专利名称：利用生活垃圾与煤炭制取代用柴油的方法
技术领域：
本发明涉及能源领域，具体说是利用城市居民生活垃圾和劣质煤为原料制取代用柴油的一种新方法。
背景技术：
随着人民生活水平的不断提高，生活垃圾数量成倍增长，环境污染日趋严重。目前，发达国家采用焚烧法处理生活垃圾，建厂费和运行成本昂贵；而且当被焚烧的垃圾热值低于3.35MJ/kg时，还要求添加助燃剂。我国处理生活垃圾95％以上采用填埋法，此方法造成资源浪费，对周围环境可造成二次污染，同时，占用土地面积较大；为改变现状，我国也开始采用焚烧技术，但是，焚烧过程中产生二噁英，它的毒性是氰化钾的100倍，比砒霜毒性约大900倍，是一种毒性极强，且难以分解的致癌物质。
发明内容
本发明的目的是针对当今世界处理生活垃圾给环境带来的诸多严重问题，发明了一种新方法处理生活垃圾，利用废弃的生活垃圾和劣质煤炭作主要原料，采用常规的石油化工设备制取代用柴油，达到变废为宝石，改善城市环境，缓解能源紧张的现状。
利用生活垃圾和煤炭制取代用柴油的方法是由垃圾和煤炭的预处理工序、破袋、分选、磁选、机械分选兼风选、破碎、粉碎工序，以及搅拌、反应、蒸馏、调合、过滤各工序组成，其特征是a)组份配方及其含量(重量％)比垃圾45-25煤炭15-35溶剂30助剂5催化剂5；b)煤炭为褐煤、次烟煤、油母页岩、泥炭、其中一种或者将其混合作原料；c)垃圾为城镇居民生活垃圾；d)溶剂设备首次运行时，采用蒽油为溶剂，连续运行时，利用蒸馏工序340-380℃的馏分油作溶剂；
e)助剂为甲醇或者十六醇；f)催化剂为工业盐酸；g)工艺方法是煤炭进行预处理，首先经过粉碎，粒度在200目；垃圾预处理工序包括破袋、分选、磁选、除去金属物、砖石、玻璃无机物，再进入破碎工序，粒度≤30mm；垃圾和煤炭经预处理后备用；接着，按工艺配方及其含量(重量％)比，将所需物料经预处理的垃圾和煤炭、溶剂、助剂、催化剂注入搅拌器内，充分搅拌10-15分钟，之后，转入反应工序，加温至340-460℃，压力5.5-7.5MPa，反应时间为30-70分钟；接着，进入蒸馏工序加热至380℃，代用柴油为切取温度为340℃前的馏分物，340-380℃的馏分物返回搅拌工序循环作溶剂；最后进入调合工序，依据蒸馏产生的粗柴油的检测结果，在常温下加入调合剂硝酸戊酯，当粗柴油与普通柴油技术性能指标相同时，即停止加入调合剂，调合剂的加入量为0.3-1.0％；当反应温度为370-400℃时，反应压力为6.0-7.0MPa，反应时间为45-55分钟。
居民生活垃圾组份构成及其含量(重量％)比，如下表
以上是对沈阳市五大行政区域的居民生活垃圾组份的测定结果，鞍山、大连、长春各市塑料袋包装的生活垃圾的组份含量均差别不大，都可以作为生产代用柴油的原料。
本发明的积极效果是原料来源易得，大量的生活垃圾可变废为宝，产品成本低；所需设备破碎机、搅拌器、蒸馏釜全部为传统的普通化工设备，建厂投资低、周期短、投产快，可在短期内取得经济效益；既可以缓解燃油短缺紧缺问题，又可以为城市垃圾处理开辟新途径。
图1，本发明的工艺方法流程框图。
具体实施例方式
结合附图对本发明的工艺方法，进一步详细描述如下。
实施例1首先，依据本发明提供的物料配方及其重量(％)含量，确定物料配比垃圾45.0，褐煤15.0，溶剂30.0，助剂5，催化剂5；按百分比称量各种原料垃圾450kg，沈阳铁法矿产褐煤150kg，溶剂为蒽油300kg，助剂甲醇50kg，催化剂盐酸50kg。
本方法首先应对所用垃圾和煤炭进行预处理。垃圾先破袋，之后进行人工分选，分拣出废旧电池无机物；再进行磁选，除去金属物质；接着，再用机械分选兼风选方法除去砖石、玻璃物质；再经过强力破碎，使颗粒度≤30mm备用；褐煤的预处理是经过粉碎，使粒度达到200目备用；将经过预处理的垃圾和褐煤，与蒽油、甲醇和工业盐酸一起注入搅拌器，充分搅拌10分钟，之后，转入反应工序，反应温度340℃，反应压力7.5MPa，反应时间70分钟；接着，进入蒸馏工序，温度在340℃前的馏分油为粗柴油，340-380℃温度段的馏分油返回到搅拌工序作溶剂使用；粗柴油经过分析检测进入调合工序，依据检测结果，在常温下加入调合剂硝酸戊酯，当粗柴油各项技术性能指标达到与普通柴油技术标准相同时，即可停止加入调合剂，本次工序投入调合剂为3kg；最后经过过滤除去杂质即生产出代用柴油；蒸馏工序的残留物为沥青；过滤工序的沉淀杂质可以重新返回搅拌工序作原料重新利用。
流程中所需的搅拌器、反应釜、蒸馏塔均为常规普通设备，无特殊要求。
成品代用柴油经检测各项技术性能指标均达到国家规定柴油标准，经农用柴油车试用，路面启动、运行、负载、爬坡试验，效果良好，深受用户好评，完全可以推广应用。
实施例2依据本发明所提供的方法，制取生物柴油。采用沈阳蒲河次烟煤20.0％，铁西区居民生活垃圾40.0％，溶剂采用蒸馏工序340-380℃的馏分油，比例为30.0％，助剂十六醇5.0％，催化剂工业盐酸5.0％的比例，称量各物料，次烟煤200kg，垃圾400kg，溶剂300kg，十六醇50kg，工业盐酸50kg；垃圾和烟煤进行预处理后，与助剂、溶剂、催化剂一起进入搅拌器，充分搅拌11分钟后，转入反应工序，反应温度为370℃，压力7.0MPa，时间60分钟；进入调合工序按0.5％的比例，加入硝酸戊酯5kg；其它各工序的工艺技术参数均与实施例1相同。
实施例3采用沈阳东陵区泉源小区居民生活垃圾，取抚顺油母页岩，按下列组份配方及重量(％)比称量物料垃圾35.0％、350kg，油母页岩25.0％、250kg，溶剂30.0％、采用340-380℃馏分油循环使用，用量为300kg，甲醇50kg，工业盐酸50kg，各种物料进入搅拌器，均匀搅拌12分钟后，转入反应工序，反应温度400℃，压力6.5MPa，时间50分钟；粗柴油进入调合工序，依据检测结果，加入硝酸戊酯0.8％，重量为8kg；其它工序及工艺技术条件均同实施例1。
实施例4采用沈阳大东区居民生活垃圾，取黑龙江省加格达奇泥炭为原料，制取代用柴油；按下列配比备齐物料，垃圾30.0％，重量300kg，泥炭30.0％，重量300kg，溶剂30.0％、300kg，助剂十六醇5.0％、50kg，催化剂工业盐酸5.0％，重量50kg；进入搅拌工序，充分搅拌13分钟后，转入反应工序，反应温度430℃，反应压力6.0MPa，反应时间40分钟；粗柴油转入调合工序按0.9％的比例加入调合剂9kg；其它工序与各项技术参数均同实施例1。
实施例5采用沈阳和平区居民生活垃圾，取沈阳213煤矿次烟煤，按下列百分比称取各物料，垃圾25.0％，重量250kg，次烟煤35.0％、350kg，溶剂30.0％、300kg，助剂甲醇5.0％、50kg，催化剂盐酸5.0％、50kg；各物料进入搅拌器，充分搅拌14分钟后，转入反应工序，反应温度460℃，压力5.5MPa，时间30分钟；粗柴油进入调合工序，加入硝酸戊酯10kg，占粗柴油量的1.0％；其它工序及其工艺技术参数均同实施例1。
实施例6采用沈阳和平区居民生活垃圾，取沈阳铁法矿褐煤、213矿次烟煤、抚顺油母页岩和加格达奇泥炭混合原料；按重量百分比称量各物料，垃圾40.0％，重量400kg，混合原料煤20.0％，褐煤、次烟煤、油母页岩、泥炭各50kg，共200kg，馏分油30.0％，300kg，助剂5.0％，50kg，催化剂5.0％，50kg；各物料进入搅拌器，充分搅拌15分钟后，转入反应工序，反应温度460℃，压力5.5MPa，时间30分钟；粗柴油进入调合工序，加入硝酸戊酯10kg，占粗柴油量的1.0％；其它工序及工艺技术参数均同实施例1。
权利要求
1.利用生活垃圾与煤炭制取代用柴油的方法是由垃圾和煤炭的预处理工序、破袋、分选、磁选、机械分选兼风选、破碎、粉碎，以及搅拌、反应、蒸馏、调合、过滤各工序组成，其特征是a)组份配方及其含量(重量％)比垃圾 45-25煤炭 15-35溶剂 30助剂 5催化剂5；b)煤炭为褐煤、次烟煤、油母页岩、泥炭、其中一种或者将其混合作原料；c)垃圾为城镇居民生活垃圾；d)溶剂设备首次运行时，采用蒽油为溶剂，连续运行时，利用蒸馏工序340-380℃的馏分油作溶剂；e)助剂为甲醇或者十六醇；f)催化剂为工业盐酸；g)工艺方法是煤炭进行预处理，经过粉碎，粒度在200目；垃圾预处理工序包括破袋、分选、磁选、除去金属物、砖石、玻璃无机物，再进入破碎工序，粒度≤30mm；垃圾和煤炭经预处理后备用；接着，按工艺配方及其含量(重量％)比，将所需物料经预处理的垃圾和煤炭、溶剂、助剂、催化剂注入搅拌器内，充分搅拌10-15分钟，之后，转入反应工序，加温至340-460℃，压力5.5-7.5MPa，反应时间为30-70分钟；接着，进入蒸馏工序加热至380℃，代用柴油切取温度为340℃前的馏分物，340-380℃的馏分物返回搅拌工序循环作溶剂；最后进入调合工序，依据蒸馏产生的粗柴油的检测结果，在常温下加入调合剂硝酸戊酯，当粗柴油与普通柴油技术性能指标相同时，即停止加入调合剂，调合剂的加入量为0.3-1.0％。
2.根据权利要求1所述的利用生活垃圾与煤炭制取代用柴油的方法，其特征是当反应温度为370-400℃时，反应压力为6.0-7.0MPa，反应时间为45-55分钟。
全文摘要
利用生活垃圾与煤炭制取代用柴油的方法涉及能源领域。针对城市居民生活垃圾量日趋增加，污染环境严重，以及燃油紧缺的问题，研发了利用垃圾和劣质煤制取代用柴油的方法，其特征是物料组份配方及其含量(重量％)比为垃圾45－25，煤15－35，溶剂30，助剂和催化剂各5；煤炭为褐煤、次烟煤、油页岩、泥炭；溶剂在首次设备运行时，采用蒽油，设备连续运行时，采用340－380℃温度段的馏分油；助剂为甲醇，催化剂为工业盐酸；垃圾和煤炭经预处理后，与其它物料都进入搅拌器，充分搅拌10－15分钟后，转入反应工序，反应温度340－460℃，压力5.5－7.5MPa，时间30－70分钟；接着进入蒸馏工序，340℃前的馏分油为粗柴油，再经硝酸戊酯调合，即为成品代用柴油。
文档编号C10G1/00GK1986736SQ200610134410
公开日2007年6月27日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者任春山 申请人:任春山