城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺，是将生活垃圾经过破袋和人工筛选后对剩余垃圾进行多层过筛，筛出的粒径过小的物料颗粒做堆肥处理，并利用堆肥所产生的腐殖土种植草本植物，将收割的草本植物连同筛上物一起经粉碎、脱水、烘干、制棒等工艺制成固态垃圾衍生燃料（RDF?5）棒状或块状燃料，将固态垃圾衍生燃料（RDF?5）热解气化生成可燃气体，利用可燃气体进行燃气发电，在燃气发电的过程中产生的余热气体分别用于垃圾干燥和为热解气化供氧。本发明能够将城市垃圾进行资源化分类处理，充分发挥不同物质的效能，提高RDF的品质和热能，充分利用所得热能进行发电，最大程度地降低二噁英排放量。
【专利说明】
城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺
技术领域
[0001]本发明涉及生活垃圾的处理技术领域，尤其涉及一种城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展，我国的城市生活垃圾产量日益增加，垃圾的处理与处置已经成为我国大中城市必须解决的问题；目前我国城市垃圾年产量约到1.5亿吨，并且逐年还在增长；如何实现城市生活垃圾无害化、减量化和资源化的“三化”处理已成为研究的焦点。对生活垃圾进行分选，选出可燃部分制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)燃料棒/块，将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)燃料进行热解气化获得可燃气体，将可燃气体通入到燃气发电机中进行燃气发电的技术方案本领域技术人员已经进行了研究，并且取得了一定的技术效果。但是，其中仍旧存在一些不合理的地方，造成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)热值不高，热解气化后需要较高的热能供给;生成的可燃气体在燃气发电的过程中排放出的二噁英较多而且没有得到有效的处理，造成二次污染。分析其原因在于，首先，分选及筛选不合理，例如生活垃圾中粒径较小的渣子含有较高的无机物矿物质，这些无机物与其它有机物一起掺和制成棒料毫无疑问地会降低其总体热值，而且会增加染尘含量，增加了后期尾气处理的困难程度；其次，这些余热尾气没有得到合理的利用和处理，进而造成了二次污染。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能够将城市垃圾进行资源化分类处理，充分发挥不同物质的效能，提高RDF的品质和热能，充分利用所得热能进行发电，最大程度地降低二噁英排放量的城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺。
[0004]本发明的上述目的是通过下列技术方案来实现的:
城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺，包括以下几个步骤:
1)将生活垃圾进行破袋处理；
2)对破袋后的生活垃圾进行人工筛选;选出可回收塑料，清洗后再生造粒(造成塑料粒子)；选出石块、砖块等进行破碎，破碎后作为环保建材原料;选出玻璃，清洗后进行玻璃拉丝；
3)将步骤2)人工筛选后的剩余垃圾过除铁器除铁；
4)将除铁后的垃圾过孔径为6cm的I号机械筛；
5)将步骤4)中I号机械筛的筛下物过孔径为2cm的2号机械筛；
6)将步骤5)中2号机械筛的筛下物做堆肥处理，形成腐殖土；
7)利用步骤6)堆肥所产生的腐殖土种植草本植物；
8)收割草本植物并连同步骤4)中I号机械筛的筛上物共同进行粗破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在6cm以下； 9)将步骤8)粗破碎后的物料过孔径为4cm的3号机械筛；
10)将步骤9)中3号机械筛的筛上物进行细破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在4cm以下；
11)将步骤9)中3号机械筛的筛下物、步骤10)细破碎所得物料及步骤5)中2号机械筛的筛上物混合后进行液压脱水；
12)将完成液压脱水的物料送入生物干燥室进行生物干燥消毒；
13)将完成生物干燥消毒后的物料送入机械烘干滚筒中进行烘干，使烘干后的物料含水率小于40%;
14)将烘干后的物料送入制棒机，制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5);
15)将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)送入热解气化炉进行热解气化，得可燃气体；
16)将可燃气体通入燃气发电机进行燃气发电；
17)将燃气发电过程中产生的余热气体作为烘干热源气体通入到步骤13)的机械烘干滚筒中，对机械烘干滚筒中的物料(垃圾颗粒)进行烘干，使热源循环利用；
18)将机械烘干滚筒在烘干过程中产生的潮气进行冷凝，使水蒸气冷凝为液态水从而来减少气体总量，除去水蒸气还可以在下一步的供氧过程中避免产生降温作用；
19)将潮气冷凝后所得气体适量通入到步骤15)的热解气化炉中，为其内部的热解气化反应供氧；
20)若潮气冷凝后所得气体供步骤19)使用后仍有剩余，进入本步骤:将剩余的气体通入到步骤12)的生物干燥室内，为生物干燥消毒增加热能，加快发酵反应，减少发酵干燥的时间。
[0005]本发明的有益效果是:1、将生活垃圾进行分类回收分别制成塑料制品、玻璃制品及建筑材料的原料，实现废物资源的综合利用，剩余垃圾经过层层过筛筛出的渣子进行堆肥处理并利用堆肥所产生的腐殖土种植草本植物，然后收割草本植物连同筛上物共同制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)燃料，从而最大程度地减少污染并发挥其效能；
2、将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)热解气化，热解气化所得可燃气体用于燃气发电，将燃气发电过程中产生的余热气体用于干燥物料垃圾，实现热能的循环利用，提高经济效益；
3、利用余热气体干燥物料垃圾，物料垃圾对余热气体中的烟尘起到吸附作用;一部分干燥所产生的臭气通入到热解气化炉，为热解气化炉内热解气化供氧;含有少量水蒸气的气体通入到热解气化炉中可以加快热解气化炉内的氧化还原反应，产生更多的可燃气体；实现极低二噁英排放，大大降低垃圾处理过程中造成的二次污染。
【附图说明】
[0006]图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0007]下面通过实施例来更加详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。
[0008]实施例:城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺，如图1所示，是将生活垃圾经过破袋和人工筛选后对剩余垃圾进行多层过筛，筛出的粒径过小的物料颗粒做堆肥处理，并利用堆肥所产生的腐殖土种植草本植物，将收割的草本植物连同筛上物一起经粉碎、脱水、烘干、制棒等工艺制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)棒状或块状燃料，将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)棒状或块状燃料进行热解气化生成可燃气体，利用可燃气体进行燃气发电，在燃气发电的过程中产生的余热气体分别用于垃圾干燥和为热解气化供氧中，从而达到热源综合利用、极低二噁英排放和增加经济效益的目的。具体包括以下几个步骤:
1)将收集的城市生活垃圾进行破袋处理(城市生活垃圾很多都有打包好的垃圾袋，对这些垃圾进行收集后进行集中处理)；
2)对破袋后的生活垃圾进行人工筛选;选出可回收塑料，清洗后再生造粒，作为塑料成型原料;选出石块、砖块等进行破碎，破碎后作为环保建材原料;选出玻璃，清洗后进行玻璃拉丝，用作玻璃制品的原料；
3)将步骤2)人工筛选后的剩余垃圾过除铁器除铁；
4)将除铁后的垃圾过孔径为6cm的I号机械筛；
5)将步骤4)中I号机械筛的筛下物过孔径为2cm的2号机械筛；
6)将步骤5)中2号机械筛的筛下物做堆肥处理，使之成为腐殖土；
7)利用步骤6)堆肥所产生的腐殖土种植草本植物；
8)待草本植物生长到一定程度后，收割草本植物并连同步骤4)中I号机械筛的筛上物共同进行粗破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在6cm以下；
9)将步骤8)粗破碎后的物料过孔径为4cm的3号机械筛；
10)将步骤9)中3号机械筛的筛上物进行细破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在4cm以下；
11)将步骤9)中3号机械筛的筛下物、步骤10)细破碎所得物料及步骤5)中2号机械筛的筛上物混合后进行液压脱水；
12)将完成液压脱水的物料送入生物干燥室(详见另一名为“一种生物干燥消毒室”的专利申请)进行生物干燥消毒；
13)将完成生物干燥消毒后的物料送入机械烘干滚筒中进行烘干，使烘干后的物料含水率小于40%;
其中，步骤10)中，液压脱水其压强大小为每40?60cm2承受400?600T压力，使物料含水率(水分与物料总体的重量百分比)小于50%;步骤11)中，生物干燥消毒后的物料含水率小于45%;这在另一名为“一种生活垃圾生物干燥消毒工艺”的专利申请中有具体介绍。
[0009]14)将烘干后的物料送入制棒机，制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5);
15)将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)送入热解气化炉进行热解气化，得可燃气体；
16)将可燃气体通入燃气发电机进行燃气发电；
17)将燃气发电过程中产生的余热气体作为烘干热源气体通入到步骤13)的机械烘干滚筒中，对机械烘干滚筒中的物料(垃圾颗粒)进行烘干，使热源循环利用；
18)将机械烘干滚筒在烘干过程中产生的潮气进行冷凝(冷凝后的温度一般小于50°，使气体的含水率降至20%?30%)，使水蒸气冷凝为液态水从而来减少气体总量，除去水蒸气还可以在下一步的供氧过程中避免产生降温作用；
19)将潮气冷凝后所得气体适量通入到步骤15)的热解气化炉中，为其内部的热解气化反应供氧，含有水蒸气的气体进入气化炉后水蒸气与碳发生氧化还原反应产生更多的可燃气体；
20)若潮气冷凝后所得气体供步骤19)使用后仍有剩余，进入本步骤:将剩余的气体通入到步骤12)的生物干燥室内，为生物干燥消毒增加热能，加快发酵反应，减少发酵干燥的时间。
[0010]2015年2月一2015年9月期间，福建正仁环保有限公司利用本实施例中的技术方案与原技术方案进行了对比实验，结果发现:同等量的生活垃圾，利用本实施例中的技术方案比利用原技术方案发电量提高35%以上，二恶英排放量大大降低，总体经济效益提高40%以上。
[0011]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
【主权项】
1.城市垃圾处理腐殖土种植草本植物有机物气化发电工艺，其特征在于，包括以下几个步骤: .1)将生活垃圾进行破袋处理； .2)对破袋后的生活垃圾进行人工筛选;选出可回收塑料，清洗后再生造粒;选出石块、砖块等进行破碎，破碎后作为环保建材原料;选出玻璃，清洗后进行玻璃拉丝； .3)将步骤2)人工筛选后的剩余垃圾过除铁器除铁； .4)将除铁后的垃圾过孔径为6cm的I号机械筛； .5)将步骤4)中I号机械筛的筛下物过孔径为2cm的2号机械筛； .6)将步骤5)中2号机械筛的筛下物做堆肥处理(使之成为腐殖土)； .7)利用步骤6)堆肥所产生的腐殖土种植草本植物；. 8)收割草本植物并连同步骤4)中I号机械筛的筛上物共同进行粗破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在6cm以下； .9)将步骤8)粗破碎后的物料过孔径为4cm的3号机械筛； .10)将步骤9)中3号机械筛的筛上物进行细破碎，使破碎后的物料颗粒的粒径(除少量没有破碎到的之外)在4cm以下； .11)将步骤9)中3号机械筛的筛下物、步骤10)细破碎所得物料及步骤5)中2号机械筛的筛上物混合后进行液压脱水； .12)将完成液压脱水的物料送入生物干燥室进行生物干燥消毒； .13)将完成生物干燥消毒后的物料送入机械烘干滚筒中进行烘干，使烘干后的物料含水率小于40%; .14 )将烘干后的物料送入制棒机，制成块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5 ); .15)将块状或棒状固态垃圾衍生燃料(RDF-5)送入热解气化炉进行热解气化，得可燃气体； .16)将可燃气体通入燃气发电机进行燃气发电； .17)将燃气发电过程中产生的余热气体作为烘干热源气体通入到步骤13)的机械烘干滚筒中，对机械烘干滚筒中的物料进行烘干，使热源循环利用； .18)将机械烘干滚筒在烘干过程中产生的潮气进行冷凝，使水蒸气冷凝为液态水从而来减少气体总量，除去水蒸气还可以在下一步的供氧过程中避免产生降温作用； .19)将潮气冷凝后所得气体适量通入到步骤15)的热解气化炉中，为其内部的热解气化反应供氧； .20)若潮气冷凝后所得气体供步骤19)使用后仍有剩余，进入本步骤:将剩余的气体通入到步骤12)的生物干燥室内，为生物干燥消毒增加热能(加快发酵反应，减少发酵干燥的时间)。
【文档编号】B09B3/00GK106001066SQ201610492348
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】张光杰, 林春堆, 郭盛果
【申请人】福建正仁环保有限公司