CN101947538B - 废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一套废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统。废弃纸、塑及其复合材料经过人工分选去除杂质，经破碎、清洗去除泥砂，而后采用强力水力打浆的方法回收优质纸浆，打浆后剩余的废塑料干燥后经低温催化裂解、冷却制取宝贵的燃料油，裂解后的残渣含有活性炭粉、铝屑等经高温焙烧回收有色金属铝，实现了废弃纸、塑及其复合材料全部资源化回收利用。系统中的污水处理及废气处理等工艺可确保废料在回收处理过程无有害的污染物排放，不给环境带来危害。废弃纸、塑及其复合材料的资源化回收利用有利于实现人类与环境的和谐及人类社会的可持续发展。

Description

废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统

技术领域

本发明涉及一套废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，该系统是城市垃圾资源化处理系统的重要组成部分，属环境保护及城市垃圾处理领域。

背景技术

废弃纸、塑及其复合材料是指由塑料、纸张或者含有少量的铝箔等材料制作的产品包装及宣传用品等的废弃物，如：鲜牛奶、酸牛奶、乳酸饮料、碳酸饮料及果汁等的包装袋/盒(常见的利乐枕、利乐包等)，日常用品(含：化妆品、小食品、药品等)包装袋/盒，一次性水杯、塑封广告彩页以及产品标签等。

废弃纸、塑及其复合材料占城市垃圾总质量近1/3，这部分的废弃物长期不能腐烂、降解，无论是垃圾填埋或垃圾堆肥都难以‘减量化’而占用大量的土地；当焚烧垃圾时，这部分的废弃物是产生危害大气污染物(如二恶英等)的元凶；因此，废弃纸、塑及其复合材料给城市垃圾处理带来了难以解决的困难。

废弃纸、塑及其复合材料中的纸多选用优质纸浆，铝是珍贵的有色金属，塑料更是宝贵的石化制品，若将这些稀缺的资源采取适当的技术进行分离，就可进行回收利用，不仅可获得一定的经济效益，还可有效地减少土地资源的占用、减少对环境的污染，社会效益也十分显著，还能为城市垃圾减量化、资源化处理提供了新的思路。

国内外对废弃纸、塑及其复合材料的回收利用越来越重视，相关的回收利用技术报道如下：

上海彩乐环保产品有限公司将利乐包等废弃纸塑复合包装回收，经过清洗、粉碎、加热、压制等一系列技术工艺，制成一块块的彩乐板，再进一步生产出垃圾桶、室外地板、课桌椅、工业托盘、学生课桌椅、讲台等产品。

深圳绿盾环保科技有限公司建立的彩乐板产品研发和推广系统，在广州、深圳、上海、北京等城市也相继推出由彩乐板制成的果皮箱。

杭州富阳市富伦纸厂启动的“复合纸包材水力再制浆及塑胶造粒项目”，用废弃纸、塑及其复合材料生产纸浆和塑胶颗粒等。

但是，上述的技术都没有将废弃纸、塑及其复合材料的组分进行彻底的分离，资源更难以得到高价值的回收利用。彩乐板中的塑料为低密度聚乙烯，因其强度低、易老化，相应产品的使用也受到影响；塑胶颗粒也只能作为抵挡次产品的添加料。

发明的内容

本发明要解决的技术问题就是提供一套简洁实用、造价及运行费用低廉的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，全新的处理方法、成熟的专业系统设备可确保废弃纸、塑及其复合材料被彻底分离，生产出纸浆、燃料油、金属铝等产品，全部高价值的回收利用宝贵的资源。

为解决废弃纸、塑及其复合材料资源化回收利用的技术问题，本发明废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统包括：上料分拣设备、破碎设备、风选设备、清洗设备、打浆设备、浆水处理设备、污水处理设备、废塑料化油设备、铝粉回收设备、自动控制及安全保护设备等。

采用上述系统设备，废弃纸、塑及其复合材料经过分选，去除其中的木棍、铁丝等杂物，清洗去掉物料中的泥沙及饮料残余等内容物，水力打浆回收其中的宝贵资源-纸浆，废塑料经低温催化裂解制取日益紧缺的石油产品-燃料油，裂解残渣(主要是碳粉和铝片/屑混合物)焙烧去除其中的有机杂质后，获得有色金属-铝等系统过程，就能够实现废料的全部资源化回收利用。

废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统在废料的回收过程中，物料洗涤、打浆后的污水，部分经污水处理系统处理后循环使用，系统无有害污水排放；废塑料化油过程产生的热解废气(相当于燃气)直接燃烧加热，可节省燃料的消耗，灰尘及臭气等有害气体也经过净化处理达标排放，系统无有害废气排放；裂解釜中的剩余物-裂解残渣焙烧后回收有色金属铝，污水处理的污泥可送至垃圾处理配套的有机肥系统作肥料回收，系统无有害废渣排放；可见，废弃纸、塑及其复合材料资源化处理过程无污染物排放，不给环境带来任何危害。

作为本发明的改进，系统中可配备废塑料打包设备及废塑料造粒设备，以提高系统的适应性。当废塑料化油设备维护、检修，或有长期收购废塑料及废塑料颗粒的客户，可将废塑料直接进行打包或造粒，便于储存、运输及销售。

作为本发明的进一步改进，系统中还可配备煤气化设备，以提高系统的技术水平。系统中有三台需要加热的装置，为降低系统的运行费用，采用廉价的煤作为燃料，也为提高系统的推广范围，煤气化设备可用煤来生产优质的燃料-煤气，再用清洁的煤气来燃烧加热，利于环境保护。

作为本发明的更进一步改进，系统中还可进一步配备废气处理设备，以提高系统的技术水平。将系统运行中产生的含尘、臭气等有害气体的废气送入废气处理设备进行净化处理，废气中的灰尘被滤除、臭气等有害气体被吸附后达标排放，可避免系统的运行对大气环境的影响，也可确保车间内的工作环境。

废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，有利于实现人类与环境的和谐以及人类社会的可持续发展。

综上所述，本发明的优点是：简洁实用、稳定可靠、绿色环保、低能耗。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种实施方式示意图

具体实施方式

参见图1，本发明废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，由一套上料分拣设备1、破碎设备2、风选设备3、清洗设备4、打浆设备5、浆水处理设备6、污水处理设备7、废塑料化油设备8、铝粉回收设备9、自动控制及安全保护设备10等组成。

废料进入上料分拣设备1中：通过料斗上料、输送带连续传输、人工分拣台进行分选，拣出的木棍、铁丝等杂物放入分拣物储料筒中；分拣后的废料经料斗由螺旋输送机送至物料破碎设备2中：废料由料斗进入高效粗破机中进行破碎，以提高后续处到的生产效率；破碎后的废料经螺旋输送机送至风选设备3中：经由鼓风机、箱体及风道等设备风选后，轻体塑料等物被选出，减少后续设备的工作负荷；废料经料斗由螺旋输送机送至清洗设备4中：在清洗机中清洗去除物料中的泥沙及饮料残余等内容物，确保纸浆的品质，也延长了后续设备的使用寿命，废料由捞渣机捞出沥去水分，再由螺旋输送机送至打浆设备5中：废料在纸塑分离机中水力破碎-打浆，将纸纤维从废料中分离出来，打浆对纸纤维不进行切断，纸纤维原有的长度不会受损，确保纸浆的品质和广泛的用途；去除纸浆后的废塑料进入暂存分离槽，再由变距螺旋输送机挤压脱水后送至废塑料化油设备8中：废塑料经烘干机干燥后，由进料装置送入裂解反应釜中，在催化剂作用下低温裂解为气体，气体经罐式冷却装置冷凝出燃料油供出售；未冷凝的气体送回裂解反应釜的燃烧室燃烧加热-回收热能。

裂解反应釜中的裂解残渣由自动出渣装置排出，直接进入铝粉回收设备9中：由螺旋输送机将裂解残渣送入卧式回转焙烧炉中，焙烧炉由燃气燃烧加热，高温焙烧去除碳粉等有机物后，经分选、破碎、包装铝粉可供出售。

废料清洗后的水进入循环水池中，由循环水泵将循环水池上部的“清水”送回清洗机中循环使用，循环水池下部的“污水”由污水泵送去污水处理设备7中。

打浆后含有纸浆的浆水进入浆水处理设备6中：暂存分离槽下而为暂存池，浆水在暂存池内片刻停留大颗粒物、泥砂等得以沉淀，由浆泵将浆水送入粗滤装置中滤除塑料片、草棍、小瓶盖、吸管等杂物，再由离心泵送入泥沙分离装置及精滤装置中，去除细小的泥沙、纤维团块等影响纸浆质量的杂质，符合要求的浆水进入浆水分离机中分离出纸浆，经螺旋挤出机脱水后获得优质的纸浆可供出售。分离出来的水进入缓冲池中，缓冲池上部的“清水”由回水泵送回纸塑分离机中循环使用，缓冲池下部的“污水”由污水泵送去污水处理设备7中。

污水进入污水处理设备7中：经过滤池(内设格栅)粗滤后进入加药池，采用先进的絮凝技术，由加药装置将快速絮凝剂加入池中混合，进入反应池中絮凝、在沉淀池中沉积，沉淀池上部的清水进入集水池中，由清水泵送回清洗机及纸塑分离机中循环使用；沉淀池下部沉积的污泥，由泥浆泵送至污泥压滤机中进行泥水分离，分离后的污泥饼送垃圾处理的有机肥生产系统回收利用，分离后的水送回过滤池重新处理。

自动控制及安全保护设备10：由上位机(工控机)、可编程控制器、温度/压力调节仪/控制仪、燃烧器控制器，点火器、电磁阀、电动蝶阀、压力传感器、行程开关、位置开关、光电开关、热电偶、断路器、中间继电器、交流接触器、热继电器及报警器等先进设备组成，可实现废弃纸、塑及其复合材料全部资源化回收利用全程自动化运行、连续稳定生产；安全保护系统的熄火保护、过载保护及运行参数监控等功能，确保系统设备的运行安全可靠。

本发明具有简洁实用、稳定可靠、绿色环保、低能耗等特点。

作为本发明的改进，系统中可配备废塑料打包设备20及废塑料造粒设备30，以提高系统的适应性。废塑料打包设备由螺旋输送机、液压打包机和包捆传送带等组成；废塑料造粒设备由电加热螺旋挤出机和切碎机等组成。

当废塑料化油设备检修、维护期间，或有长期收购废塑料或废塑料颗粒的客户，可将打浆后的废塑料直接进行打包或造粒，便于储存、运输及销售。打包的尺寸及颗粒的大小可根据用户的需要而定。

作为本发明的进一步改进，系统中还可配备煤气化设备40，以提高系统的技术水平。煤气化设备由煤气发生炉本体、上煤装置、除灰装置、鼓风系统、脱硫除尘装置及电气控制柜等装置组成。

为降低系统的运行费用，选用廉价的煤作为燃料，由于一些城市或地区禁止燃煤，也为提高系统的推广范围，使用煤气化设备将煤气化，生产出优质的燃料-煤气，再用清洁的煤气来燃烧加热，利于环境保护。系统中的三台需要加热的装置，可按加热温度不同，合理布置由高向低顺序加热，有利于热能的充分利用。

作为本发明的更进一步改进，系统中还可配备废气处理设备50，以提高系统的技术水平。废气处理设备由引风机、袋式除尘器、吸附塔及风道等装置组成。

在上料分拣设备1、破碎设备2中的部分装置都加装不锈钢密闭罩，密闭罩的顶端设置引风管和引风机，产生大量的含尘、臭气等有害气体的废气，还有风选设备3中的出口废气以及其它生产废气等，全部送入废气处理设备50中进行净化处理，滤除其中的灰尘、吸附其中的臭气等有害气体后达标排放，可避免系统的运行带来的空气污染，也可确保车间内的工作环境。

本发明不局限于上述实施方式，不论系统结构或工艺流程如何变化、设备选型如何不同，凡是以水力打浆方式回收纸浆、以废塑料化油方式回收塑料以及以焙烧方式回收有色金属铝的废弃纸、塑及其复合材料类资源化回收的处理工艺，均落在本发明保护的范围之内。

此外，凡是在本发明的基础上加装废塑料打包、废塑料造粒、煤气化及废气处理等设备进行改进，以提高整体适应性及技术水平的系统，均构成对本发明的侵权。

Claims (9)

1.一套废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，包括：上料分拣设备、破碎设备、风选设备、清洗设备、打浆设备、浆水处理设备、污水处理设备、废塑料化油设备、铝粉回收设备、自动控制及安全保护设备；其特征在于：所述的上料分拣设备(1)由料斗、输送带、人工分拣台、分拣物料储料筒及螺旋输送机组成；所述的破碎设备(2)由料斗、高效粗破机及螺旋输送机组成；所述的风选设备(3)由鼓风机、箱体及风道组成；所述的清洗设备(4)由清洗机、暂存分离槽、螺旋输送机、循环水池及循环水泵组成；所述的打浆设备(5)由纸塑分离机、暂存分离槽及螺旋挤压输送机组成；所述的浆水处理设备(6)由暂存池、浆泵、粗滤装置、离心泵、泥沙分离装置、精滤装置、浆水分离机、螺旋挤出机、缓冲池及回水泵组成；所述的污水处理设备(7)由过滤池、加药池、反应池、沉淀池、集水池、加药装置、污泥压滤机、管道排污泵、提升泵、管道、阀门及电气控制装置组成；所述的废塑料化油设备(8)由废塑料烘干装置、进料装置、裂解反应釜、自动出渣装置、罐式冷却装置、废气燃烧处理装置及电气控制装置组成；所述的铝粉回收设备(9)由螺旋给料装置、卧式回转焙烧炉、燃气燃烧加热装置、铝粉分选及包装装置组成；所述的自动控制及安全保护设备(10)由上位机、可编程控制器、温度/压力调节仪/控制仪、燃烧器控制器,电磁阀、电动蝶阀、压力传感器、行程开关、位置开关、光电开关、热电偶、断路器、中间继电器、交流接触器、热继电器及报警器组成。

2.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的上料分拣设备(1)中的料斗、输送带、人工分拣台及螺旋输送机均加装不锈钢密闭罩，密闭罩的顶端设置引风管和引风机。

3.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的破碎设备(2)中的料斗、高效粗破机及螺旋输送机均加装不锈钢密闭罩，密闭罩的顶端设置引风管和引风机。

4.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：在所述的浆水处理设备(6)中的泥沙分离装置采用离心分离装置，浆水分离机采用半月筛。

5.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的废塑料化油设备(8)中的裂解反应釜采用燃气燃烧的加热方式，便于热 解废气的余热利用。

6.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的铝粉回收设备(9)中的卧式回转焙烧炉采用燃气燃烧夹层加热的方式。

7.根据权利要求1或5所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的废塑料化油设备(8)中设置废塑料打包设备(20)及废塑料造粒设备(30)。

8.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：所述的废塑料化油设备(8)中的废塑料烘干装置、废塑料化油裂解反应釜以及所述的铝粉回收设备(9)中的卧式回转焙烧炉，三台需要加热的装置，为降低系统的运行费用，采用廉价的煤作为燃料，也为提高系统的推广应用范围，系统中设置煤气化设备(40)。

9.根据权利要求1所述的废弃纸、塑及其复合材料资源化回收系统，其特征在于：在所述的上料分拣设备(1)、破碎设备(2)的部分装置以及风选设备(3)在运行时产生含尘、有害气体的废气，为避免环境污染，系统中设置废气处理设备(50)。 

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