申请日2013.02.19
公开(公告)日2013.07.31
IPC分类号C10L5/46
摘要
本实用新型公开了一种污泥与生活垃圾制备生物质燃料的成套设备，其特征是：包括呈阶梯式排布依次连接的粗级破碎机、磁选装置、第一螺旋输送机、滚筒筛、中级破碎机、第二螺旋输送机、搅拌破碎机、第三螺旋输送机、第四螺旋输送机、电子配料装置、精细级破碎成型机、低温干燥机和烟气处理装置。本实用新型将污泥与生活垃圾通过一体化成套设备、添加添加剂、成型设备制备生物质燃料，没有经过脱水处理，采用低温烘干，最大限度的降低运行成本，节约能耗，最终实现污泥与生活垃圾的减容减量化、无害化、资源化。
权利要求书
1.一种污泥与生活垃圾制备生物质燃料的成套设备，其特征是：包括呈阶梯式排布依次连接的粗级破碎机、磁选装置、第一螺旋输送机、滚筒筛、中级破碎机、第二螺旋输送机、搅拌破碎机、第三螺旋输送机、第四螺旋输送机、电子配料装置、精细级破碎成型机、低温干燥机和烟气处理装置;所述生活垃圾不经分选，直接通过皮带送至粗级破碎机的进料斗，粗级破碎机的出料口设置皮带将经粗级破碎的垃圾输送至第一螺旋输送机的进料斗，与粗级破碎机连接的皮带上设有磁选装置，第一螺旋输送机的出料口连接滚筒筛的进料斗，滚筒筛的出料口对应中级破碎机的进料斗，将经筛土后的生活垃圾，送入中级破碎机进行第二次破碎，中级破碎机的出料口对应第二螺旋输送机的进料斗，第二螺旋输送机的出料口对应第四螺旋输送机的进料斗;污水厂的污泥送至搅拌破碎机的进料斗，搅拌破碎机的出料口对应第三螺旋输送机的进料斗，第三螺旋输送机的出料口对应第四螺旋输送机的进料斗;第四螺旋输送机的出料口与电子配料装置连接，电子配料装置的出料口与精细级破碎成型机的进料斗连接，精细级破碎成型机出料口设置皮带与低温干燥机的进料斗连接，低温干燥机的抽风口与烟气处理装置连接。
2.根据权利要求1所述成套设备，其特征是：所述精细级破碎成型机，包括机架、设置在机架上的喂料机构、减速机和破碎机构，破碎机构的端部连接成型机头，减速机与电机连接;喂料机构包括进料斗，与进料斗连接的喂料机筒，喂料机筒套设在无轴喂料螺杆外，无轴喂料螺杆通过减速机与变频电机相联;
破碎机构包括破碎机筒、成型螺杆、销刀、压缩机筒，破碎成型螺杆穿过减速机的空心轴，在空心轴的另一端用锁紧螺杆锁紧，形成悬臂结构，破碎成型螺杆依靠花键结构接受电机、减速机传来的扭矩;压缩机筒、破碎机筒都套在破碎成型螺杆外面，通过法兰联接形式固定于减速机体上;压缩机筒设有进料斗，通过法兰联接形式与喂料机构的喂料机筒对接;
破碎成型螺杆分压缩段、破碎段、成型段，破碎段的螺纹部分设有若干环形槽，破碎机筒上与环形槽相对应的位置设有若干小孔，销刀通过小孔插入到环形槽内。
3.根据权利要求1所述的成套设备，其特征是：所述低温干燥机，包括烘房，设置在烘房顶部的进料斗和抽风口，底部的漏料口和出料口,以及设在烘房外的变频电机、排风管、链轮、链条及张紧机构;烘房内设有4~6层输送网带，每层网带中间设有传动轴，起支撑和传动作用，传动轴与变频电机连接，除最上层网带外每层网带上设有远红外电热管。
4.根据权利要求3所述的成套设备，其特征是：低温干燥机的网带上设有的远红外电热管，最上层电热管的总功率为25KW~45KW，网带温区温度为80~100℃，对垃圾进行预热;中间层电热管的总功率为45KW~60KW，网带温区温度为100~130℃，对垃圾进行干燥;底层电热管的总功率为60KW~75KW，网带温区温度为130~160℃，对垃圾进行快速烘干。
5.根据权利要求3或4所述的成套设备，其特征是：低温干燥机的最上层网带上方设有铺料刮板，每层网带下方设有反向旋转的网带清理滚轴，相邻网带的转接部分设有落料滑板。
6.根据权利要求3所述的成套设备，其特征是：低温干燥机的排风管出口处设有调风隔板，将排风管出口分隔成外排出风口和热风进口。
说明书
污泥与生活垃圾制备生物质燃料的成套设备
技术领域
本实用新型涉及一种用城镇污水厂的污泥与生活垃圾制备块状、棒状的生物质燃料的成套设备，实现污泥与生活垃圾处理产业化、一体化。
背景技术
目前，用生活垃圾、污水厂的污泥和煤制备生物质燃料的工艺和设备，国内外已有很多的研究。但它们最终都难以转化成真正的生产力，究其原因，主要存在以下问题：
(1)脱水工序产生的污水量太大。目前国内许多科研院所都在研究利用垃圾与污泥制造生物质燃料技术，大多数工艺过程都有脱水工序。经污水厂处理后的污泥含水率一般为80%~85%(也有低至65%的，但处理成本更高)。生活垃圾的含水率一般在45%~55%左右，如果是雨水较多的季节可能会更高。按人均产生生活垃圾1.25kg/天计算，一个50万人口的城市，每天产生生活垃圾量达625吨。假设脱水后垃圾含水率为20%~25%，那么仅仅是垃圾脱水，每天产生的污水量就达250~300吨。这无疑加重的污水处理厂的负担，大大增加了垃圾处理的成本。
(2)对污泥或垃圾的烘烤工序可操作性不强，处理垃圾的运营成本过高。大部份基于生活垃圾、污泥与煤制备生物质燃料的工艺过程都会涉及污泥或生活垃圾烘烤工序。实际生产中，将1公斤水变成水蒸气，需要耗电量是1度。生活垃圾含水量一般在45%~55%左右,如果制成燃料则需要将其含水量降至15%以下才适合燃烧。按每天处理150吨的生活垃圾生产线计算，如果将生活垃圾含水量降至15%~20%左右，则需要耗电量将近4.5万度。如果不添加任何辅助添加剂，直接对污泥进行烘烤，不仅成本更高，而且由于污泥非常粘稠，直接烘烤方式事实证明也是不可行的。使用自然风干或阳光晒这些方式，生产周期长。
(3)垃圾破碎后颗粒度不够细，成型工序难以实现。将生活垃圾粉碎至5mm以下，并添加适当的粘合剂与煤混合，是很容易制成生物质燃料的。生活垃圾粉碎的方法有研磨、挤压、反复破碎，目前所用的机器很难达到这个粉碎要求，并且每小时耗电都在30度以上，处理的生活垃圾都在1吨以下。仅此一项能耗就非常高，致使大批量处理生活垃圾基本上不可行。
(4)合成燃料的热值过高。由于合成的燃料热值都在5000大卡以上，需要添加的辅助燃料(如煤、汽油等)比重很大，一般的企业或市县财政难以承担。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有污泥与生活垃圾制备生物质燃料技术存在的规模大、能耗高、生产率低的不足，而提出了一种节能、成本低、生产率高的一体化成套设备系统。
实现本实用新型目的的技术方案是：
一种污泥与生活垃圾制备生物质燃料的成套设备，包括呈阶梯式排布依次连接的粗级破碎机、磁选装置、第一螺旋输送机、滚筒筛、中级破碎机、第二螺旋输送机、搅拌破碎机、第三螺旋输送机、第四螺旋输送机、电子配料装置、精细级破碎成型机、低温干燥机和烟气处理装置。
所述生活垃圾不经分选，直接通过皮带送至粗级破碎机的进料斗，粗级破碎机的出料口设置皮带将经粗级破碎的垃圾输送至第一螺旋输送机的进料斗，与粗级破碎机连接的皮带上设有磁选装置，第一螺旋输送机的出料口连接滚筒筛的进料斗，滚筒筛的出料口对应中级破碎机的进料斗，将经筛土后的生活垃圾，送入中级破碎机进行第二次破碎，中级破碎机的出料口对应第二螺旋输送机的进料斗，第二螺旋输送机的出料口对应第四螺旋输送机的进料斗;污水厂的污泥送至搅拌破碎机的进料斗，搅拌破碎机的出料口对应第三螺旋输送机的进料斗，第三螺旋输送机的出料口对应第四螺旋输送机的进料斗;第四螺旋输送机的出料口与电子配料装置连接，电子配料装置的出料口与精细级破碎成型机的进料斗连接，精细级破碎成型机出料口设置皮带与低温干燥机的进料斗连接，低温干燥机的抽风口与烟气处理装置连接。
所述精细级破碎成型机，包括机架、设置在机架上的喂料机构、减速机和破碎机构，破碎机构的端部连接成型机头，减速机与电机连接;
喂料机构包括进料斗，与进料斗连接喂料的机筒，喂料机筒套设在无轴喂料螺杆外，无轴喂料螺杆通过减速机与变频电机相联。
破碎机构包括破碎机筒、破碎成型螺杆、销刀、压缩机筒，破碎成型螺杆穿过减速机的空心轴，在空心轴的另一端用锁紧螺杆锁紧，形成悬臂结构，破碎成型螺杆依靠花键结构接受电机、减速机传来的扭矩。压缩机筒、破碎机筒都套在成型螺杆外面，通过法兰联接形式固定于减速机体上。压缩机筒设有进料口，通过法兰联接形式与喂料机构的喂料机筒对接。
所述破碎成型螺杆分压缩段、破碎段、成型段，破碎段的螺纹部分设有若干个环形槽，在破碎机筒上与环形槽相对应的位置设有若干小孔，销刀通过小孔插入到环形槽内。由于销刀与环形槽的两侧、底部有一定间隙，当破碎成型螺杆绕其轴线旋转时不会与机筒、销刀干涉。
所述破碎成型螺杆是一根多线(双线、三线或四线)的变导程螺杆。
所述低温干燥机，包括烘房，设置在烘房顶部的进料斗和抽风口，底部的漏料口和出料口,以及设在烘房外的变频电机、排风管、链轮、链条及张紧机构;烘房内设有4~6层输送网带，每层网带中间设有传动轴，起支撑和传动作用，传动轴与变频电机连接，除最上层网带外每层网带上方设有远红外电热管。控制变频电机的转速，从而控制网带的移动速度达到调整干燥时间的目的，实现含水率不同物料，经干燥后输出的物料干湿度基本一致。
所述低温干燥机的网带上设有的远红外电热管，从底层向上，电热管的功率越来越小，数量也随之减少，最上层电热管的总功率为25KW~45KW，网带温区温度为80~100℃，对垃圾进行预热;中间层电热管的总功率为45KW~60KW，网带温区温度为100~130℃，对垃圾进行干燥;底层电热管的总功率为60KW~75KW，网带温区温度为130~160℃，对垃圾进行快速烘干。这样，垃圾经出料口输送出去后，仍带有一定的温度，在输送带还会不断有水份散发。
所述低温干燥机的最上层网带上方设有铺料刮板，每层网带下方设有网带清理滚轴，相邻网带的转接部分设有落料滑板。滚轴通过反向旋转清理粘在网带上的垃圾，保证网带保持较好的透气性。
所述低温干燥机的排风管出口处设有调风隔板，将排风管出口分隔成外排出风口和热风进口。经抽风口排出的热风一部份经外排出风口外排，一部份经热风进口再次进入烘房内部，调节隔板可调节外排热风与再次进入烘房热风的比例，从而达到节能的目的。
所述整套生产设备呈阶梯式排布，生活垃圾处于整个生产流程最高处，生活垃圾和污泥被逐级向下输送，其目的是节能，同时保证渗漏液不会倒流。
本实用新型的工作过程为：利用皮带将生活垃圾送至粗级破碎机进行破碎，破碎后80%以上的生活垃圾物料处于200mm以下，在皮带输送的同时进行金属磁选，将生活垃圾中的金属选出。接着将生活垃圾送至第一螺旋输送机，由螺旋输送机送至滚筒筛。采用螺旋输送机输送的目的是防止灰尘扩散，保持生产现场的洁净。经滚筒筛筛后的生活垃圾送至中级破碎机进行第二次破碎。污水厂的污泥送至搅拌破碎机，并添加相当于污泥总重量5%~10%的CaO、3%~5%的NaOH和1%~3%的干木屑粉，进行充分搅拌。通过电子配料装置在污泥与生活垃圾的混合物中添加混合物总重量10%~18%的干煤粉，通过精细级破碎成型一体机进行破碎、搅拌、挤压成型，制成棒状的生物质燃料。最后将成型后的燃料输送至低温干燥机进行干燥，干燥过程中产生的烟气通过烟气处理装置进行处理，利用装置中活性炭的吸附作用，将干燥过程产生的有害成份吸附，保证排放到大气的尾气是达到国家安全排放标准。
本实用新型将污泥与生活垃圾通过一体化成套设备、添加添加剂、成型设备制备生物质燃料，没有经过脱水处理，采用低温烘干，最大限度的降低运行成本，节约能耗，最终实现污泥与生活垃圾的减容减量化、无害化、资源化。
