一种存量垃圾筛上轻质物腐殖土摩擦干洗设备及方法与流程

1.本发明涉及摩擦干洗领域，尤其涉及一种存量生活垃圾筛上轻质物利用腐殖土进行摩擦干洗的机械设备及方法。


背景技术：

2.将存量垃圾开采后分选资源化是存量垃圾治理的重要形式，不仅能根除存量垃圾污染源、恢复土地使用价值，还能实现分类和分质资源化利用。
3.摩擦干洗技术采用打棒、桨叶、石块、压缩空气等作为清洗介质，主要通过物理力(包括机械碰撞、摩擦、研磨等)使筛上物表面污垢脱落，再通过除杂分离得到洁净物料，常用于处理存量垃圾筛上轻质物。存量垃圾筛上轻质物在不同程度上沾有油污、灰尘、泥沙等夹杂物及附着污染物，伴随nh4、h2s、挥发性有机气体等散发恶臭异味；同时环境降解缓慢，包裹密封性好，因此即使经过长期置场晾晒，含水率仍旧较高，污染物黏附严重。相较于水清洗法，现有摩擦干洗技术难以分离和洁净塑料薄膜表面粘附的污染物。
4.公开号cn111571862a的专利公开了一种生活垃圾中废塑料的干洗设备及方法，该发明的滚筒干式清洁单元中，错落固定着桨叶的搅拌桨与滚筒在电机的作用下以300r/min的速度旋转；同时以1：1比例投加的石块、金属块作为摩擦剂，与塑料碎片摩擦碰撞，使尘土、油泥等污染物脱离塑料碎片；杂质、塑料碎片以及摩擦剂分别通过不同出料口排出，并利用升降机及抓料斗将摩擦剂重新投入滚筒重复利用；该单元节约大量水资源并且去除塑料上各种污染物，但是，由于针对的干洗对象是已破碎的废塑料，所以需要进行破碎预处理，流程较复杂；若直接处理原废塑料，则极易被缠绕而堵塞。此外，摩擦剂的粒径较大，难以全方位与废塑料充分摩擦，石块等没有吸湿性也无法降低附着污染物含水率，对含水率大、污染物强力吸附的废塑料清洁效果不佳。
5.公开号cn105835262a的专利公开了一种废旧塑料的干法清洗系统及方法，其中的固体介质清洗装置利用廉价砂石摩擦使废塑料表面附着物脱落，干洗废塑料；后接分选装置，将砂石和清洗后塑料分离。该发明采用的摩擦剂粒径小、硬度高，能充分摩擦使塑料上的附着污染物脱落，为塑料回收再利用提供了有利条件。但是分选出的砂石掺杂脱落的泥土杂质，两者粒径、密度相似，难以通过筛分、浮选等常规方法分离，因而摩擦剂无法重复利用，设备运行成本大幅提高。
6.此外，上述摩擦干洗设备均未采取措施以减少恶臭异味气体。


技术实现要素：

7.针对以上摩擦干洗专利的缺陷，本发明的目的在于提供一种本存量生活垃圾筛上轻质物利用腐殖土进行摩擦干洗的设备及方法，其为一种低成本降低筛上轻质物含水率、减轻污染物黏附、提高轻质物干洗效果兼具吸附恶臭异味气体的新型摩擦干洗设备及方法，尤其适用于高含水率、臭味浓重的存量垃圾筛上轻质物 (其中废旧塑料为主)的干洗处理。
8.本发明的技术方案如下：
9.一种存量垃圾筛上轻质物腐殖土摩擦干洗设备，包括两段式滚筒、进出料系统和驱动系统；两段式滚筒的进口高于出口倾斜设置，前段为混合段、无筛孔，后段为分离段、有筛孔，混合段和分离段相通；进出料系统包括轻质物进料器、腐殖土进料管道、腐殖土出料器和轻质物出料器，轻质物进料器、腐殖土进料管道的末端与两段式滚筒的进口连通；腐殖土出料器设在两段式滚筒的下方，收集和输送筛分出的腐殖土；轻质物出料器与两段式滚筒的出口衔接；驱动系统包括电机及减速器、动力辊和传动辊，电机控制动力辊的旋转进而实现无轴的两段式滚筒稳定旋转。
10.进一步的，所述两段式滚筒的倾斜角度设为3～15
°
，总长设为5-10m，内径设为1-3m，混合段与分离段的长度比例设为1：1～1：3；混合段与分离段一体化设置。
11.进一步的，所述分离段的筛孔为梅花状分布，筛孔的孔径设为20～40mm，孔中心间距设为40～100mm，筛孔的形状可为圆形或正多边形。
12.进一步的，所述腐殖土进料管道以螺旋输送器的形式实现腐殖土定量均匀输送。
13.进一步的，所述两段式滚筒的下方设置导料槽用以约束筛出的腐殖土不往外散落且令其集中于所述腐殖土出料器上。
14.一种存量垃圾筛上轻质物腐殖土摩擦干洗方法，所述方法包括：
15.两段式滚筒旋转并转速稳定后，输送含水的存量生活垃圾筛上轻质物以及腐殖土进入混合段，轻质物与腐殖土的质量比设为1：2～1：5；
16.通过混合段的不停旋转，腐殖土均匀分散到轻质物中且腐殖土作为摩擦剂不断与轻质物碰撞、摩擦；干燥、小粒径的腐殖土易进入轻质物堆积间隙，吸收转移轻质物表面水分，吸附轻质物中的恶臭异味气体；
17.分离段将摩擦剂、轻质物上剥离的杂质与洁净的轻质物分离，并通过不同出料口回收再利用。
18.进一步的，所述存量生活垃圾筛上轻质物的含水率为30％～60％；所述腐殖土的含水率为8％～20％，粒径为10mm以下。
19.进一步的，所述摩擦剂、轻质物上剥离的杂质经分离段上的筛孔排出到腐殖土出料器；而洁净的轻质物从分离段的出口排出，经轻质物出料器输出。
20.进一步的，所述腐殖土经晾晒或热风干燥处理后含水率下降至8％～20％，可重复使用。
21.本发明的创新核心在于采用了腐殖土作为摩擦干洗的物料(摩擦剂)，用低廉的成本降低了筛上轻质物的含水率并且吸附污染气体；而设备是根据干洗物料投加的需要分成混合段与分离段，并创新性地将两段集成在单个设备上，结构简单，成本低廉同时对高含水率的废塑料有较好干洗效果。
22.具体的是，本发明有益效果如下：
23.(1)相较于石块、金属块等常规摩擦剂，腐殖土颗粒具有吸湿性、吸附性等特殊物化性质，利用腐殖土作为摩擦剂不仅能减少轻质物含水量，而且能吸附挥发性有机气体等恶臭异味气体，同时腐殖土粒径小，轻质物干洗效果好，有利于提高后续再生塑料产品品质，增加废塑料资源化利用的经济效益。
24.(2)腐殖土和剥离杂质筛分出来后，由于二者的理化性质未发生重大改变，因此可
二次作为摩擦剂重新投入使用，省去摩擦剂和杂质分离的繁琐流程，节约运行费用。
25.(3)本发明腐殖土摩擦干洗设备的混合段与分离段一体化，设备较为简单，操作便捷，节省建造费用，而且，将混合段与分离段一体化在滚筒内，使用时不需要提前在其他设备中先进行混合然后再进入滚筒进行分离，可以节省反应步骤和反应时间。
26.(4)调节混合段和分离段的长度比例、轻质物和腐殖土的质量比，可以调整轻质物的干洗效果；一般轻质物与腐殖土的质量比越小，干洗效果越佳。
附图说明
27.图1为本发明的腐殖土摩擦干洗设备示意图；
28.其中，1-混合段滚筒，2-分离段滚筒，3-轻质物进料皮带，4-腐殖土进料管道，5-腐殖土出料皮带，6-轻质物出料皮带，7-电机及减速机，8-动力辊，9-传动辊，10-导料槽，11-筛孔，12-螺旋输送器。
具体实施方式
29.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解，所描述的实施案例仅为解释本发明的一部分实施例，而非全部实施例。
30.一种存量垃圾筛上轻质物的腐殖土摩擦干洗设备，包括两段式滚筒主机、进出料系统和驱动系统；两段式滚筒主机的进口高于出口倾斜设置，整个无轴滚筒一体两段，前段为混合段滚筒1，为无筛孔的金属滚筒；后段为分离段滚筒2，为具筛孔的金属滚筒(混合段滚筒1和分离段滚筒2二者相通，即整个倾斜滚筒前端不开孔，后端开孔，物料从进口输入滚筒，需要通过滚筒不停的旋转以及滚筒自身的倾斜角度才能在滚筒轴向上发生位移，同时滚筒的滚动本身起到了搅拌混合的作用，因此物料一定会经历从混合段滚筒1到分离段滚筒2的过程，并在混合段滚筒1中混合)。进出料系统包括轻质物进料皮带3、腐殖土进料管道4、腐殖土出料皮带5和轻质物出料皮带6，轻质物进料皮带3、腐殖土进料管道4 的末端与滚筒进口连通，腐殖土进料管道4以螺旋输送器12的形式实现腐殖土定量均匀输送；腐殖土出料皮带5设在滚筒下方，用于收集和输送筛分出的腐殖土；轻质物出料皮带6与滚筒出口衔接，设在滚筒出口底部的下侧以运送干洗完成的轻质物。驱动系统包括电机及减速器7、动力辊8和传动辊9，电机通过联动装置控制动力辊8的旋转进而实现无轴滚筒的稳定旋转(无轴滚筒为现有成熟技术，主要有以下几种方式：依靠电机带动咬合的小齿轮与滚筒的大齿轮转动，或者链条与滚筒上的齿轮咬合，电机带动链条传动，或者滚筒放在两根托辊上，电机带动托辊传动)。
31.进一步地，两段式滚筒主机的倾斜角度设在3～15
°
，滚筒总长设为5-10m，内径设为1-3m，混合段滚筒1与分离段滚筒2的长度比例设为1：1～1：3，以达到较好的泥塑分离效果。
32.分离段滚筒2的筛孔优选为梅花状分布，筛孔孔径设在20～40mm，孔中心间距设为40～100mm；筛孔形状可为圆形或正多边形，优选为圆形。
33.两段式滚筒主机优选为碳钢防腐或不锈钢等金属材质。
34.进一步地，轻质物进料皮带3的宽度设为0.6～1.2m，皮带中点位于滚筒进口截面
圆心处。腐殖土进料管道4的中心设置在滚筒顶端以下0.25～0.40m处，管道末端恰好位于滚筒进口截面上，且管径设为0.16～0.35m。
35.轻质物出料皮带6的宽度设为0.6～2m，设置在滚筒出口底端以下0.2～0.5m 处。
36.腐殖土出料皮带5水平或与滚筒齐平设置，皮带宽度设为0.6～2m，设置在滚筒出口底端以下0.3～0.8m处。
37.采用上述存量垃圾筛上轻质物的腐殖土摩擦干洗设备进行轻质物摩擦干洗，具体如下：
38.开启驱动系统，无轴滚筒开始旋转直至达到设定转速(10～20rpm)。转速稳定后，利用轻质物进料皮带3输送含水率30％～60％的存量生活垃圾筛上轻质物进入混合段滚筒1，同步利用螺旋输送器12输送含水率为8％～20％、粒径在 10mm以下(优选5mm以下)的腐殖土，轻质物与腐殖土的质量比设为1：2～1： 5。
39.混合段滚筒1的功能是通过滚筒的不停旋转，腐殖土颗粒均匀分散到轻质物中，并作为摩擦剂不断与轻质物碰撞、摩擦。较干燥、小粒径的腐殖土易进入轻质物堆积间隙，吸收转移轻质物表面水分至土粒中，同步吸附轻质物中的恶臭异味气体，实现轻质物含水率的降低和挥发性恶臭异味气体的去除。
40.分离段滚筒2的功能是将摩擦剂及轻质物剥离的杂质与洁净轻质物分离，并通过不同出料口回收。通过腐殖土颗粒与较干的轻质物充分摩擦，可以剥除轻质物表面粘附杂质，再结合分离段孔径合理、密集分布的筛孔实现轻质物与腐殖土及剥离杂质的分离。腐殖土和剥离杂质经过导料槽到达腐殖土出料皮带；洁净轻质物从分离段出口排出，经轻质物出料皮带输出。
41.腐殖土与泥土杂质在置场晾晒或热风干燥处理后含水率下降至8％～20％，重复上述操作步骤，将其作为摩擦剂二次投入腐殖土摩擦干洗设备中使用。
42.实施例1：
43.一种存量生活垃圾筛上轻质物腐殖土摩擦干洗设备针对的干洗对象是未破碎的含水率在39％的存量垃圾筛上轻质物，主要由两段式滚筒主机、进出料系统和驱动系统组成。
44.滚筒主机的进口高于出口倾斜设置，整个无轴滚筒分为两段，前段为混合段 1，为无筛孔的金属滚筒；后段为分离段2，为具筛孔的金属滚筒。进出料系统包括轻质物进料皮带3、腐殖土进料管道4、腐殖土出料皮带5和轻质物出料皮带6。进料皮带3和进料管道4末端与滚筒进口连通，进料管道4以螺旋输送器 12的形式实现腐殖土定量均匀输送；腐殖土出料皮带5设在滚筒下方，用于收集和输送筛分出的腐殖土；轻质物出料皮带6与滚筒出口衔接，设在滚筒出口底部的下侧以运送干洗完成的轻质物。驱动系统包括电机7、减速器、动力辊8和传动辊9，电机7通过联动装置控制动力辊8的旋转进而实现无轴滚筒的稳定旋转。
45.进一步地，两段式滚筒主机倾斜角度为6
°
，滚筒总长为5m，内径为1.0m，混合段长度为2.0m，分离段长度为3.0m，以达到较好的泥塑分离效果；
46.进一步地，分离段筛孔11优选为梅花状分布，筛孔11孔径设在30mm，孔中心间距设为60mm，筛孔为圆形。
47.进一步地，滚筒优选为碳钢防腐材质；
48.进一步地，轻质物进料皮带3宽度设为0.6m，皮带中点位于滚筒进口截面圆心处。
腐殖土进料管道4设置在滚筒顶端以下0.3m处，且管道末端恰好位于滚筒进口截面上，管径设为0.25m。
49.进一步地，所述轻质物出料皮带6宽度设为0.6m，设置在滚筒出口底端以下0.20m处。
50.进一步地，所述两段式滚筒正下方设置导料槽10用以约束筛出的泥土不往外散落，令其集中于腐殖土出料皮带5中部，导料槽10斜面坡度设在45
°
。所述腐殖土出料皮带5水平放置，皮带宽度设为0.6m，并设在滚筒出口底端以下 0.50m处。
51.一种采用上述土洗设备的轻质物干洗方法，具体如下：
52.待无轴滚筒的转速稳定在20rpm后，利用螺旋输送器12输送含水率39％的筛上轻质物进入混合段滚筒1，同步利用轻质物进料皮带3输送含水率为9.8％，粒径在4mm以下的腐殖土，轻质物与腐殖土的质量比设为1：1。
53.混合段滚筒1的功能是通过滚筒的不停旋转，腐殖土均匀分散到轻质物中，并以腐殖土为摩擦剂不断与轻质物碰撞、摩擦。较干燥、小粒径的腐殖土易进入轻质物堆积间隙，吸收转移轻质物表面水分至土粒中，吸附轻质物中的恶臭异味气体，实现轻质物含水率的降低和挥发性恶臭异味气体的去除。
54.分离段滚筒2的功能是将摩擦剂及轻质物剥离的杂质与洁净的轻质物分离，并通过不同出料口回收。通过腐殖土颗粒与较干的轻质物充分摩擦，可以剥除轻质物表面粘附杂质，再结合分离段滚筒2孔径合理、密集分布的筛孔11实现轻质物与腐殖土及剥离杂质的分离。腐殖土和剥离杂质经过导料槽10到达腐殖土出料皮带5；洁净轻质物从分离段滚筒2出口排出，经轻质物出料皮带6输出。
55.将轻质物出料取样烘干后得到含水率为26％，最终计算得到除杂率为35％。
56.实施例2：
57.采用实施例1中同样的设备、原料和运行参数，采用轻质物与腐殖土的质量比为1：3，最终计算得到轻质物出料含水率为20％，除杂率为76％。
58.实施例3：
59.采用实施例1中同样的设备总长、原料和运行参数，采用混合段和分离段的长度比为3：7，采用轻质物与腐殖土的质量比为1：3，最终计算得到轻质物出料含水率为18％，除杂率为82％。
60.以上所述并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。