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CN107513443A - 由废物材料制备过程设计燃料原料的系统和方法 - Google Patents

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CN107513443A CN201710811887.6A CN201710811887A CN107513443A CN 107513443 A CN107513443 A CN 107513443A CN 201710811887 A CN201710811887 A CN 201710811887A CN 107513443 A CN107513443 A CN 107513443A
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Abstract

本发明涉及由废物材料制备过程设计燃料原料的系统和方法。具体地，本发明涉及从城市固体废物提取材料的方法。本申请描述了由固体废物材料制备过程设计燃料的系统和方法。在一些实施方式中，方法包括：在多材料处理平台接收废物流，将废物流分离以除去不可处理的废物和适于销售的可回收物。该方法进一步包括：将可处理的材料运输至材料分类系统并加入添加剂，从而由废物流的组分制备过程设计燃料。

Description

由废物材料制备过程设计燃料原料的系统和方法
本申请是申请日为2012年6月1日、中国申请号为201280037607.6、发明名称为“由废物材料制备过程设计燃料原料的系统和方法”的发明申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年6月3日提交的题为“Systems，Methods and Processes forGranulating Heterogeneous Waste Streams for Engineered Fuel FeedstockProduction”的美国临时申请61/493,071的优先权和2012年5月11日提交的题为“Systemsand Methods for Producing Engineered Fuel Feed Stocks From Waste Material”的美国临时申请61/645,931的优先权，其教导完全通过参考并入本申请。
背景技术
本公开涉及可替换的燃料、化学品、和燃料原料。特别地，本公开涉及制备含有添加剂的过程设计燃料原料(engineered fuel feed stock)以在燃烧或气化应用过程中控制排放量、防止腐蚀、和/或改善操作性能的系统和方法。本申请描述的原料包括以下的至少一种组分：处理的固体废物，添加剂，和任选的其它组分。
用于加热、运输、和生产化学品以及石化产品的化石燃料的来源变得日益稀有和昂贵。诸如生产能量和石化产品等行业在积极寻找成本有效的过程设计燃料原料替代品用于生产那些产品和很多其它物质。另外，由于化石燃料日益增加的成本，运送用于生产能量和石化产品的过程设计燃料原料的运输成本快速上升。
这些能量和石化产品生产行业以及其它行业依赖于使用化石燃料，例如煤和油和天然气，用于生产能量的燃烧和气化过程，用于加热和电力，以及产生用于下游生产化学品和液体燃料的合成气，以及涡轮的能量源。
用于生产过程设计燃料的原料的一种潜在重要来源是固体废物。固体废物，例如城市固体废物(MSW)，通常按垃圾处置或用于燃烧过程以产生用于涡轮的热量和/或蒸汽。伴随燃烧产生的缺点包括产生污染物，例如危害环境的氮氧化物，硫氧化物，颗粒物以及氯的产物。
因此，需要可替换燃料，该燃料有效和干净地燃烧并且可以用于生产能量和/或化学品。同时需要废物管理系统，该系统实施通过利用这样的废物减少温室气体排放量的方法。特别地，需要从废物材料的组分分类废物材料并回归资源价值的改善的系统和方法。通过管理和使用包含在废物中的能量，可以减少温室气体排放量和/或以其它方式减少在废物的处理过程中产生的排放物，从而有效地利用由商业和住宅消费者产生的废物。
发明内容
本申请描述了由固体废物材料生产过程设计燃料的系统和方法。在一些实施方式中，方法包括在多材料处理平台接收废物流并将废物流分离以移除不可处理的废物和适于销售的可回收物。实施方法进一步包括将可处理的材料运输至材料分级系统并将添加剂混入以由废物流的组分制备过程设计燃料。
本发明涉及下述各项：
1.从处理的MSW废物流制备过程设计燃料原料的方法，所述方法包括：
将第一废物流和添加剂合并；
将所述第一废物流和所述添加剂压制以形成增密的中间材料；
研磨所述中间材料；
将磨细的中间材料与第二废物流混合；和
将所述中间材料和所述第二废物流压制以形成过程设计燃料原料。
2.项1的方法，其中所述第一废物流包括硬塑料。
3.项2的方法，其中所述第一废物流包含小于约40wt％的软塑料。
4.项3的方法，其中所述第一废物流包含小于约30wt％的软塑料。
5.项4的方法，其中所述第一废物流包含小于约20wt％的软塑料。
6.项5的方法，其中所述第一废物流包含小于约10wt％的软塑料。
7.项6的方法，其中所述第一废物流包含小于约5wt％的软塑料。
8.项3的方法，其中所述第一废物流包含小于约20wt％的纤维。
9.项8的方法，其中所述第一废物流包含小于约10wt％的纤维。
10.项8的方法，其中所述第一废物流包含小于约5wt％的纤维。
11.项3的方法，其中所述第一废物流包含小于约20wt％软塑料和纤维的组合。
12.项11的方法，其中所述第一废物流包含小于约10wt％软塑料和纤维的组合。
13.项12的方法，其中所述第一废物流包含小于约5wt％软塑料和纤维的组合。
14.项2的方法，其中所述第一废物流包含至少约80wt％的硬塑料。
15.项14的方法，其中所述第一废物流包含至少约90wt％的硬塑料。
16.项15的方法，其中所述第一废物流包含至少约95wt％的硬塑料。
17.项2的方法，其中所述第一废物流基本上不含玻璃、金属、粗砂和不燃物。
18.项1的方法，其中所述第一废物流包括硬塑料和软塑料。
19.项18的方法，其中所述第一废物流包含小于约20wt％的纤维。
20.项19的方法，其中所述第一废物流包含小于约10wt％的纤维。
21.项20的方法，其中所述第一废物流包含小于约5wt％的纤维。
22.项18的方法，其中所述第一废物流基本上不含玻璃、金属、粗砂和不燃物。
23.项2的方法，其中所述增密的中间材料具有
约10wt％至约50wt％的塑料含量；和
约90wt％至约50wt％的添加剂含量。
24.项1的方法，其中所述增密的中间材料的堆积密度为约20lb/ft3至约60lb/ft3。
25.项1的方法，其中所述添加剂是化学添加剂。
26.项25的方法，其中所述化学添加剂是吸附剂。
27.项26的方法，其中配制所述吸附剂以吸附空气污染物的至少一种，所述空气污染物包括二氧化硫(SO2)，三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，氢氯酸(HCl)，汞(Hg)，非Hg金属和其它有害的空气污染物。
28.项1的方法，其中所述添加剂是以下的至少一种：倍半碳酸钠(Trona)，碳酸氢钠，碳酸钠，铁酸锌，铁酸锌铜，钛酸锌，铝酸铜铁，铝酸铜，氧化铜锰，担载在氧化铝上的镍，氧化锌，氧化铁，铜，氧化亚铜(I)，氧化铜(II)，石灰石，石灰，Fe，FeO，Fe2O3，Fe3O4，铁屑，CaCO3，Ca(OH)2，CaCO3.MgO，二氧化硅，氧化铝，陶土，高岭土，矾土，酸性白土，绿坡缕石，煤灰，蛋壳，有机盐(例如乙酸钙镁(CMA)，乙酸钙(CA)，甲酸钙(CF)，苯甲酸钙(CB)，丙酸钙(CP)和乙酸镁(MA))，脲，溴化钙，溴化钠，溴化铵，溴化氢，硫酸铵，木质素磺酸盐和Ca-蒙脱石。
29.项1的方法，其中所述第二废物流包括硬塑料、软塑料和纤维中的至少一种。
30.项29的方法，其中所述第二废物流包括软塑料和纤维。
31.项29的方法，其中所述第二废物流包含小于约20wt％的硬塑料。
32.项31的方法，其中所述第二废物流包含小于约10wt％的硬塑料。
33.项32的方法，其中所述第二废物流包含小于约5wt％的硬塑料。
34.项29的方法，其中所述第二废物流包含至少约5wt％的软塑料。
35.项34的方法，其中所述第二废物流包含至少约10wt％的软塑料。
36.项35的方法，其中所述第二废物流包含至少约20wt％的软塑料。
37.项29的方法，其中所述第二废物流包含至少约80wt％的纤维。
38.项37的方法，其中所述第二废物流包含至少约90wt％的纤维。
39.项38的方法，其中所述第二废物流包含至少约95wt％的纤维。
40.项29的方法，其中所述第二废物流包含至少约95wt％软塑料和纤维的组合。
41.项29的方法，其中所述第二废物流基本上不含玻璃、金属、粗砂和不燃物。
42.项29的方法，其中所述第二废物流具有
软塑料含量为约0wt％至约20wt％；和
纤维含量为约80wt％至约100wt％。
43.项1的方法，其中所述过程设计燃料原料的堆积密度为约10lb/ft3至约60lb/ft3。
44.项43的方法，其中所述过程设计燃料原料的堆积密度为约20lb/ft3至约40lb/ft3。
45.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度小于约1/2英寸。
46.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度小于约3/8英寸。
47.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度小于约1/4英寸。
48.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度小于3/16英寸。
49.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度小于1/8英寸。
50.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约3/8英寸。
51.项2的方法，其中所述第一废物流的硬塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约1/4英寸。
52.项18的方法，其中所述第一废物流的软塑料和硬塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约3/4英寸。
53.项29的方法，其中所述第二废物流的软塑料组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。
54.项29的方法，其中所述第二废物流的纤维组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。
55.项229的方法，其中所述第二废物流的软塑料和纤维组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。
56.项1的方法，其中将所述第一废物流在与所述添加剂合并之前进行调节。
57.项56的方法，其中所述第一废物流的调节包括加入热能以提高所述第一废物流的温度。
58.项57的方法，其中使所述第一废物流的温度增至约300°F。
59.项58的方法，使所述第一废物流的温度增至约325°F。
60.项59的方法，使所述第一废物流的温度增至约350°F。
61.项60的方法，使所述第一废物流的温度增至约375°F。
62.项1的方法，其中在将合并的所述第一废物流和所述添加剂压制以形成增密的中间材料之前将其进行调节。
63.项62的方法，其中对合并的所述第一废物流和所述添加剂的调节包括加入热能以提高所述合并的所述第一废物流和所述添加剂的温度。
64.项63的方法，其中使所述合并的所述第一废物流和所述添加剂的温度增至约300°F。
65.项64的方法，其中使所述合并的所述第一废物流和所述添加剂的温度增至约325°F。
66.项65的方法，其中使所述合并的所述第一废物流和所述添加剂的温度增至约350°F。
67.项66的方法，其中使所述合并的所述第一废物流和所述添加剂的温度增至约375°F。
68.项1的方法，其中在将所述第二废物流与所述中间材料混合之前对其进行调节。
69.项68的方法，其中对所述第二废物流的调节包括加入热能以提高所述第二废物流的温度。
70.项68的方法，其中对所述第二废物流的调节包括加入蒸汽。
71.项70的方法，其中使所述第二废物流的温度增至约300°F。
72.项71的方法，其中使所述第二废物流的温度增至约325°F。
73.项72的方法，其中使所述第二废物流的温度增至约350°F。
74.项73的方法，其中使所述第二废物流的温度增至约375°F。
75.项1的方法，其中在将混合的中间材料和第二废物流压制以形成过程设计燃料原料之前对其进行调节。
76.项75的方法，其中对混合的中间材料和第二废物流的调节包括加入热能以提高所述混合的中间材料和第二废物流的温度。
77.项76的方法，其中使所述混合的中间材料和第二废物流的温度增至约300°F。
78.项77的方法，其中使所述混合的中间材料和第二废物流的温度增至约325°F。
79.项78的方法，其中使所述混合的中间材料和第二废物流的温度增至约350°F。
80.项799的方法，其中使所述混合的中间材料和第二废物流的温度增至约375°F。
81.项1的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约3/4英寸的平均粒度。
82.项81的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约5/8英寸的平均粒度。
83.项82的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约1/2英寸的平均粒度。
84.项83的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约3/8英寸的平均粒度。
85.项84的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约1/4英寸的平均粒度。
86.项85的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约3/16英寸的平均粒度。
87.项86的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约1/8英寸的平均粒度。
88.项87的方法，其中将所述中间材料磨细至小于约3/32英寸的平均粒度。
89.项75的方法，其中对混合的中间材料和第二废物流的调节包括加入水以将混合的中间材料和第二废物流的湿度增加到至少约5％。
90.项89的方法，其中对混合的中间材料和第二废物流的调节包括加入水以将混合的中间材料和第二废物流的湿度增加到至少约10％。
91.项90的方法，其中对混合的中间材料和第二废物流的调节包括加入水以将混合的中间材料和第二废物流的湿度增加到至少约55％。
92.一种方法，包括：
处理城市固体废物以移除不燃性废物；
基于密度将处理的废物流分类为：堆积密度大于约15lb/ft3的第一密度级别的第一材料，堆积密度为约4lb/ft3至约15lb/ft3的第二密度级别的第二材料，和堆积密度小于约4lb/ft3的第三密度级别的第三材料；和
将所述第一材料、所述第二材料、所述第三材料和添加剂按预定比例合并以形成过程设计燃料原料。
93.项92的方法，进一步包括：
将所述第一材料、所述第二材料、和所述第三材料与所述添加剂压制以形成粒料。
94.项93的方法，其中所述添加剂与以下的至少一种充分结合：所述第一材料、所述第二材料、和所述第三材料。
95.项93的方法，进一步包括：
将所述过程设计燃料原料粒料研磨至小于约1/4英寸的平均粒度。
96.项95的方法，进一步包括：
将所述过程设计燃料原料粒料研磨至小于约3/16英寸的平均粒度。
97.项96的方法，进一步包括：
将所述过程设计燃料原料粒料研磨至小于约1/8英寸的平均粒度。
98.项97的方法，进一步包括：
将所述过程设计燃料原料粒料研磨至小于约3/32英寸的平均粒度。
99.项98的方法，其中所述添加剂在研磨之后与以下的至少一种充分结合：所述第一材料、所述第二材料、和所述第三材料。
100.项92的方法，其中在将所述添加剂与所述第二和第三材料合并之前将其与第一材料合并。
101.项100的方法，进一步包括：
将所述第一材料与所述添加剂压制以形成粒料。
102.项101的方法，其中所述添加剂充分地均匀分散在整个粒料中并与第一材料结合。
103.项92的方法，其中将所述添加剂与第三材料合并之前将其与第一材料和第二材料合并。
104.项103的方法，进一步包括：
将所述第一材料、所述第二材料、所述第三材料和所述添加剂压制以形成粒料。
105.项104的方法，进一步包括：
研磨所述粒料以形成颗粒状过程设计燃料原料。
106.项104的方法，进一步包括：
研磨所述粒料以形成粉状过程设计燃料原料。
107.由处理的MSW废物流制备过程设计燃料原料的方法，所述方法包括：
将包括硬塑料、软塑料和混合塑料中至少一种的第一废物流与吸附剂合并；
将合并的第一废物流和吸附剂的温度增加到至少约300°F的温度；
将第一废物流和吸附剂与第二废物流合并，其中所述第二废物流包括纤维；和
将第一废物流、所述吸附剂、和第二废物流制粒以形成过程设计燃料原料。
108.项107的方法，其中使合并的第一废物流和吸附剂的温度增加到至少约325°F。
109.项108的方法，其中使合并的第一废物流和吸附剂的温度增加到至少约350°F。
110.项109的方法，其中使合并的第一废物流和吸附剂的温度增加到至少约375°F。
111.项107的方法，其中所述第一废物流基本上由硬塑料和软塑料组成。
112.项107的方法，其中所述第二废物流基本上由纤维组成。
113.项107的方法，进一步包括：
将过程设计燃料原料研磨到小于约1/4英寸的平均粒度。
114.项113的方法，进一步包括：
将过程设计燃料原料研磨到小于约3/16英寸的平均粒度。
115.项114的方法，进一步包括：
将过程设计燃料原料研磨到小于约1/8英寸的平均粒度。
116.项115的方法，进一步包括：
将过程设计燃料原料研磨到小于约3/32英寸的平均粒度。
117.一种方法，包括：
处理城市固体废物流以移除不燃性废物；
基于它们的密度选择处理的废物流的组分；
将一些第一所选组分与一些吸附剂合并以形成包含吸附剂的中间材料；和
将一些第二所选组分与所述中间材料合并以形成过程设计燃料原料。
118.项117的方法，其中对城市固体废物流的处理包括将废物流的至少一部分切碎成小于约1英寸的平均尺寸。
119.项118的方法，其中对城市固体废物流的处理包括将废物流的至少一部分切碎成小于约3/4英寸的平均尺寸。
120.项119的方法，其中对城市固体废物流的处理包括将废物流的至少一部分切碎成小于约1/2英寸的平均尺寸。
121.项120的方法，其中对城市固体废物流的处理包括将废物流的至少一部分切碎成小于约3/8英寸的平均尺寸。
122.项117的方法，其中第一所选组分包括硬塑料、软塑料和混合塑料中的至少一种。
123.项117的方法，其中第一所选组分基本上由硬塑料组成。
124.项117的方法，其中第一所选组分基本上由软塑料组成。
125.项117的方法，其中第一所选组分基本上由混合塑料组成。
126.项117的方法，其中第二所选组分包括软塑料和纤维中的至少一种。
127.项117的方法，其中第二所选组分基本上由纤维组成。
128.项v的方法，其中第二所选组分基本上由软塑料和纤维组成。
129.系统，包括：
从混合的城市固体废物流中分离的第一类型的废物组分的第一燃料舱；
从混合的城市固体废物流中分离的第二类型的废物组分的第二燃料舱，所述第一类型的废物组分与所述第二类型的废物组分在废物组分的堆积密度和废物组分的化学组成中的至少一个方面不同；和
增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自所述燃料舱的废物组分并压制第一类型的废物组分、第二类型的废物组分、和添加剂以形成增密的过程设计燃料原料。
130.项129的系统，其中第一类型的废物组分包括硬塑料和软塑料中的至少一种。
131.项130的系统，其中第一类型的废物组分基本上由硬塑料组成。
132.项130的系统，其中第一类型的废物组分基本上由软塑料组成。
133.项130的系统，其中第一类型的废物组分基本上由混合塑料组成。
134.项129的系统，其中第二类型的废物组分包括软塑料和纤维的至少一种。
135.项134的系统，其中第二类型的废物组分基本上由软塑料组成。
136.项134的系统，其中第二类型的废物组分基本上由纤维组成。
137.项129的系统，进一步包括：
从混合的城市固体废物流中分离的第三类型的废物组分的第三燃料舱。
138.项136的系统，其中第一类型的废物组分基本上由硬塑料组成。
139.项136的系统，其中第二类型的废物组分基本上由软塑料组成。
140.项136的系统，其中第三类型的废物组分基本上由纤维组成。
141.项129的系统，其中所述添加剂是化学添加剂。
142.项141的系统，其中所述化学添加剂是吸附剂。
143.项142的系统，其中配制所述吸附剂以吸附空气污染物的至少一种，所述空气污染物包括二氧化硫(SO2)，三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，氢氯酸(HCl)，汞(Hg)，非Hg金属和其它有害的空气污染物。
144.项129的系统，其中所述添加剂是以下的至少一种：倍半碳酸钠(Trona)，碳酸氢钠，碳酸钠，铁酸锌，铁酸锌铜，钛酸锌，铝酸铜铁，铝酸铜，氧化铜锰，担载在氧化铝上的镍，氧化锌，氧化铁，铜，氧化亚铜(I)，氧化铜(II)，石灰石，石灰，Fe，FeO，Fe2O3，Fe3O4，铁屑，CaCO3，Ca(OH)2，CaCO3.MgO，二氧化硅，氧化铝，陶土，高岭土，矾土，酸性白土，绿坡缕石，煤灰，蛋壳，有机盐(例如乙酸钙镁(CMA)，乙酸钙(CA)，甲酸钙(CF)，苯甲酸钙(CB)，丙酸钙(CP)和乙酸镁(MA))，脲，溴化钙，溴化钠，溴化铵，溴化氢，硫酸铵，木质素磺酸盐和Ca-蒙脱石。
145.项129的系统，其中配置所述增密设备以形成增密的过程设计燃料原料粒料。
146.项129的系统，进一步包括研磨器，配置该研磨器以形成平均粒度为约0.2英寸至约0.6英寸的颗粒状过程设计燃料原料。
147.项129的系统，进一步包括研磨器，配置该研磨器以形成平均粒度为约0.04英寸至约0.2英寸的颗粒状过程设计燃料原料。
148.项129的系统，进一步包括研磨器，配置该研磨器以形成平均粒度为约0.004英寸至约0.12英寸的粉状过程设计燃料原料。
149.项129的系统，进一步包括预处理机构，配置该机构以在增密之前处理以下的至少一种：第一类型的废物组分和第二类型的废物组分。
150.项149的系统，其中所述预处理机构是加热器。
151.项150的系统，其中所述加热器是转炉加热器。
152.项149的系统，其中所述预处理机构是间接加热的螺杆反应器。
153.项149的系统，其中所述预处理机构是间接加热的螺旋钻反应器。
154.项149的系统，其中所述预处理机构是振荡反应器。
155.项149的系统，其中所述预处理机构是叶片增强混合器。
156.项149的系统，其中所述预处理机构包括蒸汽喷射。
157.项149的系统，其中所述预处理机构包括流动的载气。
158.项157的系统，其中所述载气是空气。
159.项157的系统，其中所述载气是氮气。
160.项129的系统，其中第一类型的废物组分与第二类型的废物组分在废物组分的堆积密度方面不同。
161.项129的系统，其中第一类型的废物组分与第二类型的废物组分在废物组分的化学组成方面不同。
162.系统，包括：
从混合的城市固体废物流中分离的第一类型的废物组分的第一燃料舱；
从混合的城市固体废物流中分离的第二类型的废物组分的第二燃料舱，所述第一类型的废物组分与所述第二类型的废物组分在废物组分的堆积密度和废物组分的化学组成中的至少一个方面不同；
第一增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自第一燃料舱的第一类型的废物组分并压制第一类型的废物组分和添加剂以形成增密的中间材料；
研磨器，配置和安排该研磨器以接收来自第一增密设备的增密的中间材料和研磨该增密的中间材料；和
第二增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自所述研磨器的磨细的中间材料和来自第二燃料舱的第二类型的废物组分并压制该磨细的中间材料和第二类型的废物组分以形成增密的过程设计燃料原料。
163.项162的系统，其中所述磨细的中间材料的平均粒度小于约3/8英寸。
164.项163的系统，其中所述磨细的中间材料的平均粒度小于约1/4英寸。
165.项164的系统，其中所述磨细的中间材料的平均粒度小于约1/8英寸。
166.项165的系统，其中所述磨细的中间材料的平均粒度小于约3/32英寸。
167.项162的系统，进一步包括：
控制装置，配置该控制装置以根据有关于第一类型的废物组分的BTU含量的信息控制从第一燃料舱中抽取第一数量的第一类型的废物组分的速率，配置该控制装置以根据有关于第二类型的废物组分的BTU含量的信息控制从第二燃料舱中抽取第一数量的第二类型的废物组分的速率。
168.项162的系统，进一步包括：
控制装置，配置该控制装置以根据有关于第一类型的废物组分的化学组成的信息控制从第一燃料舱中抽取第一数量的第一类型的废物组分的速率，配置该控制装置以根据有关于第二类型的废物组分的化学组成的信息控制从第二燃料舱中抽取第一数量的第二类型的废物组分的速率。
169.由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料，其具有：
含量为约0wt％至约40wt％的硬塑料；
约0wt％至约40wt％的软塑料含量；
约30wt％至约80wt％的纤维含量；和
约5wt％至约50wt％的吸附剂含量。
170.项169的过程设计燃料原料，其中所述硬塑料含量为约0wt％至约20wt％。
171.项170的过程设计燃料原料，其中所述硬塑料含量为约5wt％至约20wt％。
172.项171的过程设计燃料原料，其中所述硬塑料含量为约10wt％至约20wt％。
173.项172的过程设计燃料原料，其中所述硬塑料含量为约5wt％至约15wt％。
174.项G5173的过程设计燃料原料，其中所述硬塑料含量为约10wt％至约15wt％。
175.项169的过程设计燃料原料，其中所述软塑料含量为约0wt％至约20wt％。
176.项175的过程设计燃料原料，其中所述软塑料含量为约5wt％至约20wt％。
177.项176的过程设计燃料原料，其中所述软塑料含量为约10wt％至约20wt％。
178.项175的过程设计燃料原料，其中所述软塑料含量为约5wt％至约15wt％。
179.项178的过程设计燃料原料，其中所述软塑料含量为约10wt％至约15wt％。
180.项169的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约30wt％至约60wt％。
181.项180的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约40wt％至约60wt％。
182.项181的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约40wt％至约50wt％。
183.项169的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约10wt％至约40wt％。
184.项183的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约20wt％至约40wt％。
185.项184的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约30wt％至约40wt％。
186.由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料，其具有：
约10wt％至约40wt％的混合塑料含量；
约30wt％至约80wt％的纤维含量；和
约5wt％至约50wt％的吸附剂含量。
187.项186的过程设计燃料原料，其中所述混合塑料含量为约0wt％至约20wt％。
188.项187的过程设计燃料原料，其中所述混合塑料含量为约5wt％至约20wt％。
189.项188的过程设计燃料原料，其中所述混合塑料含量为约10wt％至约20wt％。
190.项187的过程设计燃料原料，其中所述混合塑料含量为约5wt％至约15wt％。
191.项190的过程设计燃料原料，其中所述混合塑料含量为约10wt％至约15wt％。
192.项186的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约30wt％至约60wt％。
193.项192的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约40wt％至约60wt％。
194.项193的过程设计燃料原料，其中所述纤维含量为约40wt％至约50wt％。
195.项186的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约10wt％至约40wt％。
196.项195的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约20wt％至约40wt％。
197.项196的过程设计燃料原料，其中所述吸附剂含量为约30wt％至约40wt％。
198.将城市固体废物流处理和分类的系统，所述系统包括：
处理子系统，配置该处理子系统以接收城市固体废物流并移除不可处理的废物；
处理设备，配置并安排该处理设备以接收来自所述处理子系统的城市固体废物流的组分并将废物流的组分的尺寸减至小于约3/4英寸的平均粒度；
第一分离器，配置并安排该第一分离器以接收来自所述处理设备的废物流的组分以及分离和移除堆积密度大于约15lb/ft3的第一类型的废物组分；和
第二分离器，配置并安排该第二分离器以接收来自第一分离器的堆积密度小于约15lb/ft3的废物流的组分以及分离和移除堆积密度大于约4lb/ft3的第二类型的废物组分。
199.项198的系统，进一步包括：
第三分离器，配置并安排该第三分离器以接收来自第二分离器的堆积密度小于约4lb/ft3的废物流的组分以及分离和移除堆积密度大于约1lb/ft3的第三类型的废物组分。
200.项198的系统，其中所述处理子系统包括切碎机，配置该切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约4英寸。
201.项200的系统，配置所述切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约1英寸。
202.项198的系统，其中所述处理子系统包括经配置以分离和移除所述不可处理的废物的密度分离器。
203.项202的系统，其中所述密度分离器是旋风分离器。
204.项202的系统，其中所述密度分离器是流化床分离器。
205.项198的系统，其中所述处理设备是切碎机。
206.项205的系统，其中配置所述切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约1/2英寸。
207.项206的系统，其中配置所述切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约3/8英寸。
208.项207的系统，其中配置所述切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约1/4英寸。
209.项198的系统，其中所述第一分离器是旋风分离器。
210.项198的系统，其中所述第一分离器是流化床分离器。
211.项198的系统，其中所述第二分离器是旋风分离器。
212.项198的系统，其中所述第二分离器是流化床分离器。
213.项198的系统，其中第一类型的废物组分基本上全部为硬塑料。
214.项198的系统，其中第二类型的废物组分基本上全部为纤维。
215.项199的系统，其中第三类型的废物组分基本上全部为软塑料。
216.系统，包括：
第一切碎机，配置第一切碎机以接收城市固体废物流并将废物流的组分的尺寸降至小于约4英寸；
第一密度分离器，配置并安排该第一密度分离器以接收来自第一切碎机的切碎的废物流以及分离和移除不可处理的废物；
第二切碎机，配置并安排第二切碎机以接收来自第一密度分离器的可处理的废物以及将可处理的废物的组分的尺寸降至小于约1/2英寸；
第二密度分离器，配置并安排该第二密度分离器从第二切碎机接收可处理的废物以及分离和移除硬塑料材料；和
第三密度分离器，配置和安排该第三密度分离器以接收来自第二密度分离器的非硬塑料材料以及分离和移除纤维材料。
217.项216的系统，进一步包括：
第四密度分离器，配置和安排该第四密度分离器以接收来自第三密度分离器的非纤维材料以及分离和移除软塑料材料。
218.项216的系统，其中配置第一切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约1英寸。
219.项218的系统，其中配置第一切碎机以将废物流的组分的尺寸降至小于约1/2英寸。
220.项216的系统，其中配置第二切碎机以将可处理废物的组分的尺寸降至小于约3/8英寸。
221.项220的系统，其中配置第二切碎机以将可处理废物的组分的尺寸降至小于约1/4英寸。
222.项216的系统，其中所述硬塑料的堆积密度为约15lb/ft3至约25lb/ft3。
223.项216的系统，其中所述纤维的堆积密度为约4lb/ft3至约15lb/ft3。
224.项217的系统，其中所述软塑料的堆积密度为约1lb/ft3至约4lb/ft3。
225.项216的系统，其中第一、第二和第三密度分离器中的至少一个是旋风分离器。
226.项216的系统，其中第一、第二和第三密度分离器中的至少一个是流化床分离器。
227.将城市固体废物流分类的方法，所述方法包括：
切碎所述城市固体废物流以将废物流的组分的尺寸降至小于约4英寸；
从切碎的废物流移除不可处理的废物；
进一步切碎可处理废物以将该可处理废物的组分的尺寸降至小于约1/2英寸；
将可处理废物分离成堆积密度大于约15lb/ft3的第一材料流和堆积密度小于约15lb/ft3的第二材料流；
将第二材料流分离成堆积密度大于约4lb/ft3的第三材料流和堆积密度小于约4lb/ft3的第四材料流。
228.项227的方法，进一步包括：
切碎所述城市固体废物流以将废物流的组分的尺寸降至小于约1英寸。
229.项227的方法，进一步包括：
切碎所述可处理废物以将该可处理废物的组分的尺寸降至小于约3/8英寸。
230.项229的方法，进一步包括：
切碎所述可处理废物以将该可处理废物的组分的尺寸降至小于约1/4英寸。
231.项227的方法，其中通过密度分离从切碎的废物流移除至少一部分不可处理的废物。
232.项227的方法，其中通过手动分离从切碎的废物流移除至少一部分不可处理的废物。
233.项227的方法，进一步包括：
将第三材料流分离成堆积密度大于约1lb/ft3的第四材料流和堆积密度小于约1lb/ft3的第五材料流。
234.提供用于生产过程设计燃料原料的分级的废物流的方法，所述方法包括：
处理废物流以将废物流的组分的尺寸降至小于约3/4英寸的平均粒度；
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度大于约15lb/ft3的第一密度分级的第一材料；
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度为约4lb/ft3至约15lb/ft3的第二密度分级的第二材料；和
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度小于约4lb/ft3的第三密度分级的第三材料。
235.项234的方法，其中所述第一密度分级的第一材料基本上由硬塑料组成。
236.项234的方法，其中所述第二密度分级的第二材料基本上由纤维组成。
237.项234的方法，其中所述第三密度分级的第三材料基本上由软塑料组成。
附图说明
图1是流程图，说明根据一种实施方式的由废物材料制备过程设计燃料原料的方法。
图2是根据一种实施方式的由废物材料制备过程设计燃料原料的系统的示意图。
图3是根据一种实施方式的包括在图2中说明的系统中的材料分级子系统的示意图。
图4是根据一种实施方式的包括在图2中说明的系统中的材料分级子系统的示意图。
图5是根据一种实施方式的包括在图2中说明的系统中的材料分级子系统的示意图。
图6是根据一种实施方式的包括在图2中说明的系统中的材料分级子系统的示意图。
图7是根据一种实施方式的由废物材料制备过程设计燃料原料的系统的示意图。
图8是根据一种实施方式的由废物材料制备过程设计燃料原料的系统的示意图。
图9A-9F是根据一种实施方式的分别在第一、第二、第三、第四、第五、和第六构造中的燃料原料的顶视图。
图10是根据一种实施方式的在第一阶段和分别在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、和第十构造中的燃料原料的顶视图。
图11是在第二阶段和分别在第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、和第十构造中说明的燃料原料的顶视图。
具体实施方式
本申请描述了由固体废物材料制备过程设计燃料的系统和方法。在一些实施方式中，方法包括在多材料处理平台接收废物流和分离废物流以移除不可处理的废物、禁止物(prohibitives)和适于销售的可回收物。方法进一步包括可处理材料运送至材料分级系统并混入添加剂以由废物流的组分制备过程设计燃料。
术语“约”通常表示所述值±10％，例如约5将包括4.5至5.5，约10将包括9至11，约100将包括90至110。
术语“碳含量”表示包含在原料的固定碳(参见以下定义)以及所有挥发性物质中的全部碳。
术语“商业废物”表示由店铺、办公室、餐馆、仓库、和其它非制造性、非加工性活动产生的固体废物。商业废物不包括家庭、工艺、工业或专门性废物。
术语“建筑和拆毁碎片(construction and demolition debris)”(C&D)表示得自公用设施、结构和道路的建筑、改造、修补和拆毁的未受污染的固体废物；和得自道路清理的未受污染的固体废物。这样的废物包括但不限于砖块，混凝土和其它石工材料，土壤，岩石，木材(包括涂漆的、处理的和涂覆的木材和木制品)，道路清理碎片，墙壁遮盖物，石膏，清水墙(drywall)，管子附件，非石棉绝缘材料，屋顶瓦片(roofing shingles)和其它屋顶遮盖物，柏油公路，玻璃，不以隐蔽其它废物的方式密封的塑料，尺寸为10加仑或更小且在底部剩余不多于1英寸残渣的空桶，不包含有害液体的电线和组件，以及以上任何所附带的管子和金属。不是C&D碎片的固体废物(即使得自公用设施、结构和道路及地面清理的建筑、改造、修补和拆毁)包括但不限于石棉废物，垃圾，皱折容器板，包含有害液体的电气设备例如荧光镇流器或变压器，荧光照明设备(fluorescent lights)，地毯，家具，器具，轮胎，圆桶，尺寸大于10加仑的容器，在底部和燃料罐具有剩余多于1英寸残渣的任何容器。特别排除在建筑和拆毁碎片定义外的是得自任何加工技术的固体废物(包括不同于建筑和拆毁碎片的那些)，该加工技术使得单独的废物组分不可辨认，例如研磨成粉或切碎。
术语“纤维”表示包括但不限于纺织品、木材、生物质、纸、纤维板和纸板的材料。而且，术语“纤维”可以表示堆积密度为约4磅每立方英尺的上述材料，所述材料通常包括基于木头、纤维素或木质素纤维素生物质、植物和活体原料的天然产生或人造的产品。按照化学特征，纤维材料的碳含量通常为35-50wt％(平均为约45wt％)，氢含量为5-7％wt％(平均为约6wt％)，氧含量为35-45wt％(平均为约40wt％)，较高加热值为约6,000-9,000Btu/lb(平均为约7,500Btu/lb)，全部基于干燥重量。
术语“固定碳”表示物质在排除了湿气、灰分、和挥发性物质之后的剩余物，通过近似分析确定。
术语“垃圾”表示易腐烂的固体废物，包括得自食品处理、储存、出售、准备、和烹饪或招待的动物和蔬菜废物。垃圾主要源于家庭厨房、店铺、市场、餐馆和其它储存、准备或招待食品的地方。
术语“硬塑料”也称为刚性塑料，表示下述塑料材料，该材料包括但不限于高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、和聚氯乙烯。而且，术语“硬塑料”可以表示堆积密度为约15-25磅每立方英尺和实际材料密度为约56-87磅每立方英尺的前述材料。
术语“有害废物”表示固体废物，其表现出有害废物的四个特征(反应性，腐蚀性，可燃性，和/或毒性)之一或者特别由EPA指定，如在40CFR部分262中指定。
术语“适于销售的可回收物(marketable recyclables)”表示具有积极市场行情的材料，其中材料可以作为日用品出售，包括但不限于，旧的皱折纸板(OCC)，旧报纸(ONP)，混合纸，高密度聚乙烯(HDPE)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，混合塑料，铁类金属，和/或非铁类金属，和玻璃。
术语“城市固体废物(municipal solid waste)”(MSW)表示在居住区、商业或工业设施、和公共机构产生的固体废物，并且包括所有可处理的废物以及可处理的建筑和拆毁碎片的所有组分，但是不包括有害废物，汽车废料和其它机动车辆废物，用过的轮胎，传染性废物，石棉废物，污染的土壤和其它吸收介质以及灰分(不同于家用炉的灰分)。城市固体废物的组分包括但不限于塑料，纤维，纸，集材场废物(yard waste)，橡胶，皮制品，木材，以及回收残渣，该回收残渣包括在城市固体废物已加工(其中从所述城市固体废物中分类出多种组分)之后剩余的可回收物料的不可回收部分。
术语“不可处理的废物”(也称为不燃性废物)表示不容易在气化系统中气化并且不会为气化过程中产生的合成气贡献任何有用的碳或氢的废物。不可处理的废物包括但不限于：电池，例如干电池，汞电池和车辆电池；冰箱；炉；制冷机；洗涤机；干燥器；床弹簧；车辆框架部件；曲柄轴箱；传动装置；发动机；割草机；旋转式清雪机；自行车；文件柜；空调；热水加热器；储水罐；水软化器；炉子；储油罐；金属家具；丙烷罐；和集材场废物。
术语“处理的MSW废物流”表示MSW已经在例如物料回收设备通过根据MSW组分的类型分类处理。MSW组分的类型包括但不限于，塑料，包括软塑料和硬塑料(例如，#1至#7塑料和其它聚合物，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚酰胺(也称为尼龙，PA)，聚(对苯二甲酸丁二醇酯)-PBT)，纤维，纸，集材场废物，橡胶，皮制品，木材，以及回收残渣，包括在城市固体废物加工(其中从所述城市固体废物中分类出多种组分)之后剩余的可回收物料的不可回收部分的残留组分。处理的MSW基本上不包含玻璃，金属，或粗砂。粗砂包括泥土，灰尘，和沙子，由此处理的MSW基本上不包含不燃物。
术语“可处理的废物”表示容易由设备例如切碎机、密度分离器、光学分类器(optical sorters)等处理的废物，并且该废物可以在热和生物转化过程中用作燃料原料。可处理的废物包括但不限于，仅源自住宅、商业和机关的报纸、邮寄宣传品、皱折纸板、办公用纸、杂志、书、卡纸、其它纸张、橡胶、纺织品和革皮制品，木材，食品废物，以及MSW流的其它易燃部分。
术语“回收残渣”表示在回收设备已经从进料废物处理其可回收物之后剩余的残渣，该残渣从回收的角度来看不再包含经济价值。
术语“淤泥”表示从城市、商业、或工业废水处理厂或工艺、自来水处理厂、空气污染控制设备中产生的任何固体、半固体、或液体，或者具有类似特征和效果的任何其它这样的废物。
术语“软塑料”表示塑料膜，塑料袋和塑料泡沫体，例如低密度聚乙烯，膨胀聚苯乙烯，和挤出的聚苯乙烯的泡沫体。而且，术语“软塑料”可以表示堆积密度为约1-4磅每立方英尺和其形状通常为二维或扁平形的前述材料。
术语“固体废物”表示具有不足以自由流动的液体含量的不期望的或丢弃的固体材料，包括但不限于垃圾，污物，废料，破烂，垃圾，惰性填充物料，和景观垃圾，但是不包括有害废物，生物医学废物，化粪池淤浆，或农业废物，但是不包括用于使土壤肥沃的动物肥料和吸收垫(absorbent bedding)或在工业排放物中的固体或溶解的物质。该定义不排除固体废物或废物的组分可以具有价值、可有益地使用、具有其它用途、或可以出售或交换的事实。
术语“吸附剂”表示添加到过程设计燃料原料的物质，它们或用作传统吸附剂且吸收化学或单质副产物，或与化学或单质副产物反应，或在其它情况下仅简单地作为添加剂来改变过程设计燃料原料特征如灰分熔解温度。
在一些实施方式中，废物管理系统包括翻倒台(tipping floor)，筛，主切碎机，辅切碎机，分离器组，材料分级子系统(material classification subsystem)，和过程设计燃料生产子系统。在一些实施方式中，可以配置翻倒台以接收将在废物管理系统内处理皱纸板或由废物管理系统处理的废物流的至少一部分。配置筛以如下处理进入的废物：除去废物中尺寸较小的部分，这主要包括不燃物，电池，和食物废物。配置主切碎机以将废物材料切碎成预定尺寸，使得剩余的不可处理和不可燃烧的废物可以通过分离器组从废物流中分离。所述分离器组可以包括磁力分离器，涡流式分离器，光学分离器，和/或玻璃分离器。可以配置辅切碎机以接收可处理的废物流并将可处理的废物切碎至预定尺寸。可以配置材料分级子系统以进一步分离(即，分类)可处理的废物并将分类的废物递送至过程设计燃料生产子系统。配置过程设计燃料生产子系统以接收来自材料分级子系统的分类的废物材料并选择性地生产过程设计燃料。
图1是流程图，说明由固体废物材料制备过程设计燃料原料的方法100。方法100包括将废物流传送至多材料处理平台102。在一些实施方式中，废物流可以是，例如，MSW，回收残渣，和/或其任何组合。在一些实施方式中，可以将废物流递送至废物材料接收设备的翻倒台。方法100包括将不可处理物和禁止物(prohibitives)104从废物流中分离。在一些实施方式中，可以在将废物流运送至废物材料接收设备(例如，在之前的废物处理设备)的翻倒台之前将不可处理物从废物流中移除。
方法100还包括将适于销售的可回收物106从废物流中分离。适于销售的可回收物可以使用任何适当的方法分离。在一些实施方式中，适于销售的可回收物可以手动分离(例如，用手)。在其它实施方式中，可以将废物流进料到一个分离器和/或一系列分离器。例如，在一些实施方式中，分离器可以包括磁力分离器(例如，以移除铁类金属)，盘式分离器(例如，以移除相对大片的OCC、ONP、混合塑料等)，涡流式分离器(例如，以移除不含铁的金属)，光学分类器分离器和/或任何其它适宜的分离器(例如基于XRF传感器的分离器)。以这种方式，可以将具有足够高市场价值的材料从废物流中移除(例如，分离)并进一步处理(例如，取出(bail)、储存、运输等)以作为适于销售的材料出售。处理和分类适于销售的可回收物的系统和方法描述于：Bohlig等人的2004年11月17日提交的题为“Systems and Methodsfor Sorting Recyclables at a Material Recovery Facility”的美国专利7,264,124，Bohlig等人的2005年4月15日提交的题为“Systems and Methods for Sorting，Collecting Data Pertaining to and Certifying Recyclables at a MaterialRecovery Facility”的美国专利7,341,156，和Duffy等人的2007年5月23日提交的题为“Systems and Methods for Optimizing a Single-Stream Materials RecoveryFacility”的美国专利公开2008/0290006，它们的公开内容全部通过参考并入本申请。
在将不可处理物、禁止物和适于销售的可回收物从废物流中移除之后，可以将废物流运送至材料分级子系统108。在一些实施方式中，废物流的运输可以包括使废物流通过至少一个切碎机，配置切碎机该以减小废物流的组分的尺寸。例如，在一些实施方式中，可以配置切碎机以将废物流的组分的尺寸减小至小于约4英寸。在其它实施方式中，可以配置切碎机以将废物流的组分的尺寸减小至约0.75英寸至约1英寸。仍在其它实施方式中，可以配置切碎机以将废物流的组分的尺寸减小至约0.1875英寸至约0.25英寸。在废物流的组分的尺寸减小之后，将废物流运送至材料分级子系统可以进一步包括使废物流通过一组分离器。在一些实施方式中，该组分离器可以包括，例如，密度分离器，磁力分离器，涡流式分离器，玻璃分离器，和/或类似物。例如，在一些实施方式中，切碎的废物流可以通过密度分离器，使得密度低于预定阈值的材料通过材料分级子系统和密度高于预定阈值的材料通过辅助子系统(例如，进一步分离以移除在第一分离过程中没有分离的适于销售的可回收物)和/或被弃置(例如，传送至垃圾填埋地)。
可以配置材料分级子系统以进一步分离所需材料组。例如，在一些实施方式中，材料分级子系统接收废物流，所述废物流包括硬塑料，软塑料，和/或纤维。在这样的实施方式中，材料分级子系统可以经任何适宜的方法分离硬塑料、软塑料、和/或纤维。例如，在一些实施方式中，材料分级子系统可以包括旋风式分离器，流化床，密度分离器，和/或类似物。在通过材料分级子系统进一步分离废物流之后，方法100包括将添加剂材料110选择性地混入分离的废物流的一种或多种组分。添加剂材料可以包括，例如，化学添加剂，吸附剂，生物质废物(例如，木材)，生物材料(例如，动物肥料)，和/或任何其它适宜的添加剂。在将添加剂材料与至少一部分废物流混合后，可以将该部分废物流加工成为过程设计燃料原料112。
在一些实施方式中，可以将废物流和添加剂材料的至少一部分压制以形成增密的中间材料。增密的中间材料的形式可以为立方体，块状，粒料，蜂巢，或其它适宜的形状和形式。例如，在一些实施方式中，可以将化学添加剂(例如，吸附剂，营养物，促进剂，和/或类似物)与已经通过材料分级子系统从废物流分离的硬塑料和/或软塑料混合，然后压制以形成粒料使得添加剂均匀地分布(即，充分均匀)和整合(即，结合)在塑料粒料内。在一些实施方式中，增密的中间材料可以在例如燃烧发电厂(例如，烧煤发电厂)中用作过程设计燃料原料。在其它实施方式中，可以将增密的中间材料与废物流的第二部分(例如，软塑料和/或纤维)合并和加工(例如，压制)。仍在其它实施方式中，可以将增密的中间材料制粒和/或粉化至适当粒度，与废物流的第二部分和/或另外的添加剂合并，然后压制以形成增密的过程设计燃料原料。以这种方式，可以将分离的废物流的组分(例如，废物流在材料分级之后的组分)与添加剂(和/或之前处理的材料的部分)合并以制备基本上均匀的过程设计燃料原料，该原料包括不能分离的添加剂，如本申请进一步详细描述的。
图2是示意图，说明由固体废物材料制备过程设计燃料原料的系统200。系统200包括至少一个翻倒台F，一个主切碎机230，一个辅切碎机235，一个密度分离器243，一个磁力分离器244，一个涡流式分离器245，一个玻璃分离器246，一个材料分级子系统220，和一个燃料原料生产子系统280(在本申请也称为“过程设计燃料子系统280”或“EF子系统280”)。在一些实施方式中，将废物流运送至翻倒台F，如通过箭头AA所示。废物流可以是，例如，经收集卡车递送的MSW或得自回收设备的回收残渣。在其它实施方式中，固体废物可以经传送装置从材料回收设备或其它废物处理设备递送。
配置至少部分设置在翻倒台F上的废物流以待分离，使得不可处理物、禁止物和/或适于销售的可回收物(如上所述)可从废物流移除(例如，分离)。在一些实施方式中，配置翻倒台以手动移除较大物件，配置筛分离器以移除不期望的材料，例如电池、电子部件、食品废物、和不燃物。
尽管未显示于图2，系统200可以包括任何数目的传送装置和/或运输机构，配置它们以将至少一部分废物流从系统200的一部分运送至系统200的第二部分。以这种方式并且将不可处理物、禁止物和适于销售的可回收物从废物流移除，可以将废物流运送至主切碎机230。在一些实施方式中，可以进一步配置主切碎机230以接收回收残渣，如通过图2中的箭头BB所示。例如，在一些实施方式中，主切碎机230可以接收从翻倒台F运送的废物流和从例如材料回收设备递送的回收残渣。
主切碎机230可以是配置以将废物流的组分的尺寸减小至适当尺寸的任何适当的切碎机。例如，在一些实施方式中，可以将废物流的组分减小至小于约10-12英寸的尺寸。在其它实施方式中，可以配置切碎机以将废物流的组分的尺寸减小至小于4英寸，仍在其它实施方式中，可以配置切碎机以将废物流的组分的尺寸减小至约0.75英寸至约1英寸。
系统200可以进一步包括传送装置，配置该传送装置以将一部分废物流从主切碎机230转移至密度分离器243。材料的运送可以是经空气作用的(经空气鼓风机)或经机械作用的(例如螺杆传送装置)。可以配置密度分离器243，使得废物流中密度低于预定密度阈值的第一组组分(例如，塑料和/或纤维)通过密度分离器243到达辅切碎机235。可以配置废物流中密度高于预定密度阈值的第二组组分(例如，铁类金属，非铁类金属，玻璃，泥土，和/或类似物)以通过密度分离器243到达另外的分离工艺。例如，可以将金属、玻璃、泥土等运送至其中回收适于销售的铁类金属(例如，钢)的磁力分离器244。可以将剩余的金属、玻璃、泥土等运送至其中回收适于销售的非铁类金属(例如，铝)的涡流式分离器245。然后可以任选地将残留的非金属类物质运送至玻璃分离器246以移除玻璃粒子。在一些实施方式中，玻璃分离器246是光学玻璃分离器。在其它实施方式中，玻璃分离器246可以是任何适宜的分离器。当废物流部分基本上不含金属和/或玻璃时，如果无法识别出材料的其它有益用途，则可以将剩余的组分(例如，残渣)弃置在例如垃圾填埋地。在其中回收的玻璃不具有市场价值的一些实施方式中，可以省略和/或忽略玻璃分离器，可以将玻璃和残渣弃置于垃圾填埋地，或用作垃圾填埋地的日常覆盖材料。
如上所述，将废物流的第一组组分(例如，密度低于密度分离器243的密度阈值的塑料和纤维)运送至辅切碎机235。辅切碎机235可以是任何适宜的切碎机。例如，在一些实施方式中，辅切碎机235基本上类似于主切碎机230。在其它实施方式中，辅切碎机235不同于主切碎机235。而且，可以配置辅切碎机235以将废物流的组分切碎至任何适当的尺寸，例如比通过主切碎机235产生的尺寸小的尺寸。例如，在一些实施方式中，配置辅切碎机以将组分切碎至约0.375(3/8”)英寸至约0.25(1/4”)英寸的尺寸。在其它实施方式中，辅切碎机235可以将废物流的组分切碎至小于或等于约0.09375(3/32”)英寸的尺寸。
在一些实施方式中，可以配置密度分离器243以包括多个阶段和/或部分。例如，在一些实施方式中，可以将废物流递送至包括在密度分离器243内的筛上。在这样的实施方式中，筛可以限定预定的筛目大小并且可以配置以将废物流分成包括尺寸小于筛目大小的组分的第一部分和包括尺寸大于筛目大小的组分的第二部分。在一些实施方式中，可以将废物流的第一部分递送至第一密度分离器(未显示)，可以将废物流的第二部分递送至第二密度分离器(未显示)。在一些实施方式中，例如，筛可以限定约0.25英寸的筛目大小。在一些实施方式中，将废物流分成具有第一组分尺寸的第一部分和具有第二组分尺寸的第二部分可以提高第一密度分离器和/或第二分离器的效率。在这样的实施方式中，具有较大尺寸的组分可以，例如，降低第一分离器的效率，引起第一分离器故障，和/或引起第一分离器不适当地分离组分。在通过第一密度分离器或第二密度分离器分离的组分的情况下，将密度大于密度阈值的组分(例如，铁类金属，非铁类金属，玻璃，泥土，和/或类似物)运送至该组分离器，如上所述。此外，可以将废物流中密度低于第一密度分离器和/或第二密度分离器的密度阈值的组分(例如，塑料和纤维)运送至辅切碎机235。
在一些实施方式中，可以将废物流从辅切碎机235运送至另外的密度分离器，配置该另外的密度分离器以分离废物流的组分，如上所述。在这样的实施方式中，该另外的密度分离器可以用于确保废物流基本上不含金属、玻璃、和/或任何其它材料，所述任何其它材料可能，例如，对材料分级子系统220具有不利影响。在将废物流的组分的尺寸减小至预定尺寸并将废物流充分分离之后，可以将废物流转移至材料分级子系统220。
材料分级子系统220可以是经配置以进一步分离(例如，分类)所需材料组的任何适当的系统。例如，在一些实施方式中，材料分级子系统220接收废物流中密度低于密度分离器243的密度阈值的部分(例如，塑料和纤维)。在这样的实施方式中，材料分级子系统220可以经任何适当的方法将进入的材料分成，例如，硬塑料，软塑料，和/或纤维。在一些实施方式中，材料分级子系统220可以包括旋风式分离器，流化床，密度分离器，和/或类似物。以这种方式，材料分级子系统220可以分离废物流并将分离的组分储存在，例如，燃料舱(未显示于图2)。
系统200可以进一步包括递送机构(例如，传送带)以将硬塑料、软塑料、和/或纤维运送至燃料原料生产子系统280。EF子系统280可以是任何适宜的系统。例如，在一些实施方式中，EF子系统280可以包括配置以将添加剂递送至废物流的部分(例如，化学添加剂，吸附剂，生物质，生物材料，和/或类似物)，研磨部分，挤出部分，和/或任何其它适宜的部分。
进一步展开，在一些实施方式中，可以将该废物流部分(例如，硬塑料，软塑料，和/或纤维)与添加剂混合并压制以形成，例如，如上所述的增密的中间材料。以这种方式，可以将分离的废物流的组分(例如，从材料分级子系统220运送的废物流的组分)与添加剂和/或处理材料部分合并并进行处理以制备过程设计燃料原料，如本申请进一步详述。
尽管关于图2描述的主切碎机230显示接收城市固体废物和回收残渣两者，但是在一些实施方式中，可以配置主切碎机以便仅接收回收残渣。例如，如图3所示，系统300至少包括主切碎机330，材料分级子系统320，和一组传送装置C。主切碎机330可以是任何适宜的切碎机。例如，在一些实施方式中，主切碎机330可以基本上类似于以上关于图2描述的主切碎机230。在一些实施方式中，材料分级子系统320可以进一步包括辅切碎机335，一组旋风式分离器341，一组燃料舱360，灰分过滤器352和鼓风机370。该组旋风式分离器341可以是任何适宜的旋风式分离器。例如，可以配置旋风式分离器341使得气体(例如，空气)在旋风式分离器341内以螺旋方式流动。可以进一步配置旋风式分离器341，使得在旋风式分离器内空气的流动速率根据预定的密度阈值分离材料，如本申请进一步详述。
可以配置主切碎机330以接收回收残渣，如通过图3中的箭头CC所示。在使用接收回收残渣的系统300的情况下，使用从废物流移除不期望材料的多重分离装置(例如，磁力分离器，涡流式分离器，和/或玻璃分离器)可以简化为使用材料分级子系统320，如图3所示。类似地说，因为废物流基本上限于回收残渣，对某些分离器(例如，磁力分离器，涡流式分离器，和/或玻璃分离器)的需要会减少或消除，是因为废物流包括通过那些分离器分离的有限量的组分。换一种方式说，系统300的废物流充分地不含不可处理物(例如，金属，玻璃，泥土，和/或类似物)，由此材料分级子系统320可以用于显著地移除不期望材料和/或分类废物流。
以这种方式，可以配置第一传送装置C以将切碎的材料(例如，切碎至约0.375英寸尺寸的废物流)运送到材料分级子系统320。更具体地，可以配置第一传送装置C以将切碎的材料运送至第一旋风式分离器341A，从而移除，例如，玻璃、金属、和/或泥土细粒。进一步展开，第一旋风式分离器341A可以限定流动速率，使得一部分废物流(例如，玻璃、金属、和/或泥土细粒)足以密集以通过第一旋风式分离器341A降落并进入第一燃料舱360A。相反，废物流的第二部分(例如，塑料和/或纤维)具有足够低的密度，使得其被夹带在第一旋风式分离器341A的空气流中。以这种方式，将废物流的第二部分从第一旋风式分离器341A转移至辅切碎机335。
可以配置辅切碎机335以将废物流的组分切碎至任何适当尺寸，如上所述。当废物流的组分的尺寸减小时，可以将废物流经第二传送装置C递送至第二旋风式分离器341B。第二旋风式分离器341B在形式和功能上基本上类似于第一旋风式分离器341A。但是，在一些实施方式中，第二旋风式分离器341B的流动速率可以使得配置第二旋风式分离器341B以将硬塑料材料从废物流中分离。类似地说，在一些实施方式中，废物流中的硬塑料的密度显著高于废物流的其它组分的密度，由此硬塑料降落至第二旋风式分离器341B的底部并储存在第二燃料舱360B中。此外，废物流中具有较低密度的部分(例如，软塑料和/或纤维)仍保持夹带在第二旋风式分离器341B的空气流中并将其从第二旋风式分离器341B转移至第三旋风式分离器341C。
第三旋风式分离器341C在形式和功能上可基本上类似于第一旋风式分离器341A和/或第二旋风式分离器341B。但是，在一些实施方式中，第三旋风式分离器341C的流动速率可以使得配置第三旋风式分离器341C以将纤维(例如，纸和/或类似物)从废物流中分离。类似地说，在一些实施方式中，废物流中纤维的密度显著高于废物流的其它组分的密度，由此纤维降落至第三旋风式分离器341C的底部并储存在第三燃料舱360C中。此外，废物流中具有较低密度的部分(例如，软塑料)仍保持夹带在第三旋风式分离器341C的空气流中并将其从第三旋风式分离器341C转移至第四旋风式分离器341D。
第四旋风式分离器341D在形式和功能上可基本上类似于旋风式分离器341A、341B、和/或341C。但是，在一些实施方式中，第四旋风式分离器341D的流动速率可以使得将软塑料从废物流中分离。类似地说，在一些实施方式中，废物流中的软塑料的密度显著高于废物流的其它组分的密度，由此软塑料降落至第四旋风式分离器341D的底部并储存在第四燃料舱360D中。此外，废物流中具有较低密度的部分(例如，灰分粒子)仍保持夹带在第四旋风式分离器341D的空气流中并将其从第四旋风式分离器341D转移至灰分过滤器352，配置该过滤器以从空气中基本上移除灰分粒子。在空气基本上不含灰分的情况下，可以将空气递送至鼓风机370。在一些实施方式中，配置鼓风机370以将一部分空气分别进料到第一、第二、第三、和/或第四旋风式分离器，即341A、341B、341C、341D中。在其它实施方式中，可以配置鼓风机370以将空气排放至，例如，大气中。
尽管按照包括旋风式分离器341描述了材料分级子系统320，但是在一些实施方式中，材料分级子系统可以包括任何适宜的分离器和/或多个分离器的组合。例如，如图4所示，材料分级子系统420包括旋风式分离器441和流化床分离器447。进一步展开，材料分级子系统420包括配置以接收废物流的制粒机432，如通过箭头DD所示。在一些实施方式中，废物流可以是回收残渣。在其它实施方式中，废物流可以是城市固体废物流的一部分(例如，MSW基本上不含金属，玻璃，和/或任何其它不可处理物或适于销售的可回收物)。
可以配置制粒机432以减小废物流的组分的尺寸。在一些实施方式中，配置制粒机432以将废物流的组分切碎成约0.375英寸至约0.25英寸的尺寸。在其它实施方式中，制粒机432可以将废物流的组分切碎至小于或等于约0.09375英寸的尺寸。当废物流的组分的尺寸减小时，可以将切碎的废物流递送至旋风式分离器441。更特别地，材料分级子系统420可以包括鼓风机470，配置该鼓风机以将切碎的废物流从制粒机432运输至旋风式分离器441。在一些实施方式中，可以将废物流运送通过管子、轴、通道、管道、输送管等。
在一些实施方式中，旋风式分离器441在形式和功能上可基本上类似于以上关于图3描述的旋风式分离器341。在一些实施方式中，旋风式分离器441可以限定流动速率，使得废物流的一部分(例如，泥土，硬塑料，纤维，和软塑料)足够密集以通过旋风式分离器441到达传送装置C。换一种方式说，旋风式分离器441的流动速率可以使得废物流的细粒子(例如，灰分和/或粉末)具有足够低的密度以保持夹带在旋风式分离器441的空气流中。在其它实施方式中，可以配置旋风式分离器441以将任何适宜的组分从废物流中移除或分离。
如上所述，废物流部分可以通过旋风式分离器441到达传送装置C。该废物流部分包括，例如，泥土，硬塑料，纤维，和软塑料。传送装置C接收该废物流部分并经配置以将该废物流部分递送至流化床447，如图4所示。流化床447包括第一室448，第二室449，第三室450，和第四室451。在一些实施方式中，可以配置流化床447以将废物流部分经分离流体(例如，空气)分离。进一步展开，流化床447可以包括预定的流动速率和/或流动体积以根据密度分离废物流的组分。类似地说，在将废物流的组分减小(例如，通过制粒机432)至基本上均匀的尺寸之后，将废物流分成夹带在流化床447的空气流中的第一部分和不夹带在流化床447的空气流中的第二部分可以根据组分的密度进行。在一些实施方式中，可以将组分进入流化床447的进料速率和/或空气的流动速率控制在预定的范围内，使得流化床447可以在预定密度或预定密度附近分离组分。因此，废物流的第一部分(即，夹带在流化床447的空气流中的部分)的密度小于预定密度，因此该第一部分将上浮至流化床447的顶部。第二部分(即，不夹带在流化床447的空气流中的部分)的密度大于预定密度，因此该第二部分将下沉至流化床447的底部。以这种方式，可以配置流化床447的第一室448、第二室449、第三室450、和第四室451以分别在第一预定密度或其附近、第二预定密度或其附近、第三预定密度或其附近、以及第四密度或其附近分离废物流的组分。
如图4所示，可以配置流化床447的第一室448以将泥土从废物流中分离。在这样的实施方式中，可以配置第一室448以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，约25-75磅每立方英尺。因此，废物流中的泥土(例如，密度为约75-120磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第一室448的底部。此外，第一储存燃料舱460A可以连接于流化床447的第一室448，使得当泥土下沉至第一室448的底部时，可将泥土储存在第一燃料舱460A中。
如上所述，配置密度低于流化床447的第一室448的预定分离密度范围的一部分废物流(例如，硬塑料，纤维，和/或软塑料)以相对于第一室448内的其它部分上浮。因此，流化床447的排布可以使得将组分转移至流化床447的第二室449，如通过图4中的箭头EE所示。可以配置第二室449以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，所述密度范围为，例如，硬塑料的密度和纤维的密度之间的密度(例如，6-18磅每立方英尺)。以这种方式，废物流中的硬塑料(例如，密度为约20磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第二室449的底部。此外，第二储存燃料舱460B可以连接于流化床447的第二室449，使得当硬塑料下沉至第二室449的底部时，可将硬塑料储存在第二燃料舱460B中。
配置密度低于流化床447的第二室449的预定分离密度范围的一部分废物流(例如，纤维和/或软塑料)以相对于第二室449内的其它部分上浮。因此，流化床447的排布可以使得将组分转移至流化床447的第三室450，如通过图4中的箭头FF所示。可以配置第三室450以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，所述密度范围为，例如，纤维的密度和软塑料的密度之间的密度(例如，约3磅每立方英尺)。以这种方式，废物流中的纤维(例如，密度为约4磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第三室450的底部。此外，第三储存燃料舱460C可以连接于流化床447的第三室450，使得当纤维下沉至第三室450的底部时，可将纤维储存在第三燃料舱460C中。
配置密度低于流化床447的第三室450的预定分离密度范围的一部分废物流(例如，软塑料)以相对于第三室450内的其它部分上浮。因此，流化床447的排布可以使得将组分转移至流化床447的第四室451，如通过图4中的箭头GG所示。可以配置第四室451以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，所述密度范围为，例如，低于软塑料的密度(例如，小于2磅每立方英尺)。以这种方式，废物流中的软塑料(例如，密度为约2磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第四室451的底部。此外，第四储存燃料舱460D可以连接于流化床447的第四室451，使得当软塑料下沉至第四室451的底部时，可将软塑料储存在第四燃料舱460D中。可以进一步配置流化床447以排放过量的空气从而使流化床447内的压力稳定。在一些实施方式中，可以使空气循环回到鼓风机470。在其它实施方式中，将空气排放至大气。
在一些实施方式中，将在第一燃料舱460A中储存的泥土运送至弃置系统。弃置系统可以，例如，将泥土运输至垃圾填埋地。在其它实施方式中，可以将泥土处理(例如，清洁)和出售。在一些实施方式中，将储存在第二燃料舱460B中的硬塑料、储存在第三燃料舱460C中的纤维和储存在第四燃料舱460D的软塑料递送至燃料原料生产系统，例如，本申请描述的那些。过程设计燃料原料描述于Bohlig等人的2011年4月14日提交的题为“EngineeredFuel Feed Stock”的美国专利8,157,874和8,157,875，它们的公开内容全部通过参考并入本申请。
现在参照图5，在一些实施方式中，材料分级子系统520包括第一、第二、第三、和第四旋风式分离器(分别为541A，541B，541C，和541D)以及第一、第二、和第三流化床分离器(分别为547A，547B，547C)。材料分级子系统520进一步包括配置以接收废物流的制粒机532，如通过箭头HH所示。在一些实施方式中，废物流可以是回收残渣。在其它实施方式中，废物流可以是城市固体废物流的一部分(例如，基本上不含金属、玻璃、和/或任何其它不期望材料的MSW)。
可以配置制粒机532以减小废物流的组分的尺寸，如以上关于图4所述。在废物流的组分的尺寸减小之后，可以将切碎的废物流递送至第一旋风式分离器541A。更特别地，材料分级子系统520可以包括配置以将切碎的废物流从制粒机532运输至第一旋风式分离器541A的鼓风机570。在一些实施方式中，可以将废物流运送通过管子、轴、通道、管道、输送管等。
在一些实施方式中，第一旋风式分离器541A在形式和功能上可基本上类似于以上关于图4描述的旋风式分离器441。在一些实施方式中，第一旋风式分离器541A可以限定流动速率，使得废物流的一部分(例如，泥土，硬塑料，纤维，和软塑料)足够密集以下降通过第一旋风式分离器541A到达传送装置C。换一种方式说，第一旋风式分离器541A的流动速率可以使得废物流的细粒子(例如，灰分和/或粉末)具有足够低的密度，从而保持夹带在第一旋风式分离器541A的空气流中。在其它实施方式中，可以配置第一旋风式分离器541A以从废物流移除或分离任何适宜的组分。
如上所述关于图4，废物流部分通过第一旋风式分离器541A到达传送装置C。在一些实施方式中，该废物流部分可以包括密度为约75-120磅每立方英尺的泥土，密度为约20磅每立方英尺的硬塑料，密度为约4磅每立方英尺的纤维，和密度为约2磅每立方英尺的软塑料。传送装置C接收该废物流部分并经配置以将该废物流部分递送至第一流化床547A，如图5所述。流化床547在形式和功能上可基本上类似于以上关于图4描述的流化床447，如本申请所述。因此，未进一步详述流化床547的功能细节。
可以配置第一流化床547A以将软塑料(和密度小于软塑料的密度的组分，例如，灰分或粉末)从废物流中分离。在这样的实施方式中，可以配置第一流化床547A以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，纤维的密度和软塑料的密度之间的密度(例如，约3磅每立方英尺)。以这种方式，软塑料(例如，密度为约2磅每立方英尺)不足够密集以相对于第一流化床547A下沉。因此，软塑料(和密度小于软塑料的密度的任何其它组分)相对于第一流化床547A内的其它组分上浮或夹带并将其运输至第二旋风式分离器541B。第二旋风式分离器541B可以包括下述流动速率，该流动速率限定密度阈值，配置该密度阈值以将软塑料与其它组分分离。类似地说，软塑料足够密集以降至第二旋风式分离器541B的底部并进入第一储存燃料舱560A。此外，密度小于密度阈值的组分夹带在空气流中并且可以适当地弃置。
返回参照第一流化床547A，密度大于第一流化床547A的预定密度范围的组分下沉至第一流化床547A的底部并将其递送至传送装置C。配置传送装置C以将废物流的组分递送至第二流化床547B。可以配置第二流化床547B以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，约25-70磅每立方英尺。因此，泥土(例如，密度为约75-120磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第二流化床547B的底部。此外，第二储存燃料舱560B可以连接于第二流化床547B，使得当泥土下沉至第二流化床547B的底部时，可将泥土储存在第二燃料舱560B中。
配置密度低于第二流化床547B的预定密度范围的一部分废物流以相对于第二流化床547B的其它部分上浮。因此，第二流化床547B的排布可以使得将组分转移至第三旋风式分离器541C。第三旋风式分离器541C可以包括限定密度阈值的流动速率，配置该密度阈值以将硬塑料和纤维与其它组分分离。类似地说，硬塑料和纤维足够密集以降至第三旋风式分离器的底部并将其递送至传送装置C。
可以配置第三流化床547C以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，硬塑料的密度和纤维的密度之间的密度(例如，约6-18磅每立方英尺。以这种方式，硬塑料(例如，密度为约20磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第三流化床547C的底部。此外，第三储存燃料舱560C可以连接于第三流化床547C，使得当硬塑料下沉至第三流化床547C的底部时，可将硬塑料储存在第三燃料舱560C中。
配置密度低于第三流化床547C的预定密度范围的一部分废物流以相对于第三流化床547C的其它部分上浮。因此，第三流化床547C的排布可以使得将组分转移至第四旋风式分离器541D。第四旋风式分离器541D可以包括限定密度阈值的流动速率，配置该密度阈值以将纤维(例如，密度为约4磅每立方英尺)与其它组分分离。类似地说，纤维足够密集以降至第四旋风式分离器的底部并进入第四储存燃料舱560D。此外，密度小于密度阈值的组分夹带在空气流中并可以适当地弃置。
在一些实施方式中，将储存在第二燃料舱560B中的泥土转移至弃置系统。弃置系统可以，例如，将泥土运输至垃圾填埋地。在其它实施方式中，可以将泥土处理(例如，清洁)和出售。在一些实施方式中，将储存在第一燃料舱560A中的软塑料、储存在第三燃料舱560C中的硬塑料、和储存在第四燃料舱560D中的纤维递送至燃料原料生产系统，例如，本申请描述的那些。在一些实施方式中，废物流在进入流化床547之前通过旋风式分离器541可以得到储存在燃料舱560中较清洁的组分。
现在参照图6，在一些实施方式中，材料分级子系统620包括第一和第二旋风式分离器(分别为641A，641B)以及第一和第二流化床分离器(分别为647A，647B)。材料分级子系统620进一步包括配置以接收废物流的制粒机632，如通过箭头II所示。在一些实施方式中，废物流可以是回收残渣。在其它实施方式中，废物流可以是城市固体废物流的一部分(例如，基本上不含金属，玻璃，和/或任何其它不期望材料的MSW)。
可以配置制粒机632以将废物流的组分的尺寸减小，如以上关于图4和5所述。在废物流的组分的尺寸减小之后，可以将切碎的废物流递送至第一旋风式分离器641A。更特别地，材料分级子系统620可以包括鼓风机670，配置该鼓风机670以将切碎的废物流从制粒机632运输至第一旋风式分离器641A。在一些实施方式中，可以将废物流运送通过管子、轴、通道、管道、输送管等。
在一些实施方式中，第一旋风式分离器641A在形式和功能上可基本上类似于以上关于图5描述的第一旋风式分离器541A。在一些实施方式中，第一旋风式分离器641A可以限定流动速率，使得废物流的一部分(例如，泥土，硬塑料，纤维，和软塑料)足够密集以通过第一旋风式分离器(例如，降至第一旋风式分离器641A的底部)到达传送装置C。换一种方式说，第一旋风式分离器641A的流动速率可以使得废物流的细粒子(例如，泥土和/或粉末)具有足够低的密度以保持夹带在第一旋风式分离器641A的空气流中。在其它实施方式中，可以配置第一旋风式分离器641A以从废物流中移除或分离任何适宜的组分。
可以将通过第一旋风式分离器641A的废物流部分递送至传送装置C。在一些实施方式中，该废物流部分可以包括：密度为约75-120磅每立方英尺的泥土，密度为约20磅每立方英尺的硬塑料，密度为约4磅每立方英尺的纤维，和密度为约2磅每立方英尺的软塑料。传送装置C接收该废物流部分并经配置以将该废物流部分递送至第一流化床647A，如图6所示。流化床647，如本申请所述，在形式和功能上可基本上类似于以上关于图4描述的流化床447。因此，并未进一步详述流化床647的功能细节。
可以配置第一流化床647A以将软塑料(和密度小于软塑料的密度的组分，例如，灰分或粉末)从废物流中分离。在这样的实施方式中，可以配置第一流化床647A以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，纤维的密度和软塑料的密度之间的密度(例如，约3磅每立方英尺)。以这种方式，软塑料(例如，密度为约2磅每立方英尺)不足够密集以相对于第一流化床647A下沉。因此，软塑料(和密度小于软塑料的密度的任何其它组分)相对于第一流化床647A内的其它组分上浮并将输送至第二旋风式分离器641B。第二旋风式分离器641B可以包括限定密度阈值的流动速率，配置该密度阈值以将软塑料与其它组分分离。类似地说，软塑料足够密集以降至第二旋风式分离器641B的底部并进入第一储存燃料舱660A。此外，密度小于密度阈值的组分夹带在空气流中并可以适当地弃置。
返回参照第一流化床647A，密度大于第一流化床647A的预定分离密度的组分下沉至第一流化床647A的底部并将其递送至传送装置C。配置传送装置C以将废物流的组分递送至第二流化床647B。如图6所示，第二流化床647B包括第一室648，第二室649，和第三室650。可以配置第一室648以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，约25-70磅每立方英尺。因此，泥土(例如，密度为约75-120磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至第一室648的底部。此外，第二储存燃料舱660B可以连接于流化床647的第一室648，使得当泥土下沉通过第一室648时，可使泥土储存在第二燃料舱660B中。
配置密度低于流化床647的第一室648的预定密度的一部分废物流以相对于第一室648内废物流的其它组分上浮。因此，流化床647的排布可以使得将组分转移至流化床647的第二室649，如通过图6中的箭头JJ所示。可以配置第二室649以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，硬塑料的密度和纤维的密度之间的密度(例如，约6-18磅每立方英尺)。以这种方式，硬塑料(例如，密度为约20磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至流化床647的第二室649的底部。此外，第三储存燃料舱660C可以连接于第二室649，使得当硬塑料下沉通过第二室649时，可将硬塑料储存在第三燃料舱660C中。
配置密度低于流化床647的第二室649的预定密度的一部分废物流以相对于第二室648内废物流的其它部分上浮。因此，流化床647的排布可以使得将组分转移至流化床647的第三室650，如通过箭头KK所示。可以配置第三室650以将废物流的组分在预定分离密度范围分离，该密度范围为，例如，纤维的密度和软塑料的密度之间的密度(例如，约3磅每立方英尺)。以这种方式，纤维(例如，密度为约4磅每立方英尺)足够密集以相对于废物流的其它组分下沉并降至流化床647的第三室650的底部。此外，第四储存燃料舱660D可以连接于流化床647的第三室650，使得当纤维下沉通过第三室650时，可将纤维储存在第四燃料舱660D中。
图7是示意图，说明用于由固体废物材料制备过程设计燃料原料的系统700。系统700包括至少分离子系统715和燃料原料生产子系统780(在本申请也称为“过程设计燃料子系统780”或“EF子系统780”或“高级产品制造(Advanced Product Manufacturing)(APM)子系统780”)。在一些实施方式中，可以将废物流转移至分离子系统715，如通过图7中的箭头LL所示。废物流可以是，例如，经收集卡车递送的MSW或得自回收设备的回收残渣。在其它实施方式中，固体废物可以经传送装置从材料回收设备或其它废物处理设备递送。可以配置分离子系统715以分离废物流，从而将不可处理物和/或适于销售的可回收物从废物流移除(例如，分离)。进一步展开，分离子系统715可以是参照图2-6描述的任何系统或其任何组合。在一些实施方式中，分离子系统715可以包括多种分离器(例如，磁力分离器，涡流式分离器，玻璃分离器，流化床分离器，旋风式分离器，和/或类似物)，切碎机和制粒机。以这种方式，分离子系统715可以接收废物流(例如，MSW和/或回收残渣)并将废物流的分离组分运输至燃料舱760。例如，在一些实施方式中，材料分级子系统720可以包括配置以储存硬塑料的第一燃料舱，配置以储存软塑料的第二燃料舱，和配置以储存纤维的第三燃料舱。以这种方式，系统700可以进一步包括递送机构(例如，传送装置、管子、管道、通道、和/或类似物)以将硬塑料、软塑料、和/或纤维运送至EF子系统780。
EF子系统780可以是任何适宜的下述系统，该系统适于将分类的废物材料与添加剂按预定比率组合以制备过程设计燃料原料。EF子系统780可以包括，例如，经配置以将添加剂递送至废物流(例如，化学添加剂，吸附剂，生物质，生物材料，和/或类似物)的部分、调节装置、混合机、传送装置、增密设备、制粒机、粉碎机、储存燃料舱、和/或任何其它适宜的装置或系统。
在一些实施方式中，可以将至少一部分废物流递送至EF子系统780以制备过程设计燃料原料。进一步展开，在一些实施方式中，可以配置材料分级子系统715以递送给定量的硬塑料到EF子系统780中。在这样的实施方式中，硬塑料可以通过预处理机构756。预处理机构756可以是，例如，配置以提高硬塑料的温度的加热器。在一些实施方式中，预处理机构可以接收至少一部分吸附剂790。仍在其它实施方式中，可以将递送至混合机754A的软塑料部分首先导入预处理机构756。EF子系统780可以进一步包括配置以接收通过材料分级子系统720递送的废物流的至少一部分的一组混合机754和配置以控制废物流进入混合机754的流量的计量装置775。
混合机754可以是任何适宜的装置例如桨式连续混合机，旋转式连续混合机，螺杆传送或螺旋钻传送混合机，机械振荡或搅拌的混合机。在一些实施方式中，材料分级子系统715可以将包括硬塑料的第一废物流和包括软塑料的第二废物流递送至第一混合机754A。在这样的实施方式中，配置第一混合器754A以将计量量的硬塑料与计量量的软塑料混合。以这种方式，第一混合器754A可以将混合的废物流递送至鼓风机770，配置该鼓风机以将废物流进料到第一调节装置755A。在其它实施方式中，可以配置硬塑料以通过第一混合器754A并保持基本上未混合(例如，计量机构775不提供软塑料的量)。以这种方式，可以将仅基本上包括硬塑料的废物流递送至第一调节装置755A，如本申请进一步描述。
第一调节装置755A可以是配置以将至少一部分废物流调节用于过程设计燃料原料生产的任何适宜的装置和/或系统。例如，在一些实施方式中，可以配置第一调节装置755A以提高废物流的组分(例如，硬塑料)的温度。在一些实施方式中，可以配置第一调节装置755A以提高废物流的组分的湿含量。在一些实施方式中，第一调节装置755A可以接收该部分废物流和一组添加剂。在一些实施方式中，添加剂可以是化学添加剂(例如，吸附剂，营养物，促进剂，和/或类似物)，生物质废物(例如，木材)，生物材料(例如，动物肥料)，和/或任何其它适宜的一种或多种添加剂，它们为固体或溶液形式(例如脲，乙酸，汞氧化剂，例如溴化钙、溴化铵、溴化钠等用于汞还原)。例如，在一些实施方式中，可以配置第一调节装置755A以接收吸附剂790。在这样的实施方式中，可以配置吸附剂790以改变废物流的组分的燃烧性质。例如，在一些实施方式中，可以配置吸附剂790以吸收二氧化硫(SO2)。在其它实施方式中，可以配置吸附剂790以吸收和/或中和气味，以给定颜色燃烧，和/或类似物。在一些实施方式中，吸附剂790可以在被递送至第一调节装置755A之前由第二调节装置755B调节。在这样的实施方式中，可以配置第二调节装置755B以便，例如，提高吸附剂790的温度。可以使用子系统780结合到过程设计燃料原料中的添加剂的实例包括倍半碳酸钠(Trona)，碳酸氢钠，碳酸钠，铁酸锌，铁酸锌铜，钛酸锌，铝酸铜铁，铝酸铜，氧化铜锰，担载在氧化铝上的镍，氧化锌，氧化铁，铜，氧化亚铜(I)，氧化铜(II)，石灰石，石灰，Fe，FeO，Fe2O3，Fe3O4，铁屑，CaCO3，Ca(OH)2，CaCO3.MgO，二氧化硅，氧化铝，陶土，高岭土，矾土，酸性白土，绿坡缕石，煤灰，蛋壳，有机盐(例如乙酸钙镁(CMA)，乙酸钙(CA)，甲酸钙(CF)，苯甲酸钙(CB)，丙酸钙(CP)和乙酸镁(MA))和Ca-蒙脱石。
可以进一步配置第一调节装置755A以将调节的废物流和添加剂递送至第一增密设备731A。第一增密设备731A可以是配置以将至少一部分吸附剂790包封在塑料内的任何适宜的装置。例如，在一些实施方式中，第一增密设备731A可以是挤出装置，配置该挤出装置以向塑料和吸附剂790提供相对高压(例如，压制)，使得吸附剂790变得均匀分布(例如，基本上均匀)和/或包封在塑料内。此外，可以配置第一增密设备731A以制备增密的中间材料。增密的中间材料的形式可以为立方体，块状，粒料，蜂巢，或其它适宜的形状和形式。在一些实施方式中，增密的中间材料可以在例如燃烧发电厂(例如，烧煤发电厂)中用作过程设计燃料原料。在其它实施方式中，可以将增密的中间材料返回至第一调节装置755A例如从而进一步加入吸附剂790(例如，提高粒料内吸附剂790含量和/或硬度)。在将所需量的吸附剂790包封在塑料内之后，鼓风机770可以将增密的中间材料从第一增密设备731A递送至第一粉碎机733A。
第一粉碎机733A可以是配置以将增密的中间材料(例如，粒料)减小为相对细的粉末例如约3/32”或1/16”的任何适宜的装置。在增密的中间材料粉化之后，鼓风机770可以将粉状材料递送至第三调节装置755C。在一些实施方式中，第三调节装置755C可以基本上类似于第一调节装置755A。此外，系统700包括配置以将第二废物流从材料分级子系统720递送的第二混合器754B。在一些实施方式中，可以配置第二混合器754B以将一部分软塑料与一部分纤维混合。在其它实施方式中，配置第二混合器754B以仅将软塑料或纤维与粉状材料混合。以这种方式，配置第三调节装置755C以调节(例如，加热，增湿，和添加溶液)粉化材料和软塑料和/或纤维并将调节的材料递送至第二增密设备731B。
在一些实施方式中，第二增密设备731B可以是任何适宜的增密设备。在一些实施方式中，第二增密设备731B可能基本上类似于第一增密设备731A。例如，在一些实施方式中，第二增密设备731B可以挤出装置，配置该装置以施加相对高的压力(例如，压制)给材料使得粉状的中间材料(即包封的吸附剂和塑料)变得包封在废物材料(例如，软塑料，和/或纤维)中。以这种方式，可以配置第二增密设备731B以制备过程设计燃料原料。在一些实施方式中，可以将燃料原料返回至第二调节装置755A例如以进一步结合软塑料和/或纤维或提高粒料硬度。当增密设备冷却时，在生产的启动过程中，这种循环可能是特别必要的。在所需量的吸附剂790包封在废物材料(例如，硬塑料，软塑料，和/或纤维)内之后，鼓风机770可以将燃料原料从第二增密设备731B递送至第一粒料燃料舱761。进一步展开，在一些实施方式中，可以配置第二增密设备731B以使材料增密形成过程设计燃料粒料。在一些实施方式中，过程设计燃料粒料可以储存在第一粒料燃料舱761中。
在一些实施方式中，可以期望减小过程设计燃料粒料的尺寸。在这样的实施方式中，可以配置鼓风机770以将过程设计燃料粒料递送至制粒机732。以这种方式，制粒机732可以减小过程设计燃料粒料的尺寸并制得粒状的燃料原料。针对流化床应用，制粒的燃料原料的平均粒度可以为约0.04-0.2英寸，对于循环床应用，制粒的燃料原料的平均粒度可以为约0.2-0.6英寸。在一些实施方式中，可以将制粒的燃料原料递送至粒状燃料的燃料舱763，如图7所示。在其它实施方式中，可以期望进一步减小制粒的燃料原料的尺寸。在这样的实施方式中，鼓风机770可以将制粒的燃料原料递送至第二粉碎机733B。以这种方式，第二粉碎机733B可以将制粒的燃料原料的尺寸减小至相对细的燃料原料。粉状的燃料原料的平均粒度可以为约0.004-0.12英寸。此外，可以配置鼓风机770以将燃料原料粉末递送至粉末状燃料的燃料舱765。因此，可以配置系统700以针对多种条件(例如，制粒的燃料原料，制粒的燃料原料，和/或粉化的燃料原料)制备过程设计燃料原料。
图8是示意图，说明由固体废物材料制备过程设计燃料原料的系统800。系统800包括分离子系统815和燃料原料生产子系统880(在本申请也称为“高级产品制造”(APM)880)。分离子系统815可以基本上类似于以上关于图7描述的分离子系统715。类似地，APM 880可以包括与APM 780类似的组分。因此，本申请并未详述APM 880的某些组分，除非另有不同说明，否则应认为这与APM 780的相应组分本质相似。
如图8所示，可以配置分离子系统815以分离废物流的组分。以这种方式，分离子系统815可以包括一组燃料舱，配置该燃料舱以储存，例如，硬塑料，软塑料，混合塑料，纤维，和添加剂(例如，上述任何添加剂)。以这种方式，可以将至少一部分废物流递送至APM子系统880以制备过程设计燃料原料。进一步展开，在一些实施方式中，可以配置分离子系统815以递送给定量的硬塑料、软塑料、混合塑料、和/或添加剂到EF子系统880。在这样的实施方式中，塑料(例如，硬塑料和软塑料)和添加剂通过计量装置875，配置该计量装置以控制添加到第一混合机854A的硬塑料、软塑料、和/或添加剂的量。第一混合器854A可以是任何适宜的装置例如桨式连续混合机，旋转式连续混合机，螺杆传送装置，螺旋钻传送混合机，机械振荡混合机，和/或搅拌混合机。以这种方式，第一混合器854A可以混合硬塑料、软塑料、和添加剂并将塑料和添加剂递送至预处理机构856。
预处理机构856可以是任何适宜的预处理机构，例如，上述的预处理机构756。系统800进一步包括配置以接收处理的塑料和添加剂的第二混合机854B。而且，可以配置分离子系统815以将纤维的一部分递送至第二混合器854B，使得可将纤维与处理的塑料和添加剂混合。以这种方式，可以将混合的废物流(例如，包括处理的塑料和添加剂和纤维)递送至调节装置855，如本申请进一步描述。
调节装置855可以是配置以调节至少一部分废物流用于过程设计燃料原料生产的任何适宜的装置和/或系统。例如，在一些实施方式中，可以配置调节装置855以提高废物流的组分(例如，纤维和包封的塑料/吸附剂)的温度。在一些实施方式中，可以配置调节装置855以提高废物流的组分的湿含量。
可以进一步配置调节装置855以将调节的废物流和添加剂递送至增密设备831。增密设备831可以是配置以将至少一部分添加剂包封进塑料和纤维中的任何适宜的装置。例如，在一些实施方式中，增密设备831可以挤出装置，配置该装置以施加相对高的压力(例如，压制)给混合物(例如，塑料，纤维，和添加剂)使得添加剂变得均匀分布(例如，基本上均匀)和/或包封在塑料和纤维内。此外，可以配置增密设备831以制备增密的中间材料。增密的中间材料的形式可以为立方体，块状，粒料，蜂巢，或其它适宜的形状和形式。在一些实施方式中，增密的中间材料可以在例如燃烧发电厂(例如，烧煤发电厂)中用作过程设计燃料原料。在其它实施方式中，可以将增密的中间材料返回至调节装置855例如以进一步结合添加剂和/或纤维。当制得所需比率的塑料、添加剂、和纤维时，鼓风机870可以递送一部分得自燃料舱861的增密的中间材料用于储存。
在一些实施方式中，可以期望减小中间材料的尺寸。在这样的实施方式中，可以配置鼓风机870以将过程设计燃料粒料递送至制粒机832。以这种方式，制粒机832可以减小过程设计燃料粒料的尺寸并制备粒状的燃料原料。在一些实施方式中，可以将制粒的燃料原料递送至粒状燃料的燃料舱863，如图8所示。在其它实施方式中，可以期望进一步减小制粒的燃料原料的尺寸。在这样的实施方式中，鼓风机870可以将制粒的燃料原料递送至粉碎机833。以这种方式，粉碎机833可以将制粒的燃料原料的尺寸减小至相对细的燃料原料。此外，可以配置鼓风机870以将燃料原料粉末递送至粉末化的燃料舱865。因此，可以配置系统800以针对多种条件(例如，制粒的燃料原料，制粒的燃料原料，和/或粉化的燃料原料)制备过程设计燃料原料。
如上所述参照图7和8，过程设计燃料原料可以包含任何适当比率的吸附剂。例如，图9显示在各种构造中的过程设计燃料原料。更具体地，制粒的燃料原料962A包括40％硬塑料和60％吸附剂。在一些实施方式中，制粒的燃料原料962B包括30％硬塑料和70％吸附剂。在一些实施方式中，制粒的燃料原料962C包括20％硬塑料和80％吸附剂。在一些实施方式中，制粒的燃料原料962D包括56％纤维、14％硬塑料和30％吸附剂。在一些实施方式中，过程设计燃料原料包括约5-50％吸附剂和约50-95％可燃性材料(即，纤维和塑料)。可燃性材料通常包括约60-80％纤维和约24-40％塑料。尽管在图9中显示了包括具体比率，但是在一些实施方式中，过程设计燃料原料可以包括任何吸附剂-材料比率和/或构造。
如本申请所述，在一些实施方式中，可以将第一废物流与添加剂材料合并。第一废物流可以包括硬塑料、软塑料、或混合塑料材料。例如，第一废物流可以基本上全部为硬塑料。在一些实施方式中，第一废物流包括至少约80wt％的硬塑料、90wt％的硬塑料、或95wt％的硬塑料。在一些实施方式中，第一废物流可以包括小于约40wt％的软塑料、30wt％的软塑料、20wt％的软塑料、10wt％的软塑料、或5wt％的软塑料。在一些实施方式中，第一废物流包括小于约20wt％的纤维，10wt％的纤维，或5wt％的纤维。在一些实施方式中，第一废物流包括小于约20wt％的软塑料和纤维的组合，10wt％的软塑料和纤维的组合，或5wt％的软塑料和纤维的组合。在一些实施方式中，第一废物流基本上不含玻璃、金属、粗砂和不燃物。
在一些实施方式中，将第一废物流和添加剂压制以形成增密的中间材料。增密的中间材料的堆积密度可以为约20lb/ft3至约60lb/ft3。添加剂可以是化学添加剂，例如，吸附剂。在一些实施方式中，可以配制吸附剂以吸附空气污染物的至少一种，所述空气污染物包括二氧化硫(SO2)，三氧化硫(SO3)，氮氧化物(NOx)，氢氯酸(HCl)，汞(Hg)，非Hg金属和其它有害的空气污染物。例如，添加剂可以是倍半碳酸钠(Trona)，碳酸氢钠，碳酸钠，铁酸锌，铁酸锌铜，钛酸锌，铝酸铜铁，铝酸铜，氧化铜锰，担载在氧化铝上的镍，氧化锌，氧化铁，铜，氧化亚铜(I)，氧化铜(II)，石灰石，石灰，Fe，FeO，Fe2O3，Fe3O4，铁屑，CaCO3，Ca(OH)2，CaCO3.MgO，二氧化硅，氧化铝，陶土，高岭土，矾土，酸性白土，绿坡缕石，煤灰，蛋壳，有机盐(例如乙酸钙镁(CMA)，乙酸钙(CA)，甲酸钙(CF)，苯甲酸钙(CB)，丙酸钙(CP)和乙酸镁(MA))，脲，溴化钙，溴化钠，溴化铵，溴化氢，硫酸铵，木质素磺酸盐和Ca-蒙脱石。
如本申请所述，在一些实施方式中，可以将合并的第一废物流和添加剂与第二和/或第三废物流组合以形成过程设计燃料原料。例如，第二废物流可以包括硬塑料、软塑料、或混合塑料，第二废物流可以包括纤维。在一些实施方式中，第二废物流包括塑料和纤维。在一些实施方式中，第二废物流包括小于约20wt％的硬塑料，10wt％的硬塑料，或5wt％的硬塑料。在一些实施方式中，第二废物流包括至少约5wt％的软塑料，10wt％的软塑料，或20wt％的软塑料。在一些实施方式中，第二废物流包括至少约80wt％的纤维，90wt％的纤维，或95wt％的纤维。在一些实施方式中，第二废物流包括至少约95wt％软塑料和纤维的组合。在一些实施方式中，第二废物流基本上不含玻璃、金属、粗砂和不燃物。在一些实施方式中，最终过程设计燃料进料的堆积密度可以为约10lb/ft3至约60lb/ft3。在一些实施方式中，最终过程设计燃料进料的堆积密度可以为约20lb/ft3至约40lb/ft3。
如本申请所述，在分离和分级过程中，可以用主切碎机和任选的辅切碎机切碎废物流的各种组分。在一些实施方式中，废物流的硬塑料组分的平均粒度小于约1/2英寸，3/8英寸，1/4英寸，3/16英寸，1/8英寸或3/32英寸。在一些实施方式中，废物流的硬塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约1/4英寸。在一些实施方式中，废物流的硬塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约3/8英寸。在一些实施方式中，废物流的硬塑料和软塑料组分的平均粒度为约3/32英寸至约3/4英寸。在一些实施方式中，废物流的软塑料组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。在一些实施方式中，废物流的纤维组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。在一些实施方式中，废物流的纤维和软塑料组分的平均粒度为约1/8英寸至约3/8英寸。
在一些实施方式中，在过程设计燃料原料生产过程中将废物流或废物流的单独组分调节一次或多次。例如，调节可以包括加入热量以提高废物流的温度，加入水以提高废物流的湿含量，或加入蒸汽以提高废物流的温度和湿含量。在一些实施方式中，废物流中的一种或多种的温度可以升至约300°F，约325°F，约350°F，或约375°F。在一些实施方式中，废物流中的一种或多种的湿含量可以升至至少约5％，至少约10％或至少约15％。
如本申请所述，可以在单程方向(in a single pass)将一种或多种废物流与添加剂合并然后压制以形成增密的过程设计燃料原料(参见，例如，图8)，或者可以将一种或多种废物流与添加剂合并然后压制以形成增密的中间材料、磨细、然后与另外的废物流组合、然后压制第二次以形成增密的过程设计燃料原料(参见，例如，图7)。在一些实施方式中，可以将增密的中间材料和/或增密的过程设计燃料原料磨细(例如，制粒或粉化)至以下平均粒度：小于约3/4英寸，小于约5/8英寸，小于约1/2英寸，小于约3/8英寸，小于约1/4英寸，小于约3/16英寸，小于约1/8英寸，小于约3/32英寸。
如本申请所述，由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料可以具有：硬塑料含量为约0wt％至约40wt％，软塑料含量为约0wt％至约40wt％，纤维含量为约30wt％至约80wt％，和吸附剂含量为约5wt％至约50wt％。在一些实施方式中，硬塑料含量为约0wt％至约20wt％，为约5wt％至约20wt％，为约10wt％至约20wt％，为约5wt％至约15wt％，或为约10wt％至约15wt％。在一些实施方式中，软塑料含量为约0wt％至约20wt％，为约5wt％至约20wt％，为约10wt％至约20wt％，为约5wt％至约15wt％，或为约10wt％至约15wt％。在一些实施方式中，纤维含量为约30wt％至约60wt％，为约40wt％至约60wt％，或为约40wt％至约50wt％。在一些实施方式中，吸附剂含量为约10wt％至约40wt％，为约20wt％至约40wt％，或为约30wt％至约40wt％。
如本申请所述，由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料可以具有：混合塑料含量为约10wt％至约40wt％，纤维含量为约30wt％至约80wt％，吸附剂含量为约5wt％至约50wt％。在一些实施方式中，混合塑料含量为约0wt％至约20wt％，为约5wt％至约20wt％，为约10wt％至约20wt％，为约5wt％至约15wt％，或为约10wt％至约15wt％。在一些实施方式中，纤维含量为约30wt％至约60wt％，为约40wt％至约60wt％，或为约40wt％至约50wt％。在一些实施方式中，吸附剂含量为约10wt％至约40wt％，为约20wt％至约40wt％，或为约30wt％至约40wt％。
实施例
作为实例，燃料生产方法可以包括使废物流(例如，硬塑料，软塑料，和/或纤维)和添加剂(例如，吸附剂，生物质，生物材料，和/或类似物)通过增密设备任意次数以将添加剂混入到废物流中。使废物流/添加剂混合物通过增密设备多次提高组分的温度以促进将添加剂混入到废物材料组分中。
例如，将约20wt％的硬塑料和80wt％的吸附剂(例如，熟石灰)混合并使其通过制粒机10次以制备硬塑料和吸附剂的增密粒料，以便于观察硬塑料和/或吸附剂的物理性质的变化，并确定制备合格燃料粒料所需的温度。由图10中箭头NN和OO指示，显示在第一次、第二次、第三次、第四次、第五次、第六次、第七次、第八次、第九次、和第十次通过制粒机之后的硬塑料和吸附剂的混合物。正如所示，在每次通过制粒机之后，逐渐混入为白色粉末状物质的吸附剂。如上所述，每次通过制粒机，混合物的温度提高，由此改变硬塑料和/或吸附剂的物理性质。以下表1说明在每次通过增密设备之后的温度增加：
表1
通行的次数 增密设备的温度 粒料的温度
1 173°F 110°F-135°F
2 175°F 150°F-180°F
3 179°F 180°F-208°F
4 189°F 217°F-239°F
5 208°F 245°F-262°F
6 212°F 276°F-287°F
7 232°F 290°F-310°F
8 249°F 316°F-323°F
9 281°F 337°F-342°F
10 292°F 349°F-357°F
11 310°F 368°F-374°F
如图10所示，在通过制粒机10次之后，吸附剂最终混入硬塑料(图10右下侧的容器)。尽管显示该方法并在本实施例中描述该方法包括10次通过制粒机，但是该方法可以包括较多或较少次通过制粒机或增密设备。例如，过程设计燃料生产方法可以包括如上所述的调节装置以在增密作用之前提高混合物的温度。在其它实施例中，可以选择吸附剂从而当与废物材料和/或等待加入物(waiter)(例如，生石灰)混合时产生热量。
然后使包含吸附剂的硬塑料粒料(中间材料)通过制粒机以减小过程设计燃料粒料的尺寸并制得平均粒度为约0.004-0.04英寸的粒状燃料原料。将粒状的中间材料(总体的37.5wt％)与6.5wt％塑料和56wt％纤维混合并使其通过制粒机10次，从而制得过程设计燃料原料(包含14wt％塑料，56wt％纤维和30wt％吸附剂)的增密粒料。图11说明在第一次、第二次、第三次、第四次、第五次、第六次、第七次、第八次、第九次、和第十次通过制粒机(由箭头PP和QQ指示)之后以形成过程设计燃料原料的增密粒料的中间材料(硬塑料和吸附剂)、软塑料和纤维的混合物。过程设计燃料粒料可以按粒料形式使用，通过制粒机以将过程设计燃料粒料的尺寸减小并制得平均粒度为约0.04英寸或为约0.008-0.12英寸的粒状燃料原料，或者通过粉碎机以将燃料原料的尺寸减小至相对细的燃料原料(其平均粒度为约0.02英寸或为约0.008-0.08英寸)。
尽管以上已经描述了各种实施方式，但是应该理解仅作为实例而非限制性地展示它们。当上述方法指示按一定顺序发生的某些事件，则可以修改某些事件的顺序。另外，当可能时某些事件可以按平行工艺同时进行，以及按照上述相继进行。
当以上描述的图表和/或实施方式指示在某些方向或位置中排布的某些组件时，可以修改组件的排布。类似地，当以上描述的方法和/或事件指示按某种顺序发生的某些事件和/或过程时，可以修改某些事件和/或过程的顺序。尽管已经特别显示和描述了实施方式，但是应该理解可以进行各种形式和细节的变化。
例如在参照图7中，尽管关于进入第一混合器754A和第二混合器754B描述了具体的废物流，但是可以在任何给定的构造中将废物流引入到第一混合器754A或第二混合器754B。例如，在一些实施方式中，可以配置第一混合器754A以仅接收硬塑料、仅接收软塑料、和/或硬塑料和软塑料的任何适当组合。类似地，在一些实施方式中，可以配置第二混合器755B以仅接收软塑料、仅接收纤维、和/或软塑料和纤维的任何适当组合。此外，第一混合器754A的任何组分配置可以与第二混合器754B的任何组分配置一起使用。
尽管已经由于具有特定特征和/或组件组合描述了各种实施方式，但是也可以存在其它实施方式，所述其它实施方式具有得自以上讨论的任何实施方式的任何特征和/或组件的组合。

Claims (11)

1.一种方法，包括：
处理城市固体废物以移除不燃性废物；
基于密度将处理的废物流分类为：堆积密度大于约15lb/ft3的第一密度级别的第一材料，堆积密度为约4lb/ft3至约15lb/ft3的第二密度级别的第二材料，和堆积密度小于约4lb/ft3的第三密度级别的第三材料；和
将所述第一材料、所述第二材料、所述第三材料和添加剂按预定比例合并以形成过程设计燃料原料。
2.由处理的MSW废物流制备过程设计燃料原料的方法，所述方法包括：
将包括硬塑料、软塑料和混合塑料中至少一种的第一废物流与吸附剂合并；
将合并的第一废物流和吸附剂的温度增加到至少约300°F的温度；
将第一废物流和吸附剂与第二废物流合并，其中所述第二废物流包括纤维；和
将第一废物流、所述吸附剂、和第二废物流制粒以形成过程设计燃料原料。
3.一种方法，包括：
处理城市固体废物流以移除不燃性废物；
基于它们的密度选择处理的废物流的组分；
将一些第一所选组分与一些吸附剂合并以形成包含吸附剂的中间材料；和
将一些第二所选组分与所述中间材料合并以形成过程设计燃料原料。
4.系统，包括：
从混合的城市固体废物流中分离的第一类型的废物组分的第一燃料舱；
从混合的城市固体废物流中分离的第二类型的废物组分的第二燃料舱，所述第一类型的废物组分与所述第二类型的废物组分在废物组分的堆积密度和废物组分的化学组成中的至少一个方面不同；和
增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自所述燃料舱的废物组分并压制第一类型的废物组分、第二类型的废物组分、和添加剂以形成增密的过程设计燃料原料。
5.系统，包括：
从混合的城市固体废物流中分离的第一类型的废物组分的第一燃料舱；
从混合的城市固体废物流中分离的第二类型的废物组分的第二燃料舱，所述第一类型的废物组分与所述第二类型的废物组分在废物组分的堆积密度和废物组分的化学组成中的至少一个方面不同；
第一增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自第一燃料舱的第一类型的废物组分并压制第一类型的废物组分和添加剂以形成增密的中间材料；
研磨器，配置和安排该研磨器以接收来自第一增密设备的增密的中间材料和研磨该增密的中间材料；和
第二增密设备，配置并安排该增密设备以接收来自所述研磨器的磨细的中间材料和来自第二燃料舱的第二类型的废物组分并压制该磨细的中间材料和第二类型的废物组分以形成增密的过程设计燃料原料。
6.由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料，其具有：
含量为约0wt％至约40wt％的硬塑料；
约0wt％至约40wt％的软塑料含量；
约30wt％至约80wt％的纤维含量；和
约5wt％至约50wt％的吸附剂含量。
7.由处理的MSW废物流制备的过程设计燃料原料，其具有：
约10wt％至约40wt％的混合塑料含量；
约30wt％至约80wt％的纤维含量；和
约5wt％至约50wt％的吸附剂含量。
8.将城市固体废物流处理和分类的系统，所述系统包括：
处理子系统，配置该处理子系统以接收城市固体废物流并移除不可处理的废物；
处理设备，配置并安排该处理设备以接收来自所述处理子系统的城市固体废物流的组分并将废物流的组分的尺寸减至小于约3/4英寸的平均粒度；
第一分离器，配置并安排该第一分离器以接收来自所述处理设备的废物流的组分以及分离和移除堆积密度大于约15lb/ft3的第一类型的废物组分；和
第二分离器，配置并安排该第二分离器以接收来自第一分离器的堆积密度小于约15lb/ft3的废物流的组分以及分离和移除堆积密度大于约4lb/ft3的第二类型的废物组分。
9.系统，包括：
第一切碎机，配置第一切碎机以接收城市固体废物流并将废物流的组分的尺寸降至小于约4英寸；
第一密度分离器，配置并安排该第一密度分离器以接收来自第一切碎机的切碎的废物流以及分离和移除不可处理的废物；
第二切碎机，配置并安排第二切碎机以接收来自第一密度分离器的可处理的废物以及将可处理的废物的组分的尺寸降至小于约1/2英寸；
第二密度分离器，配置并安排该第二密度分离器从第二切碎机接收可处理的废物以及分离和移除硬塑料材料；和
第三密度分离器，配置和安排该第三密度分离器以接收来自第二密度分离器的非硬塑料材料以及分离和移除纤维材料。
10.将城市固体废物流分类的方法，所述方法包括：
切碎所述城市固体废物流以将废物流的组分的尺寸降至小于约4英寸；
从切碎的废物流移除不可处理的废物；
进一步切碎可处理废物以将该可处理废物的组分的尺寸降至小于约1/2英寸；
将可处理废物分离成堆积密度大于约15lb/ft3的第一材料流和堆积密度小于约15lb/ft3的第二材料流；
将第二材料流分离成堆积密度大于约4lb/ft3的第三材料流和堆积密度小于约4lb/ft3的第四材料流。
11.提供用于生产过程设计燃料原料的分级的废物流的方法，所述方法包括：
处理废物流以将废物流的组分的尺寸降至小于约3/4英寸的平均粒度；
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度大于约15lb/ft3的第一密度分级的第一材料；
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度为约4lb/ft3至约15lb/ft3的第二密度分级的第二材料；和
基于密度将处理的废物流分类成堆积密度小于约4lb/ft3的第三密度分级的第三材料。
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