固態廢物分離設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及固態廢物分離設備和方法。更具體地說，本發明設備和方法用于混合的城市固態廢物的分離。
[0002]本文還描述了固態廢物分離方法中特別有用的一些附加部件或特征，包括每個滾筒篩部分轉移密封裝置、用于相互之間具有相對旋轉運動的兩個部件的密封結構、旋轉篩選器清潔裝置和滾筒篩支撐結構。
【背景技術】
[0003]混合城市固態廢物(MSW，municipal solid waste)的治理目前最典型地包括將該廢物傳送至某種分離工序。通過該工序，其中的有機材料首先盡可能地從無機材料中分離出來。這個初始分離步驟常常是一種基于尺寸的分離，其中有機材料通常比許多無機材料小或柔軟。有機材料隨后至少部分被引導至生物穩定或降解工序，同時，無機材料被分類成可回收物和非可回收物，后者被傳送到垃圾填埋場。生物穩定或降解工序的產物是理想的堆肥材料和/或沼氣。
[0004]這種整體工序的效率主要取決于執行各種分離步驟的方式的有效性。此外，這種工序的最終產品的實用性大部分取決于它們的純度。例如，如果每個玻璃和砂礫、薄膜塑料材料以及鐵和非鐵材料都從有機材料中除去，則最終產物是非常可取的。然而，取得完全高效的結果所需要的時間與相關的成本之間常常需要折衷。把污染物從有機物中分離的快速有效的工序將使城市固態廢物快速、有效地處理成為可能。
[0005]國際專利申請PCT/AU00/00865(W0 01/05729)描述了一種方法和設備，其中好氧和厭氧工序被組合起來以用于城市固態廢物的有機部分的處理。該方法和設備的特征是在單個容器中順序處理有機廢料的基本水平，通過提高有機廢物材料的溫度的首次需氧步驟、厭氧消化步驟和隨后的需氧處理步驟。在厭氧消化步驟中，生產用水或含有微生物的培養液被引入到容器中，以創建適合于沼氣的含量和產量的高效厭氧消化的條件。引入的培養液也有助于熱與質量傳遞，也提供緩沖能力以防止酸化。隨后，空氣被引入至容器中的殘留物，以創造好氧降解的條件。本文進一步描述了厭氧消化過程中引入的水可能來源于已經歷厭氧消化的互連容器。
[0006]例如國際專利申請PCT/AU00/00865(W001/05729)描述的方法中要求把各種各樣的材料從城市固態廢物的有機部分中有效分離。這樣的材料包括金屬、塑料材料、砂、砂礫、玻璃和類似物。這種方法的可行性還要求這些污染物材料的分離是快速有效的。
[0007]美國專利申請US20110008865 Al公開了處理城市固態廢物的方法和設備，以分離可回收物以及將固態廢物轉化為能源和清潔燃料。初始高壓滅菌步驟是該方法不可或缺的，其目的是打破纖維的纖維素材料的纖維鍵。單個滾筒篩用于分離，并產生均勻有機部分。該均勻有機部分與污泥脫水處理所產出的水混合。有機流進行發酵和高溫厭氧消化。所產生的甲烷被用來產生熱和電能以供裝置運轉。增稠脫水污泥由消化器產生，該增稠脫水污泥作為一種用于熱解的原料。滾筒篩分離步驟后的尺寸過大者被傳送至除去金屬、鋁、玻璃和塑料的步驟。所采用的分離步驟是粗糙的和相對低效的，包括滾筒篩中經受若干分離步驟的最終的尺寸過大者的事實。
[0008]本發明固態廢物分離方法的目的之一是基本上克服現有技術中的上述問題，或者提供一種有用的替代方案。
[0009]關于【背景技術】的前述討論的目的僅在于便于理解本發明。該討論并不是承認任何涉及到的材料是或曾經是在本申請的優先權日前的普通公知常識的一部分。
[0010]在本發明的說明書和權利要求書中，除非另有說明，“包括”一詞或者其變形將被理解為包含一個或一組所述的個體，但并不排除還包括其它一個或一組個體。

【發明內容】

[0011]本發明提供了一種固態廢物分離設備，包括至少兩個可旋轉的滾筒篩部分，該至少兩個可旋轉的滾筒篩部分布置為使需要分離的固態廢物可以通過一個滾筒篩部分以及進入另一個滾筒篩部分，每個滾筒篩部分內設置有篩選器，過篩材料(screened material)可以通過篩選器，其中，該至少兩個滾筒篩部分能夠以不同的相對速度旋轉。
[0012]優選地，第一滾筒篩部分內的篩選器比第二滾筒篩部分內設置的篩選器更精細。
[0013]更優選地，第一滾筒篩部分的篩選器的第一部分是實心的，無孔。
[0014]在本發明的一種形式中，第一滾筒篩部分的篩選器內設置的孔的直徑小于或等于約60mmο
[0015]優選地，第一滾筒篩部分的篩選器內設置的孔為約40_。
[0016]優選地，第一滾筒篩部分在緊鄰其第一端的位置設置有螺旋刀片部分，在初始情況下，進入第一滾筒篩部分的廢物通過該螺旋刀片部分移動一定距離進入第一滾筒篩部分。
[0017]更優選地，螺旋刀片部分設置在第一滾筒篩的第一實心部。第一滾筒篩部分的篩選器的其余部分設置有孔，同樣該或每個后續滾筒篩的篩選器也設置有孔。
[0018]優選地，最后的滾筒篩部分內設置有一段終端篩選器，該終端篩選器比用于該最后的滾筒篩部分和其他滾筒篩部分的部分中的篩選器粗糙。
[0019]在本發明的一種形式中，該設備設置有三個滾筒篩部分。優選地，以給入所述滾筒篩的廢物的體積計，通過如此布局的設置在每個滾筒篩中的篩選器排出的廢物大約分別是20%,30%和30%，剩余物從所述最后的滾筒篩穿過。
[0020]優選地，最后的滾筒篩部分內的孔小于或等于約300mm。
[0021]優選地，滾筒篩部分設置有內部提升裝置，當滾筒篩部分旋轉時，穿過滾筒篩部分的廢物通過該內部提升裝置被提升。
[0022]更優選地，一個或多個滾筒篩部分布置為下降的趨勢，以促進廢物通過其中。
[0023]優選地，第一滾筒篩設置有噴射裝置，穿過其中的固態廢物可以通過該噴射裝置被潤濕或變潮濕。優選地，由于第一滾筒篩的轉動，當固態廢物落入第一滾筒篩內時，固態廢物被潤濕或變潮濕。
[0024]優選地，每個滾筒篩部分的轉動是單獨驅動的。
[0025]更優選地，每個滾筒篩部分由四個驅動輪支撐，滾筒篩部分的負荷通過該四個驅動輪分擔。該四個驅動輪均以同步的方式單獨驅動。
[0026]優選地，驅動輪成對布置，滾筒篩部分位于驅動輪之間且在驅動輪上，驅動輪由支撐架支撐。支撐架上還具有惰輪裝置(idler means)和推力滾子裝置(thrust rollermeans)，其中，惰輪裝置承擔滾筒篩部分的重量，滾筒篩被提升，減輕了驅動輪上滾筒篩部分的重量，推力滾子裝置用于傳遞被動抗力以幫助將滾筒篩部分定位在該驅動輪上。
[0027]本設備還包括停放鎖定裝置(parkinglock means)，當滾筒篩部分沒有轉動并且靜止時，驅動輪能通過該停放鎖定裝置減輕重量，從而防止驅動輪上產生平點(flatspot)ο
[0028]更優選地，第一滾筒篩部分比第二滾筒篩部分轉動的速度快。
[0029]在本發明的一種形式中，第一滾筒篩部分轉動的速度高達約25rpm。優選地，第一滾筒篩部分轉動的速度為約9至16rpm。第二滾筒篩部分轉動的速度少于約9至16rpm。
[0030]本發明固態廢物分離設備進一步包括設置在滾筒篩部分之間的轉移密封裝置。[0031 ]優選地，在保持密封完整性的同時，位于滾筒篩部分之間的轉移密封裝置有助于滾筒篩部分以相對不同的速度旋轉。
[0032]在一種形式中，轉移密封裝置包括保持在相鄰滾筒篩部分之間且在滾筒篩部分周圍的環形柔性件。移密封裝置還包括柔性保持件和定位件，柔性保持件和定位件均繞滾筒篩部分的周圍延伸，其中，定位件固定柔性保持件的位置，從而柔性保持件定位和保持環形柔性件的位置。
[0033]轉移密封裝置的環形柔性件通過所述柔性保持件保持在設置在相鄰滾筒篩部分之間的環形凹槽內。該環形凹槽由一個滾筒篩部分的后端、該定位件和該柔性保持件組成的通道形成。
[0034]在進一步的形式中，轉移密封裝置可以以下文描述的第一端部密封結構形式設置，其中，相鄰滾筒篩部分構成第一和第二部件。
[0035]固態廢物分離設備進一步包括基本位于滾筒篩部分下方的輸送裝置，該滾筒篩部分篩選的材料可以在輸送裝置上接收。
[0036]第一滾筒篩的第一端設置有端蓋，端蓋內設置有槽溝，城市固態廢物可以通過該槽溝傳送至第一滾筒篩。第一滾筒篩的第一端還設置有第一端部密封結構。第一端部密封結構有助于第一滾筒篩相對于端蓋旋轉。
[0037]優選地，第一端部密封結構包括設置在第一滾筒篩的第一端上的凸起環形部分和設置在端蓋上的雙葉環形件(dual leaf annular member)，其中，雙葉環形件的葉片之間接收有凸起件，從而形成基本密封。
[0038]本發明固態廢物分離設備還包括一個或多個篩選器清潔裝置。
[0039]優選地，所述篩選器清潔裝置設置成對所述或每個滾筒篩的篩選器進行沖擊(impinge)，從而去除可能堵塞的或者影響前述操作的材料。
[0040]更優選地，該篩選器清潔裝置包括設置有多個彈性刮板的細長槳輪，該槳輪繞著自身的長度旋轉，使得所述刮板以有助于從所述篩選器上擦拭掉材料的方式對所述滾筒篩部分的篩選器進行沖擊。
[0041 ]在本發明的一種形式中，細長槳輪旋轉的方向與篩選器轉動的方向相反。在本發明進一步的形式中，可以設想地