处理来自垃圾加热处置设备的剩余物料的设备和方法

专利名称：处理来自垃圾加热处置设备的剩余物料的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于处理来自垃圾加热处理设备的剩余物料的设备，剩余物料包括含碳的可燃组份和不可燃组份，其中第一个装置用于将可燃组份基本上与不可燃组份分开。
从生态学和经济学的观点考虑，在垃圾加热处置设备中，尤其在热解设备中应对热处理产生的剩余物料进行分类并尽可能再利用。在这一过程中力图将剩余物料分成含碳的可燃组份和不可燃组份。
由EP-A-0 302310和由西门子公司于1996年在柏林和慕尼黑出版的公司文件“低温干馏燃烧设备，一种工艺说明”已知一种所谓的低温燃烧装置作为热解设备，其中基本上实施一种两个阶段的处置过程。在第一个阶段中将提供的垃圾置入低温干馏滚筒(热解反应器)内并低温炭化(热解)。在热解时，在低温干馏滚筒内产生低温干馏气和热解剩余物料。低温干馏气与热解剩余物料的可燃部分一起在高温燃烧室内约1200℃的温度下燃烧。接着净化在此过程中产生的排气。
热解剩余物料中除可燃部分还有大部份的不可燃组分。不可燃组份主要由包括玻璃、沙石和陶瓷件的惰性物质成分和金属成分组成。后者可分为非铁的和含铁的成分。不可燃的组份作为剩余物料被挑出并输入再利用装置。鉴于生态学的观点(它们也反映在法规中)，应尽可能减少不可燃组份中碳的成分。
由EP 0144535A2已知一种“在再利用所产生残渣的条件下的垃圾加热处置方法”，其中在热解残渣的第一次过筛时分出粗大的成分，留下的较小的成分进行第二次筛分。对在第二次筛分时获得的两个成分分别实施风选，以便将含碳量低的重的成分与富含碳的轻的成分分开。富含碳的轻的成分输入能量利用装置，而贫碳的成分则被存放或例如用于铺路。
在DE4426503A1中描述了一种处理切碎机轻质垃圾的方法，这种垃圾是在粉碎含金属的剩余物料时，例如在粉碎汽车时产生的。在这种处理中，在过滤后分离绒毛，接着进行筛分，目的是分离出很轻的塑料成分。在此过程中将分离出来的轻的成分添加到燃料成分中。
已知的这些方法中存在的问题是，热解剩余物料中分出的不可燃组份中尽管已通过筛分但仍有不可谓不大的含碳的可燃组份。
本发明的目的是提供一种设备和一种方法用于处理剩余物料，借此，在尤其是连续的运行过程中将剩余物料中含碳的部分基本上完全和可靠地分离出来。
涉及设备的目的按本发明借助于按权利要求1的设备达到。在此设备中，按已知的方式首先在第一阶段中将不可燃的组份基本上与含碳的可燃组份分开。在第二阶段中首先从不可燃的组份中分离出小型成份，接着分离出留在小型成分中的含碳的轻成分。
本发明以下述发明思想为基础，即，为了有效地分离，有必要对含碳的组份实施两个阶段的分离，因为经过第一阶段的分离在不可燃组份内的含碳组份仍比较高。此外，本发明考虑问题的出发点是，含碳的轻的成分主要存在于不可燃组份的小型成分中。通过分离出小型成分以及接着分离出轻的成分，保证将含碳的组份基本上完全和可靠地从剩余物料中分离出来。
小型成分优选是剩余物料的惰性成分，因为在其中存在高的含碳颗粒组份。在题为“固体处理设备”的德国专利申请19822991.7中描述了适用于分离这种惰性成分的设备。
小型成分中除惰性物质和含碳颗粒外往往有其他一些尤其形式上为细线、绒毛或纤维的杂物。在将轻的含碳成分与重的惰性成分分离时，这些杂物会产生极其有害的影响，阻碍连续和无故障地处理小型成分。因此，按一种优选的实施形式设有第三个装置，在第三个装置中完成将含碳的组份从小型成分中分离出来，此第三个装置包括一个用于分离线状组份的装置以及在此装置下游的用于分离含碳固体的重组份筛分机。
借助于分离线状组分的装置，以有利的方式保证在重组份筛分机上没有线状组份，要不然这种线状组份会干扰重组份筛分机的工作。
优选地，重组份筛分机有一个可流过空气的外壳，其中设基本上横向于流动方向的栅网，在栅网的相对端设用于轻的成分的第一出口和用于重的成分的第二出口。
在重组份筛分机中，从下方将空气吹过栅网，使装入的固体在栅网上方飘浮。在这种情况下轻的成分在重的成分上方飘浮，亦即与之分离。
与借助空气流的所谓干式分离不同的另一种变型方法是沉浮分选，其中轻的成分悬浮在液态介质中，而重的成分则下沉。这种方法的缺点是产生必须干燥的沉积物，以及必须净化此液体。在所说明的用空气流过的重组份筛分机中以干式分离为基础，因此以有利的方式无需对分离的成分进行再处理。
为了保持重组份筛分机的工作能力，事先分离线状组份D有决定性意义，因为它们会钩在栅网内并因而堵塞栅网孔。
为了使轻的成分与重的成分自动分开，栅网相对于水平面倾斜，轻的成分由此滑向栅网较深的一端，重的成分则相反到达位置较高的一端。
分离线状组份的装置按一种有利的设计包括一个线分离器，它有一个可绕其纵轴线旋转的滚筒，在滚筒内壁设一些爪子以及在其内腔设沿纵轴线方向延伸的出料器。
借助于爪子尤其可以有利的方式将绒毛与其余的固体组份开并向上升。在上死点，绒毛在其自重作用下离开爪子下落并到达出料器上，借助于出料器将它们排出。
优选地出料器有一振动流槽，一个筛与之连接，所以通过振动流槽的振动运动，粘附在绒毛上的细小的固体首先与绒毛脱开，接着被筛分离出来。
在这里筛优选地包括一些薄板，它们朝输送的方向重叠，在两块重叠的薄板之间构成一个优选地倾斜延伸的缝隙，分离出来的细小的固体组份可通过缝隙下落，绒毛则相反沿薄板滑走。
按一种有利的设计，用于分离线状组份的装置有一个用于细长的线状组份D的筛，它优选地与线分离器连接。筛用于分离仍包含在固体中的细长的细线段，例如细的综丝或纤维。筛优选地包括一振动台，振动台上有许多沿输送方向延伸的纵向槽。与之相连的筛孔用于分离出细长的固体组份，其中，纵向槽的槽深沿输送方向减小。
涉及方法的目的按本发明借助于按权利要求9的方法达到。针对设备所说明的一些考虑和优点在一定意义上也同样适用于方法。设备优选的实施形式同样可以按照相同的精神移用于方法。
下面借助附图进一步说明本发明的实施例以及其他细节和优选的实施形式。在示意图中分别表示

图1为用于处理小型成分的设备的线路方框图2示出一线分离器；图3为线分离器的剖面图；图4示出用于细长的固体组份的一种筛分装置；图5示出一重组份筛分机；以及图6示出一垃圾加热处置设备和与之连接的剩余物料处理设备，其中规定分两个阶段分离含碳的组份。
按图1作为小型成分的固体F首先输入一个用于分离线状组份D的装置2中。该装置2包括一个线分离器4和用于细长的线组份的筛6。一重组份筛分机8与装置2连接，它被空气L流过。从重组份筛分机8排出的空气L在其或重新输入重组份筛分机8或例如作为燃烧用空气应用于图中未表示的热解设备的燃烧室之前，在一个空气滤清器10内净化。
在重组份筛分机8中，去除了线状组份D的固体F分离为主要包含惰性物质的重的成分I和主要包括含碳的组份的轻的成分C。轻的成分C与从空气滤清器10中作为滤尘分离出来的轻的成分C′一起输入一个贮仓12，并从那里导往磨碎机14。在磨碎机14中破碎为粒度优选地具有几毫米直径的轻的成分C，例如作为燃料供给一个图中未表示的燃烧室。
投放到设备中的固体物料F主要包括惰性物质、含碳固体和线状组份D，并优选地含有尺寸为几个厘米的颗粒。固体F例如源自一种惰性成分，这种惰性成分是在热解过程从所获得的热解剩余物料中分离出来的(对此可参见图6及相关的说明)。
在线分离器4中分离出构成绒毛G的那些含线的组份，并接着在筛6中分离出细长的线组份尤其是绞合线。装置2保证将所有的线状组份D几乎完全从固体F分离出来。这一点通过线分离器4与筛6有利的组合达到。
没有线的现在仅只包括称为重成分I的惰性物质以及称为轻成分C的含碳组份的固体F输入重组分筛分机8。在重组份筛分机8中完成分离含碳的轻成分C，所以含惰性物质的重成分I几乎不含碳并例如可用于铺路。
按图2，线分离器4设计为一个可绕其纵轴线16旋转的滚筒18，在滚筒内壁设有例如设计为钩状的爪子20。只有绒毛G钩在爪子20上，它们随爪子20一起运动并向上提升。固体F的其余组份在此旋转运动过程中从爪子20向下掉落。在上死点，绒毛G落在相对于滚筒18的旋转固定不动的出料器22上。出料器22布置在滚筒18的内腔28中并沿纵轴线16的方向延伸。
如图3所示，出料器22优选地布置为相对于滚筒18的纵轴线16倾斜，并尤其设计为振动流槽和沿输送方向26连接的筛27。筛27优选地由一块块薄板28组成。通过振动流槽的振动运动，粘附在绒毛G上的固体组份F与绒毛分开并朝着筛27的方向被进一步输送。
薄板28设计成弯曲的并尤其大体设计为一个卧倒的“L”。它们彼此重叠，所以在各薄板28之间分别构成缝隙30。与绒毛G分离的固体F可通过缝隙30落下，而绒毛G经筛27导出。分离出来的固体F重新回落在滚筒18内。
图4表示用于分离细长线段的称为指杆式尾筛(Fingersieb)的筛6。按图4，振动台32从没有绒毛的固体F的进料区34沿输送方向36一直延伸到分离区38。分离区有一些沿输送方向36呈V形延伸的筛孔40，图中表示了其中的两个。在筛孔40中各通入振动台32的一个纵向槽42。因此，筛孔40沿输送方向36与纵向槽42连接，并从纵向槽起连续扩大到分离装置的端部44。纵向槽42的槽深朝筛孔40的方向减小。振动台32尤其有锯齿形或波纹形的型面。纵向槽42由成型的振动台32的隆凸和沉陷构成。
每个筛孔40的两个侧边设计为弹性的，尤其设计为弹性边帮46。边帮46大体成三角形，因此通过安置这两个边帮46构成筛孔40的V形扩展。
固体F在进料区34交付给振动台32。由于振动台32的振动，固体F沿输送方向36输送。此外，振动台32的振动导致细长的固体组份48，尤其是纤维或绞合线在纵向槽42内沿输送方向36定向。因此，振动台32促使输送固体F并与此同时使细长的固体组份48定向。振动借助于振动驱动装置，例如偏心传动装置产生。
只要纵向槽42在其过渡到筛孔40中之前只有一个较小的槽深便足以将一旦已定向的细长的固体组份48沿输送方向36定向地继续输送，便足够了。因此，振动台32可在直接位于筛孔40前面的区域内几乎设计为平的。由于槽深逐渐减小，扁平的固体组份50平坦地并基本上平行于振动台平面地定向。振动台32的振动有助于扁平的固体组份50处于平放位置。
已定向的细长固体组份48通过筛孔40下落并因而与其余的固体F分离。相比之下，扁平的固体组份50虽然起先同样被纵向槽42定向，但由于槽深逐渐变小而平放，所以它们经由筛孔40一直滑行至分离装置的端部44。
此外在图4中还表示出在两个筛孔40中各有一个清除耙子的尖状梳齿52。梳齿52从下面插入筛孔40内靠近纵向槽42的区域内并沿输送方向36在筛孔内移动。在此过程中它们将在某些情况下卡住的固体组份F继续沿输送方向36推移，从而使其脱开并由于筛孔40的扩张而通过筛孔落下。由于筛孔40边缘的弹性设计，只用比较小的力便可以夹住固体组份F，所以梳齿52并因而清除耙子的负荷也同样比较小。当清除耙子54沿输送方向36通过筛孔40一直移动到分离装置的端部44后，它从筛孔40抽出并返回其在筛孔40起始处的原始位置，在那里梳齿52可重新插入筛孔40内。
所说明的筛6与德国专利申请19822996.8中所公开的“用于细长固体组份的分离装置”基本一致。因此可参阅所提及的德国专利申请。由该申请可知其他有利的设计。
图5表示了重组分筛分机8的一种特别优选的设计。按照这种实施形式，经由通道60从下方往重组份筛分机8输入空气L。通道60沿空气L的流动方向扩展，在剖面图中看大体构成一个V形体62。一栅网64设在V形体上面并流过空气L。空气L由一个排气装置66导出，该排气装置同样大体上设计成V形并以其口罩在栅网64上方。排气装置66通入一出口通道68中。排气装置66和机体62基本上构成了重组份筛分机8的外壳69。固体F的进料通过一个进料装置74实现，它设在排气装置66侧面上。
栅网64相对于水平面倾斜布置。在其位置较低的端部处，在栅网与排气装置66之间设有用于轻成分C的第一出口70，在其位置较高的端部处设用于重成分I的第二出口72。重成分I基本上不含碳并几乎只有惰性物质。相比之下轻成分C是非常富碳的。
由于空气流，直接在例如设计为孔板的栅网64上方形成一空气垫。孔板为此例如有直径为毫米级的小孔。重成分I以及轻成分C悬浮在此气垫上。轻成分悬浮在重成分I的上方并在重成分I上“飘浮”，从而使这两个成分互相分开。通过倾斜地布置栅网，使轻成分C到达位置较低的第一出口70，而重成分I去往位置较高的第二出口72。
借助于重组份筛分机8以简单的方式实现了使含碳的轻成分C与惰性成分I几乎完全地分离。因此获得含碳量高的并因而有高热值的轻成分C。轻成分C优选地利用来在燃烧室内生热。通过特别有利地组合线分离器4、筛6和重组份筛分机8，可以在连续的工作中可靠地分离出轻成分C。
在图6所示的用于加热处置垃圾A的设备中，垃圾供入热解室80中并热解。在此过程中产生低温干馏气S和热解剩余物料R。低温干馏气S例如引入一个图中未表示的燃烧室以利用其能量。为了处理剩余物料R，它首先在第一个装置82中分离为含碳的可燃组份R1和贫碳的不可燃组份R2。不可燃的组份R2中除含铁和不含铁的组份以及惰性物质外还有含碳的固体，它们尤其粘附在小的固体部分上。因此在第二个装置84中规定将粗大的固体GF与小型成分，亦即与细小的固体F分开。为了将细小的固体F中含碳的轻成分C与重成分I分离开，将细小的固体F供入第三个装置86。为了处理小型成分，优选地首先将不可燃组份R2中含铁的、不含铁的金属和惰性物质彼此分开。接着从惰性物质分离出小型成分，因为在不可燃组份R2内的含碳的剩余组份主要存在于此小型成分中。
为了有良好的分离效果，第一、第二、第三装置82、84、86优选地分别具有多个部件。第三个装置86尤其包括在图1中所表示的那些部件。
权利要求
1．一种处理来自垃圾加热处置设备的剩余物料(R)的设备，该剩余物料包括含碳的可燃组份(R1)和不可燃组份(R2)，其中第一个装置(82)用于将可燃组份(R1)基本上与不可燃组份(R2)分离开，其特征在于a)第二个装置(84)用于从不可燃组份(R2)中分离出一个小型成分(F)，以及b)第三个装置(86)用于分离出在小型成分(F)中仍存在的含碳的轻的成分(C)。
2．按照权利要求1所述的设备，其特征在于第三个装置(86)包括一个用于分离线状组份(D)的装置(2)和一个设在装置(2)下游用于分离含碳的轻成分(C)的重组份筛分机(8)。
3．按照权利要求2所述的设备，其特征在于所述重组份筛分机(8)具有一个可流过空气(L)的外壳(69)，外壳内基本上横向于流动方向地设有一栅网(64)，在栅网的两个相对端分别设置用于轻的成分(C)的第一出口(70)和用于重的成分(I)的第二出口(72)。
4．按照权利要求3所述的设备，其特征在于栅网(64)相对于水平面倾斜。
5．按照权利要求2至4中任一项所述的设备，其特征在于所述用于分离线状组份(D)的装置(2)具有一个线分离器(4)，它包括一个可绕其纵轴线(16)旋转的滚筒(18)，在滚筒内壁设一些刮板(20)以及在其内腔(23)设一个出料器(22)，该出料器(22)沿纵轴线(16)方向延伸。
6．按照权利要求5所述的设备，其特征在于所述出料器(22)具有一振动滑槽(24)，一个筛(26)与之连接。
7．按照权利要求2至6中任一项所述的设备，其特征在于所述用于分离线状组份(D)的装置(2)具有一个用于细长的线状组份(D)的筛(6)。
8．按照权利要求7和5或6所述的设备，其特征在于所述筛(6)设在线分离器(4)下游。
9．一种处理来自垃圾加热处置设备的剩余物料(R)的方法，按此方法剩余物料(R)中含碳的可燃组份(R1)基本上与不可燃的组份(R2)分离开，其特征在于a)从不可燃的组份(R2)中分离出一小型成分(F)；以及b)从小型成分(F)中分离出含碳的轻的成分(C)。
全文摘要
按本发明,为了从剩余物料(R),例如热解的剩余物料中尽可能完全分离出含碳的成分(R1、C)首先将可燃的组份(R1)与不可燃的组份(R2),分离开。接着,从不可燃组份(R2)的小型成分(F)中分离出含碳的轻的成分(C)。为了进行连续地分离,按优选的实施形式,将用于分离线状组份(D)的装置(2)与设在其下游的重组份筛分机(8)组合起来。由此得到的含碳的成分(R1、C)优选地输入热解设备的燃烧室供进一步利用。
文档编号B07B9/00GK1302323SQ99806494
公开日2001年7月4日 申请日期1999年5月12日 优先权日1998年5月22日
发明者赫尔穆特·沃迪尼格, 温弗雷德·冯莱因, 伦哈德·特斯彻斯, 乔基姆·博里茨基, 安东·埃伯特 申请人:西门子公司