收集并被再循環(huán)利用。

從可燃的城市固體廢物的第二階段水分去除分別發(fā)生在多級粉碎中、發(fā)生在凸輪粉碎機(jī)中的單個級中、發(fā)生在i級和ii級葉片式粉碎機(jī)中，水顆粒在etp處收集并被再循環(huán)利用。

粉碎的可燃的城市固體廢物的第三階段水分去除發(fā)生在流體提取壓縮機(jī)中，在第一階段和第二階段可燃城市固體廢物粉碎過程之間。這是重要的步驟，其中來自第一級粉碎機(jī)的10mm的粉碎的可燃的城市固體廢物通過流體提取壓縮機(jī)，其中由于雙作用活塞壓縮技術(shù)，水分被去除，并且部分粉碎的可燃的城市固體廢物被傳送到第二階段粉碎，用于低于5mm的尺寸減小。流體被收集并被傳送到etp。

第四階段的水分去除在水平的高rpm顆粒間碰撞式干燥器中發(fā)生，來自5mm葉片式粉碎機(jī)的5mm的粉碎的可燃城市固體廢物顆粒通過顆粒間碰撞式干燥器，其中，當(dāng)具有扁平的移動的葉片的旋轉(zhuǎn)軸抵靠安裝在鼓形干燥器的壁上的扁平的固定葉片以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒間碰撞產(chǎn)生的熱量，水分被去除。通過顆粒間碰撞產(chǎn)生的熱量使來自顆粒的水分內(nèi)容物蒸發(fā)，水分內(nèi)容物又通過安裝有熱交換器的集塵水分提取旋風(fēng)分離器系統(tǒng)被去除。干燥的5mm的粉碎的可燃城市固體廢物被傳送到顆粒間碰撞式磨碎機(jī)，以用于將可燃的城市固體廢物顆粒轉(zhuǎn)化成粉末形式。

第五階段的水分去除發(fā)生在豎直錐形高rpm顆粒間碰撞式磨碎機(jī)中，來自顆粒間碰撞式干燥器的干燥5mm的粉碎的可燃城市固體廢物顆粒被傳送到顆粒間碰撞式磨碎機(jī)，其中，當(dāng)具有鋒利的移動葉片的旋轉(zhuǎn)軸抵靠安裝在錐形豎直磨碎機(jī)的壁上的鋒利的固定葉片以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒間碰撞產(chǎn)生的熱量，水分被去除。通過顆粒間碰撞產(chǎn)生的熱量使來自顆粒的水分內(nèi)容物蒸發(fā)，水分內(nèi)容物又通過安裝有熱交換器的集塵水分提取旋風(fēng)分離器系統(tǒng)被去除。低于1mm的干燥可燃粉末被傳送到脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器中，以將干燥粉末狀的可燃的城市固體廢物顆粒轉(zhuǎn)化為碳化的焦炭粉。

第六階段和最后階段的水分去除在脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器中發(fā)生，來自顆粒間碰撞式磨碎機(jī)的干燥粉末狀的可燃的城市固體廢物顆粒傳送到五級脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的第一缸體中，其中由于通過圍繞缸體的熱的熱流體夾套加熱干燥粉末狀的可燃城市固體廢物，水分被去除。這使得來自顆粒的水分內(nèi)容物蒸發(fā)，水分內(nèi)容物又通過安裝有熱交換器的集塵水分提取旋風(fēng)分離器系統(tǒng)被去除。低于1mm的干燥可燃的粉末傳送到五級脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的第二缸體，以將干燥粉末狀可燃的城市固體廢物顆粒轉(zhuǎn)化為碳化的焦炭粉。

殘留水管線貫穿各種過程，例如粉碎、流體提取等，其中從這些過程收集的液體被傳送至流出物處理設(shè)施etp220。來自etp的處理過的水在生產(chǎn)線中重新使用。從顆粒間碰撞式干燥器、顆粒間碰撞式磨碎機(jī)和脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器收集的水分通過水分提取旋風(fēng)分離器系統(tǒng)來收集。

在破碎機(jī)中被破碎的所有的不可燃的和惰性的材料的另一個獨(dú)立的相互關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)化過程中，經(jīng)歷金屬分離，其中含鐵城市固體廢物顆粒和非含鐵城市固體廢物顆粒被分離、收集并被傳送，以便再循環(huán)利用。來自轉(zhuǎn)筒篩的低于6mm尺寸的城市固體廢物，包含破碎的不可燃材料和惰性材料，被處理并轉(zhuǎn)化成磚狀物和鋪砌塊。尺寸低于6mm的不可燃的城市固體廢物材料通過顆粒間碰撞式破碎機(jī)(ipcc)，該設(shè)備在圖9中示出。顆粒間碰撞式破碎機(jī)是一種新穎的設(shè)備，其用于粉碎和破碎小于6mm的不可燃廢物，該小于6mm的不可燃廢物從轉(zhuǎn)筒篩的外部6mm尺寸的分離篩接收。所說明的設(shè)備包括水平缸體，水平缸體具有軸承安裝的旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過安裝有vfd的電動馬達(dá)在1500rpm至3000rpm之間旋轉(zhuǎn)，該vfd根據(jù)期望處于粉末形式中的所需的輸出來改變速度。

軸具有旋轉(zhuǎn)的扇形葉片框架第4部分，可替換的扁平葉片在一側(cè)上傾斜60度固定在該框架第4部分上。當(dāng)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸使顆粒抵靠在內(nèi)壁上破碎。內(nèi)壁具有可替換的鋒利的固定葉片第5部分，其粉碎旋轉(zhuǎn)的顆粒并幫助將顆粒轉(zhuǎn)化為更小的尺寸。該設(shè)備具有通過plc控制的液壓系統(tǒng)操作的頂部關(guān)閉裝置第1部分和底部關(guān)閉裝置第2部分。這有助于以循環(huán)的方式進(jìn)給顆粒和排放顆粒。圓柱形設(shè)備具有兩個門，通過該門可以進(jìn)行機(jī)器的維護(hù)，并且還有助于在需要時(shí)更換葉片。門操作和材料輸送螺旋輸送機(jī)由編程邏輯控制器操作的液壓系統(tǒng)來控制。

顆粒之間發(fā)生的顆粒間碰撞和重復(fù)的粉碎和破碎作用將顆粒轉(zhuǎn)變成粉末形式，這是由于因顆粒之間的碰撞造成的發(fā)生在內(nèi)部的加熱和破碎而引起的。

通過附接到缸體蓋頂部的中空管來去除水分。該管連接到熱交換器，該熱交換器又連接到附接到集塵旋風(fēng)分離器的抽風(fēng)機(jī)。旋風(fēng)分離器分離粉塵，并且粉塵收集到保持在旋風(fēng)分離器下方的袋子中。水分穿過旋風(fēng)分離器的上端部蒸發(fā)到大氣中。收集在袋子中的粉塵與城市固體廢物混合，以供進(jìn)一步處理。

該不可燃的城市固體廢物粉末與地質(zhì)聚合物粘合劑(其是稱為地質(zhì)聚合過程的單獨(dú)過程的產(chǎn)物)和其它另外的原料如飛灰或采石場碎片在鍋式混合器303中混合。該混合物以單獨(dú)的模制和干燥過程模制成地質(zhì)聚合物磚狀物和地質(zhì)聚合物鋪砌塊。

該不可燃的城市固體廢物粉末還可以與飛灰/瓷土、采石場粉塵/碎屑、河砂、水泥在鍋式混合器303中混合。該混合物以單獨(dú)的模制和水固化過程模制成飛灰磚狀物和飛灰塊。

不可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為具有減少的水分含量的粉末形式對于進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)磚狀物和鋪砌材料而言是最重要的。

因此，顆粒間碰撞式破碎機(jī)在不可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為磚狀物和鋪砌塊中起主要作用。

因此，對任何填埋區(qū)域的可用性沒有任何要求。

使該系統(tǒng)成為發(fā)明的獨(dú)特特征

1)未分選的城市固體廢物最大程度地轉(zhuǎn)化成有用的最終產(chǎn)物

2)將來自城市固體廢物的可燃材料和不可燃材料兩者轉(zhuǎn)化為有用的最終產(chǎn)物的整體概念

3)避免將來自源頭的城市固體廢物中間地分選到處理區(qū)域(發(fā)展中國家)

4)通過6級水分去除來增加熱值

5)可擴(kuò)展性和未來方法

6)閉環(huán)系統(tǒng)

7)自動化順序和分離系統(tǒng)的特點(diǎn)

8)環(huán)境友好和無污染的過程

9)城市固體廢物粉化磨碎機(jī)

10)脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器

11)破碎開袋機(jī)

12)顆粒間碰撞式干燥器

13)焦炭托盤化(charpalletization)而無需粘合劑

14)雙活塞式城市固體廢物流體提取壓縮機(jī)

15)不可燃的城市固體廢物轉(zhuǎn)化為地質(zhì)聚合物磚狀物/鋪砌塊

優(yōu)點(diǎn)

(1)這是一個獨(dú)特的過程，其中形成城市固體廢物的主要成分的來自家庭(家用)部分的垃圾可以在沒有任何中間分選團(tuán)隊(duì)干預(yù)的情況下運(yùn)輸。

(2)該過程將避免由政府機(jī)關(guān)/市政機(jī)構(gòu)根據(jù)雇傭合同已經(jīng)雇傭的垃圾收集團(tuán)隊(duì)的偷竊和預(yù)分離和分選。

(3)這些合同團(tuán)隊(duì)打開從家庭收集的袋子，并進(jìn)行預(yù)分選和回收有價(jià)值的物品。該過程不受任何人控制，不可以避免處理不當(dāng)和環(huán)境污染的可能性。

(4)通過應(yīng)用減少、再循環(huán)利用和再使用(3r的廢物管理)的100％綠色廢物管理理念，本發(fā)明可以應(yīng)對利用已經(jīng)可用的所傾倒的城市固體廢物的現(xiàn)有問題，該城市固體廢物可以被處理并轉(zhuǎn)化為有用的材料。

(5)該設(shè)備可以處理家庭廢物而無需分離以及路邊物傾倒，空間可以變干凈。避免了氣味、污染等的不便以及風(fēng)險(xiǎn)。完全避免了主要的中間處理，由預(yù)分選和分離劑引起的不衛(wèi)生處理。

(6)通過實(shí)施，可以完全避免丑惡的事(中間代理人的丑事，盜竊和濫用以及回收有價(jià)值的物品)的巨大威脅，并且因此可以確保城市固體廢物直接從源頭直到加工區(qū)的清潔處理，無需在源頭處分離(在源頭處分離是不成功的，開始后不能湊效或維持)。

(7)該設(shè)備可以處理消耗/利用來自傾倒場的城市固體廢物的當(dāng)前問題，并且一旦完全利用，同樣的設(shè)置可以直接從源區(qū)域接收和處理城市固體廢物，只需將預(yù)先包裝的未分離的家庭廢物運(yùn)送到處理區(qū)域即可。

(8)該設(shè)備可以處理分選的和未分選的城市固體廢物兩者。

(9)將城市固體廢物自動分離成可燃的和不可燃(惰性)材料，并將兩者轉(zhuǎn)化為單獨(dú)的且不同的最終產(chǎn)物。

(10)本發(fā)明注意并確保了通過空氣、水或土地的零污染。(確保了100％環(huán)保合規(guī))

(11)通過對來自脫揮發(fā)碳化反應(yīng)器的廢氣進(jìn)行氣體清潔，避免空氣污染，因此排放物維持在允許限度內(nèi)。

(12)通過在各個處理階段收集所分離的水并在流出物處理設(shè)施內(nèi)處理它們，避免水污染。再循環(huán)的水用于家庭使用。

(13)通過在該過程中利用城市固體廢物的所有成分，還避免土地污染，僅剩下金屬以供再循環(huán)利用。本發(fā)明確保沒有留下殘留物用于填埋。

雖然通過對優(yōu)選實(shí)施方案的描述已經(jīng)描述了本發(fā)明，并且已經(jīng)參照附圖相當(dāng)詳細(xì)地描述了優(yōu)選的實(shí)施方案，但是并未設(shè)想限制或以任何方式限定所附權(quán)利要求及它們的這樣的實(shí)現(xiàn)的法定等效物的范圍。另外的應(yīng)用和適應(yīng)性變化對本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不限于代表了本文所示和描述的設(shè)備和方法以及說明性特征的具體細(xì)節(jié)。因此，在不脫離實(shí)質(zhì)發(fā)明的效用、精神和范圍的情況下，可以從這些細(xì)節(jié)作出變化。