本發(fā)明涉及有機固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳化料連續(xù)成型方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

經(jīng)過幾十年的發(fā)展與完善，熱解技術(shù)已廣泛應(yīng)用于輪胎、塑料、生物質(zhì)、生活垃圾RDF等固體有機廢棄物的綜合資源化處理。在有機物的低溫?zé)峤膺^程中，有熱解油、熱解氣和熱解碳三種產(chǎn)物。熱解油和熱解氣一般作為能源使用，熱解碳因夾雜灰分、大顆粒無機物和金屬難以直接成為碳品生產(chǎn)原料，受到熱解物料來源的影響，有些固體廢棄物的熱解碳的重金屬含量比較高。鑒于上述原因，固體廢棄物熱解碳必須進行必要的處理才能完成固廢的終極無害化與資源化處置。熱解碳粉大部分為微粉，有時結(jié)成大塊，為存儲、轉(zhuǎn)運和后處理帶來不便，造成環(huán)境污染，而且存在安全隱患。所以熱解完成后，應(yīng)該及時將碳化料經(jīng)篩分、研磨、除雜等處理后，添加膠黏劑混勻后成型為滿足后續(xù)加工工藝要求的碳顆粒，改善存儲、運輸性能，減小安全隱患。

在熱解產(chǎn)業(yè)沒有大面積推廣的時候，熱解炭往往被作為輔助燃料使用，對于品質(zhì)好的熱解炭，這是一種資源浪費；對于品質(zhì)低的熱解炭，這種使用帶來一定的環(huán)保負擔(dān)。很容易釀成環(huán)保事故。熱解炭造粒后進行水蒸氣物理活化，一方面解決熱解炭的出路問題，另一方面，活化過程可以將碳粉中含有的重金屬還原成單質(zhì)，實現(xiàn)熱解炭的無害化，無害化后的物料的污染屬性消除，還可直接回收金屬。物理活化工藝要求碳化料造粒。

熱解碳化料往往由于原料來源多變造成碳化料組成成分的不穩(wěn)定，加上碳化料表面往往覆蓋一層焦油或半焦成分，導(dǎo)致碳化料疏水性極強，一般加工方法、膠黏劑和成型設(shè)備造出的粒子的強度低，生產(chǎn)過程工藝不穩(wěn)定，難以實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。目前，國內(nèi)成型造粒技術(shù)較為成熟的主要是生物質(zhì)造粒、煤粉的造?；蚴腔钚蕴康脑炝＜疤亢诘脑炝＃喬?、塑料、生活垃圾等固體有機廢棄物熱解碳的造粒沒有專用設(shè)備，使用傳統(tǒng)設(shè)備及工藝方法難以造出滿足要求的粒子，勉強造出的粒子強度差，質(zhì)量不穩(wěn)定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種碳化料連續(xù)成型方法及系統(tǒng)，以解決或至少減輕背景技術(shù)中所存在的至少一處的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種碳化料連續(xù)成型方法，包含以下步驟：S1，對待成型的碳化料進行磁選，剔除金屬；S2，對所述碳化料進行篩分，將所述碳化料分為篩下物和篩上物，所述篩下物直接進入料倉，所述篩上物進入研磨設(shè)備；S3，所述篩上物進入所述研磨設(shè)備后進一步粉碎至一定粒度的粉料，研磨后的粉料重復(fù)步驟S1、S2、S3，直到所有碳化料均能過篩進入所述料倉；S4，利用自動計量配料系統(tǒng)將水、粘合劑、與所述料倉內(nèi)的碳化粉料按照一定比例配成混合料，將所述混合料輸送至輪碾攪拌機內(nèi)；S5，利用所述輪碾攪拌機對所述混合料碾壓攪拌，將攪拌均勻后的混合料輸送至成型造粒機；S6，利用所述成型造粒機將所述混合料擠壓成型，造出粒子。

優(yōu)選地，所述步驟S2中對碳化料的篩分采用密閉式振動篩或密閉式滾筒篩，所述密閉式振動篩或密閉式滾筒篩的篩網(wǎng)目數(shù)采用20-200目。

優(yōu)選地，所述步驟S3中的研磨設(shè)備采用密閉式磨粉機，所述磨粉機設(shè)置有除塵裝置，所述磨粉機能夠?qū)⑺龊Y下物磨碎至20-200目大小的顆粒。

優(yōu)選地，所述步驟S4中的一定比例具體為，按重量份，水10-15份，粘合劑5-30份，碳化粉料45-80份。

優(yōu)選地，所述步驟S5中，所述輪碾攪拌機的單輥重量大于等于0.5噸，單釜攪拌時間為10-60分鐘。

優(yōu)選地，所述步驟S6中造出的粒子大小在3-100毫米范圍內(nèi)。

優(yōu)選地，所述碳化料連續(xù)成型方法進一步還包含步驟S7，將所述粒子送入烘干設(shè)備采用熱蒸汽或熱風(fēng)烘干，造出的粒子的水分控制在5-10％。

本發(fā)明還提供了一種碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)，用于如上所述的碳化料連續(xù)成型方法，所述碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)包含篩分設(shè)備、研磨設(shè)備、自動稱重計量配料系統(tǒng)、輪碾攪拌機、成型造粒機；所述篩分設(shè)備包含篩上空間倉和篩下空間倉，所述篩上空間倉與所述研磨設(shè)備的進料口連接；所述篩下空間與所述自動稱重計量配料系統(tǒng)連接；所述研磨設(shè)備的出料口與所述所述自動稱重計量配料系統(tǒng)連接；所述自動稱重計量配料系統(tǒng)用于完成碳化粉料與粘合劑及水的配料；所述輪碾攪拌機的進料口與所述自動稱重配料系統(tǒng)連接，所述輪碾攪拌機的出料口與所述成型造粒機連接。

在上述碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述碳化料連續(xù)成型方法進一步包含烘干設(shè)備，所述烘干設(shè)備采用熱蒸汽或熱風(fēng)進行烘干。

在上述碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述自動稱重計量配料系統(tǒng)包含料倉、料倉計量稱、PLC自動控制系統(tǒng)及料倉出料絞龍；所述篩下空間與所述研磨設(shè)備的出料口均與所述料倉連接；所述料倉出料絞龍與所述料倉連接；所述料倉計量稱設(shè)置在所述料倉出料絞龍遠離所述料倉的一端；所述PLC自動控制系統(tǒng)用于控制系統(tǒng)自動配料。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的方法能夠完成有機固廢碳化料的連續(xù)成型，物料適應(yīng)性強，成型過程連續(xù)密封，不會產(chǎn)生灰塵，滿足環(huán)保要求。本發(fā)明的系統(tǒng)自動化程度高，采用PLC自動控制配料，配料精度高，造出的粒子強度高、大小均勻，便于運輸和加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的碳化料連續(xù)成型方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明一實施例的碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)的示意圖。

其中，1-篩分設(shè)備，2-研磨設(shè)備，3-料倉，4-儲水罐，5-粘合劑儲倉，6-料倉計量稱，7-料倉出料絞龍，8-PLC控制系統(tǒng)，9-輪碾攪拌機，10-成型造粒機，11-烘干設(shè)備。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

固體有機廢棄物熱解碳化料往往由于原料來源不穩(wěn)定造成碳化料的不穩(wěn)定，簡單的加工工藝很難有效實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)加工。另外，碳化料因為表面還有部分熱解油，造成碳化料疏水性極強，一般加工方法和設(shè)備造出的粒子的強度低、生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定。

如圖1所示，本實施例提供了一種碳化料連續(xù)成型方法，包含以下步驟：

S1，對待成型的碳化料進行磁選，剔除金屬；既可以將金屬回收利用，又可以去除碳化料中的雜質(zhì)，有利于提高后期成型碳化料的質(zhì)量。

S2，對所述碳化料進行篩分，將所述碳化料分為篩下物和篩上物，所述篩下物直接進入料倉3，所述篩上物進入研磨設(shè)備2。

在本實施例中，采用具有防靜電功能的密閉式振動篩，篩網(wǎng)目數(shù)采用50目?？梢岳斫獾氖牵瑢Υ尚吞蓟系暮Y分還可以采用具有防靜電功能的密閉式滾筒篩，篩網(wǎng)的目數(shù)主要根據(jù)最終想要得到的粒子大小確定。例如，在一個備選實施例中，最終希望得到較小的粒子，則篩網(wǎng)目數(shù)可以選擇200目；在另一個備選實施例中，最終希望得到較大的粒子，則篩網(wǎng)目數(shù)可以選擇20目；所述密閉式振動篩或密閉式滾筒篩的篩網(wǎng)目數(shù)可以在20-200目之間根據(jù)需要選取。其優(yōu)點在于，可以根據(jù)實際需要調(diào)整篩網(wǎng)目數(shù)，提高過濾精度和過濾效率。

在本實施例中，所述待成型的碳化料包含橡膠、塑料、生物質(zhì)、生活垃圾等有機物熱解、裂解、碳化后產(chǎn)生的一種或幾種碳物質(zhì)混合而成。

S3，所述篩上物進入所述研磨設(shè)備2后進一步粉碎至一定粒度的粉料，研磨后的粉料重復(fù)步驟S1、S2、S3，直到所有待成型的碳化料均能過篩進入料倉3，形成碳化粉料。

在本實施例中，所述研磨設(shè)備采用密閉式磨粉機，所述磨粉機設(shè)置有除塵裝置，所述磨粉機能夠?qū)⑺龊Y下物磨碎至20-200目大小的顆粒?？梢岳斫獾氖?，所述磨粉機磨出顆粒的大小應(yīng)當(dāng)與所述篩下物的顆粒大小相當(dāng)。

S4，利用自動計量配料系統(tǒng)將水、粘合劑、與所述料倉3內(nèi)的碳化粉料按照一定比例配成混合料，將所述混合料輸送至輪碾攪拌機9內(nèi)。其中，所需水儲存在儲水罐4內(nèi)，所需粘合劑儲存在粘合劑儲倉5內(nèi)。

在本實施例中，所述粘合劑采用復(fù)合粘合劑，所述復(fù)合粘合劑可以是纖維素類有機粘合劑、建筑用粘合劑，如：107、108、801等、樹脂類粘合劑、煤焦油等粘性物質(zhì)、黏土等無機類粘合劑中的一種或幾種。

所述步驟S4中的一定比例具體為，按重量份，水10-15份，粘合劑5-30份，碳化粉料45-80份。例如，在一個實施例中，按重量份，水10份，粘合劑10份，碳化粉料80份；在另一個備選實施例中，按重量份，水15份，粘合劑15份，碳化粉料70份。配比主要根據(jù)造出粒子的強度調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)需要造出粒子的強度較高時，可以適當(dāng)增加粘合劑的比例。

S5，利用所述輪碾攪拌機9對所述混合料碾壓攪拌，將攪拌均勻后的混合料輸送至成型造粒機10。

在本實施例中，所述輪碾攪拌機的單輥重量大于等于0.5噸，單釜攪拌時間為10-60分鐘。所述輪碾攪拌機具有密封蓋子，可以碾壓并攪拌物料，讓不親水碳化料與水粘結(jié)劑充分混合攪拌并初步壓實。

S6，利用所述成型造粒機10將所述混合料擠壓成型，造出粒子。

在本實施例中，造出的粒子大小在3-100毫米范圍內(nèi)。所述的成型造粒機可以是液壓擠出造粒機或是螺桿擠出造粒機等具有擠出功能的造粒機，模具頭可靈活更換，模具頭外側(cè)帶有切刀，造出的粒子為長短一致的柱狀結(jié)構(gòu)，橫截面可為圓形、多邊形、不規(guī)則圖形等任何幾何圖案。

在本實施例中，所述碳化料連續(xù)成型方法進一步還包含步驟S7，將所述粒子送入烘干設(shè)備采用熱蒸汽或熱風(fēng)烘干，造出的粒子的水分控制在5-10％?？梢岳斫獾氖?，所述烘干設(shè)備可以是滾筒式烘干、箱式烘干、網(wǎng)帶式烘干中的一種。按照上述方法造粒，粒子的滾筒強度可達98％以上，可進一步長途運輸、加工成炭黑、活性炭等產(chǎn)品。所述滾筒強度是指粒子成型后，放入滾筒內(nèi)滾轉(zhuǎn)試驗，破碎了粒子會通過滾筒上的篩孔漏出，而剩余的粒子強度是滿足要求的。

例如，對于廢舊輪胎熱解碳化料的處理，先是將輪胎熱解碳經(jīng)過圓震篩1mm篩網(wǎng)篩分后，篩下物直接進入料倉，篩上物進入研磨設(shè)備研磨成小于1mm的粉料后進入料倉，粉料和篩下物、水、粘合劑各自通過自動稱重計量配料系統(tǒng)，即：輪胎熱解碳化粉料770公斤、粘合劑801：30公斤，纖維素類粘合劑：1公斤，水200公斤，輸送至加蓋的輪碾攪拌機中，經(jīng)過碾壓攪拌捏合均勻后進入料倉，再經(jīng)過成型造粒機擠壓初步成型為直徑3mm,長度為10mm的圓柱狀顆粒，經(jīng)過網(wǎng)帶式烘干設(shè)備烘干后可得到水分8％，強度96％的顆粒。此種方法造出的顆粒含碳量高，不引入無機物和雜質(zhì)元素，適合作為炭黑使用及活化成活性炭。

又例如，對于塑料熱解碳的處理，將塑料熱解碳經(jīng)過滾筒篩0.5mm篩網(wǎng)篩分后，篩下物直接進入料倉，篩上物進入研磨設(shè)備研磨成小于0.5mm的粉料后進入料倉。粉料和篩下物、水、粘合劑各自通過自動稱重計量配料系統(tǒng)，即：塑料熱解碳化粉料680公斤、粘合劑108：50公斤，水270公斤，輸送至加蓋的輪碾攪拌機中，經(jīng)過碾壓攪拌捏合均勻后進入料倉，再經(jīng)過成型造粒機擠壓初步成型為直徑5mm,長度為15mm的圓柱狀顆粒，經(jīng)過箱式烘干設(shè)備烘干后可得到水分10％，強度98％的顆粒。此種方法造出的顆粒含碳量高，不引入無機物和雜元素，適合活化成活性炭。

再例如，對于生活垃圾RDF熱解碳的處理，先是將生活垃圾RDF熱解碳經(jīng)過圓震篩5mm篩網(wǎng)篩分后，篩下物直接進入料倉，篩上物進入研磨設(shè)備研磨成小于5mm的粉料后進入料倉，粉料和篩下物、水、粘合劑各自通過自動稱重計量配料系統(tǒng)，即：生活垃圾RDF熱解碳化粉料700公斤、黏土：150公斤、水150公斤，輸送至加蓋的輪碾攪拌機中，經(jīng)過碾壓攪拌捏合均勻后進入料倉，再經(jīng)過成型造粒機擠壓初步成型為直徑60mm,長度為100mm的六邊型柱狀顆粒，經(jīng)過轉(zhuǎn)筒式烘干設(shè)備烘干后可得到水分10％，強度為95％的顆粒，此種方法造出的塊狀碳料價格便宜、產(chǎn)量大，適合作為燃料棒使用。

如圖2所示，一種碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)，用于如上所述的碳化料連續(xù)成型方法，所述碳化料連續(xù)成型系統(tǒng)包含篩分設(shè)備1、研磨設(shè)備2、自動稱重計量配料系統(tǒng)、輪碾攪拌機9、成型造粒機10。

所述篩分設(shè)備1包含篩上空間倉和篩下空間倉，所述篩上空間倉與所述研磨設(shè)備2的進料口連接；所述篩下空間與所述自動稱重計量配料系統(tǒng)連接。待成型的碳化物經(jīng)過篩分設(shè)備篩分后，根據(jù)碳化物顆粒大小的不同，待成型碳化物被分為篩上物和篩下物，所述篩下物直接進入自動稱重計量配料系統(tǒng)，所述篩上物進入研磨設(shè)備進一步破碎成與所述篩下午顆粒大小相當(dāng)?shù)男☆w粒。

所述研磨設(shè)備2的出料口與所述所述自動稱重計量配料系統(tǒng)連接；研磨設(shè)備的破碎能力根據(jù)篩分設(shè)備篩網(wǎng)確定，以保證經(jīng)過研磨設(shè)備進一步破碎的篩上物與篩下物的顆粒大小相當(dāng)。

所述自動稱重計量配料系統(tǒng)用于完成碳化粉料與粘合劑及水的配料。在本實施例中，所述自動稱重計量配料系統(tǒng)包含料倉3、料倉計量稱6、PLC自動控制系統(tǒng)8及料倉出料絞龍7；所述篩下空間與所述研磨設(shè)備的出料口均與所述料倉連接；所述料倉出料絞龍與所述料倉連接；所述料倉計量稱設(shè)置在所述料倉出料絞龍遠離所述料倉的一端；所述PLC自動控制系統(tǒng)用于控制系統(tǒng)自動配料。

所述輪碾攪拌機9的進料口與所述自動稱重配料系統(tǒng)連接，所述輪碾攪拌機的出料口與所述成型造粒機連接。所述的成型造粒機可以采用液壓擠出造粒機或是螺桿擠出造粒機等具有擠出功能的造粒機，模具頭可靈活更換，模具頭外側(cè)帶有切刀，造出的粒子為長短一致的柱狀結(jié)構(gòu)，橫截面可為圓形、多邊形、不規(guī)則圖形等任何幾何圖案。

在本實施例中，所述碳化料連續(xù)成型方法進一步包含烘干設(shè)備11，所述烘干設(shè)備采用熱蒸汽或熱風(fēng)進行烘干。可以理解的是，所述烘干設(shè)備可以是滾筒式烘干、箱式烘干、網(wǎng)帶式烘干中的一種。

在本實施例中，全系統(tǒng)采取密閉措施，防靜電處理及采用防爆電機。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。