[发明专利]一种城市废弃物制作衍生燃料的装置和方法

权利要求书

1.一种城市废弃物制作衍生燃料的装置，主要包括初选机（2）、一次破碎机（3）、风选机（4）、一级金属分选器（5）、一级脱水机（6）、二次破碎机（7）、二级金属分选器（8）、二级脱水机（9）、衍生燃料成型机（12）、干燥机（13）、污水处理装置（15）、锅炉（17）和废热回收装置（23），其特征在于：垃圾堆场（1）出口至成品堆场（14）进料口之间顺次通过传送皮带串接了所述初选机（2）、所述一次破碎机（3）、所述风选机（4）、所述一级金属分选器（5）、所述一级脱水机（6）、所述二次破碎机（7）、所述二级金属分选器（8）、所述二级脱水机（9）、搅拌机（11）、所述衍生燃料成型机（12）和所述干燥机（13）；所述垃圾堆场（1）、所述一级脱水机（6）和所述二级脱水机（9）底部设置出水口，并通过管道与所述污水处理装置（15）入口连接，所述污水处理装置（15）出口通过管道与废水池（16）入口连接，所述废水池（16）底部设置出水口；所述干燥机（13）、所述锅炉（17）和所述废水池（16）分别连接所述废热回收装置（23）。

2.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述废热回收装置（23）包括一空气预热器（18），所述空气预热器（18）热侧入口与所述干燥器（13）出风口连接，所述空气预热器（18）热侧出口与所述废水池（16）中下部空气入口连接，所述空气预热器（18）冷侧入口与冷凝加热器（21）空气出口连接；所述冷凝加热器（21）冷媒出口至所述冷凝加热器（21）冷媒入口之间通过冷媒管道依次串接了膨胀阀（22）、废水换热器（19）和压缩机（20）。

3.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述废热回收装置（23）的入口即为所述冷凝加热器（21）的空气入口，所述废热回收装置（23）的出口即为所述空气预热器（18）的冷侧出口；所述冷凝加热器（21）的空气入口与风机（24）出口连接，所述风机（24）入口与大气环境连通；所述空气预热器（18）的冷侧出口与所述锅炉（17）空气入口连接，所述锅炉（17）空气出口与所述干燥器（13）入风口连接；所述锅炉（17）下部设置有炉渣排出口，所述锅炉（17）上部设置有燃料入口，并通过皮带与所述成品堆场（14）连接。

4.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述搅拌机（11）顶部配料入口与自动配料器（10）出料口连接。

5.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述废水换热器（19）放置在所述废水池（16）中。

6.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述一级脱水机（6）和二级脱水机（9）结构形式为螺旋挤压式、压滤式或离心式。

7.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述一级金属分选器（5）和二级金属分选器（8）分选方法可采用磁力分选或涡流分选方式。

8.根据权利要求1所述的城市废弃物制作衍生燃料的装置，其特征在于：所述压缩机（20）为制冷压缩机。

9.一种城市废弃物制作衍生燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）衍生垃圾制作

a.由市政收集的垃圾首先放置在所述垃圾堆场（1）中，然后从所述垃圾堆场（1）通过皮带传送至所述初选机（2）中，通过人工操作，将市政垃圾中的大块杂物去除，接着通过皮带送入所述一次破碎机（3）中初步破碎至8-10cm,破碎后的垃圾进入所述风选机（4）中将纸张、塑料等轻质组分与重质组分分开，其中轻质组分离出后被用于回收处理，重质组分通过皮带传送至所述一级金属分选器（5）中将部分金属分出，然后通过皮带送入所述一级脱水机（6）中脱除5%-20%的水分；

b.脱除部分水分后的垃圾进入所述二次破碎机（7）中破碎至3-5cm，破碎后的垃圾经过所述二级金属分选器（8）再次分离出金属，然后在所述二级脱水机（9）中脱除5%-20%的水分；

c.脱除部分水分后的垃圾进入所述搅拌机（11）与来自所述自动配料器（10）中的燃料配料混合并均匀搅拌后，在所述衍生燃料成型机（12）中生成直径10-20mm、长度10-50mm左右的圆柱型垃圾衍生燃料；

d.由所述一级金属分选器（5）和所述二级金属分选器（8）所分离出的金属被回收处理；

步骤2）衍生垃圾干燥

a.成型后的垃圾衍生燃料通过皮带送入所述干燥机（13），而所述成品堆场（14）中少量垃圾衍生燃料通过皮带送入所述锅炉（17）中燃烧后，对进入所述锅炉（17）空气入口的空气加热，所产生的热空气送入所述干燥器（13）中，将成型垃圾衍生燃料中的水分减少至10%-15%；

b.干燥后的成型垃圾衍生燃料通过皮带传送至所述成品堆场（14）中存放，而在所述干燥器（13）中降温后的空气携带着来自成型垃圾衍生燃料中的水分进入所述空气预热器（18）的热侧入口；

步骤3）废水处理及能量回收

a.从所述垃圾堆场（1）、所述一级脱水机（6）和所述二级脱水机（9）所排放的垃圾渗滤液通过管道引入所述污水处理装置（15）中，在所述污水处理装置（15）中通过厌氧、有氧和化学处理，降低渗滤液的COD值，处理中产生的固形物通过所述污水处理装置（15）底部排出，处理完的渗滤液通过管道排放至所述废水池（16）中；

b.所述废水池（16）中放置有所述废水换热器（19）；所述废水换热器（19）冷媒入口通入来自所述膨胀器（22）出口的气液两相制冷剂，当制冷剂流经所述废水换热器（19）换热管内部通道后，制冷剂中液体不断蒸发，通过所述废水换热器（19）换热管与废水直接接触的外表面吸收热量，当制冷剂流出所述废水换热器（19）冷媒出口后，制冷剂全部转化为蒸汽并被所述压缩机（20）吸入，所述压缩机（20）对制冷剂蒸汽加压后，流入所述冷凝加热器（21）冷媒入口，在所述冷凝加热器（21）换热管中流动时，制冷剂蒸汽不断冷凝，加热由所述风机（24）送入所述冷凝加热器（21）外侧空气通道的空气，当制冷剂流出所述冷凝加热器（21）冷媒出口后，制冷剂全部变为液体，通过所述膨胀阀（22）的降压作用，这些液体再次转化为气液两相，进入所述废水换热器（19）冷媒入口，完成从废水中吸热的循环；

c.流出所述冷凝加热器（21）空气出口的空气进入所述空气预热器（18）冷侧通道，由来自所述干燥器（13）出风口并流经所述空气预热器（18）热侧通道的空气加热，流出所述空气预热器（18）热侧出口的空气被通入所述废水池（16）的废水中，通过加热废水，使其温度进一步降低，热量进一步被回收，且这些空气中所含水分被截留在所述废水池（16）中。