一种废塑料衍生燃料制备系统及废塑料衍生燃料制备方法与流程

本发明涉及废塑料处理技术领域，具体涉及一种废塑料衍生燃料制备系统及废塑料衍生燃料制备方法。

背景技术：

据国家统计局统计数据，截止2014年9月底，我国制浆造纸及纸制品业企业数量有6824家，每个纸厂在制浆过程中都会产生大量废塑料，这些废塑料为混合物，除各种废料内，还夹杂有纸屑、金属、石子、玻璃等，直接资源化回收难度大，回收率低。这种废塑料在自然环境条件下一般需要上百甚至数百年才能降解，直接填埋对环境造成严重污染。

目前，国内大多数造纸厂的废塑料主要采用再生造粒及焚烧两种方式回收利用，由于造纸厂的废塑料的成分比较复杂，只能人工分选出少数高品质塑料进行造粒再生，剩余大量混杂塑料还需处置。废旧混合塑料的焚烧（发电）因其中含有PVC等含氯组分，焚烧过程中会产生二噁英等剧毒有害物质，烟气污染物排放高，易造成二次污染。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种废塑料衍生燃料制备系统及废塑料衍生燃料制备方法，以解决或至少减轻背景技术中所存在的至少一处的问题，或为解决上述至少一处问题提供便利。

本发明采用的技术方案是：提供一种废塑料衍生燃料制备系统，包含：

破碎机组，所述破碎机组包含粗碎机和细碎机，用于将废塑料破碎，形成破碎物料；针对废旧塑料组分复杂，含水率高，尺寸差异大，软硬物料均有的特点，设计有粗碎机和细碎机顺利完成废塑料破碎，为后续处理提供方便；

连续离心脱水机，所述连续离心脱水机用于对所述破碎物料脱水；连续离心脱水机为连续进料、连续运行、连续出料的离心脱水机，用于将废旧塑料夹杂的附着水离心分离，实现初步干化；

料仓，所述料仓用于存储经所述连续离心脱水机脱水后的破碎物料；根据碎塑料物料形态特殊设计的防搭桥料仓，实现物料暂存的同时，能够顺利进料、出料，不会因搭桥造成物料出料不畅；

回转烘干窑，所述回转烘干窑包含内加热腔和物料腔，所述内加热腔设置在所述物料腔的内部，所述内加热腔用于通入气体对所述物料腔内的物料进行初步间接加热；所述物料腔用于存储物料及向前输送物料，并对物料实现直接加热，得到RDF；回转烘干窑的烘干热源用后续RDF热解炉的高温烟气。烘干过程根据物料特性，设计烘干窑工艺过程与结构，先间接加热，将后续RDF热解产生的高温烟气的温度降低，再直接加热进行物料深度干燥，得到水分含量满足要求的RDF；

输送系统，所述输送系统包含多条输送带和多个风送系统，所述粗碎机与细碎机通过所述输送带连接，所述细碎机与连续离心脱水机通过风送系统连接，所述连续离心脱水机与料仓通过风送系统连接，所述料仓与所述回转烘干窑通过输送带连接。

优选地，所述废塑料衍生燃料制备系统还包含抓斗机及储坑；所述储坑设置在所述粗碎机与细碎机之间，用于存储所述粗碎机粗碎后形成的物料；所述抓斗机设置在所述储坑的上方，所述抓斗机用于将待处理的废塑料抓入所述粗碎机以及将所述储坑内的物料抓入所述细碎机。

优选地，所述废塑料衍生燃料制备系统还包含料斗；所述输送带包含第二输送带，所述第二输送带用于将所述储坑内的物料输送至所述细碎机；所述料斗设置在所述第二输送带靠近所述储坑的一端，所述细碎机设置在所述第二输送带的另一端。

优选地，所述风送系统包含第一风送系统和第二风送系统，所述第一风送系统设置在所述细碎机与所述连续离心脱水机之间，用于将细碎后的物料输送至所述连续离心脱水机；所述第二风送系统设置在所述连续离心脱水机与所述料仓之间，用于将甩干后的物料输送至所述料仓。

优选地，所述输送带还包含第四输送带；所述料仓的底部设置有螺旋出料机构，所述螺旋出料机构用于将所述料仓内的物料输送至所述第四输送带，所述第四输送带用于将所述料仓内的物料输送至所述回转烘干窑内。

优选地，所述抓斗机包含桁架、悬置轨道及物料爪；所述桁架固定设置，所述悬置轨道设置在所述桁架上，所述物料爪设置在所述悬置轨道上，并能够沿所述悬置轨道运动。

优选地，所述悬置轨道设置有两个，两个所述悬置轨道平行设置，每个轨道上设置有一个物料爪。

本发明还提供了一种废塑料衍生燃料制备方法，利用如上所述废塑料燃料制备系统制造燃料，废塑料衍生燃料制备方法包含以下步骤：

步骤一，利用破碎机组破碎废旧塑料；对于废塑料尺寸超过设定值的，先利用粗碎机进行破碎，存入储坑；对于废塑料尺寸在设定值以内的，直接存入储坑；然后通过第二输送带将储坑内的物料输送至细碎机再次破碎；

步骤二，利用连续离心脱水机对所述步骤一中经细碎机破碎后的废塑料进行脱水；

步骤三，将所述步骤二中脱水处理后的废塑料暂存至料仓内；

步骤四，通过第四输送带将所述料仓内的废塑料输送至回转烘干窑内，对进入回转烘干窑内的废塑料先进行间接加热，然后直接加热，最终得到RDF。

在上述废塑料衍生燃料制备方法中，优选地，所述步骤四中对进入回转烘干窑内的塑料先进行间接加热的热源是所述RDF在后续热解过程中产生的高温烟气。

在上述废塑料衍生燃料制备方法中，优选地，所述步骤一中，所述粗碎机用于将废塑料粗碎成尺寸在300mm×50mm以内的物料，所述细碎机用于将粗碎后的物料细碎成尺寸在50mm以内的颗粒。

本发明的有益效果在于：

通过本发明的废塑料衍生燃料制备系统可以实现废塑料的分选，并将废塑料转化成纯净、高热值、低水分的RDF燃料，使废塑料得到回收利用，回收率高，不会对环境造成污染。废塑料转化得到的RDF可以利用热解设备热解得到热解气及热解碳，热解气与热解碳可以代替燃煤成为清洁能源，供造纸厂或发电系统使用。整个处理过程不会产生二次污染，处理成本低。

通过本发明的废塑料衍生燃料制备方法不仅可以得到RDF燃料，在废塑料的烘干过程中可以利用后期RDF热解产生的高温烟气，节约了能源。

附图说明

图1是本发明一实施例的废塑料衍生燃料制备系统的示意图。

图2是本发明一实施例的废塑料衍生燃料制备方法的流程图。

1-粗碎机，2-抓斗机，3-第二输送带，4-磁选机，5-细碎机，6-第一风送系统，7-连续离心脱水机，8-第二风送系统，9-料仓，10-第四输送带，11-回转烘干窑，12-储坑，13-第一输送带。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种废塑料衍生燃料制备系统，包含破碎机组、连续离心脱水机7、料仓9、回转烘干窑11及输送系统。

所述破碎机组包含粗碎机1和细碎机5，用于将废塑料破碎，形成破碎物料；针对废旧塑料组分复杂，含水率高，尺寸差异大，软硬物料均有的特点，设计有粗碎机1和细碎机5顺利完成废塑料破碎，为后续处理提供方便。

连续离心脱水机7用于对所述破碎物料脱水；连续离心脱水机7为连续进料、连续运行、连续出料的离心脱水机，用于将废旧塑料夹杂的附着水离心分离，实现初步干化。

料仓9用于存储经连续离心脱水机7脱水后的破碎物料；根据碎塑料物料形态特殊设计的防搭桥料仓，实现物料暂存的同时，能够顺利进料、出料，不会因搭桥造成物料出料不畅。

回转烘干窑11包含内加热腔和物料腔，所述内加热腔设置在所述物料腔的内部，所述内加热腔用于通入气体对所述物料腔内的物料进行初步间接加热；所述物料腔用于存储物料及向前输送物料，并对物料实现直接加热，得到RDF；回转烘干窑11的烘干热源用后续RDF热解炉的高温烟气。烘干过程根据物料特性，设计烘干窑工艺过程与结构，先间接加热，将高温烟气的温度降低，再直接加热进行物料深度干燥，得到水分含量满足要求的RDF；

所述输送系统包含多条输送带和多个风送系统，所述粗碎机1与细碎机5通过所述输送带连接，所述细碎机5与连续离心脱水机7通过风送系统连接，所述连续离心脱水机7与料仓9通过风送系统连接，所述料仓9与所述回转烘干窑11通过输送带连接。

通过本发明的废塑料衍生燃料制备系统可以将待处理的废塑料制备成纯净、热值高、含水率低及稳定的衍生燃料，可以代替燃煤成为清洁能源，整个处理过程不会产生二次污染，处理成本低。

在本实施例中，粗碎机1采用剪切、撕、咬、挤压的方式破碎，并通过调整出料口的间隙自由调整出料粒度，无需筛网，由电机、减速机、破碎机腔、底座、刀具安装轴、刀具及进料斗等装置组装而成，其中破碎机腔用螺栓固定在底座上，进料斗用螺栓固定在破碎机腔上，破碎机腔内有两根刀具安装轴，刀具安装轴上连接有撕碎刀具，刀具安装轴一端连接减速机，减速机一端连接电机。

其工作原理为两电机分别带动两减速机运转，两减速机分别带动两刀具安装轴低速旋转，然后两刀具安装轴分别带动安装在其上的刀具相向旋转，接着由抓斗机2将待破碎的废塑料送入破碎腔内，废塑料在破碎腔内受到两相向旋转的刀具的剪切、撕裂和挤压，从而将塑料绞绳撕碎成300mm*50mm以内的塑料长条。

在本实施例中，粗碎机1的刀具都设计成厚重结构，并采用特殊的合金工具钢制作，并经多次热处理，因此刀具使用寿命长；粗碎机通过调整刀具的宽度、齿距、刀具与垫片的间隙来控制物料的破碎粒径，无需筛网，因此具有破碎速度快、无堵塞的优点；粗碎机的破碎机腔采用较厚的钢板焊接而成，并经消除应力处理后整体加工，因此非常坚固，确保设备在长时间重负荷中的稳定性；粗碎机设计有电流保护及刀具自动反转装置，当不慎有超大块的物料进入塑料绞绳粗碎机内破碎时，刀具自动反转，此装置能有效地保护破碎机及刀具在特殊工况下不遭意内地损坏，使生产正常运行。

在本实施例中，细碎机5由推料器、大惯性刀辊、动刀、定刀和筛网构成，电机通过减速机带动大惯性刀辊高速旋转，从而带动安装在大惯性刀辊上的动刀与安装在机腔内的定刀形成切削（类似于牙啃式结构），通过数次切削后，如果塑料的尺寸小于筛网上的筛孔孔径，则由负压风将塑料从网孔中吸出，如果塑料的尺寸大于筛网上的筛孔孔径，物料在机腔内继续进行牙啃式切削，直到塑料的尺寸小于筛网上的筛孔孔径为止才能出料。其优点在于，由于带有筛网，破碎后的物料尺寸较小且均匀；由于带有推料器，破碎产能高；采用可拆卸式动刀及定刀结构，维护方便；动刀采用梯级剪式排布，使切削受力分解，造成切削力成倍增长。

在本实施例中，所述废塑料衍生燃料制备系统还包含抓斗机2及储坑12；储坑12设置在粗碎机1与细碎机5之间，用于存储粗碎机1粗碎后形成的物料；抓斗机2设置在储坑12的上方，抓斗机2用于将待处理的废塑料抓入粗碎机1以及将储坑12内的物料抓入细碎机5。

在本实施例中，对于塑料绞绳等较大废塑料先由抓斗机2抓入粗碎机1粗碎，粗碎后通过第一输送带13输送至储坑12；对于塑料轻渣等较小颗粒的废塑料，可以由输送车直接转运至储坑12内。然后，再由抓斗机2将储坑12内的物料送入细碎机5。

在本实施例中，抓斗机2包含桁架、悬置轨道及物料爪；所述桁架固定设置，所述悬置轨道设置在所述桁架上，所述物料爪设置在所述悬置轨道上，并能够沿所述悬置轨道运动。具体的，桁架固定在地面上，并横跨在储坑12上方。具体的，所述悬置轨道上面设置有物料爪，用于将大块废塑料抓入粗碎机1，将储坑12内的物料抓入细碎5。

在另一个备选实施例中，所述悬置轨道设置有两个，两个所述悬置轨道平行设置，每个轨道上设置有一个物料爪。当一个物料爪出现故障时，另一个可以保证设备的正常运行。其优点在于，有利于提高工作效率及设备使用安全系数。

在本实施例中，所述废塑料衍生燃料制备系统还包含磁选机4及料斗；所述输送带包含第二输送带3，第二输送带3用于将储坑12内的物料输送至细碎机5；所述料斗设置在第二输送带3靠近储坑12的一端，细碎机5设置在第二输送带3的另一端；磁选机4设置在第二输送带3的两端之间，用于分选出磁性物料。

由于待处理的废塑料（如塑料绞绳）是由多种不同成份的物料绞结一起而成，因此物料较长、较粗，同时里面成份复杂，除了绝大多数的大块塑料薄膜、长条纤维带及打包带内，还含有多根铁丝等，因此针对塑料绞绳的物料，设计了两级破碎，第一级粗碎机采用大扭矩的粗碎机1低速运转，将其破碎至300mm*50mm以内的塑料长条，再用磁选分选出其中的磁性物料后，然后再将其送入第二级细碎机5内破碎。采用两级破碎使塑料绞绳破碎更顺畅，更节能。而塑料轻渣的粒径较小，且物料分散，因此只需直接进入细碎机破碎即可达到要求。

利用连续离心脱水机将物料进行脱水，脱水后的物料含水率低于15%，成为含水率很低、热值较高而且稳定的RDF。

在本实施例中，连续离心脱水机是利用离心率的原理设计的，采用高速运转的主轴，使物料在甩干腔内进行离心式运动，从而达到脱水的效果。其优点在于，甩干机转胆采用全网式滤心内筒结构，甩干效果更好。甩干机转胆采用不锈钢板精制而成,坚固耐用；甩干机采用三角胶带传动,由电机带动起步轮,缓步起动至正常转速,运转平稳无振动。

在本实施例中，所述风送系统包含第一风送系统6和第二风送系统8，第一风送系统6设置在细碎机5与连续离心脱水机7之间，用于将细碎后的物料输送至连续离心脱水机7。第二风送系统8设置在连续离心脱水机7与所述料仓9之间，用于将甩干后的物料输送至所述料仓，其优点在于，还可以对细碎及甩干后的物料进行初步脱水。

脱水处理后的物料经过第二风送系统8输送至料仓9。

在本实施例中，所述输送带还包含第四输送带10；料仓9的底部设置有螺旋出料机构，所述螺旋出料机构用于将料仓9内的物料输送至第四输送带10，第四输送带10用于将料仓9内的物料输送至回转烘干窑11内。

可以理解的是，所述废塑料回收系统还可以包含污水处理系统及尾气处理系统；所述污水处理系统用于处理所述废塑料在所述脱水设备中产生的废水；所述尾气处理系统用于处理所述热解炉产生的烟气。

可以理解的是，待处理废塑料脱水产生的废水还可以直接送入现有污水处理装置，其优点在于，有利于简化废塑料衍生燃料制备系统。

利用本系统，先将待处理的废塑料制备成纯净、热值高、含水率低及稳定的衍生燃料，然后再将RDF热解产生清洁的热解气和热解碳，由于RDF是在无氧或缺氧条件下中受热分解，因此减少了二恶英的生成，可以有效遏止二恶英类有毒物质的产生和排放。因此二次污染小，对环境更加安全。

如图2所述，本发明还提供给了一种废塑料衍生燃料制备方法，利用如上所述废塑料燃料制备系统制造燃料，包含以下步骤：

步骤一，利用破碎机组破碎废旧塑料；对于废塑料尺寸超过设定值的，先利用粗碎机1进行破碎，存入储坑12；对于废塑料尺寸在设定值以内的，直接存入储坑12；然后通过第二输送3带将储坑12内的物料输送至细碎机5再次破碎；

步骤二，利用连续离心脱水机7对所述步骤一中经细碎机5破碎后的废塑料进行脱水；

步骤三，将所述步骤二中脱水处理后的废塑料暂存至料仓9内；

步骤四，通过第四输送带10将所述料仓9内的废塑料输送至回转烘干窑11内，对进入回转烘干窑11内的废塑料先进行间接加热，然后直接加热，最终得到RDF。

所述步骤四中对进入回转烘干窑11内的塑料先进行间接加热的热源是所述RDF在后续热解过程中产生的高温烟气。

所述步骤一中，所述粗碎机1用于将废塑料粗碎成尺寸在300mm×50mm以内的物料，所述细碎机5用于将粗碎后的物料细碎成尺寸在50mm以内的颗粒。本实施例中给出的尺寸是指破碎后物料的最大尺寸。可以理解的是，粗碎机1与细碎机5破碎物料的尺寸主要根据其自身的能力，特别地，细碎机5在破碎物料时，主要考虑回转烘干窑11对进料尺寸的要求。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。