专利名称：废弃材料的再生方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明是属于固体废弃材料的处理和再生方法和装置的领域，并且又包括将材料转变为可利用的混成料。
商用工业和居民的消费者每天都会产生出大量的废弃产品，有待于符合环保要求的处理或集中。经常处置废弃产物的方法是在远离城市的地方进行垫埋法。废弃产物的垫埋可以是焚灰后垫埋或者是直接埋入土中，废弃产物的这种处置方法使土壤和水污染，而且在已垫埋中再转变为有用材料特别花时间和劳力，在多数情况下是不经济的。已经设计出一些使废弃物回收而被利用的废弃再生系统，先在家庭或商业设施中将纸、玻璃，金属和塑料手工分开和搜集，以备再生之用。在此分选和再生系统中各类废弃物尚未还原。中心焚化厂将废弃原料燃烧而产生蒸汽以用于发电或供暖，焚化厂的烟气散发对处在工厂下风处的环境空气质量有影响，具有将材料分类及再生特点的废弃物再生工厂是将铝、塑料、纸板等压缩成小包而作处理的，这些小包用作炉子的燃料。这种刻废弃材料再生方法和装置是一处新颖的，对原有废弃再生工厂的新的改进，具有实质性的技术优点。
本发明的废弃材料处理装置具有一定数量的废弃物处理机器集合而成一系统以将废弃物中的原材料回收而在符合环保要求条件下继续利用。这些原材料是因在生活、工业、商业，另售业中被报废或抛弃而搜集得来的。这种废物包括泥土、碎片、木块、纸板、纤维、金属、皮革、玻璃、纸张、塑料、厨房宾馆客栈以及公共食堂的垃圾和容器等。
材料处理装置具有一漏斗用以接收储于卸材料场上的混合料，传送带将材料从漏斗移到第一分选台，工作人员即在此将大块材料，如木块、纸板等分选出来。这些材料分装成捆或包而不再加工。其他的材料则送到鼓栅上使细料从原料中筛选出来。在细料中将金属、玻璃吸出后再选到一个混合器。混合后的细料再由传送带、货车、施车或车皮转送到混成处。细料也可以由传送带从栅筛处送出作另一种加工处理，即细料用水在混合器中混合以提供一种通常是均匀的材料组成。材料调合是放入一个煮炼器中，使混合料作加速厌氧混合加工处理而产生甲烷气燃料和可利用的混合料。气体则从煮炼器中取出以利用为热能或机械能。或者这种燃料可以作为内燃机的原料而后生产出电能。从煮炼笼中出来的块材料则置于固化结构中以便和空气和水相混合。在该结构中的混合料再经栅筛而除去渣和超大尺寸材料。这种混合料再经包装而成可利用的混成料。
从鼓栅中出来的材料用循环传送带再送到第二分选台。工人们再从中挑选和分选材料，如塑料、玻璃、织物、皮革、胶卷和非铁金属、并将这些材料放入仓柜以运至用户处。铁及其他非铁金属是由分选机事先清除后再将剩下的块料运至切碎机。切碎机是放在封闭独立建筑中，以使废弃物处理过程中周围的环境在切碎机工作时不会有噪声、灰尘、污物的干扰，并防止可能产生的火苗及爆炸危险。切碎机使材料的颗粒尺寸减小，以至不用吹风机或传送带送到混合器或存储区中。从混合器或存储区中将混合料取出并用打包机压成小包。小包运到料仓中或直接运到如动力或热力工厂这样的用户处。
附图的图面说明如下
图1是本发明的废弃物再生装置的卸载，过筛，和分选部分的片断顶视图；图2是
图1的装置的切碎，打包和材料存储部分的平面顶视图；图3是
图1的装置的卸载、过筛和分选部分的片断侧视图；图4是沿图2中4-4线的剖面视图；图5是
图1中装置的打包和存储部分的正视图；图6是可用于图2到5中打包过程中的废弃物混合系统的流程示意图。
现结合附图描述本发明的优选实施例如下。
如
图1中的10是指废弃物再生装置以处理加工从家庭、另售、及商业源搜集而来的无机材料和干或湿的有机材料，废弃物包括纸张、纸板、塑料、铁和非铁金属物件，如罐、壶、盘、玻璃和杂材、皮革、废屑、垃圾、食物，往往还有危险材料。危险材料就是迅速从废弃物中除去放入安全区或容器中以备允许处理危险品的人员取走。再生装置10可用分选法回收源材料诸如木材、纸板、纤维、塑料、金属、玻璃和可燃材料，以便销售和再利用。有机材料则可转变为可利用的混成料或包装成片块而用作燃料。
如
图1和3所示，废弃物11是用集装置车运到封围的卸料场12中并倾卸在料地上，废弃材料再经监测出危险材料和不能加工处理的材料，这些材料被清除出来并以环保允许的条件处理掉，用翻斗运输车，例如骨架拖车等将废弃物运到漏斗13中，将废弃物放入斜向传送带14上，该斜传运带14将废弃物向上运到水平皮带传送机16的入口处。在传送机16的左右两侧相对安置着平台以便工人站在上面将纸板等大块材料从废弃物中弄走，这些块料放入压缩机19中压缩成捆包，其他废弃材料则被送到鼓栅21上，鼓栅21具有一长形倾斜的圆柱状筛鼓25，并绕其长轴转动，筛鼓上的筛网网眼尺寸约在3至6英寸之间，碎片和类似的块料从砂土和有机物等细料中分选出来。可以有几种成系列尺寸的筛网以便有选择性地从块料中分选出各种细料。用一倾斜的放置在筛鼓25之下的传送带22以将通过栅鼓落下的细料传送到沟槽23中，然后再从槽23中滑落到传送带24上。
由设在鼓栅21下的筛鼓25之下的传送带22将细料运卸到传运带24上面的槽23中。传送带24将细料运入一混合器26，金属分类器27和28跨放在传送带24上，将传送带24上细料中的铁和非铁金属消除掉。混合器26中的细料由传送带29送到装运设备31处。细料被送到混装区。细料主要是湿的有机材料。有机材料可被混合和煮炼。混合前切碎有机物并用水混合则混炼的时间和效率就可以提高。将木片和木刨花混在有机材料中有利于材料的混合作用。
从鼓栅21卸出的原料落到水平传送带32上，该水平传运带32也被用作一分选台。如
图1和3所示，沿着传送带32上该水平传送带32也被用作一分选台，如
图1和3所示。沿着传送带32两旁设有工作平台或栈桥33和34。在平台33、34上有一些料仓38和39上面的开口36和37以便搜集从传送带32上选出的材料。像纸张，木块和塑料这样的块料都从传送带32上选出来放到料仓38和39中去。在平台上的工作人员用于将塑料，纸张，玻璃和金属这些可回收的材料选出来。料仓29和31中的材料再被压缩而成捆包以便于堆放或运输和上市。
在传送带32的出口端附近设置一磁分选器41用以将碎铁件这样的铁金属材料选出来，这些材料可放在大容器中熔化而不再需要任何其他处理加工，涡流分选器42是用于将铝这类非铁金属从传送带末端处清除出来。
如图2所示一交叉设置的传送带43接收传送带32上送来的余料再送到切碎馈送带44上。馈送带44是从一个窗口46穿到墙47内。墙或防爆隔断47是一个通常矩形竖立的连续的固体屏障以构成一隔间或小室48。在隔间48中设置一切碎机49接收馈送带44上卸下的材料并切碎使材料成小块。J.H.Page发明的美国专利USpat.5,344,088曾公开了一种材料磨碎机的实例。切碎处理是产生的尘屑和砂土被封在隔间48中。在切碎过程中可能引发的废物和尘屑的爆炸要被限制在隔间48之内。隔间48集聚的尘屑可用尘屑搜集装置加以集中处理。
如图中传送带那样的运料装置将切碎机49送出的切碎后的废弃材料集中运送到一旋风分离机52中，以除去材料及空气中的尘屑和小颗粒，并将尘屑和小颗粒压实。运料装置也可是一种电动吹风机，设在隔间48中邻近切碎机49的卸料口附近。从切碎机49卸下的材料可以送入干燥器中将材料中过多的水份除去，旋转干燥系统可用空气和热量将材料有效地脱水。管状件或管道可用以运送从吹风机中出来的材料到旋风分选器52中去以便将空气、尘屑和小颗粒从固体材料中分离出来。固体材料直接送到混合器53中，同时又收受从尘屑收集器54中转来压实了的尘屑和颗粒。将水引进混合器53以凝结小的颗粒及灰尘。管56将空气尘屑和砂土颗粒等从旋风分离机52运至收集器54，而螺旋传送器57则将收集的尘屑、砂土颗粒等从收集器54运到混合器53。
如图2至5所示，一打包机58将混合器53中通过螺旋传送器59送来的混合料压缩成硬实的小包。一拖运器61将小包运至仓斗或漏斗62中，再卸落在卡车或拖车中运至电厂或热力厂等固体燃料用户处。拖运器61还有一卸包口64亦可直接将小包卸到拖车卡车或车皮中去。
废弃材料煮炼和混成系统，就如图6中的66所示，将混合器26中的材料接收并转变为可利用的混合料和少量的垫埋材料，混成系统66是替代运装设备31和混成区，混合器26是一鼓形回转混合器以便制成含约60％的湿度的几乎均匀的原材料。在混合器26中将水加入到材料中调和以使材料具有适当的温度。
混合器69将调和好的湿料加到煮炼器71中，其中包括一个或更多的封闭结构或容器，例如金属或混凝土罐。在容器的材料中加入水以维持高速厌氧煮炼处理。所产生的甲烷和二氧化碳气体经搜集和清洁后好可用作燃烧器72的燃料，如作为锅炉以产生蒸汽或热水，或用于内燃机或锅炉以生产蒸汽或热水，或用于内燃机或涡轮机。
燃烧器72具有一个悬在上升空气流中的沙状材料的加热床，可以使用多种各类燃料进行燃烧，这种技术可以使含水燃料的燃烧效率大大改进，并可采用各种类型的废弃物作燃料，床材料对燃料颗粒的刮活作用，因可清除燃料颗粒表面的二氧化碳和木炭层，使氧气可到达可燃材料表面从而使燃烧效率大大加强了。
燃烧过程可使床均匀地降低，合成的气体受冷却和自动地清洁床材料和将床材料边界扫清，这个特点就可使整个系统采用大量的小于10厘米的、不可能燃烧的杂材，如石块、金属等不能用于炉栅系统中的材料来作为燃料使用。这种杂材和灰渣会在炉栅系统中产生问题而必须停炉纠正才行；杂材的存在会使沸腾床不再允许炉渣的形成；这种系统中就需要经常停炉以清理积渣。
燃烧器中蒸汽的紊流和同时存在的床材料的擦洗作用和热惯性可以保证完善的可控制的均匀燃烧，这些因素增加了热效率，减少了积碳并控制了发散物。流态床燃烧器的高效率特别适合于使用低热值的高温度的燃料。
燃烧器72适用于使用各种各样的燃料，如农业废料，城市固体废料。废木料，塑料，轮胎和煤等液态床系统也能高效地燃烧压实的固体燃料。从流态床单元发出的辐射本质上就比常规技术的为低，这是因为
-低的燃烧温度和低的过量空气以及床内减少了某些如一氧化氮气的生成；-高的燃烧效率导致烟道气体中低的一氧化碳含量；-发散物如一氧化硫(SO)和一氧化氮(NO)可在流态床系统中采用在床中投入石灰石或在蒸燃空间中注入氨等方法而受到抑制。
流态床的高燃烧效率可以导致无机材料，如细灰量的减少，余下的较大的材料主要包括非可燃烧物，如岩石混在燃料中的线材，和粗砂状的天然颗粒。流床中低的燃烧温度减少了炉灰中有毒材料的生成。从系统中取出的灰样经测试是无毒的，且在很多情况下，炉灰可以用作其他产品，如水泥的原料。
燃烧器72可以在很宽的可变负载条件下运行。床材料的热“飞轮”作用使得燃料含湿度和热焓值的偏差能为系统所吸收而不产生负面影响。相反，厂内低的燃料盘存量正好有利于可变的负载。流态床也可在系统处于小负荷时维持高的效率。
流态床中只有很少的运动部件，这就降低了维护成本和检修时间，工厂就可以达到98％以上的有效运转率，并燃用难用燃料时还保持相当低的运行成本。
煮炼后的固体材料是用螺旋推运器脱水并推入固化结构73中，固体材料放入固化结构73中的条形料堆中，该料堆是由混料翻转机周期性地翻转。再通过生物过滤器74将空气送入固化结构73中的每个料堆中。固化结构73出来的气体则通过管状件77循环流回到生物过滤器74中。每当料堆中的材料翻转一次时再加入一次空气和水到料堆的材料中去。自动温度控制和材料的湿度的周期性检测可保证最佳的材料固化条件。
当固化结构73中的材料达到成熟老化时即运到过筛机78上，将玻璃、塑料、石块和大件料清除掉。过筛机78可以是一个转鼓机也可是一振动过筛机，破碎机79再将异物从混成料中清除去。最后的固体混合料81再传送到块料处理及包装地点以打包成固体混成料。
从上面对本发明的详细描述中可见本发明的目的是如何以最佳方式达到的。然而对所公开的结构和方法的任何修改或等效方案，就如本领域普通技术人员所能做到的那样，都将被认为包含在本发明的范围之内。本发明只是由现在下面所附的，或以后会附在后面的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种分离废弃材料包括砂土、细颗粒、有机材料、纸张、纸板、木材、塑料和玻璃的方法，其特征在于包括将废弃材料集置在一材料接收区，将废弃材料从材料接收区运到第一地点，将第一地点的废弃材料中的纸板和塑料取出，并将纸板和塑料放在隔离的地点，将第一地点中的余下的废弃材料运到第二地点，将第二地点的废弃材料中的砂土、细颗粒和有机材料分离出来，将从第二地点中已分离出来的的砂土，细颗粒和有机材料运到作进一步处理加工的地点，将第二地点中的块料放在可以长距离传运的传送器上；将传送器上的纸张、木材和塑料清除，并将纸张、木材、和塑料放到隔离的地点，将传送器上收下来的余下的块料切碎以减少余下块料的尺寸，将切碎后的块料压实成为小包，和将小包运至集中地点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括在废弃材料的已堆放在材料收受区后将危险品和危险材料从废弃材料中清除掉。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中的纸板和塑料是从第一地点中用手工清除出来的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括将从第一地点的废弃材料中清理出来的纸板和塑料打成捆包。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于其中的砂土，细颗粒和有机材料是在第二地点用回转圆柱栅鼓从废弃材料中分离出来的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括将所分离出的砂土、细颗粒和有机材料混和。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括在混和之前将分离出来的砂土，细颗粒和有机材料混在一起并加水。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括将分离出来的砂土，细颗粒和有机材料混在一起，将混在一起的砂土，细颗粒和有机材料作厌氧煮炼，和将煮炼后的砂土，细颗粒和有机材料固化以生产出可利用的混成料。
9.如权利要求8的方法，其特征在于包括将已固化的砂土，细颗粒和有机材料过筛以除去玻璃和大件品。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括将块料的切碎过程限制在隔间中进行。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括当砂土，细颗粒和有机材料从第二地点运出作进一步加工处理时，将其中的铁和非铁金属清除掉。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括在切碎大块料之前，在块料中将铁和非金属清除掉。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括在将切碎后的块料在压实成小包之前将水加到切碎后的块料中去。
14.一种分离废弃材料包括细料和块料的方法，其特征在于包括将废弃材料集置在一材料接收区，将废弃材料以材料接收区运到第一地点，将第一地点的废弃材料中的纸板和塑料取出，并将块料放在隔离的地点，将第一地点中的余下的废弃材料运到第二地点，将第二地点中余下的料块中分离出来，将分离出的细料从第二地点运到进一步处理加工的地点，将第二地点处余下的块料作长距离运输，在长距离运输过程中将块料取出，并将块料放到隔离的地点，将长距离运输后收集下来的全部余下的块料切碎以减小所余块料的尺寸，将切碎后的块料压实而成小包，和将小包运至集中地点。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括在废弃材料已堆放在材料收受区之后，将危险品和危险材料从废弃材料中清除掉。
16.如权利要求14述的方法，其特征在于其中的块料是从第一地点中处用手工清除出来的。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于其中的细料是在第二地点用回转圆柱栅鼓从废弃材料中分离出来的。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括将所分离出来的细料混和。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括，混和之前选将分离出来的细料加水混合。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括将分离出来的细料混合，将混合后的细料作厌氧煮炼，并固化煮炼后的细料以生产出可利用的混成料。
21.如权利要求20的方法，其特征在于包括将已固化的细料过筛以除去玻璃和大件品。
22.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括将块料的切碎过程限制在隔间中进行。
23.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括当细料从第二地点运出作进一步加工处理时，将其中的铁和非铁金属清除掉。
24.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括在切碎大块料之前，在块料中将铁和非金属清除掉。
25.如权利要求14所述的方法，其特征在于包括在将切碎后的块料在压实成小包之前将水加到切碎后的块料中去。
26.一种用于分离细的和成块的废弃材料装置，其特征在于包括第一装置用于收受细的和成块的废弃材料，并将材料运至第一地点，第二装置用于将第一地点中的材料沿着一长距离运动，以便允许将成块的废弃材料从废弃材料中沿着细长途径分离出来，栅筛装置用于从第二装置中接收废弃材料并从废弃材料中分离出细的废弃材料，装置用于在处理加工细的废弃材料之前，先将被栅筛装置中分离出来的细的废弃材料混合，第三装置用于收受从栅筛装置中送来的废弃材料并在第二细长途径上运送废弃材料以便允许在第二细长途径上运动的废弃材料中分离出成块废弃材料，切碎装置用于收受从第三装置中送来的废弃材料并减少废弃材料的尺寸，和装置用于收受切碎了的废弃材料并压实切碎的废弃材料成为小包，和第四装置用于将小包运到捆包收受地点。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于其中栅筛装置是一鼓栅具有一圆柱形栅鼓，和用于旋转栅鼓的装置。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于包括一磁分离器用于将铁金属从废弃材料中分离出来和一涡流分离器用于将非铁金属从废弃材料中分离出来。
29.如权利要求26所述的装置，其特征在于包括装置用于在将切碎后的废弃材料压实成小包之前，先将由切碎机产生的尘土和空中颗粒收集起来。
30.如权利要求26所述的装置，其特征在于包括一隔间用于设置切碎装置，以使切碎装置的周围环境和爆炸、火苗相隔绝。
31.如权利要求26所述的装置，其特征在于包括一煮炼器用于收受混合后的细废弃材料并厌氧煮炼该细废弃材料而生产甲烷气，固化装置用于从煮炼器中取用煮炼后的固体材料，和栅筛装置用于将固化后的煮炼后固体材料中去除大件品。
全文摘要
一种废弃材料分离方法和装置采用一系列处理以从废弃材料中分离纸张、塑料、玻璃、木材和金属。块料是从传送带上手工选出。栅筛机将细料分出。细有机料送到混成区，或到煮炼器中产出气体用于燃料和热能。切碎机切碎粗件并混合压实成小包。
文档编号C05F9/02GK1227145SQ9812007
公开日1999年9月1日 申请日期1998年10月6日 优先权日1998年2月24日
发明者罗伯特·A·克鲁斯 申请人:罗伯特·A·克鲁斯