以高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种以高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺方法，其以生活垃圾为主要成分，无需经过人工分选、预先脱水和预先烘烤这三个工序，而是采用逐级逐步将其破碎至粉末状，按顺序添加一定比例的添加剂，通过精破搅拌干燥一体机边精细破碎边搅拌、边烘烤，然后在30-50℃混入小苏打挤压成型，最后输送至低温干燥机进行烘烤，因烘烤过程释放出二氧化碳气体而形成许多小孔，提高了烘烤效率且使燃料更疏松，燃烧时更加充分，实现了生产过程节能和零排放的目标。
【专利说明】以高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及生活垃圾的处理方法，具体是一种无需预先脱水或预先烘烤、直接利用高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺。
【背景技术】
[0002]用生活垃圾制备成衍生燃料的工艺过程，国内外已有很多的研究，但鲜见有实现工艺过程产业化者。究其原因，主要是无法逾越以下几个公认的“高能耗”难题。
[0003]1、现有的用生活垃圾制备衍生燃料工艺，大多数都是采用“干成型”。即成型前垃圾必须经过脱水或专门的烘干工序。那么这就面临以下两个主要问题:
(I)问题一:垃圾脱水后产生的污水量大，处理成本高。国内外许多科研院所、企业在研究利用生活垃圾制造衍生燃料工艺过程中(国外称为RDF)，大多数都有脱水工序。生活垃圾的含水率一般在459－70%左右，如果是雨水较多的季节占比会更高。按人均产生生活垃圾1.25kg/天计算，一个50万人口的城市每天产生生活垃圾量达625吨。假设脱水后垃圾含水率为209－25%，那么仅仅是垃圾脱水，每天产生的污水量就达18(T300吨，又形成另一个更可怕的污染源。这无疑加重的污水处理厂的负担，同时也大大增加了垃圾处理的成本。
[0004](2)问题二:对生活垃圾直接烘烤工序能耗过高，大大提高了处理过程的运营成本。很多基于生活垃圾制备衍生燃料的工艺过程涉及了生活垃圾直接烘烤工序。实际生产中，由于生活垃圾的组成非常复杂，烘烤时都面临一个尴尬的局面，易燃物已经燃烧了，但含水量大的生活垃圾水分蒸发还远远不够。将生活垃圾破碎后再烘烤会明显改变这一现象，但效果仍然有限。将I公斤水变成水蒸汽，需要耗电量是I度。生活垃圾含水量一般在459－70%左右，假定最后的衍生燃料含水量降至15%以下才适合燃烧。按每天处理150吨的生活垃圾处理生产线计算，如果将生活垃圾含水量降至159－20%左右，则需要耗电量将近4.5万度。使用自然风干或阳光晒干这些方式的生产周期长，要实现大批量处理生活垃圾，基本上没有可操作性。
[0005]2、有些发明采用了先将垃圾粘合成燃料再烘烤的工艺，但是也难以实现产业化。主要是因为:
(I)垃圾破碎后颗粒度不够细，成型效率不高，能耗过高。将生活垃圾粉碎至2_以下，并添加适当的粘合剂混合，是很容易制成衍生燃料的。目前将生活垃圾粉碎至粉末状的方法有研磨、挤压、反复破碎，要达到2mm以下这个粉碎效果，所用的机器每小时耗电都在30度以上且其处理能力小于１吨/小时。仅此一项能耗就非常高，致使大批量处理生活垃圾基本上不可行。
[0006](2)生产流程过长，工艺复杂，无法实现当天收集的生活垃圾当天处理。
[0007]综上分析，现有技术大多存在工艺流程长且复杂、生产周期长，成本高，能耗高，生产率低，生产过程有废水、废气排放等显而易见的弱点，生产过程无法达到“零排放”的环保要求。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出了一种无需预先脱水或预先烘烤、直接利用高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺，是一种节能高效的产业化制备工艺。
[0009]实现本发明目的的技术方案是:
一种以高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺，包括以下工序:
(I)抓破及磁选工序:用破碎机将袋装的生活垃圾进行破袋，拆分；同时将大块石头、砖块、玻璃进行挤裂、破碎；金属经磁选出后，垃圾输送至筛土工序。
[0010](2)筛土工序:用滚筒筛将挤碎的石头、砖块、玻璃筛选出去，其余的筛上物输送至粗破及磁选工序。
[0011](3)粗破及磁选工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行粗级破碎，磁选后输送至中破及磁选工序；经本工序破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于50mmX 120mm。
[0012](4)中破及磁选工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行中级破碎，磁选后输送至细破工序；经本工序破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于30mmX50mm。
[0013](5)细破工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行细级破碎；经本工序破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于15mmX 10mm。
[0014](6)精破、搅拌、干燥工序:将细破工序输送来的生活垃圾，与通过定量给料机按来料重量的259-30%配送干燥粉末状的添加剂I同时送至精破搅拌干燥一体机，进行精细破碎、充分混合，干燥；
所述添加剂I按重量百分比计为:3%飞％的氯化亚铁、1.59-3%的氯酸钾、1.59-3%的高氯酸钾、1.5%-3%的硝酸钾、1.5%-3%的碳酸钠、36%-48%的焦煤粉、30%-45%的腐殖酸，按总量100%混合而成；
启用精破搅拌干燥一体机的温度控制功能，对垃圾进行加热烘烤，同时进行精细破碎、充分搅拌，使添加剂I均匀拌入到生活垃圾中。需要保证烘烤温度在100-200°C以避免形成二恶英。经本工序精破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于5_X5mm。
[0015](7) 二次精破、搅拌、干燥工序:将上工序送来的生活垃圾通过20-30米的长距离输送，让更多的水份在余热的作用下自然蒸发，送入本工序的精破搅拌干燥一体机，通过定量给料机按来料重量的1%-3%在线连续喷入浓度为59-8%的NaOH溶液；在机内搅拌，与腐殖酸充分混合，发生化学反应，形成粘结剂，利于衍生燃料的成型；
启用一体机的温度控制功能，对垃圾加热烘烤，在降低垃圾含水率的同时加快化学反应的速度。需要保证干燥温度在100-200°C以避免产生二恶英；
此工序中发生一系列化学反应，主要有:
【权利要求】
1.一种以高湿生活垃圾为原料制备衍生燃料的工艺，其特征在于包括以下工序: (I)抓破及磁选工序:用破碎机将袋装的生活垃圾进行破袋，拆分；同时将大块石头、砖块、玻璃进行挤裂、破碎；金属经磁选出后，垃圾输送至筛土工序； (2 )筛土工序:用滚筒筛将挤碎的石头、砖块、玻璃筛选出去，其余的筛上物输送至粗破及磁选工序； (3)粗破及磁选工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行粗级破碎，磁选后输送至中破及磁选工序； (4)中破及磁选工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行中级破碎，磁选后输送至细破工序； (5)细破工序:用破碎机将上工序送来的生活垃圾进行细级破碎； (6)精破、搅拌、干燥工序:将细破工序输送来的生活垃圾，与通过定量给料机按来料重量的259-30%配送干燥粉末状的添加剂I同时送至精破搅拌干燥一体机，进行精细破碎、充分混合，干燥； (7)二次精破、搅拌、干燥工序:将上工序送来的生活垃圾通过20-30米的长距离输送，送入本工序的精破搅拌干燥一体机，通过定量给料机按来料重量的19T3%在线连续喷入浓度为5%-8%的NaOH溶液； (8)精破、搅拌、成型工序:将上工序送来的生活垃圾通过20-30米的长距离输送，通过定量给料机按来料重量的39-5%配送添加剂2至精破搅拌成型一体机成型； (9)低温干燥工序:将上工序的成型燃料输送至温度为80-180°C的低温干燥机内干燥50-70分钟，即完成衍生燃料的制备工艺过程。·
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:工序(6)所述添加剂I按重量百分比计为:3%-6%的氯化亚铁、1.5%-3%的氯酸钾、1.5%-3%的高氯酸钾、1.5%-3%的硝酸钾、1.5%-3%的碳酸钠、36%-48%的焦煤粉、30%-45%的腐殖酸，按总量100%混合而成。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:工序(8)所述添加剂2按重量百分比计为:5-10%小苏打、90-95%工业盐，按总量100%混合而成。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:工序(1)、(3)、(4)、(5)采用转速为20-35r/min的低速对滚剪切式破碎机。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:经工序(3)破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于BOmmX 120mm。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:经工序(4)破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于30_X50mm。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:经工序(5)破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于1 5mm X 10mnin
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:经工序(6)破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于5_X5mm。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:工序(6)、(7)干燥温度为100-200°C。
10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:工序(8)成型温度为30-50°C。
【文档编号】C10L5/46GK103436320SQ201310411676
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】吕勇, 郭起桓, 吴桥生, 黄长秀 申请人:吕勇, 郭起桓, 吴桥生, 黄长秀