产生具有减少的氯含量的工程化燃料原料的系统和方法_2

文档序号:8515741阅读:来源:国知局
包括有害废物、生物医学废物、化粪池污泥或农业废物,但不包括用于工业排放物中的土壤富集或固体或溶解材料的畜肥和吸收剂层理。固体废物或所述废物的成分可具有价值、可有益地使用、可具有其它用途或可出售或可交换的事实并不使其排除在这个定义之外。
[0041]术语“吸附剂”通常意指不可燃烧的材料或添加至工程化燃料原料的材料,所述工程化燃料原料充当传统吸附剂并吸附化学或元素副产物;或与化学或元素副产物反应的试剂;或在其它情况下,仅仅作为一种添加剂以改变工程化燃料原料的特征如灰熔温度。术语吸附剂意指在以复数形式使用时可组合在一起或组合使用的一种或多种吸附剂。
[0042]术语“挥发性材料”意指不包含水分、在加热或不加热时,作为气体或水蒸汽由材料放出的产物。挥发性物质包括挥发性有机化合物,所述挥发性有机化合物是在正常条件下具有足够高的水蒸汽压力以显著蒸发并进入大气中的有机化学化合物。挥发性材料的非限制性实例包括烷烃、烯烃、醛、酮、芳烃和其它轻质烃。
[0043]在一些实施方案中,废物管理系统包括卸料间、筛网、初级粉碎机、次级粉碎机、一组分离器、材料分类子系统和工程化燃料生产子系统。在一些实施方案中,卸料间可被配置来接收在废物管理系统内或由其加工的废物流的至少一部分。筛网被配置来通过去除主要由不可燃烧物、电池和食品废物组成的废物的尺寸过小部分来加工进入废物。初级粉碎机被配置来将废物材料粉碎至预定大小以使得剩余不可加工和不可燃烧的废物可通过一组分离器从废物流中分离。一组分离器可包括磁力分离器、涡流分离器、光学分离器和/或玻璃分离器。次级粉碎机可被配置来接收可加工的废物流并且将可加工的废物粉碎至预定大小。基于废物的化学特征,材料分类子系统可被配置来进一步分离(即,分类)可加工的废物并且将分类的纤维、塑料(混合塑料、硬塑料和/或软塑料)递送至工程化燃料生产子系统。工程化燃料生产子系统被配置来接收来自材料分类子系统的分类废物材料并且选择性生产工程化燃料。
[0044]图1是示出由城市固体废物材料生产工程化燃料原料的方法100的流程图。方法100包括将废物流输送至多材料加工平台102。在一些实施方案中,废物流可为例如MSW、回收残余物和/或其任何组合。在一些实施方案中,废物流可递送至废物材料接收设施的卸料间。方法100包括将不可加工物和禁止物104与废物流分离。在一些实施方案中,不可加工物可从废物流中去除,然后将废物流输送至废物材料接收设施的卸料间(例如,以前的废物处理设施)。
[0045]方法100进一步包括将可出售的可回收物106从废物流中分离。可出售的可回收物可使用任何合适方法来分离。在一些实施方案中,可出售的可回收物手动地(例如,用手)分离。在其它实施方案中,废物流可馈入分离器和/或一系列分离器中。举例来说,在一些实施方案中,分离器可包括磁力分离器(例如,用于去除黑色金属)、碟式分离器(例如,去除相对较大片段的OCC、ONP、混合塑料等)、涡流分离器(例如,用于去除有色金属)、光学分选分离器和/或任何其它合适分离器(例如基于XRF传感器的分离器)。用这种方式,具有足够高市场价值的材料可从废物流中去除(例如,分离)并且进一步处理(例如,委托、储存、装运等)以作为可出售的材料来出售。加工并分选可出售的可回收物的系统和方法描述于2004年 11 月 17 日提交的标题为“Systems and Methods for Sorting Recyclablesat a Material Recovery Facility”的 Bohlig 等人的美国专利号 7,264,124、2005 年 4 月15 日提交的标题为 “Systems and Methods for Sorting, Collecting Data Pertainingto and Certifying Recyclables at a Material Recovery Facility,,的 Bohlig 等人的美国专利号7,341,156和2007年5月23日提交的标题为“Systems and Methods forOptimizing a Single-Stream Materials Recovery Facility,,的 Duffy 等人的美国专利公布号2008/0290006中,所述专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
[0046]在不可加工物、禁止物和可出售的可回收物从废物流去除的情况下,废物流可输送至材料分类子系统108。在一些实施方案中,废物流的输送可包括使废物流穿过被配置来减小废物流的成分的尺寸的至少一个粉碎机。举例来说,在一些实施方案中,粉碎机可被配置来将废物流的成分的尺寸减小至小于约4英寸。在其它实施方案中,粉碎机可被配置来将废物流的成分的尺寸减小至约0.75英寸与约I英寸之间。在其它实施方案中,粉碎机可被配置来将废物流的成分的尺寸减小至约0.1875英寸与约0.25英寸之间。在废物流的成分的尺寸减小的情况下,将废物流输送至材料分类子系统可进一步包括使废物流穿过一组分离器。在一些实施方案中,一组分离器可包括,例如,密度分离器、光学分离器、磁力分离器、涡流分离器、玻璃分离器和/或类似分离器。举例来说,在一些实施方案中,粉碎废物流可穿过密度分离器以使得密度低于预定阈值的材料传送至材料分类子系统并且密度高于预定阈值的材料传送至次级子系统(例如,进一步分离以去除未在第一分离过程中分离的可出售的可回收物)和/或处置(例如,输送至垃圾掩埋场)。
[0047]材料分类子系统可被配置来进一步分离一组所需材料。举例来说,在一些实施方案中,材料分类子系统接收包括硬塑料、软塑料、混合塑料和/或纤维的废物流。在这些实施方案中,材料分类子系统可经由任何合适方法来分离硬塑料、软塑料、混合塑料和/或纤维。举例来说,在一些实施方案中,材料分类子系统可包括旋风分离器、流化床、密度分离器、光学分离器、手工分离和/或类似者。
[0048]在废物流进一步通过材料分类子系统来分离的情况下,方法100包括将添加剂材料110选择性地混合至分离废物流的一种或多种组分。添加剂材料可包括,例如,化学添加剂、吸附剂、生物质废物(例如,木材)、生物材料(例如,畜肥)和/或任何其它合适添加剂。
[0049]添加剂材料与分类废物流的成分(例如与塑料组合的吸附剂)组合之后,方法100进一步包括使至少一部分塑料经受热处理111以使成分脱挥发分并且使塑料热分解。热处理111可在低于塑料的着火点的温度范围下执行以馏出增塑剂、稀释剂和其它挥发组分。热处理111也可用于使塑料如PVC降解以在产生工程化燃料原料112之前释放含氯气体。
[0050]在一些实施方案中,废物流和添加剂材料的至少一部分可压缩以形成致密中间材料。致密中间材料可呈立方体、团块、粒料、蜂窝形式或其它合适形状和形式。举例来说,在一些实施方案中,化学添加剂(例如,吸附剂、营养物、促进剂等)可与通过材料分类子系统从废物流中分离,加以热处理,然后压缩以形成粒料的硬塑料和/或软塑料混合以使得添加剂均匀分布(即,基本上均质)并且整合(即,结合)于塑料粒料内。在一些实施方案中,致密中间材料可用作例如燃烧发电厂(例如,燃煤发电厂)中的工程化燃料原料112。在其它实施方案中,致密中间材料可与废物流的第二部分(例如,软塑料和/或纤维)组合并且处理(例如,压缩)。在其它实施方案中,致密中间材料可粒化和/或粉碎至任何合适粒径,与废物流的第二部分和/或额外添加剂组合,然后压缩以形成致密工程化燃料原料112。用这种方式,分离废物流的成分(例如,材料分类之后的废物流的成分)可与添加剂(和/或以前加工材料的部分)组合以生产基本上均质工程化燃料原料,其包含不可分的添加剂,如在本文中进一步详细描述。在其它实施方案中,致密工程化燃料原料可粒化和/或粉碎至任何合适粒径以形成工程化燃料原料112。
[0051]图2是由城市固体废物材料生产工程化燃料原料的系统200的示意图。系统200包括至少卸料间F、初级粉碎机230、次级粉碎机235、密度分离器243、磁力分离器244、涡流分离器245、玻璃分离器246、材料分类子系统220和工程化燃料原料生产子系统280 (在本文中也称为“工程化燃料子系统280”或“EF子系统280”)。在一些实施方案中,废物流输送至卸料间F,如箭头AA展示。废物流可为例如经由收集卡车递送的MSW或来自回收设施的回收残余物。在其它实施方案中,城市固体废物可从材料回收设施或其它废物处理设施经由输送机来递送。
[0052]至少部分地安置于卸料间F的废物流被配置来加以分离以使得不可加工物、禁止物和/或可出售的可回收物(如上所述)从废物流中去除(例如,分离)。在一些实施方案中,卸料间被配置来可手动去除较大的物品,筛网分离器去除尺寸过小的材料如电池、电子零件、食品废物和不可燃物。
[0053]虽然在图2中未展示,但是系统200可包括许多输送机和/或运输机构,其被配置来将废物流的至少一部分从系统200的第一部分输送至系统200的第二部分。用这种方式并且在不可加工物、禁止物和可出售的可回收物从废物流中去除时,废物流可输送至初级粉碎机230。在一些实施方案中,初级粉碎机230可进一步被配置来接收回收残余物,如在图2中由箭头BB展示。举例来说,在一些实施方案中,初级粉碎机230可接收从卸料间F输送的废物流和从例如材料回收设施递送的回收残余物。
[0054]初级粉碎机230可为被配置来将废物流的成分的尺寸减小至合适尺寸的任何合适粉碎机。举例来说,在一些实施方案中,废物流的成分可减小至小于约10至12英寸的尺寸。在其它实施方案中,粉碎机可被配置来将废物流的成分的尺寸减小至小于4英寸,并且在其它实施方案中粉碎机可被配置来将废物流的成分的尺寸减小至约0.75英寸与约I英寸之间。
[0055]系统200可进一步包括被配置来将废物流的一部分从初级粉碎机230转移至密度分离器243的输送机。材料的输送可为气动地(经由鼓风机)或机械地(例如螺杆输送机)。密度分离器243可被配置成与密度低于预定密度阈值的废物流的第一组成分(例如,塑料和/或纤维)经由密度分离器243传送至次级粉碎机235。密度高于预定密度阈值的废物流的第二组成分(例如,黑色金属、有色金属、玻璃、污垢和/或类似者)被配置来经由密度分离器243传送至额外分离过程。举例来说,金属、玻璃、污垢等可输送至磁力分离器244,其中可出售的黑色金属(例如,钢)予以回收。剩余金属、玻璃、污垢等可输送至涡流分离器245,其中可出售的有色金属(例如,铝)予以回收。然后,残留非金属材料可任选地输送至玻璃分离器246以去除玻璃颗粒。在一些实施方案中,玻璃分离器246为光学玻璃分离器。在其它实施方案中,玻璃分离器246可为任何合适分离器。当废物流的部分基本上不含金属和/或玻璃的情况下,如果不可识别材料的其它有利用途,那么剩余成分(例如,残余物)可例如在垃圾掩埋场中处置。在回收的玻璃不具有市场价值的一些实施方案中,玻璃分离器可省去和/或绕过并且玻璃可与残余物一起在垃圾掩埋场中处置,或用作垃圾掩埋场中的日常覆盖材料。
[0056]如上所述,废物流的第一组成分(例如,密度低于密度分离器243的密度阈值的塑料和纤维)输送至次级粉碎机235。次级粉碎机235可为任何合适粉碎机。
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