固体垃圾无害化处理系统及处理方法与流程

本发明属于垃圾处理技术领域，特别是涉及一种固体垃圾无害化处理系统及处理方法。

背景技术：

固体废物处理是通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。特别在处理废物时，应避免产生二次污染，对有毒有害废物应确保不致对人类产生危害。对城市产生的固体废物制定全面的、综合性处理规划是非常必要的。综合处理的目的是将城市中各种废物集中到一定地点，根据固体废物的特征，把各种废物处理过程组合成一个系统，以便把各过程得到的物质和能量进行合理的集中利用。通过综合处理可以对废物进行有效的处置，减少最终废物排放量，减轻对地区的环境污染，防止二次污染的扩散，同时还能做到总处理费用低，资源利用效率高。

控制固体废物对环境污染和对人体健康危害的主要途径是实行对固体废物的资源化、无害化和减量化处理，对城市垃圾进行分选回收。根据垃圾的化学、物理性质，如比重、 电磁性、 颜色、回弹性、可燃性等进行分选，再用干法、水浆机法、高温或中温分解等方法处理，从中回收金属、玻璃、造纸原料、塑料等物资，同时回收循环利用热能和可燃气体。

现有固态垃圾处理设备所采用工艺为垃圾炭化工艺：振动给料→分拣→撕碎→筛分→风选→脱水→烘干→炭化，炭化后热风可以为烘干所用。该处理工艺过程各个环节需要专门设备分步进行，且所用设备为一字排开布局，存在工艺流程较复杂，占地面积大，设备投入成本高等诸多缺陷，重要的是现技术垃圾炭化工序将塑料全部气化，燃烧气体中有害成分二恶英严重超标，排入大气对空气造成严重污染。因此，不利于进一步推广普及。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种优化生产工艺及结构，使得结构紧凑、布局合理，占地面积小，并且生产设施投资成本低，将废旧塑料回收利用，避免废气中二恶英成份严重超标的的固体垃圾无害化处理系统及处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

设计一种固体垃圾无害化处理系统，依次包括轻质塑料初选装置、送料装置、卧式可转动分级筛、密闭烘干容器、垃圾收集器、燃烧气化炉、塑料收集室、废气净化器；其中送料装置及卧式可转动分级筛沿轴向由前至后相对于水平面为斜向下设置，轻质塑料初选装置相对于送料装置进料端为斜向上设置；圆筒分级筛两端敞口，在分级筛外部设有烘干密闭容器，烘干密闭容器所含烘干室与气化炉燃烧室之间设有供热管道，供热管道由烘干密闭容器后端伸入至烘干室内；在分级筛进料端相对应的密闭烘干容器上设有轻质塑料抽出口，轻质塑料抽出口上依次连接有塑料收集室、抽风机和废气净化器；所述分级筛由前向后至少分三段筛网逐级设置，自首段筛网起各段筛网的网孔直径为逐级变大，在烘干密闭容器底部分别向下设有和各段筛网相对应的料仓；首段筛网所对应的料仓与对应所设的有机肥料发酵池相连接，其余筛网所对应的料仓与对应依次所设的金属回收机、粉碎分选一体机和无机垃圾处理池相连接。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，还包括位于轻质塑料初选装置进料端的收料斗和垃圾大料分流器，其中垃圾大料分流器包括螺旋铰刀箱，收料斗设在螺旋铰刀箱的进料侧上部，螺旋铰刀箱内纵向转动支撑有螺旋铰刀，螺旋铰刀箱出料侧连通设有大料导流槽，螺旋铰刀箱底部设有格网；在格网正下方与轻质塑料初选装置进料端之间连接有导流槽。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述轻质塑料初选装置包括旋转圆筒及抽风管道，该抽风管道一端伸入至旋转圆筒进料端内，其另一端与塑料收集室相连通。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述轻质塑料初选装置相对于送料装置为横向垂直交叉设置。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述分级筛一端设有转动托辊轮，另一端连接有驱动机构，筛网设在烘干密封容器中；所述分级筛出料端设有固定封头。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述首段筛网所对应的粒料仓与有机肥料发酵池之间设有带式输送机。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，其余筛网所对应的料仓共用一套金属回收机、粉碎分选一体机和无机垃圾处理池。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，其余筛网所对应的料仓与所共用的成套金属回收机、粉碎分选一体机和无机垃圾处理池之间设有带式输送机。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述轻质塑料初选装置和卧式可转动分级筛分别相对于水平面的倾角大小范围为5～20°。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理系统中，所述送料装置为柱塞式送料装置或者螺旋式送料装置。

此外，本发明同时还提供一种采用上述固体垃圾无害化处理系统的垃圾处理方法，处理步骤为：固态垃圾经轻质塑料初选装置将塑料选出，然后通过送料装置进入密闭烘干容器及卧式可转动分级筛烘干并分选，首先对轻质塑料二次选出，然后分选出的细颗粒料直接进入有机肥料发酵池进行发酵，分选出的其它颗粒料通过金属回收机磁选将金属分拣后经粉碎分选一体机破碎再分级，分级后的无机物及玻璃碎渣可做为建筑材料二次利用，塑料瓶破片和产物塑料回收利用，分级筛分选后筛上物在分级筛出料端由垃圾收集器送入燃烧气化炉的燃烧室内燃烧气化，气化后热风经供热管道送入烘干密闭容器为烘干所用；塑料袋及轻质塑料被抽风机随热废气抽出进入塑料收集室处理后回收利用，烘干废气则进入废气净化器无害排放。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理处理方法中，固态垃圾进轻质塑料初选装置之前，由抓斗提起，将垃圾放入收料斗，垃圾下落至螺旋铰刀箱内进料侧的螺旋铰刀处，块状物及塑料包装袋被挂破，碎垃圾落入螺旋铰刀下方的格网上，进而掉落到脱水振动筛上；而木块及大块物料则浮动在螺旋铰刀及碎垃圾上面，向前推动至大料导流槽处，自动流出，避免大块及木板进入下道工序。

优选地，在上述固体垃圾无害化处理处理方法中，当固体垃圾下移至轻质塑料初选装置中旋转圆筒内时，旋转的轻质塑料被抽风机抽起进入抽风管道，再进入到塑料收集室内收集利用。

本发明的工作原理是：

本发明的主体部分工艺为轻质塑料初选→烘干、分选→气化，其中分选是通过分级筛分段逐级分选，分选出的细颗粒料直接进入有机肥料发酵池发酵，分选出的其它颗粒料通过磁选将金属分拣后破碎再分级，分级后的无机物及玻璃碎渣可作为建筑材料二次利用，废旧塑料袋及塑料瓶破片和产物塑料回收利用，分级筛分选后筛上物为衣服、大块纸张、鞋帽及树枝等可燃物在分级筛出料端由垃圾收集器送入气化炉的燃烧室内燃烧气化，气化后热风经供热管道为烘干所用，塑料袋及轻质塑料被抽风机随热废气二次抽出进入塑料收集室处理后回收利用，烘干废气则进入废气净化器无害排放。

本发明技术方案的有益技术效果是：

1、在结构上，本发明所含分级筛外部为温度300℃左右的烘干密闭容器，垃圾在分选的同时被烘干，结构紧凑；其中分级筛为分段逐级分选，依次分选出不同大小以及不同类型的颗粒料，分门别类分别进行处理，大块无法分选的可燃物料则进行气化，气化热气返回用于烘干，烘干废气则进入废气净化器无害排放。因而，优化了生产工艺，结构布局更加合理，垃圾处理效果好，减少生产设备和环保设备投资，节约能源，节约用地面积而又环保，基本实现了无害化。

2、在结构上，垃圾在烘干分级筛的同时，塑料袋及轻抚塑料经过初选后再次随烘干热气流由抽风机抽入塑料收集室回收，避免废气中二恶英对大气的污染。

3、在结构上，本发明轻质塑料初选装置分级筛的筛面为倾斜设置，在筛分过程中，垃圾依靠自身重力能够自动向下运行，同时将垃圾中水分脱除，因而省去了动力，节约了能源，生产使用成本低。

4、在结构上，增设螺旋铰刀箱，能够将大小包装物及块状物挂破，均匀散落在格网上，进而掉落到塑料初选装置中，以便将垃圾中轻质塑料抽出，而木块及大块物料则浮动在螺旋铰刀及碎垃圾上面，向前推动至大料导流槽处，自动流出，在减少撕碎设备及工序下，避免大块及木板进入下道工序，以造成堵塞。

5、在结构上，在结构上，送料装置前增设轻质塑料初选装置，当垃圾下移至旋转圆筒中时，旋转的轻质塑料被抽起，由抽风管内进入塑料收集室，轻质塑料在此处经初步分选，到分级筛内二次被分选，最终进入塑料收集室被回收利用。从而避免了传统处理过程中塑料气化成份二恶英对大气的污染，实现了无害化，因此利于环保。

6、在结构上，轻质塑料初选装置相对于送料装置为横向垂直交叉设置，则进一步缩短了设备的纵向长度，结构更紧凑。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明固体垃圾无害化处理系统的结构示意图之一；

图2为图1所示的俯视结构示意图（为清晰表达，仅将烘干密闭容器进行了剖视）；

图3为图1所示的A向结构示意图；

图4为图1所示系统的工艺流程方框图；

图5为本发明的轻质塑料初选装置与收料斗及螺旋铰刀箱的连接结构示意图；

图6为本发明固体垃圾无害化处理系统的结构示意图之二；

图中序号：1、轻质塑料初选装置，2、柱塞式送料器，3、卧式可转动分级筛，4、垃圾收集器，5、气化炉，6、烘干密闭容器，7、供热管道，8、抽风机，9、塑料收集室，10、废气净化器，11、细颗粒料仓，12、中颗粒料仓，13、大颗粒料仓，14、有机肥料发酵池，15、金属回收机，16、粉碎分选一体机，17、无机垃圾池，18、转动托辊轮，19、驱动机构，20、固定封头，21、22、带式输送机，23、收料斗，24、螺旋铰刀箱，25、螺旋铰刀，26、大料导流槽，27、格网，28、旋转圆筒，29、抽风管道，30、导流槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围，在以下实施例中所涉及的仪器元件如无特别说明，均为常规仪器元件。

实施例一：

参见图1-3，图中，本发明固体垃圾无害化处理系统，依次包括轻质塑料初选装置1、柱塞式送料器2、卧式可转动分级筛3、垃圾收集器4、气化炉5；其中柱塞式送料器2及卧式可转动分级筛3沿轴向由前至后相对于水平面为斜向下设置，轻质塑料初选装置1相对于柱塞式送料器2进料端为斜向上设置；而且轻质塑料初选装置1相对于柱塞式送料器2为横向垂直交叉设置。

在分级筛3两端敞口，在分级筛3外部设有烘干密闭容器（形状为上圆下方）6，烘干密闭容器6所含烘干室与气化炉5燃烧室之间设有供热管道7，供热管道7由烘干密闭容器6后端伸入至烘干室内；相对于分级筛3进料端敞口处、在烘干密闭容器6顶部设有抽风机8，抽风机8入口上设有塑料收集室9，抽风机8出口上设有废气净化器10。

其中分级筛3中筛网由沿前向后分多段逐级设置，在烘干密闭容器6上分别向下设有细颗粒料仓11和2个以上料仓；细颗粒料仓11与对应所设有机肥料发酵池14相连接，其它料仓对应依次所设金属回收机15、粉碎分选一体机16和无机垃圾处理池17相连接。

具体的，为了实现分级筛的有效转动，在分级筛3一端设有转动托辊轮18，另一端连接有驱动机构19，该驱动机构19可以包括安装在分级筛主轴一端上的皮带轮在内的皮带传动机构；以及在分级筛3出料端设有固定封头20。为了实现在筛分过程中，垃圾依靠自身重力能够自动向后运行，轻质塑料初选装置1和卧式可转动分级筛3分别相对于水平面的倾角α大小为5°～10°。

参见图5，图中，轻质塑料初选装置包括旋转圆筒28及抽风管道29，该抽风管道一端伸入至旋转圆筒进料端内，其另一端与塑料收集室相连通。

具体工作过程大致如下：

固体垃圾由铲车将垃圾送到轻质塑料初选装置1，垃圾在轻质塑料初选装置中由上向下旋转时抽风机将垃圾中轻质塑料抽入抽风管道再进入塑料收集室9中，垃圾进入柱塞式送料器2中，送入分级筛3，分级筛3为卧式可转动型，两端头敞口，该分级筛3位于封闭的烘干容器6中，垃圾在筛分过程中被烘干，分级筛先把细小颗粒垃圾（10mm以下）筛出，然后再分别筛出较大块状物及塑料瓶、玻璃瓶等，筛上物为衣服、大块纸张、鞋帽及树枝等物，而塑料袋及轻质塑料在分级筛转动的同时，随逆向热气流吹向垃圾进料端头的敞口处，被抽风机8随热废气二次抽出进入塑料收集室9后回收利用，烘干废气则进入废气净化器10无害排放。

废衣服、鞋帽、纸类及废木材等可燃物在分级筛出料端由垃圾收集器4送入气化炉5的燃烧室内燃烧气化，燃烧后的高温废气由供热管道7送入烘干室内供垃圾烘干，最终废气则由废气净化器10净化后无害排放。

由分级筛3前段筛出5mm以下的细颗粒料直接送入有机肥料发酵池14发酵，其它料仓所出的筛分物由皮带输送机送往金属回收机15，分检出金属物，其余垃圾进入破碎分级一体机16，无机物及玻璃碎渣通过无机垃圾处理池17收集作为建筑材料利用，塑料瓶破片和产物塑料回收利用。

实施例二：

参见图1、4，图中，本发明上述固体垃圾无害化处理系统用于处理垃圾的方法，具体包括以下步骤：

首先，将固态垃圾经轻质塑料初选装置1初步将轻质塑料抽出，然后通过柱塞式送料器2（也可以是螺旋送料绞笼）进入密闭烘干容器6及卧式可转动分级筛3烘干和分选，分选出的细颗粒料直接进入有机肥料发酵池14进行发酵，分选出的其它颗粒料通过金属回收机15磁选将金属分拣后经粉碎分选一体机16破碎再分级，分级后的无机物及玻璃碎渣可做为建筑材料二次利用，塑料瓶破片和产物塑料回收利用，分级筛分选后筛上物在分级筛出料端由垃圾收集器4送入燃烧气化炉5的燃烧室内燃烧气化，气化后热风经供热管道7送入烘干密闭容器为烘干所用，塑料袋及轻质塑料被抽风机8随热废气二次抽出进入塑料收集室9处理后回收利用，烘干废气则进入废气净化器10无害排放。

当固体垃圾下移至轻质塑料初选装置中时在旋转圆筒中旋转的轻质塑料被抽风机抽起进入塑料收集室。轻质塑料经该步骤初步分选，到分级筛内二次被分选，最终进入塑料收集室被回收利用。从而将轻质塑料充分回收利用，避免了传统处理过程中塑料气化成份二恶英对大气的污染，实现了无害化，因此利于环保。

因此，本发明相对于传统工艺进行了优化，结构布局更加合理，垃圾处理效果好，而又环保；轻质塑料能够被充分回收利用，避免了塑料气化成份二恶英对大气的污染，实现了无害化。

实施例三：

参见图5，本实施例与实施例一结构相似，图中相同编号代表意义相同，在此不再重述，其区别在于：本实施例还包括收料斗23和螺旋铰刀箱24，收料斗23设在螺旋铰刀箱24的进料侧上部，螺旋铰刀箱24内纵向转动支撑有螺旋铰刀25，螺旋铰刀箱24出料侧连通设有大料导流槽26，螺旋铰刀箱24底部为格网27，在格网27正下方与旋转圆筒28进料端之间连接有导流槽30。

实施例四：

本发明在处理固态垃圾时，其处理方法同实施例二，步骤相同部分在此不再重述，其区别在于：本实施例在处理固态垃圾时，固体垃圾首先由抓斗提起，将垃圾放入收料斗23，下落至螺旋铰刀25处时，块状物及塑料包装袋挂破，碎垃圾落入螺旋铰刀下格网26上，再落到（槽式）脱水振动筛1上，木块及大块物料则浮动在螺旋铰刀及碎垃圾上面，向前推动至大料导流槽27处，自动流出，避免大块及木板进入下道工序，可有效防止堵塞，保证整个系统的有效正常运行。

实施例五：

参见图6，本实施例与实施例一结构相似，图中相同编号代表意义相同，在此不再重述，其区别在于：本实施例便于较远距离输送，满足有机肥料发酵池设置距离较远的需要，在细颗粒料仓与有机肥料发酵池之间设有带式输送机22。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，比如将柱塞式送料器采用螺旋式送料装置或其它送料装置代替，轻质塑料分选圆筒和卧式可转动分级筛分别相对于水平面的倾角α大小为15°～20°等等，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。