多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置及工艺
阅读说明：本技术 多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置及工艺 (Multi-effect coupling household garbage humification sorting device and process ) 是由 祁彧 张弛 郭天宇 刘彦材 赵锦江 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置,涉及垃圾处理技术领域,包括：滚筒筛,滚筒筛的筛上物出口与破碎机的入口连通,破碎机的出口与烘干机的内腔连通,烘干机的出口与风力分选机连通,风力分选机的轻产物出口与粉碎机连通,粉碎机的出口与改性纯化提取分选机的入口连通,改性纯化提取分选机的腔体内分为碱溶分选区、电场分选区和酸析沉区。本发明通过对混合生活垃圾按照粒度、密度、带电性能、含水性能、化学性能进行多种效果的耦合自动分选,并在分选过程中侧重于逐级提纯、富集垃圾中的腐殖质,最终获得的产品为富含腐殖质,适合于堆肥高品质有机物。(The invention discloses a multi-effect coupling domestic garbage humification sorting device, which relates to the technical field of garbage treatment and comprises the following components: the device comprises a rotary screen, wherein an oversize product outlet of the rotary screen is communicated with an inlet of a crusher, an outlet of the crusher is communicated with an inner cavity of a dryer, an outlet of the dryer is communicated with a wind power separator, a light product outlet of the wind power separator is communicated with a crusher, an outlet of the crusher is communicated with an inlet of a modified purification extraction separator, and a cavity of the modified purification extraction separator is divided into an alkali solution separation area, an electric field separation area and an acid precipitation area. The invention carries out coupling automatic sorting of various effects on the mixed domestic garbage according to the granularity, the density, the electric charge performance, the water-containing performance and the chemical performance, emphasizes gradual purification and the enrichment of humus in the garbage in the sorting process, and finally obtains a product which is rich in humus and is suitable for composting high-quality organic matters.)
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说是涉及一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置及工艺。
背景技术
生活垃圾中的有机质，尤其是其中的腐殖质是优质的堆肥原料，是固体废物资源化利用领域的热点产品。若能将垃圾中的腐殖质快捷地分选出来，将会大大提升生活垃圾分类及其资源化的效率，获得良好的经济效益、社会效益。
但是，常规的垃圾分类都是依靠居民素质，难于实现大规模高效率的垃圾分类，难于将垃圾中的腐殖质大量分选出来。另一方面，若要通过化学方法将腐殖质从垃圾中分离出来，又需要复杂的化学仪器，耗费巨大的财力与时间。
因此，如何提供一种能够将生活垃圾中的有机质，尤其是腐殖质快捷地分选出来，以便实现低成本、大体量的腐殖质提取目标的分选装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置及工艺，旨在解决上述背景技术中的问题之一，实现对生活垃圾中的腐殖质快捷地分选出来，以便实现低成本、大体量的腐殖质提取目标。
为了实现上述目的，本发明的第一目的提出一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，本发明采用如下技术方案：
一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，包括：滚筒筛，所述滚筒筛的筛上物出口与破碎机的入口连通，所述破碎机的出口与烘干机的内腔连通，所述烘干机的下方水平设置有风管，所述风管的一端连接有第一风机，所述风管的另一端与风力分选机连通，所述烘干机的出口与所述风管的内腔连通，所述风力分选机上靠近风管的一侧设置有第二风机的吹风口，所述风力分选机与所述第二风机的吹风口相对的一侧具有轻产物出口，所述轻产物出口处设置有拦截网板，所述轻产物出口与粉碎机连通，所述粉碎机的出口与改性纯化提取分选机的入口连通，所述改性纯化提取分选机的腔体内分为碱溶分选区、电场分选区和酸析沉区，所述碱溶分选区位于所述改性纯化提取分选机入口的下方，所述电场分选区和酸析沉区位于所述碱溶分选区的一侧，且所述电场分选区位于所述酸析沉区的上方，所述碱溶分选区设置有碱雾喷头，且所述碱溶分选区的侧壁上具有第三风机的吹风口，所述碱溶分选区的底部具有第四风机的吹风口，所述电场分选区设置有正极板和负极板，且所述正极板设置在所述电场分选区的上部，所述负极板设置在所述电场分选区远离所述碱溶分选区的侧壁上，所述电场分选区的侧壁上设置有负压风机口，所述酸析沉区的上部设有酸雾喷头，所述酸雾喷头的下方设有沉降板，所述沉降板下方的所述改性纯化提取分选机的壳体上具有腐殖质出口。
进一步地，所述烘干机的内腔中设有搅拌桨叶。
进一步地，该多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置还包括超声波发射器，所述超声波发射器设于所述烘干机的内腔中。
进一步地，该多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置还包括热风机，所述热风机与所述烘干机的内腔连通，所述烘干机的侧壁设置有热风出口。
进一步地，所述第二风机的吹风口向上倾斜设置，在所述第一风机和第二风机的共同作用下，重产物沉降并由所述风力分选机底部的重产物出口排出，所述轻产物穿过所述拦截网板由所述轻产物出口排出。
进一步地，该多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置还包括输送装置，所述输送装置设置在所述轻产物出口与所述粉碎机的入口之间，用于将所述轻产物出口排出的轻产物输送至所述粉碎机内。
进一步地，所述碱溶分选区和酸析沉区之间设置有挡板，所述挡板用于对第三风机和第四风机所吹出的风进行导向和限制。
本发明的还提供了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选工艺，实现对生活垃圾中的腐殖质快捷地分选出来，以便实现低成本、大体量的腐殖质提取目标。
具体采用如下的技术方案：
一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选工艺，使用上述所述的多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，具体包括以下步骤：
首先，浆混合垃圾通入滚筒筛内，滚筒筛筛选出小粒径的筛下物和大粒径的筛上物，大粒径的筛上物通入至破碎机内进行破碎为碎片垃圾，将碎片垃圾通入至烘干机内，通过烘干机对碎片垃圾进行烘干，烘干后的碎片垃圾排出烘干机外，在第一风机的作用下，由风管通入至风力分选机内，在第一风机和第二风机的共同作用下，烘干后的碎片垃圾中的轻产物穿过拦截网板由轻产物出口排至粉碎机内，经粉碎机将轻产物粉碎为碎屑垃圾，碎屑垃圾由粉碎机的出口排至改性纯化提取分选机内，碎屑垃圾在碱溶分选区内与碱雾喷头喷射出的碱性溶液凝聚，碱性溶液凝聚后的碎屑垃圾在第三风机和第四风机的作用下进入电场分选区，在正极板和负极板的作用下，碎屑垃圾中的腐殖质垃圾在电场的作用下中和并降落至酸析沉区，碎屑垃圾中的另一部分在电场作用下形成带电的碎屑垃圾，带电的碎屑垃圾在负压风机的作用下排出，其中，腐殖质垃圾在进入酸析沉区与酸雾喷头喷射出的酸性溶液凝聚形成腐殖酸有机物，腐殖酸有机物在沉降板上沉淀并最终从腐殖质出口排出。
进一步地，所述碱性溶液为化学-生物复合碱液，其成分包括NaOH溶液、Na2P2O7溶液和植物提取碱液，NaOH溶液的浓度为0.15～0.20mol/L，Na2P2O7溶液的浓度为0.10～0.15mol/L,NaOH溶液、Na2P2O7溶液和植物提取碱液按体积配比为2:1:2；
其中，植物提取碱液选用洋金花粉末用0.5％HCl浸泡，洋金华粉末与HCl的投加比例为：每1L0.5％HCl中投加80g洋金花粉末，浸泡50～80min，经双层纱布过滤，再用快速滤纸过滤，获得初级生物碱提取液，初级生物碱提取液采用中性阳离子交换树脂进行离子交换获得植物提取碱液。
进一步地，所述酸性溶液为化学-生物复合酸液，其成分包括HCl溶液和草酸溶液，HCl溶液的浓度为10～15mol/L，草酸溶液的浓度为5％-8％，HCl溶液与草酸溶液按体积配比为2:1。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，通过对混合生活垃圾按照粒度、密度、带电性能、含水性能、化学性能进行多种效果的耦合自动分选，并在分选过程中侧重于逐级提纯、富集垃圾中的腐殖质，最终获得的产品为富含腐殖质，适合于堆肥高品质有机物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置的结构示意图。
其中：1为滚筒筛；2为破碎机；3为烘干机；4为风管；5为第一风机；6为风力分选机；7为第二风机；8为拦截网板；9为粉碎机；10为改性纯化提取分选机；11为碱雾喷头；12为第三风机；13为第四风机；14为正极板；15为负极板；16为酸雾喷头；17为沉降板；18为腐殖质出口；19为搅拌桨叶；20为超声波发射器；21为热风机；22为热风出口；23为输送装置；24为挡板。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一方面，参见图1，本发明实施例公开了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，包括：滚筒筛1，滚筒筛1的筛上物出口与破碎机2的入口连通，破碎机2的出口与烘干机3的内腔连通，烘干机3的下方水平设置有风管4，风管4的一端连接有第一风机5，风管4的另一端与风力分选机6连通，烘干机3的出口与风管4的内腔连通，风力分选机6上靠近风管4的一侧设置有第二风机7的吹风口，风力分选机6与第二风机7的吹风口相对的一侧具有轻产物出口，轻产物出口处设置有拦截网板8，轻产物出口与粉碎机9连通，粉碎机9的出口与改性纯化提取分选机10的入口连通，改性纯化提取分选机10的腔体内分为碱溶分选区、电场分选区和酸析沉区，碱溶分选区位于改性纯化提取分选机10入口的下方，电场分选区和酸析沉区位于碱溶分选区的一侧，且电场分选区位于酸析沉区的上方，碱溶分选区设置有碱雾喷头11，且碱溶分选区的侧壁上具有第三风机12的吹风口，碱溶分选区的底部具有第四风机13的吹风口，电场分选区设置有正极板14和负极板15，且正极板14设置在电场分选区的上部，负极板15设置在电场分选区远离碱溶分选区的侧壁上，电场分选区的侧壁上设置有负压风机口，酸析沉区的上部设有酸雾喷头16，酸雾喷头16的下方设有沉降板17，沉降板17下方的改性纯化提取分选机10的壳体上具有腐殖质出口18。
在本实施例中，优选地，滚筒筛1中设置有1#筛和2#筛，其中，1#筛的孔径为15mm-30mm，2#筛孔径为5mm-15mm，使得1#筛的筛上物主要为粒径大于30mm的大件无机垃圾和大块厨余垃圾，而1#筛的筛下物主要为粒径小于30mm粒径的小块厨余垃圾，而2#筛的筛下物为粒径小于15mm的细粒尘土，其中，粒径为15mm-30mm的垃圾由1#出口排出，粒径小于15mm的垃圾由2#出口排出。
在本实施例中，烘干机3的内腔中设有搅拌桨叶19和超声波发射器20，同时，通过设置热风机21，热风机21将热风从烘干机3的底部通入至烘干机3的内腔中，通过搅拌桨叶19和超声波发射器20的设置，能够对经滚筒筛1筛选出的筛上物进行充分烘干，其中，搅拌桨叶19对进入烘干机3内腔的筛上物进行推进和搅拌，提高筛上物与热风机21所通入热风的换热面积，使热风与筛上物进行充分换热，同时在烘干机3的侧壁设置有热风出口22，优选地，在热风出口22处设置负压风机，热风机21的功率为2.5KW，热风机21提供30-45℃，负压风机功率为3KW，能够促进水蒸气的排出，提升筛上物的烘干效果，此外，超声波发射器20采用脉冲式超声波发射器20，一方面是为了通过脉冲状态，促使大粒径筛上物获得缓冲离散时间，避免垃圾中的颗粒物料由于受到持续的作用力造成分层现象，或形成局部颗粒堆积；另一方面，脉冲运行方式能够在实现同等处理效果的前提下，节约能量，进而在提高大粒径筛上物中水分的蒸发速率，从而提高对垃圾中的腐殖质的提取效率，优选地，控制超声波发射器20的频率为35KHz～40KHz,功率密度为1.0W/cm2～1.5W/cm2,控制脉冲的时序为：工作120s，停止5s。
在本实施例中，第二风机7的吹风口向上倾斜设置，优选为，第二风机7的吹风口倾斜角度为45°，在第一风机5和第二风机7的共同作用下，第一风机5和第二风机7吹出的气流产生交叉作用，其中，第一风机5的风口速度为1.2m/s～1.5m/s,第二风机7的风口速度为1.6m/s～2.0m/s，第一风机5的功率为2.5KW，第二风机7的功率为3KW，重产物沉降并由风力分选机6底部的重产物出口排出，轻产物穿过拦截网板8由轻产物出口排出。
在本实施例中，该多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置还包括输送装置23，输送装置23设置在轻产物出口与粉碎机9的入口之间，用于将轻产物出口排出的轻产物输送至粉碎机9内，优选地，输送装置23为输送带。
在本实施例中，碱溶分选区和酸析沉区之间设置有挡板24，挡板24用于对第三风机12和第四风机13所吹出的风进行导向和限制，优选地，第三风机12设有两个，两个第三风机12中其中一个第三风机12的吹风口与挡板24相对，另一个第三风机12的吹风口与电场分选区相对，且第四风机13设有两个，两个第四风机13的吹风口设置在碱雾喷头11的下方，在另一些实施例中，第四风机13可以根据实际需求设置多个，在此对第四风机13的数量不做具体限制。
另一方面，本发明的还提供了一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选工艺，实现对生活垃圾中的腐殖质快捷地分选出来，以便实现低成本、大体量的腐殖质提取目标，技术方案如下：
一种多效耦合生活垃圾腐殖化分选工艺，使用上述的多效耦合生活垃圾腐殖化分选装置，具体包括以下步骤：
首先，浆混合垃圾通入滚筒筛1内，滚筒筛1筛选出小粒径的筛下物和大粒径的筛上物，大粒径的筛上物通入至破碎机2内进行破碎为碎片垃圾，将碎片垃圾通入至烘干机3内，通过烘干机3对碎片垃圾进行烘干，烘干后的碎片垃圾排出烘干机3外，在第一风机5的作用下，由风管4通入至风力分选机6内，在第一风机5和第二风机7的共同作用下，烘干后的碎片垃圾中的轻产物穿过拦截网板8由轻产物出口排至粉碎机9内，经粉碎机9将轻产物粉碎为碎屑垃圾，碎屑垃圾由粉碎机9的出口排至改性纯化提取分选机10内，碎屑垃圾在碱溶分选区内与碱雾喷头11喷射出的碱性溶液凝聚，碱性溶液凝聚后的碎屑垃圾在第三风机12和第四风机13的作用下进入电场分选区，在正极板14和负极板15的作用下，碎屑垃圾中的腐殖质垃圾在电场的作用下中和并降落至酸析沉区，碎屑垃圾中的另一部分在电场作用下形成带电的碎屑垃圾，带电的碎屑垃圾在负压风机的作用下排出，其中，腐殖质垃圾在进入酸析沉区与酸雾喷头16喷射出的酸性溶液凝聚形成腐殖酸有机物，腐殖酸有机物在沉降板17上沉淀并最终从腐殖质出口18排出。
在本实施例中，碱性溶液为化学-生物复合碱液，其成分包括NaOH溶液、Na2P2O7溶液和植物提取碱液，NaOH溶液的浓度为0.15～0.20mol/L，Na2P2O7溶液的浓度为0.10～0.15mol/L,NaOH溶液、Na2P2O7溶液和植物提取碱液按体积配比为2:1:2；
其中，植物提取碱液选用洋金花粉末用0.5％HCl浸泡，洋金华粉末与HCl的投加比例为：每1L0.5％HCl中投加80g洋金花粉末，浸泡50～80min，经双层纱布过滤，再用快速滤纸过滤，获得初级生物碱提取液，初级生物碱提取液采用中性阳离子交换树脂进行离子交换获得植物提取碱液。
具体地，酸性溶液为化学-生物复合酸液，其成分包括HCl溶液和草酸溶液，HCl溶液的浓度为10～15mol/L，草酸溶液的浓度为5％-8％，HCl溶液与草酸溶液按体积配比为2:1。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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