專利名稱：不產生二惡英的生活垃圾焚燒前處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種不產生二惡英的垃圾焚燒前處理裝置，更具體地說，涉及一種城市生活垃圾焚燒時不會產生二惡英的垃圾前處理裝置。
背景技術：
我國人口眾多，每年產生的城市生活垃圾已超過一億噸，全國已堆放80億噸以上生活垃圾有待處理，三分之二的大城市處于垃圾包圍之中，如何處理這些垃圾，已是迫在眉睫的任務；由于垃圾的綜合分選和資源化當前 還處于起步研究階段，因此，長期以來垃圾的處理處置主要靠填埋，填埋不僅污染地下水源、而且現(xiàn)在幾乎是無地可填；再就是垃圾焚燒和發(fā)電，它優(yōu)點是占地小、處理能力大、還可以利用一部分能量，其缺點是容易產生二次污染，特別是會產生二惡英劇毒組分，當前，即使是引進高技術、高自動控制設備進行焚燒，也僅是達標排放而已，并不是不產生二惡英；而且，國產化的焚燒，還多數(shù)沒有達到達標排放。二惡英，是指含有兩個氧鍵連接兩個苯環(huán)的有機氯化物，包括多氯代二苯并二惡英、多氯代二苯呋喃和多氯代聯(lián)苯等，其最大危險是具有不可逆的致畸、致癌、致突變毒性，其毒性相當于氰化鉀的一千倍，被稱之為“地球上毒性最強的毒物”，二惡英危害的另一個特點是它的長期性和隱匿性，有一個漫長的潛伏期，它影響的可能是人類的子孫后代；二惡英的污染，已經(jīng)引起了國際社會的高度重視，成為近年最重要的國際化環(huán)境問題之一，建立和實施有效的控制手段和對策，成了當前國際社會最為緊迫的課題。二惡英產生的條件，一個是燃燒含有氯元素的有機物，另一個是燃燒溫度300 500°C最容易生成二惡英，因此，垃圾焚燒開始階段、煙氣冷卻階段、不完全燃燒時，均容易產生二惡英成分；當前，比較先進的控制技術，就是保持爐內溫度在1000°C以上、煙氣停留時間大于2秒、保持煙氣中含氧量比大于6%以上、抑制氯化氫和氯化銅的產生、在煙氣凈化階段采用急冷辦法避開二惡英再合成的溫度等，通過嚴格的控制技術，使二惡英的排放濃度彡I. OngTEQ/Mm3 ;上述的處理辦法，并沒有完全排除二惡英的生成，僅僅是“治標”的辦法；因此，如何從二惡英的生成條件上，從根本上入手，使二惡英沒有條件產生，在“治本”上尋找解決的途徑，找出切實可行的解決方案，即是當前垃圾焚燒發(fā)電技術普遍應用的當務之急；二惡英是人為產生的，當然應該人為的加以解決。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于無氯焚燒，從根本上解決二惡英的產生問題，即是設計一套垃圾焚燒前處理裝置，將生活垃圾中含有氯元素的組份分選出來，不含氯元素的可燃組分進行焚燒發(fā)電，使整個焚燒過程不產生二惡英，從而徹底解決焚燒技術的后顧之憂。為達到上述目的，本發(fā)明提供了如下的技術方案從二惡英的分子結構中知道，二惡英是由碳、氫、氧、氯元素組成的，這四個元素，缺一不可，只要缺少其中的一個元素，就不是二惡英，就不可能生成二惡英分子；因此，設法在垃圾焚燒之前，將氯元素去掉，使焚燒的生活垃圾中沒有氯元素，那么不管燃燒溫度高低，整個焚燒過程和煙氣凈化過程，都不會產生二惡英，而且還可使燃燒控制技術大為簡化。城市生活垃圾中含有氯元素的組分有
I、塑料類物質，如聚氯乙烯塑料和化纖織物等；2、食鹽，即氯化鈉，如廚余組分等；3、橡膠類物質，如氯丁橡膠等；4、含有氯漂白劑成分的紙張。本發(fā)明分別對上述含氯組分進行獨特的分選，使上述組分從生活垃圾中分選出來，具體技術方案是I、塑料類物質的分選，由于塑料與木材的比重基本相同，現(xiàn)有技術很難用機械化的風選或水洗中分離出來，本發(fā)明用獨特的靜電分選方法，利用塑料及化纖織物類物質容易攜帶靜電荷、而木材類物質幾乎不攜帶電荷的特性，將塑料攜帶正電荷，塑料會自動吸附到負電板中去而分選出來。 2、廚余垃圾中含有氯化鈉(食鹽)成分，可利用氯化鈉易溶于水的特性，將它溶解在水中，然后進行水處理分選出來。3、橡膠類物質的分選，由于橡膠的比重為1.20(自來水的比重為1.0)，若用現(xiàn)有的水選法，橡膠會沉到底層中去與磚、石混在一起，還需要用人工才能分選出來；本發(fā)明用獨特的“液選法”，即是用硫酸鋅(30%，重量比，以下同)水溶液，其常溫時的比重為I. 383，用它作為二級液選介質，即可將浮在溶液表層的橡膠類物質分選出來。4、含有氯漂白劑成分的紙張，如生活用紙，由于它在水中容易被水攪碎而融入水中，可通過水處理工藝將它分離出來。此外，在二級液選之前，還可以用硫酸鋅(10%)水溶液，其常溫時的比重為
I.107，用它作為一級液選介質，分選設備也與水選設備相同，即可將廚余易腐有機物(瓜、果皮、剩菜等)分選出來。本發(fā)明的不產生二惡英的生活垃圾焚燒前處理裝置，包括壓縮彈性剪切、過篩、磁選、靜電分選、水選、一級液選和二級液選。其具體處理過程為I、將城市生活垃圾先用壓縮機進行壓縮，然后進行彈性剪切，所謂彈性剪切，是將剪切刀做成具有彈簧的性質，當它碰上鋼板一類的硬金屬時，可以不去剪切它，而將可以剪切的垃圾，全部剪切成8 16厘米的正方塊形狀，在外形上，使垃圾的“無序”狀態(tài)變成“有序”狀態(tài)。2、然后將垃圾打散、過篩，將未經(jīng)剪切的硬金屬(統(tǒng)稱為大塊金屬)去回收利用。3、將8 16厘米正方塊垃圾進行磁選，可分選出鐵一類的金屬去回收利用。4、然后進行垃圾的靜電分選，包括滾筒(I)、負極內筒(2)、括料板(3)、塑料出料皮帶機⑷、正極攪拌器(5)、直流電源(6)和絕緣膠墊(15);滾筒⑴用鋼板制成，滾筒(I)直徑在2 6米內選擇，滾筒⑴長度在3 8米內選擇；負極內筒⑵也用鋼板制成，用絕緣膠墊(15)固定在滾筒⑴的內壁上；括料板⑶用扁鋼制成，長度與滾筒⑴相等，括料板⑶厚度為10 40毫米，寬度為100 200毫米；塑料出料皮帶機⑷采用寬度為300 800毫米的皮帶輸送機，長度應能夠將括料板(3)括出來的全部塑料類組分輸送出來；正極攪拌器(5)用直徑300 500毫米的鋼管焊上許多攪拌葉片(18)制成，攪拌葉片
(18)長度LI = 150 500毫米，寬度L2 = 100 200毫米、厚度L3 = 10 50毫米，攪拌葉片(18)的間距為200 400毫米，兩相鄰的攪拌葉片(18)安裝角度為120度角；直流電源(6)的電壓為220 2200伏，電壓高低可以調節(jié)，以適應不同處理量的需要，正極連接在正極攪拌器(5)上，負極連接在負極內筒(2)上；靜電分選的結構和工作原理是將邊長為8 16厘米的正方塊垃圾進入負極內筒(2)內，滾筒(I)的安裝傾角r為3 6度角，滾筒
(I)的旋轉方向與正極攪拌器(5)的旋轉方向相反，兩者轉速2 6轉/分可調，正極攪拌器(5)安裝在負極內筒(2)的內壁下部，垃圾在負極內筒(2)內壁被正極攪拌器(5)進行不斷的攪拌，使垃圾中的塑料和化纖織物帶上正電荷而被吸附在負極內筒(2)的內壁上，并隨著滾筒⑴的旋轉，負極內筒⑵也旋轉，塑料和化纖織物被安裝在負極內筒⑵內壁頂上的括料板(3)括下來，括料板(3)不旋轉， 塑料和化纖織物正好掉入安裝在括料板(3)下部的塑料出料皮帶機⑷上被輸送出來，刮料板⑶應有接地的地線，以防刮料板⑶本身也帶電荷，A方向是塑料、塑膜及化纖織物組分的出口，出來后送去制?；厥绽?，垃圾的其他組分流入導料管(7)中。5、垃圾進行水選，使用的水為自來水，包括導料管(7)、旋轉打撈機(8)、水選池
(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);導料管(7)可做成正方形管上部裝有漏斗；旋轉打撈機(8)是在旋轉軸上焊上4 6個打撈葉片構成，打撈葉片的外形尺寸為L4 = 50 120厘米、L5 = 100 200厘米，L6 = 10 20厘米，L7 =20 40厘米，打撈葉片鉆有許多直徑10毫米的小孔，可使水從孔中流出來；水選池(9)的上部做成正方形，邊長L8 = 3 8米，水選池(9)的下部做成錘體狀，底部安裝有底層出料機(13),水選池上部有溢流出水口，使水流入水處理設備(11)中，水處理設備(11)由通用的水處理設備加藥-絮凝-液固分離組成，經(jīng)水處理過的水由循環(huán)泵(12)打入水選池(9)循環(huán)使用，若水量不夠可用自來水補充；出料皮帶機(10)采用寬度為300 800毫米的皮帶輸送機；底層出料機(13)采用直徑為400 800毫米的螺旋推料機；垃圾水選的工作原理是用自來水作為分選介質，垃圾投放水中，使比重小于水的輕組分，主要是木材和其他可燃物組分浮在水面上，用旋轉打撈機(8)打撈上來，然后掉入出料皮帶機(10)中而分選出來，B方向是木材和其他可燃物組分，已不含氯元素，可送去焚燒發(fā)電，實現(xiàn)無氯燃燒，而沉入水底的(比重比水大的)組分即由底層出料機(13)送去下一級處理。6、然后垃圾進入一級液選，一級液選與上述“5、垃圾進行水選”的設備和分選原理均完全相同，也即是與下述設備完全相同旋轉打撈機(8)、水選池(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);不同的是水選池(9)的名稱改為一級液選池(16);第二個不同的是在自來水中加入硫酸鋅，加入硫酸鋅的數(shù)量為自來水量的10% (重量百分比，以下同)，其常溫時的溶液的比重為I. 107，即可使廚余易腐有機物(瓜、果皮、剩菜等)浮在液面上而分離出來，C方向是廚余易腐有機物組分，它送去生產生物肥料。7、然后垃圾進入二級液選，二級液選與前述“5、垃圾進行水選”的設備和分選原理均完全相同，也即是與下述設備完全相同旋轉打撈機(8)、水選池(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);不同的是水選池(9)的名稱改為二級液選池(17);第二個不同的是在自來水中加入硫酸鋅，加入硫酸鋅的數(shù)量為自來水量的30%，其常溫時的溶液的比重為I. 383，由于橡膠的比重為I. 20，就可以使橡膠組分浮在液面上而分離出來，D方向是橡膠組分，使橡膠也可以回收利用；最后，比重最大的組分磚、石、玻璃、陶瓷(比重I. 80 3. 20左右)均沉入池底，由底層出料機送出，E方向是磚、石、玻璃、陶瓷組分，可以制磚作建材使用。
在實施本發(fā)明的過程中，向自來水中加入的硫酸鋅為“一水硫酸鋅”，分子式ZnS04 -HzO,分子量179. 45，為白色流動性粉末，易潮解，易溶于水，質量指標HG/T2326-92，為工業(yè)級合格品，主含量(以Zn計)彡34. 61%，水不溶物含量< 0. 10%，外觀為白色或微黃色結晶或粉末。在實施本發(fā)明過程中，在靜電分選時，必須掌握靜電壓高低對分選效果的影響，當電壓過低時，影響塑料組分的分出率，當電壓過高時，又會浪費電源，因此，要調節(jié)好最適宜的電壓參數(shù)；在進行一級液選和二級液選時，應調節(jié)硫酸鋅的最適宜濃度，使分選效果達到較佳狀態(tài)。本發(fā)明的獨特之處在于1、發(fā)明了靜電分選生活垃圾技術，使難以分選的塑料組份與木材組份能用機械化的方法進行分選，進而解決無氯焚燒的難題；2、發(fā)明了硫酸鋅液體作為液選介質，使橡膠類組份與磚石類組份，兩者能用機械化的液選方法進行比較理想的分選。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下明顯的優(yōu)點1、現(xiàn)在的工業(yè)化生活垃圾焚燒，在 焚燒前、中、后(煙氣)期，都需要嚴格控制二惡英的生成，成套裝置設備費高達幾億元以上；本發(fā)明實現(xiàn)無氯焚燒，本發(fā)明用普通的焚燒手段代替現(xiàn)行的昂貴的二惡英控制焚燒，使焚燒設備及控制大為簡化，可節(jié)省焚燒設備投資和操作費用三分之一以上；2、本發(fā)明既避免了二惡英的產生，消除了人們對焚燒的恐懼心理，又可使塑料類和橡膠類較有經(jīng)濟價值的組份回收利用，還可使不可燃組份分離出來，實現(xiàn)高熱值燃燒，收到一舉三得的效益，可實現(xiàn)顯著的生活垃圾無害化、減量化、資源化的三化要求，使垃圾焚燒發(fā)電技術升級換代，使垃圾焚燒發(fā)電的原有優(yōu)點能夠得到充分的發(fā)揮，使它成為當前比較理想的垃圾處理方式；3、本發(fā)明生活垃圾焚燒的前處理裝置，可做到?jīng)]有三廢污染的清潔型生產，并可實現(xiàn)全機械化、自動化、大型化的生產作業(yè)，本發(fā)明在經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益上有廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展前景。


以下是本發(fā)明的

圖I是本發(fā)明的不產生二惡英生活垃圾焚燒前處理裝置流程示意圖；圖2是本發(fā)明的主體裝置設備示意圖；圖3是正極攪拌器結構示意圖；圖4是旋轉打撈機結構示意圖；圖5是水選池及其相關設備的俯視示意圖。圖I 5中，I是滾筒，2是負極內筒，3是括料板，4是塑料出料皮帶機，5是正極攪拌器，6是直流電源，7是導料管，8是旋轉打撈機，9是水選池，10是出料皮帶機，11是水處理設備，12是循環(huán)泵，13是底層出料機，14是塑料組分，15是絕緣膠墊，16是一級液選池，17是二級液選池，18是攪拌葉片。
具體實施方式
，以下通過具體的實施方式對本發(fā)明進行更加詳細的描述參照圖I 5，不產生二惡英的生活垃圾焚燒前處理裝置，包括壓縮彈性剪切、過篩、磁選、靜電分選、水選、一級液選和二級液選；其具體處理過程為第1，將城市生活垃圾先用壓縮機進行壓縮，然后進行彈性剪切，將剪切刀做成具有彈簧的性質，當它碰上鋼板一類的硬金屬時，可以不去剪切它，而將可以剪切的垃圾，全部剪切成10厘米的正方塊形狀。第2，將垃圾打散、過篩，將未經(jīng)剪切的硬金屬去回收利用。第3，將10厘米正方塊垃圾進行磁選，分選出鐵一類的金屬去回收利用。第4，進行垃圾的靜電分選，包括滾筒(I)、負極內筒(2)、括料板(3)、塑料出料皮帶機(4)、正極攪拌器(5)、直流電源(6)和絕緣膠墊(15)；滾筒⑴用鋼板制成，滾筒⑴直徑為3米，滾筒⑴長度6米；負極內筒⑵也用鋼板制成，用絕緣膠墊(15)固定在滾筒(I)的內壁上；括料板(3)用扁鋼制成，長度與滾筒(I)相等，括料板(3)厚度為20毫米，寬度為180毫米；塑料出料皮帶機(4)采用寬度為500毫米的皮帶輸送機，長度應能夠將括料板(3)括出來的全部塑料類組分輸送出來；正極攪拌器(5)用直徑400毫米的鋼管焊上許多攪拌葉片(18)制成，攪拌葉片(18)長度LI = 400毫米，寬度L2= 150毫米、厚度L3 = 30毫米，攪拌葉片(18)的間距為300毫米，兩相鄰的攪拌葉片(18)安裝角度為120度角；直流電源(6)的電壓為220 2200伏，電壓高低可以調節(jié)，正極連接在正極攪拌器(5)上，負極連接在負極內筒(2)上；靜電分選的結構和工作原理是將邊長為10厘米的正方塊垃圾進入負極內筒(2)內，滾筒(I)的安裝傾角！■為4度角，滾筒(I)的旋轉方向與正極攪拌器(5)的旋轉方向相反，兩者轉速2 6轉/分可調，正極攪拌器(5)安裝在負極內筒(2)的內壁下部，垃圾在負極內筒(2)內壁被正極攪拌器
(5)進行不斷的攪拌，使垃圾中的塑料和化纖織物帶上正電荷而被吸附在負極內筒(2)的、內壁上，并隨著滾筒(I)的旋轉，負極內筒(2)也旋轉，塑料和化纖織物被安裝在負極內筒
(2)內壁頂上的括料板(3)括下來，括料板(3)不旋轉，塑料和化纖織物正好掉入安裝在括料板⑶下部的塑料出料皮帶機⑷上被輸送出來，刮料板⑶應有接地的地線，以防刮料板(3)本身也帶電荷，A方向是塑料、塑膜及化纖織物組分的出口，出來后送去制?；厥绽茫钠渌M分流入導料管(7)中。第5，垃圾進行水選，使用的水為自來水，包括導料管(7)、旋轉打撈機(8)、水選池(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);導料管(7)做成正方形管上部裝有漏斗；旋轉打撈機(8)是在旋轉軸上焊上6個打撈葉片構成,打撈葉片的外形尺寸為L4 = 100厘米、L5 = 140厘米，L6 = 15厘米，L7 = 30厘米，打撈葉片鉆有許多直徑10毫米的小孔；水選池(9)的上部做成正方形，邊長L8 = 6米，水選池(9)的下部做成錘體狀，底部安裝有底層出料機(13)，水選池上部有溢流出水口，使水流入水處理設備(11)中，水處理設備(11)由通用的水處理設備加藥-絮凝-液固分離組成，經(jīng)水處理過的水由循環(huán)泵(12)打入水選池(9)循環(huán)使用，若水量不夠可用自來水補充；出料皮帶機(10)采用寬度為500毫米的皮帶輸送機；底層出料機(13)采用直徑為500毫米的螺旋推料機；垃圾水選的工作原理是用自來水作為分選介質，垃圾投放水中，使比重小于水的輕組分，主要是木材和其他可燃物組分浮在水面上，用旋轉打撈機(8)打撈上來，然后掉入出料皮帶機(10)中而分選出來，B方向是木材和其他可燃物組分，已不含氯元素，可送去焚燒發(fā)電，實現(xiàn)無氯燃燒，而沉入水底的組分即由底層出料機(13)送去下一級處理。第6，然后垃圾進入一級液選，一級液選與上述“第5，垃圾進行水選”的設備和分選原理均完全相同，也即是與下述設備完全相同旋轉打撈機(8)、水選池(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);不同的是水選池(9)的名稱改為一級液選池(16);第二個不同的是在自來水中加入硫酸鋅，加入硫酸鋅的數(shù)量為自來水量的10% (重量百分比，以下同)，其常溫時的溶液的比重為I. 107，即可使廚余易腐有機物(瓜、果皮、剩菜等)浮在液面上而分離出來，C方向是廚余易腐有機物組份，它送去生產生物肥料。第7，然后垃圾進入二級液選，二級液選與前述“第5，垃圾進行水選”的設備和分選原理均完全相同，也即是與下述設備完全相同旋轉打撈機(8)、水選池(9)、出料皮帶機(10)、水處理設備(11)、循環(huán)泵(12)和底層出料機(13);不同的是水選池(9)的名稱改為二級液選池(17);第二個不同的是在自來水中加入硫酸鋅，加入硫酸鋅的數(shù)量為自來水量的30%,其常溫時的溶液比重為I. 383,由于橡膠的比重為I. 20,就可以使橡膠組分浮在液面上而分離出來，D方向是橡膠組分，使橡膠也可以回收利用；最后，比重最大的組分磚、石、玻璃、陶瓷(比 重I. 80 3. 20左右)均沉入池底，由底層出料機送出，E方向是磚、石、玻璃、陶瓷組分，可以制磚作建材使用。
權利要求
1.一種不產生二惡英的生活垃圾焚燒前處理裝置，包括壓縮彈性剪切、過篩、磁選、靜電分選、水選、一級液選和二級液選；靜電分選又包括滾筒、負極內筒、括料板、塑料出料皮帶機、正極攪拌器、直流電源和絕緣膠墊；水選和一級液選以及二級液選又包括導料管、旋轉打撈機、水選池、出料皮帶機、水處理設備、循環(huán)泵和底層出料機；其特征在于滾筒直徑在2 6米內選擇，滾筒長度在3 8米內選擇；負極內筒用鋼板制成，用絕緣膠墊固定在滾筒的內壁上，括料板長度與滾筒相等，括料板厚度在10 40毫米內選擇，寬度在100 200毫米內選擇，塑料出料皮帶機寬度為300 800毫米的皮帶輸送機，正極攪拌器用直徑300 500毫米的鋼管焊上許多攪拌葉片制成，直流電源的電壓為220 2200伏，電壓高低可以調節(jié)，正極連接在正極攪拌器上，負極連接在負極內筒上，滾筒的安裝傾角在3 6度角內選擇，滾筒的旋轉方向與正極攪拌器的旋轉方向相反，兩者轉速2 6轉/分可調，正極攪拌器安裝在負極內筒的內壁下部。
2.根據(jù)權利要求I所述的前處理裝置，特征在于攪拌葉片長度在150 500毫米內選擇，寬度在100 200毫米內選擇，厚度在10 50毫米內選擇，攪拌葉片的間距在200 400毫米內選擇，兩相鄰的攪拌葉片安裝角度為120度角。
3.根據(jù)權利要求I所述的前處理裝置，特征在于旋轉打撈機是在旋轉軸上焊上4 6個打撈葉片構成，打撈葉片鉆有許多直徑10毫米的小孔，水選池的上部做成正方形，邊長在3 8米內選擇，出料皮帶機用寬度為300 800毫米的皮帶輸送機，底層出料機用直徑為400 800毫米的螺旋推料機。
全文摘要
“二惡英”由碳、氫、氧、氯元素構成，缺一不可；因此，垃圾無氯焚燒，是徹底解決二惡英產生的突破口；本發(fā)明公開了一種不產生二惡英的生活垃圾焚燒前處理裝置，應用多種新穎、特殊、清潔型前處理技術，實現(xiàn)垃圾無氯焚燒，從根本上解決二惡英的產生問題，垃圾焚燒再也不產生二惡英了，并使焚燒及控制大為簡化，節(jié)省投資和操作費用三分之一以上；實現(xiàn)城市生活垃圾無害化、減量化、資源化的三化要求；將成為垃圾焚燒發(fā)電的升級換代的配套技術，具有廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展前景。
文檔編號B03B7/00GK102728454SQ20121020335
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權日2012年6月19日
發(fā)明者羅健泉 申請人:羅健泉