固态废物分离设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固态废物分离设备和方法。更具体地说，本发明设备和方法用于混合的城市固态废物的分离。
[0002]本文还描述了固态废物分离方法中特别有用的一些附加部件或特征，包括每个滚筒筛部分转移密封装置、用于相互之间具有相对旋转运动的两个部件的密封结构、旋转筛选器清洁装置和滚筒筛支撑结构。
【背景技术】
[0003]混合城市固态废物(MSW，municipal solid waste)的治理目前最典型地包括将该废物传送至某种分离工序。通过该工序，其中的有机材料首先尽可能地从无机材料中分离出来。这个初始分离步骤常常是一种基于尺寸的分离，其中有机材料通常比许多无机材料小或柔软。有机材料随后至少部分被引导至生物稳定或降解工序，同时，无机材料被分类成可回收物和非可回收物，后者被传送到垃圾填埋场。生物稳定或降解工序的产物是理想的堆肥材料和/或沼气。
[0004]这种整体工序的效率主要取决于执行各种分离步骤的方式的有效性。此外，这种工序的最终产品的实用性大部分取决于它们的纯度。例如，如果每个玻璃和砂砾、薄膜塑料材料以及铁和非铁材料都从有机材料中除去，则最终产物是非常可取的。然而，取得完全高效的结果所需要的时间与相关的成本之间常常需要折衷。把污染物从有机物中分离的快速有效的工序将使城市固态废物快速、有效地处理成为可能。
[0005]国际专利申请PCT/AU00/00865(W0 01/05729)描述了一种方法和设备，其中好氧和厌氧工序被组合起来以用于城市固态废物的有机部分的处理。该方法和设备的特征是在单个容器中顺序处理有机废料的基本水平，通过提高有机废物材料的温度的首次需氧步骤、厌氧消化步骤和随后的需氧处理步骤。在厌氧消化步骤中，生产用水或含有微生物的培养液被引入到容器中，以创建适合于沼气的含量和产量的高效厌氧消化的条件。引入的培养液也有助于热与质量传递，也提供缓冲能力以防止酸化。随后，空气被引入至容器中的残留物，以创造好氧降解的条件。本文进一步描述了厌氧消化过程中引入的水可能来源于已经历厌氧消化的互连容器。
[0006]例如国际专利申请PCT/AU00/00865(W001/05729)描述的方法中要求把各种各样的材料从城市固态废物的有机部分中有效分离。这样的材料包括金属、塑料材料、砂、砂砾、玻璃和类似物。这种方法的可行性还要求这些污染物材料的分离是快速有效的。
[0007]美国专利申请US20110008865 Al公开了处理城市固态废物的方法和设备，以分离可回收物以及将固态废物转化为能源和清洁燃料。初始高压灭菌步骤是该方法不可或缺的，其目的是打破纤维的纤维素材料的纤维键。单个滚筒筛用于分离，并产生均匀有机部分。该均匀有机部分与污泥脱水处理所产出的水混合。有机流进行发酵和高温厌氧消化。所产生的甲烷被用来产生热和电能以供装置运转。增稠脱水污泥由消化器产生，该增稠脱水污泥作为一种用于热解的原料。滚筒筛分离步骤后的尺寸过大者被传送至除去金属、铝、玻璃和塑料的步骤。所采用的分离步骤是粗糙的和相对低效的，包括滚筒筛中经受若干分离步骤的最终的尺寸过大者的事实。
[0008]本发明固态废物分离方法的目的之一是基本上克服现有技术中的上述问题，或者提供一种有用的替代方案。
[0009]关于【背景技术】的前述讨论的目的仅在于便于理解本发明。该讨论并不是承认任何涉及到的材料是或曾经是在本申请的优先权日前的普通公知常识的一部分。
[0010]在本发明的说明书和权利要求书中，除非另有说明，“包括”一词或者其变形将被理解为包含一个或一组所述的个体，但并不排除还包括其它一个或一组个体。
【发明内容】
[0011]本发明提供了一种固态废物分离设备，包括至少两个可旋转的滚筒筛部分，该至少两个可旋转的滚筒筛部分布置为使需要分离的固态废物可以通过一个滚筒筛部分以及进入另一个滚筒筛部分，每个滚筒筛部分内设置有筛选器，过筛材料(screened material)可以通过筛选器，其中，该至少两个滚筒筛部分能够以不同的相对速度旋转。
[0012]优选地，第一滚筒筛部分内的筛选器比第二滚筒筛部分内设置的筛选器更精细。
[0013]更优选地，第一滚筒筛部分的筛选器的第一部分是实心的，无孔。
[0014]在本发明的一种形式中，第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔的直径小于或等于约60mmο
[0015]优选地，第一滚筒筛部分的筛选器内设置的孔为约40_。
[0016]优选地，第一滚筒筛部分在紧邻其第一端的位置设置有螺旋刀片部分，在初始情况下，进入第一滚筒筛部分的废物通过该螺旋刀片部分移动一定距离进入第一滚筒筛部分。
[0017]更优选地，螺旋刀片部分设置在第一滚筒筛的第一实心部。第一滚筒筛部分的筛选器的其余部分设置有孔，同样该或每个后续滚筒筛的筛选器也设置有孔。
[0018]优选地，最后的滚筒筛部分内设置有一段终端筛选器，该终端筛选器比用于该最后的滚筒筛部分和其他滚筒筛部分的部分中的筛选器粗糙。
[0019]在本发明的一种形式中，该设备设置有三个滚筒筛部分。优选地，以给入所述滚筒筛的废物的体积计，通过如此布局的设置在每个滚筒筛中的筛选器排出的废物大约分别是20%,30%和30%，剩余物从所述最后的滚筒筛穿过。
[0020]优选地，最后的滚筒筛部分内的孔小于或等于约300mm。
[0021]优选地，滚筒筛部分设置有内部提升装置，当滚筒筛部分旋转时，穿过滚筒筛部分的废物通过该内部提升装置被提升。
[0022]更优选地，一个或多个滚筒筛部分布置为下降的趋势，以促进废物通过其中。
[0023]优选地，第一滚筒筛设置有喷射装置，穿过其中的固态废物可以通过该喷射装置被润湿或变潮湿。优选地，由于第一滚筒筛的转动，当固态废物落入第一滚筒筛内时，固态废物被润湿或变潮湿。
[0024]优选地，每个滚筒筛部分的转动是单独驱动的。
[0025]更优选地，每个滚筒筛部分由四个驱动轮支撑，滚筒筛部分的负荷通过该四个驱动轮分担。该四个驱动轮均以同步的方式单独驱动。
[0026]优选地，驱动轮成对布置，滚筒筛部分位于驱动轮之间且在驱动轮上，驱动轮由支撑架支撑。支撑架上还具有惰轮装置(idler means)和推力滚子装置(thrust rollermeans)，其中，惰轮装置承担滚筒筛部分的重量，滚筒筛被提升，减轻了驱动轮上滚筒筛部分的重量，推力滚子装置用于传递被动抗力以帮助将滚筒筛部分定位在该驱动轮上。
[0027]本设备还包括停放锁定装置(parkinglock means)，当滚筒筛部分没有转动并且静止时，驱动轮能通过该停放锁定装置减轻重量，从而防止驱动轮上产生平点(flatspot)ο
[0028]更优选地，第一滚筒筛部分比第二滚筒筛部分转动的速度快。
[0029]在本发明的一种形式中，第一滚筒筛部分转动的速度高达约25rpm。优选地，第一滚筒筛部分转动的速度为约9至16rpm。第二滚筒筛部分转动的速度少于约9至16rpm。
[0030]本发明固态废物分离设备进一步包括设置在滚筒筛部分之间的转移密封装置。[0031 ]优选地，在保持密封完整性的同时，位于滚筒筛部分之间的转移密封装置有助于滚筒筛部分以相对不同的速度旋转。
[0032]在一种形式中，转移密封装置包括保持在相邻滚筒筛部分之间且在滚筒筛部分周围的环形柔性件。移密封装置还包括柔性保持件和定位件，柔性保持件和定位件均绕滚筒筛部分的周围延伸，其中，定位件固定柔性保持件的位置，从而柔性保持件定位和保持环形柔性件的位置。
[0033]转移密封装置的环形柔性件通过所述柔性保持件保持在设置在相邻滚筒筛部分之间的环形凹槽内。该环形凹槽由一个滚筒筛部分的后端、该定位件和该柔性保持件组成的通道形成。
[0034]在进一步的形式中，转移密封装置可以以下文描述的第一端部密封结构形式设置，其中，相邻滚筒筛部分构成第一和第二部件。
[0035]固态废物分离设备进一步包括基本位于滚筒筛部分下方的输送装置，该滚筒筛部分筛选的材料可以在输送装置上接收。
[0036]第一滚筒筛的第一端设置有端盖，端盖内设置有槽沟，城市固态废物可以通过该槽沟传送至第一滚筒筛。第一滚筒筛的第一端还设置有第一端部密封结构。第一端部密封结构有助于第一滚筒筛相对于端盖旋转。
[0037]优选地，第一端部密封结构包括设置在第一滚筒筛的第一端上的凸起环形部分和设置在端盖上的双叶环形件(dual leaf annular member)，其中，双叶环形件的叶片之间接收有凸起件，从而形成基本密封。
[0038]本发明固态废物分离设备还包括一个或多个筛选器清洁装置。
[0039]优选地，所述筛选器清洁装置设置成对所述或每个滚筒筛的筛选器进行冲击(impinge)，从而去除可能堵塞的或者影响前述操作的材料。
[0040]更优选地，该筛选器清洁装置包括设置有多个弹性刮板的细长桨轮，该桨轮绕着自身的长度旋转，使得所述刮板以有助于从所述筛选器上擦拭掉材料的方式对所述滚筒筛部分的筛选器进行冲击。
[0041 ]在本发明的一种形式中，细长桨轮旋转的方向与筛选器转动的方向相反。在本发明进一步的形式中，可以设想地