一种垃圾焚烧发电厂的垃圾精细化预处理系统及方法与流程

本发明属于垃圾焚烧发电技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧发电厂的垃圾精细化预处理系统及方法。

背景技术：

垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于排出量大、成分复杂多样，且具有污染性、资源性和社会性，需要无害化、资源化、减量化和社会化处理，如不能妥善处理，就会污染环境，影响环境卫生，浪费资源，破坏生产生活安全，破坏社会和谐。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。目前，国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等，这三种主要垃圾处理方式的比例，因地理环境、垃圾成份、经济发展水平等因素不同而有所区别。随着经济的发展，生活垃圾总量持续增加，传统的填埋和堆肥工艺由于其占地和环保要求的提高已逐渐无法满足垃圾处理要求，越来越多的垃圾采用焚烧工艺进行处理，垃圾焚烧发电厂也应运而生。在现有的技术中，垃圾焚烧发电采用的工艺是将收集后的垃圾卸入垃圾坑内，堆滤一段时间后即直接入炉焚烧，垃圾在入炉前不进行或只进行简单预处理，由于生活垃圾分类效果差，再进行焚烧时，垃圾内的渣土、金属和大块惰性垃圾很容易造成焚烧炉的故障，影响垃圾发电厂的正常运行，而焚烧过程中垃圾的热值过低、发电效率低，同时焚烧产生的二噁英含量较大，严重污染空气环境，对人的身体健康也会产生威胁。因此，研制开发一种系统设计科学合理、工艺简单、垃圾分类处理精细、精细分选效果显著、可燃物热值高、单线处理能力高的垃圾焚烧发电厂的垃圾精细化预处理系统及其方法是客观需要的。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种系统设计科学合理、工艺简单、垃圾分类处理精细、精细分选效果显著、可燃物热值高、单线处理能力高的垃圾焚烧发电厂的垃圾精细化预处理系统及应用该系统的垃圾精细化预处理方法。

本发明所述的垃圾发电厂的垃圾精细化预处理系统，包括垃圾存储池和分选系统,分选系统包括破袋机、智能分拣平台、破碎机和挤压机，破袋机和垃圾存储池之间设置有上料机，智能分拣平台上设置有智能机器人，破碎机上设置分散剂添加口，挤压机上设置有浆液出口和固料出口，浆液出口依次连接有浆液池和油水分离机，油水分离机上设置有滤液出口和油脂出口，滤液出口连接有储液池，油脂出口连接有储油池，固料出口连接弹跳筛分机，弹跳筛分机设置有筛上物出口和筛下物出口，筛上物出口依次连接有第一磁选机、第一分选机、碟盘筛分机和第二分选机，第一分选机和第二分选机的轻质物料出口连接有塑料回收系统，第二分选机的可燃物出料口连接有可燃物存储仓，筛下物出口依次连接有第二磁选机和星盘筛分机，星盘筛分机的可燃物出料口与可燃物存储仓相连，星盘筛分机的重杂物出口连接重杂物分离系统。

进一步的，第一分选机和第二分选机结构相同，包括传送带和分选箱，传送带的进料端设置有布料器，传送带的出料端位于分选箱内，传送带的上方设置有红外光发射器和红外光检测探头，传送带的出料端下方设置有2～3个喷嘴，喷嘴通过气管与安装在分选箱外的高压气泵相连，分选箱内的底部设置有第一储料室和第二储料室，传送带的进料端下方设置有毛刷辊。

进一步的，油水分离机包括卧式分离罐、进液口、油脂出口和滤液出口，卧式分离罐的内部设置有一级过滤室，一级过滤的上侧设置有与一级过滤室连通的一级集油室，下侧设置有与一级过滤室的集液室，左侧设置有与一级过滤室连通的混合室，右侧设置有与一级集油室和集液室连通的二级过滤室，二级过滤室的右侧设置有与二级过滤室连通的二级集油室，油脂出口设置在二级集油室的上部，滤液出口设置在集液室的底部。

进一步的，重杂物分离系统包括依次相连的高温压力罐、减压罐和第三分选机，第三分选机上设置有有机物出口和无机物出口，所述有机物出口连接有有机物存储仓，无机物出口连接有无机物存储仓。

进一步的，油水分离机与浆液池之间设置有加热池。

进一步的，挤压机为锥形式压榨机。

采用本系统对垃圾精细化预处理方法，包括以下步骤：

①破袋处理：将垃圾存储池内的垃圾利用上料机送入到破袋机内进行破袋处理，使套在垃圾外面的塑料袋破开，获得散开的垃圾；

②垃圾预分拣：经步骤①处理后的垃圾输送至垃圾分拣平台，利用智能机器人分拣掉垃圾中大块的砖石、玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋；

③垃圾粉碎：将经步骤②分拣后的垃圾输送到破碎机中，并通过分散剂添加口向破碎机中加入分散剂，使分散剂和垃圾在破碎机中进行混合粉碎得到粉碎料，所述分散剂的添加量为垃圾重量的0.5～1%；

④固液分离，将步骤③得到的粉碎料送入挤压机中进行固液分离，分离得到滤液和固体料，所述滤液从浆料出口排出，固体料从固料出口排出，挤压得到的固体料的含水率小于20%；

⑤滤液的油水分离：将从浆料出口排出的滤液排入到浆液池中，存储1～2h后再送入油水分离机（23）中进行油水分离，分离得到油脂和滤液，油脂经过油脂出口进入到储油池内存储，滤液经过滤液出口进入储液池内存储；

⑥固体料的分选:将从固料出口排出的固体料送入弹跳筛分机内进行精选，精选后分别得到筛上物和筛下物；

⑦筛上物的精选处理：将步骤⑥得到的筛上物送入第一磁选机内进行磁选处理，去除筛上物中的金属，然后再将磁选后的筛上物送入第一分选机，分选去除磁选后的筛上物中的塑料颗粒，之后再将筛上物送入碟盘筛分机中进行再次分选，去除筛上物中的沙石颗粒，最后再将碟盘筛分机分选后的筛上物送入第二分选机内三次分选，再次去除筛上物中的薄膜塑料，经第二分选机得到的可燃物送入可燃物存储仓存储，经第一分选机和第二分选机分选得到的塑料颗粒送入塑料回收系统进行回收处理；

⑧筛下物的分选处理：将步骤⑥得到的筛下物送入第二磁选机内进行磁选处理，去除筛下物中的金属，之后再将筛下物送入星盘筛分机内进行分选，经星盘筛分机分选得到可燃物和重杂物，可燃物送入可燃物存储仓存储，重杂物送入重杂物分离系统进行后续处理。

优选地，在步骤③中，所述分散剂为磷酸酯、单硬脂酸甘油酯、单月硅酸磷酸酯中的一种。

在本发明中,利用破袋机对垃圾进行破袋处理,让垃圾进行分散,利用智能分拣平台去除垃圾中不可燃的大杂物,利用破碎机对垃圾进行粉碎,利用挤压机对粉碎后的垃圾进行固液分离,利用油水分离机对挤压得到的滤液进行油水分离，得到可回收利用的油脂，利用弹跳筛分机对挤压后的固体料进行筛分,筛分得到的筛上物经过第一磁选机去除金属、第一分选机、碟盘筛分机和第二分选机的精选后，能够去除筛上物中的塑料、薄膜等不利于焚烧发电杂物，得到燃值较高的可燃物，而筛分得到的筛下物经过第二磁选器去除金属，星盘筛分机筛分后去除玻璃、沙石等不利于焚烧发电的杂物，得到燃值较高的可燃物。本系统采用的预处理工艺，原理先进，对垃圾处理的适应能力强，设备的集成度高，连续运行稳定，精选得到的可燃物完全能满足焚烧发电进料的热值要求，实现了垃圾的分选与提纯，分选效果好、分选后的可燃物热值高，单线的处理能力高，最高处理能力可到18～20吨每小时，高于现有工艺的2倍，此外，该系统还能够实现对垃圾精细化的分选，从而回收得到塑料、薄膜、金属、油脂、有机物和无机物不同类的物质，避免了资源的浪费和二次污染，且大幅的提高了垃圾的燃烧热值，为城市垃圾焚烧发电工程提供了一种更优化、更适合、更经济、更可靠的垃圾精细化预处理技术，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一分选机和第二分选机的结构示意图；

图3为油水分离机的结构示意图；

图中:1-垃圾存储池,2-上料机,3-破袋机,4-智能分拣平台,5-破碎机,6-挤压机,7-弹跳筛分机,8-第一磁选机,9-第一分选机,10-碟盘筛分机,11-第二分选机,12-塑料回收系统,13-有机物存储仓，14-无机物存储仓，15-第三分选机，16-减压罐，17-高温压力罐，18-可燃物存储仓，19-星盘筛分机,20-第二磁选机,21-浆液池,22-加热池,23-油水分离机,231-进液口，232-混合室，233-一级集油室，234-一级过滤室，235-二级过滤室，236-二级集油室，237-油脂出口，238-集液室，239-滤液出口，24-储液池,25-储油池，26-传送带，27-红外光发射器，28-红外光检测探头，29-分选箱，30-喷嘴，31-第一储料室，32-第二储料室，33-气管，34-高压气泵，35-毛刷辊，36-布料器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图说明对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均实施例属于本发明的保护范围。

如图1～3所示，本发明所述的垃圾发电厂的垃圾精细化预处理系统，包括垃圾存储池1和分选系统,其特征在于:所述分选系统包括破袋机3、智能分拣平台4、破碎机5和挤压机6，所述破袋机3和垃圾存储池1之间设置有上料机2，所述智能分拣平台4上设置有智能机器人，所述破碎机5上设置分散剂添加口，所述挤压机6上设置有浆液出口和固料出口，所述浆液出口依次连接有浆液池21和油水分离机23，所述油水分离机23上设置有滤液出口239和油脂出口237，所述滤液出口239连接有储液池24，所述油脂出口237连接有储油池25，所述固料出口连接弹跳筛分机7，所述弹跳筛分机7设置有筛上物出口和筛下物出口，所述筛上物出口依次连接有第一磁选机8、第一分选机9、碟盘筛分机10和第二分选机11，所述第一分选机9和第二分选机11的轻质物料出口连接有塑料回收系统12，所述第二分选机11的可燃物出料口连接有可燃物存储仓18，所述所述筛下物出口依次连接有第二磁选机20和星盘筛分机19，所述星盘筛分机19的可燃物出料口与可燃物存储仓18相连，星盘筛分机19的重杂物出口连接重杂物分离系统。

利用破袋机3对垃圾进行破袋处理,让垃圾进行分散,利用智能分拣平台4去除垃圾中不可燃的大杂物,利用破碎机5对垃圾进行粉碎,利用挤压机6对粉碎后的垃圾进行固液分离,利用油水分离机23对挤压得到的滤液进行油水分离，得到可回收利用的油脂，利用弹跳筛分机7对挤压后的固体料进行筛分,筛分得到的筛上物经过第一磁选机8去除金属、第一分选机9、碟盘筛分机10和第二分选机11的精选后，能够去除筛上物中的塑料、薄膜等不利于焚烧发电杂物，得到燃值较高的可燃物，而筛分得到的筛下物经过第二磁选机20去除金属，星盘筛分机19筛分后去除玻璃、沙石等不利于焚烧发电的杂物，得到燃值较高的可燃物。

进一步的，所述第一分选机9和第二分选机11结构相同，包括传送带26和分选箱29，所述传送带26的进料端设置有布料器36，所述传送带26的出料端位于分选箱29内，所述传送带26的上方设置有红外光发射器27和红外光检测探头28，所述传送带26的出料端下方设置有2～3个喷嘴30，所述喷嘴30通过气管33与安装在分选箱29外的高压气泵34相连，所述分选箱29内的底部设置有第一储料室31和第二储料室32，在对筛上物进行分选时，

筛上物首先落到布料器36上，在布料器36的作用下，使筛上物均匀的分布在传送带26上，并随传送带26传输，在传输的过程中，红外光发射器27向筛上物发射红外光，红外光检测探头28对筛上物的反射光进行探测，当筛上物传输到出料端时，根据筛上物的反射光谱不同，控制喷嘴喷30气或不动作，使得第一分选机9分选出的塑料、薄膜落入到第一储料室31，筛下物落入到第二储料室32，第二分选机11分选出的塑料、薄膜落入到第一储料室31，可燃物落入到第二储料室32。

为了避免筛上物粘附在传送带26上，在传送带26的进料端下方设置有毛刷辊35，利用毛刷辊能够将粘在传送带上的物料及时刷掉。

进一步，所述油水分离机23包括卧式分离罐、进液口231、油脂出口237和滤液出口239，所述卧式分离罐的内部设置有一级过滤室234，所述一级过滤234的上侧设置有与一级过滤室234连通的一级集油室233，下侧设置有与一级过滤室234的集液室238，左侧设置有与一级过滤室234连通的混合室232，右侧设置有与一级集油室233和集液室238连通的二级过滤室235，所述二级过滤室235的右侧设置有与二级过滤室235连通的二级集油室236，所述油脂出口237设置在二级集油室236的上部，所述滤液出口239设置在集液室238的底部，在浆液池21反应完成后的滤液通过进液口231进入混合室232中，然后进入一级过滤池234内，一级过滤池234将滤液进行分离，分离得到的油进入一级集油室233，液体进入集液室238，油经一级集油室233进入二级过滤室235内，液体经集液室238最后经过滤液出口239排出，集液室238液体中含有的油再次进入二级过滤室235，经二级过滤室235过滤得到的油最终进入二级集油室236，实现油水分离。

进一步的，所述重杂物分离系统包括依次相连的高温压力罐17、减压罐16和第三分选机15，第三分选机15上设置有有机物出口和无机物出口，所述有机物出口连接有有机物存储仓13，所述无机物出口连接有无机物存储仓14，将星盘筛分机19筛选后的到渣土、陶瓷、砖石、玻璃等重杂物进入高温压力罐，17在工作温度为200～220℃，工作压力10个大气压的条件进行2小时的高温高压杀菌热氧化处理，彻底熟化后将罐内的重杂物喷爆至减压罐16，喷爆时重杂物完全膨化成粉末状，所有喷爆后的粉末经过烘干后在进入第三分选机15进行分选，有机物为筛下物，无机类全部成为筛下物。

进一步的，为了加快浆液池21内油水分离的速度，所述油水分离机23与浆液池21之间设置有加热池22，挤压后的滤液在加热池22内加热升温后，能加快油水的分离速度。

优选地，所述挤压机6为锥形式压榨机，锥形式的挤压脱水效果好能够将垃圾中的水分挤压干净。

本发明所述垃圾发电厂的垃圾精细化预处理方法，包括以下步骤：

①破袋处理：将垃圾存储池1内的垃圾利用上料机2送入到破袋机3内进行破袋处理，使套在垃圾外面的塑料袋破开，获得散开的垃圾；

②垃圾预分拣：经步骤①处理后的垃圾输送至垃圾分拣平台4，利用智能机器人分拣掉垃圾中大块的砖石、玻璃瓶、塑料瓶或塑料袋；

③垃圾粉碎：将经步骤②分拣后的垃圾输送到破碎机5中，并通过分散剂添加口向破碎机5中加入分散剂，所述分散剂为磷酸酯、单硬脂酸甘油酯、单月硅酸磷酸酯中的一种，使分散剂和垃圾在破碎机5中进行混合粉碎得到粉碎料，所述分散剂的添加量为垃圾重量的0.5～1%，加入分散剂，能够促进垃圾中夹杂的油脂快速析出；

④固液分离，将步骤③得到的粉碎料送入挤压机6中进行固液分离，分离得到滤液和固体料，所述滤液从浆料出口排出，固体料从固料出口排出，挤压得到的固体料的含水率小于20%；

⑤滤液的油水分离：将从浆料出口排出的滤液排入到浆液池21中，存储1～2h后再送入油水分离机23中进行油水分离，分离得到油脂和滤液，油脂经过油脂出口237进入到储油池25内存储，滤液经过滤液出口239进入储液池24内存储；

⑥固体料的分选:将从固料出口排出的固体料送入弹跳筛分机7内进行精选，精选后分别得到筛上物和筛下物；

⑦筛上物的精选处理：将步骤⑥得到的筛上物送入第一磁选机8内进行磁选处理，去除筛上物中的金属，然后再将磁选后的筛上物送入第一分选机9，分选去除磁选后的筛上物中的塑料颗粒，之后再将筛上物送入碟盘筛分机10中进行再次分选，去除筛上物中的沙石颗粒，最后再将碟盘筛分机10分选后的筛上物送入第二分选机11内三次分选，再次去除筛上物中的薄膜塑料，经第二分选机11得到的可燃物送入可燃物存储仓18存储，经第一分选机9和第二分选机11分选得到的塑料颗粒送入塑料回收系统12进行回收处理；

⑧筛下物的分选处理：将步骤⑥得到的筛下物送入第二磁选机20内进行磁选处理，去除筛下物中的金属，之后再将筛下物送入星盘筛分机19内进行分选，经星盘筛分机19分选得到可燃物和重杂物，可燃物送入可燃物存储仓18存储，重杂物送入重杂物分离系统进行后续处理。

本系统采用的预处理工艺，原理先进，对垃圾处理的适应能力强，设备的集成度高，连续运行稳定，精选得到的可燃物完全能满足焚烧发电进料的热值要求，实现了垃圾的分选与提纯，分选效果好、分选后的可燃物热值高，单线的处理能力高，最高处理能力可到18～20吨每小时，高于现有工艺的2倍，此外，该系统还能够实现对垃圾精细化的分选，从而回收得到塑料、薄膜、金属、油脂、有机物和无机物不同类的物质，避免了资源的浪费和二次污染，且大幅的提高了垃圾的燃烧热值，为城市垃圾焚烧发电工程提供了一种更优化、更适合、更经济、更可靠的垃圾精细化预处理技术，易于推广使用。