Линия по переработке твердых бытовых отходов (ТБО): преобразование смешанных отходов в топливный углеродный остаток (RDF), металлы и перерабатываемые полимеры

Опубликовано в разделе «Новости и аналитика» · «Решения в области переработки отходов»

Автор: Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

Твердые бытовые отходы — самое сложное сырье в отрасли переработки отходов. Они поступают в смешанном виде, влажными, загрязненными и неоднородными — бытовой мусор, коммерческая упаковка, текстиль, органические отходы, инертный строительный мусор и, изредка, металл — все в одном грузовике. Один-единственный агрегат не способен их переработать. Эффективно работает поэтапная линия: каждая единица выполняет одну конкретную задачу, а результат работы одной единицы становится исходными данными для следующей.

В данной статье подробно описано, как на самом деле устроена современная линия по переработке твердых бытовых отходов, что обеспечивает каждый этап и какие типы оборудования используются — в том числе, какое место в технологическом процессе занимают наши собственные тяжелые двухвальные измельчители. Приведенное ниже описание процесса соответствует общепринятой схеме, используемой на муниципальных предприятиях по всему миру: прием и дозирование, первичное измельчение, просеивание, вторичное измельчение и сепарация по типу материала.

Этап 1 — Приемка, дозирование и вскрытие мешков

Отходы взвешиваются на входе и выгружаются в приемный бункер. Пластинчатый питатель или цепной конвейер дозирует поток с заданной скоростью, что имеет большее значение, чем может показаться на первый взгляд: производительность последующих измельчителей измеряется в объеме в час, и неконтролируемый скачок объема приведет к срабатыванию защиты от перегрузки. A двухроторный устройство для вскрытия мешков Обычно здесь устанавливается устройство для разрыва мешков с мусором, не разбивающее стекло, благодаря чему стекло остается крупными кусками и его можно отсеять, не допуская попадания в легкую фракцию.

Этап 2 — Первичное измельчение (измельчение с высокой нагрузкой)

Это этап, на котором выполняется основная работа. А двухвальный измельчитель с низкой скоростью вращения и высоким крутящим моментом измельчает громоздкие и негабаритные предметы — мебель, матрасы, бочки, поддоны, бытовую технику — до крупной фракции, как правило, в 150–300 мм диапазон. Суть заключается в низкой скорости: два вращающихся в противоположных направлениях вала, оснащенные крючкообразными лопастями, захватывают материал и разрывают его, а не разбивают ударами. Это обеспечивает высокий крутящий момент при низких оборотах, что и позволяет машине перерабатывать предметы, которые вывели бы из строя высокоскоростную молотковую дробилку.

Для использования в муниципальных условиях измельчитель должен быть достаточно мощным, поскольку бытовые отходы обладают абразивными свойствами и их характеристики труднопредсказуемы. Наш Модель 1500 в этом месте обычно указывается единица измерения: а 1 500 × 1 050 мм рабочая камера, сдвоенная 75 кВт приводные двигатели, Ø550 мм лезвия в M6V сплав при 50 мм толщина, а Ø245 мм главный вал, установленный на 22240 сферические роликовые подшипники и ZSY400 коробка передач. Общая масса установленного оборудования составляет около 15 т — масса, которая имеет значение, когда в составе корма присутствуют бетон и сталь.

Если поток отходов состоит из более лёгких отходов — преимущественно коммерческой упаковки, а не громоздких бытовых предметов, — то Модель 1000 или Модель 1200 как правило, этого достаточно, что позволяет сократить как капитальные затраты, так и занимаемую площадь. Данный Модель 1200 управляет 1 200 × 800 мм камера на двухместной основе 45 кВт двигатели с Ø400 мм лезвия.

Этап 3 — Отбор и органическое отделение

A многоярусный роторный барабан (роторный грохот) получает фракцию грубого измельчения и разделяет её по размеру. Мелкий нижний поток — гниющие органические вещества, песок, осколки стекла — оседает и направляется на компостирование или анаэробное сбраживание. Поток крупнофракционных отходов, состоящий теперь в основном из сухой упаковки, поступает на следующий этап. Просеивание на этом этапе защищает установленный ниже мелкий измельчитель: мелкие органические частицы обладают абразивными свойствами, влажны и не представляют ценности, а их раннее удаление значительно снижает износ оборудования.

Этап 4 — Вторичное измельчение для получения топлива из отходов (RDF)

Для производства Топливо, полученное из отходов (RDF / SRF), легкая фракция — пластик, текстиль, бумага, древесина — должна быть переработана в однородную 30–50 мм пух или гранулы, пригодные для загрузки в цементную печь или котел, работающий на отходах. Это другое оборудование, отличное от первичного измельчителя: а одновальный измельчитель с калиброванным ситом, который сдвигается относительно неподвижного противоножа и пропускает только те частицы, которые проходят через отверстия сита. Таким образом, размер ячейки сита точно определяет размер конечного продукта, что в полной мере соответствует требованиям к топливу.

RDF, получаемый по данному маршруту, обычно имеет нижнюю теплотворную способность примерно 18–22 МДж/кг (примерно 4 300–5 250 ккал/кг), поэтому производители цемента рассматривают его в качестве частичной замены угля. Достижение этого показателя зависит не столько от дробилки, сколько от того, насколько качественно была удалена влажная органическая фракция на третьем этапе — ведь влага является главным врагом теплотворной способности.

Этап 5 — Сепарация по типу материала

После определения размера потока ценные фракции извлекаются с помощью четырёх хорошо отработанных физических принципов:

• Магнитная сепарация. Самоочищающиеся надленточные магниты непрерывно извлекают жестяные банки из черной стали и конструкционное железо с конвейерной ленты. Это не только защищает последующее оборудование, но и позволяет извлечь из отходов дополнительную ценность.
• Сепарация с помощью вихревых токов (ECS). Высокоскоростной ротор с переменным магнитным полем (обычно 2 500–3 000 об/мин) вызывает вихревые токи в цветных металлах, создавая отталкивающую силу, которая физически отбрасывает алюминиевые банки и медные обломки из потока инертного материала.
• Классификация по воздушным потокам (изменение направления ветра). Воздух, движущийся с высокой скоростью, вызывает флюидизацию слоя материала в зигзагообразной камере; легкие пленки, бумага и пенопласт поднимаются в циклон, а тяжелые инертные частицы опускаются под действием силы тяжести.
• Оптическая сортировка в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR). Гиперспектральные камеры определяют спектральную сигнатуру ПЭТ, ПНД, ПП и ПС, а пневматические коллекторы сопел выбрасывают выбранные полимеры. Хорошо настроенные линии в ближнем ИК-диапазоне регулярно превышают чистота 95 % в отношении потоков, состоящих из одного полимера.

Роботы типа «pick-and-place» с искусственным интеллектом всё чаще используются для окончательного контроля качества, как правило, со скоростью 80–100 операций в минуту. Они служат дополнением, а не заменой — основная сортировка по-прежнему осуществляется с помощью магнитов, вихревых токов, пневматики и оптики.

Определение размера линии: практическая отправная точка

В опубликованных данных по муниципальным станциям обычно указываются объемы переработки в 20–50 т/ч линейку для полной линейки продуктов продвинутого уровня. Вместо того чтобы отталкиваться от показателя производственной мощности, мы рекомендуем начать с трёх вопросов:

• Что содержится в отходах? Поток отходов, в котором преобладает упаковочный мусор, генерирует гораздо больше RDF, чем поток, в котором преобладает строительный мусор.
• Куда направляется выходной сигнал? Если заказчиком является цементный завод, то технические характеристики определяются размером и теплотворной способностью RDF. Если заказчиком является предприятие по переработке отходов, то большую роль играет чистота полимера.
• Что такое «разрешительные рамки»? Нормы по запахам, пыли и шуму определяют, в каком объеме предприятию требуются ограждающие конструкции, вентиляция с отрицательным давлением и рукавная фильтрация.

Коммунальные услуги, выбросы и требования к площадке

Муниципальный автопарк — это не просто техника. В большинстве юрисдикций обязательным условием являются три системы поддержки:

• Вентиляция с отрицательным давлением и пылеудаление. В перегрузочных залах, корпусах барабанных сепараторов и на узлах перегрузки конвейеров поддерживается отрицательное давление, а отработанный воздух отводится через импульсно-струйные рукавные фильтры, часто в сочетании с биологическими капельными скрубберами и активированным углем для устранения запахов.
• Трехфазное питание, рассчитанное на пиковый пусковой ток. Два двигателя мощностью 75 кВт создают значительный пусковой ток; необходимо указать в техническом задании при закупке, а не после поставки, использование распределительного щита на объекте или отдельного трансформатора.
• Меры предосторожности в отношении пожара и взрыва. Измельчение сопровождается образованием пыли и может приводить к появлению искр; в закрытых линиях, по которым транспортируется сухой отходный топливо (RDF), необходимо обеспечить обнаружение и гашение искр.

Часто задаваемые вопросы

Какой мощности мусороперерабатывающий завод может обслуживать один измельчитель?

Один мощный двухвальный измельчитель обычно является первичным этапом линии производительностью 20–50 т/ч. При производительности ниже примерно 10 т/ч более экономичным является использование более компактной установки, такой как модель 800; на предприятиях с производительностью свыше 50 т/ч часто используются две первичные измельчительные установки, работающие параллельно, чтобы обеспечить бесперебойную работу линии во время технического обслуживания.

Может ли один измельчитель обрабатывать как крупногабаритные отходы, так и упаковку?

Технически это возможно, но толщина лезвия — это компромисс. Толстые лезвия (50 мм) справляются с крупногабаритными отходами, содержащими скрытые металлические элементы; более тонкие лезвия (20–30 мм) более тщательно измельчают упаковку и потребляют меньше энергии. Если ваш поток отходов действительно смешанный, выберите более толстое лезвие и смиритесь с более грубым результатом измельчения или установите двухступенчатую систему.

Какая доля поступающих отходов фактически превращается в топливный отход (RDF)?

Это полностью зависит от состава отходов и от того, насколько эффективно отсеивается влажная органическая фракция. В потоках с преобладанием упаковочных отходов доля легкой фракции, поступающей на подготовку к производству топлива из отходов (RDF), может превышать половину входной массы; в потоках, где преобладают пищевые отходы и строительный мусор, она может составлять значительно менее четверти. Единственным надежным способом прогнозирования является анализ репрезентативной пробы.

Вы поставляете всю линейку продукции или только измельчители?

Компания Jiacui производит оборудование для измельчения — двухвальные и одновальные измельчители, а также пульверизаторы, — которое составляет основу этапов 2 и 4. Мы сотрудничаем с выбранными заказчиком поставщиками оборудования для просеивания, магнитной, вихретоковой и оптической сортировки, а также конвейерного оборудования и предоставляем чертежи соединительных узлов, необходимые для их интеграции.

Следующий шаг

Если вы планируете проект линии по переработке ТБО, наиболее полезным документом, который вы можете нам предоставить, является анализ состава ваших отходов вместе с предполагаемой пропускной способностью и описанием того, куда будет реализовываться конечная продукция. На основании этих трех параметров мы сможем определить модель первичного измельчителя, технические характеристики ножей и конфигурацию привода, а также предоставить чертежи схемы установки и требования к энергоснабжению. Свяжитесь с нами для консультации по проекту.