专利名称：：城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法
技术领域：
：本发明提出的是建材领域的建材生产的方法，具体地说是城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法。
背景技术：
：由西门子公司提出的专利号为921097409"热处理垃圾的方法和设备"中公开了垃圾热处理的方法，其说明书摘要的内容是热处理垃圾的设备包括一个低温干馏气体和低温干馏残余物的低温干馏反应器(2)和一个燃烧室(8),向该燃烧室供应用于燃烧的低温干馏煤气。在残余物料分离装置(20)中分离出来的较小的低温干馏物料输出燃烧室(8),在那儿低温干馏气体被烧掉。可以向燃烧室(8)直接输送尘状的垃圾/液体垃圾。也可以输入附加的燃料。燃烧室(8)设有排料装置(35),从排料装置可以取出熔融的炉渣。炉渣在冷却后，譬如在水池内，成为玻璃化形状。烟气经烟气管路(10)排出。本发明适合于处理各类垃圾。主权项为用于热处理垃圾的设备具有把垃圾转变成低温干馏气体和低温干馏残余固料的低温干馏反应器(2),和低温干馏反应器(2)连接的用于低温干馏残余固料的排料装置(3),和用排出低温干馏气体和小尘埃的低温干馏气体排气管(4),以及一个燃烧室(8),低温干馏气体和小尘埃供给该燃烧室，其特征在于，—一可以向低温干馏反应器(2)输入特种垃圾，一一在排料装置(3)的低温干馏残余物一侧安置了一台残余物分离装置(3,20)用来把低温干馏残余物分为粗的组分和细的组分，一一用于细组分的小组分管路(21)富氧燃烧的燃烧室(譬如8),一一可以直接把尘状的、干燥的垃圾和/或液体垃圾经管路(32,33)输送给燃烧室(譬如8),一一可以经管路(34)把附加的燃料供给燃烧室(譬如8)，一一燃烧室(譬如8)使由输入的燃料所产生的气体在某一温度上保持足够长的时间，从而产生熔融炉渣，一一燃烧室(譬如8)设有排料装置(35),可以从该装置中取出熔融的炉渣，熔融的炉渣被冷却后成为玻璃化形状；一一以及有一条烟气管路(10)从燃烧室(譬如8)通向(14)。根据其技术内容分析简洁地说将固体、液体垃圾加入到干馏器中，加热干馏所产生的可燃气用于垃圾熔融的热源，所剩残余物细组分与垃圾粗组分一同通过管路加入到具有排料装置的燃烧室中加热，当燃料不足时向燃烧室内加入其它液体、固体或气体燃料以保证燃烧室的温度，使垃圾细组分与粗组分在高温下熔融，然后通过排料装置将熔融的垃圾玻璃化物排入到水池内，所得熔融玻璃化形状的残渣可以用在建材的生产上。该发明虽然可以将垃圾进行热处理，用以消灭垃圾，但其燃烧温度U20(TC)要求高才能使垃圾熔化成为玻璃化形状，将玻璃化熔融物用于建材的生产，消耗能源多，烟尘大，虽然经过烟尘净化，但不符合二恶英的分解条件，造成环境二次污染。烟尘中的二氧化碳也没有被处理，造成温室气体的大量排放，也污染环境。由于垃圾热处理可以获得玻璃化形状的熔融物，其主要成分为硅、钙及铝、镁的复合矿物，耐碱性能差，而水泥为碱性，如果直接利用其作为建材骨料，容易造成接触界面的腐蚀剥离，导致材质疏松，长时间使用容易造成建材的粉化，骨料与水泥分离，强度降低，所以可以说这种垃圾熔融物能够作为建材生产中使用，但存在着难以克服的附着力小，易分离脱落的现象。所以只能作为添加料，不能作为骨料。因而可以认定垃圾热处理用于消除垃圾是可行的，但利用其残余熔融物作建材骨料是勉强的。由于该发明主要目的是消除垃圾，副产物是利用剩余残渣熔融物，可以作建材使用，但并公开其性能指标及怎样用于建材，也未公开烟气中所存在的二恶英处理灭毒技术方案，还未公开余热利用在建材生产中利用以及二氧化碳的排放与利用技术方案。更未公开垃圾在热处理之前是否经过处理技术方案。而其设备复杂，造价高，维护困难，所用的熔融物生产成本高，产量低，不利用产业化，实用性差。
发明内容为了克服热处理垃圾的方法和设备存在的缺点，本发明提出了城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法。该方法通过生活垃圾高温发酵与分解后所产生的渣料烧结轻集料及利用所生产的轻集料生产墙体建材的技术问题。本发明解决其技术问题所采取的方案是1、城镇生活垃圾热分解将生活垃圾松散堆放在槽池中，在槽池侧部及下部布设热交换管，向热交换管中注入热水，使垃圾温度控制在20~60°C,经过30天90天的发酵，垃圾中生物有机物得到分解，人造有机物得到降解，在开放的情况下产生二氧化碳气体，在封闭的情况下产生甲烷气体，甲烷气体燃烧提供热量再用于垃圾的发酵与分解。2、垃圾生料处理将经过发酵与分解的垃圾过筛，筛上物经过人工目视挑选，分拣出能够利用的物质，筛下物作为生料。3、与煤混合煤粉与生料以重量百分比1:5比例混合，成为生干料。4、加助熔分解剂以碱金属硅酸盐作为助熔分解剂，按重量比与水配成的水溶液，将其水溶液与干生料混合，成为垃圾混合湿料。5、造粒通过造粒机将垃圾湿料制成颗粒，利用燃烧炉的余热烘干或自然晾干成为干颗粒。6、烧结熔融将垃圾颗粒通过链条炉排投入到燃烧炉内，同时向炉排上加入煤，随着炉排的移动，煤不断被点燃，并点燃垃圾颗粒，通过调整向炉内供风和引风的流量及炉排的前进速度，调整炉内供养量及燃烧速度，在燃烧炉内形成点燃、预热、烧结熔融、燃尽冷却区段。7、出料经过熔融料块从炉体中取出，保持其活性，成为烧结熔融料块。8、料块破碎筛分将熔融料块加入到破碎机中破碎，通过筛分成为能够作为建材骨料利用的轻集料颗粒。9、制墙体材料将轻集料添加在水泥中，加水搅拌混合，然后注入到模具中，震捣、养护及凝固成为墙体材料。能够制成轻体空心砌块、墙体墙板、阳台板及其它建材制品。该方法以经过发酵及分解的生活垃圾为原料，与煤和助熔分解剂混合经造粒后烧制成为轻集料，转化率高，便于连续生产；再利用轻集料生产隔热保温的节能墙体建材。既解决了城镇生活垃圾利用和无害化的难题，又为建材生产提供了原料。同时所产生的余热用于生活垃圾的发酵与分解及建材的生产，所产生的烟气经过净化后所得到的二氧化碳又能生产碳化石灰建材产品，形成了消耗垃圾，减小危害，同时获得轻集料、热量和纯净的二氧化碳原料，减少温室气体的排放。本方法适宜以生活垃圾为原料生产建材墙体材料的生产领域使用。具体实施例方式1、城镇生活垃圾热分解将生活垃圾松散堆放在槽池中，在槽池侧部及下部布设热交换管，向热交换管中注入热水，使垃圾温度控制在20~60°C,经过30天90天的发酵，垃圾中生物有机物得到分解，人造有机物得到降解，在开放的情况下产生二氧化碳气体，在封闭的情况下产生甲烷气体，甲烷气体燃烧提供热量再用于垃圾的发酵与分解。垃圾经过发酵与分解，体积缩小，有利于运输和利用。2、垃圾生料处理将经过发酵与分解的垃圾过筛，筛孔径小于等于3iM,筛上物经过人工目视挑选，分拣出能够利用的物质，筛下物作为生料。3、与煤混合将煤粉碎并过IO目筛，煤粉与生料以重量百分比1:5比例混合，成为生干料。4、加助熔分解剂以碱金属硅酸盐作为助熔分解剂，按重量比与水配成1:10的水溶液，将其水溶液与干生料混合，使生干料含湿率达到10%,成为垃圾混合湿料。5、造粒通过造粒机将垃圾湿料制成颗粒，利用燃烧炉的余热烘干或自然晾干成为干颗粒。6、烧结熔融将垃圾颗粒通过链条炉排投入到燃烧炉内，同时向炉排上加入煤，随着炉排的移动，煤不断被点燃，并点燃垃圾颗粒，通过调整向炉内供风和引风的流量及炉排的前进速度，调整炉内供养量及燃烧速度，在燃烧炉内进行点燃、预热、烧结熔融、燃尽冷却过程。7、出料经过熔融料块从炉体中取出，保持其活性，成为烧结熔融料块。8、料块破碎筛分将熔融料块加入到破碎机中破碎，通过筛分，筛孔直径等于5mm,大于5mm的颗粒返回再破碎，成为能够利用的轻集料颗粒。9、制墙体材料将轻集料添加在水泥中，添加比例按重量比占30%~60%,加水搅拌混合，然后注入到模具中，震捣、养护及凝固成为墙体材料。能够制成轻体空心砌块、墙板、阳台板及其它建材制品。所述的助熔分解剂是碱金属硅酸盐-硅酸钠水溶液。本发明方法具有的优点(1)、降低垃圾物料的熔点和烧制时间在煤和碱性硅酸盐助熔分解剂的作用下，降低了垃圾颗粒燃烧过程的熔点，在800°C100(TC的温度条件下即能够达到熔融发泡状态，并且缩短了烧制时间，从而提高了生产效率，减少了燃料的消耗，节省了能源，降低了成本。(2)、所制成的轻集料为轻体多孔状并产生活性在碱性硅酸盐存在的状态下，硅与碳和垃圾中所存在的镁及存在的其它元素发生矿化反应，形成新的复合矿物体，同时在熔融的状态下，煤燃烧产生的二氧化碳从熔融物中逸出，在熔融物中产生许多连续或不连续的气孔，熔融物经过冷却后成为多孔状料块。由于熔融料块中的主要成分为硅、铝、钙、镁、铁，在髙温烧制的过程中，失去结晶水，产生了活性，与水泥混合制得的混凝土料浆能够提高标号，在同等水泥加入量的情况下，强度有较大的提高。(3)、所烧制的轻集料具有耐水泥碱性侵蚀由于在强碱性存在的情况下产生了新的含碳复合矿物，所以耐碱性强，能够耐受水泥碱性的侵蚀，不会产生界面剥离现象，所以制成的建材制品不疏松，不龟裂，不变形，与水泥融为一体，力学指标完全达到建材轻集料的较高技术水平。(4)、所烧制的轻集料与水泥结合状态好所制成的料块经过破碎，其外表面形成凸凹不平的曲面，这些曲面与水泥接触，附着力和亲和力大，整体性能好，所制成的建材质轻、隔热、保温性能好，强度高，使用寿命长。(5)、烧制过程所产生的烟气经过消石灰处理脱硫固尘烧结过程中产生烟气，经过脱硫除尘器与消石灰溶液反应，尘粒润湿吸收在溶液中，含有二氧化硫的烟气与消石灰反应，形成亚硫酸努，部分二氧化碳与消石灰反应，形成碳酸钙，沉积在溶液中，通过溶液的排出，经沉降分离出固体和液体，固体为烟尘颗粒、亚硫酸钩和碳酸钩，这部分能够添加在建材生产的水泥中，液体部分用于拌和水泥用水，没有自由排放，对环境无污染。(6)、烧制过程同时分解二恶英在有碱性硅酸盐助熔分解剂的作用下，在800°C100(TC高温的作用下，在有煤存在的状态下，垃圾中未完全降解的有机氯(氯代烃)能够得到快速分解，其中的氯与碱金属形成氯化盐或氯酸盐，与其它物料在高温的状态下形成复合矿物，从而失去毒性，因而能够杜绝二恶英随着烟气排出，影响环境。(7)、利用净化后的烟气生产碳化石灰建材制品原料烧结过程所产生的烟气通过脱硫除尘装置进行脱硫、脱碳和除尘处理，达到烟气的无害化排放标准，经过净化的烟气中的二氧化碳用作碳化石灰建材制品。减少了温室气体的排放，对环境有利。(8)、利用烧制过程的余热生产建材轻集料生产过程中所产生的热量用于垃圾原料的发酵与分解、生产过程中的环境釆暖，所得蒸汽用于轻集料建材生产的蒸汽养护。(9)、利用烧制过程余热发酵降解垃圾原料利用垃圾烧制轻集料过程所产生的余热通过管路输送到垃圾发酵降解池中，为垃圾快速发酵与分解提供温度条件。在垃圾发酵降解池封闭的情况下所产生的沼气能够为垃圾原料烧制轻集料提供辅助燃料，燃烧后也能为其它需要热源的设备或装置提供热量。(10)、所制得的轻集料的性能指标将试验表明，采用本发明方法利用生活垃圾物料烧制而成的轻集料机械强度大于炉渣及其它工业废渣，抓灰力大于砂石。轻集料理化性能检测表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>所制成的建材产品外形平整光滑，抗压、抗折及抗冲击强度均达到同类产品的最高标准。权利要求1.城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，包括城镇生活垃圾热分解(1)、垃圾生料处理(2)、与煤混合(3)、加助熔分解剂(4)、造粒(5)、烧结熔融(6)、冷却水淬(7)、料块破碎筛分(8)、制墙体材料(9)工序，其特征是(1)、城镇生活垃圾热分解，将生活垃圾松散堆放在槽池中，在槽池侧部及下部布设热交换管，向热交换管中注入热水，使垃圾温度控制在20～60℃，经过30天～90天的发酵，垃圾中生物有机物得到分解，人造有机物得到降解，在开放的情况下产生二氧化碳气体，在封闭的情况下产生甲烷气体，甲烷气体燃烧提供热量再用于垃圾的发酵与分解；(2)、垃圾生料处理，将经过发酵与分解的垃圾过筛，筛孔径小于等于3mm，筛上物经过人工目视挑选，分拣出能够利用的物质，筛下物作为生料；(3)、生料与煤混合，将煤粉碎并过10目筛，以重量百分比生料与煤1∶5比例混合，成为生干料；(4)、加助熔分解剂，以碱金属硅酸盐作为助熔分解剂，按重量比与水配成1∶10的水溶液，将其水溶液与干生料混合，使生干料含湿率达到10％，成为垃圾混合湿料；(5)、造粒，通过造粒机将垃圾湿料制成颗粒，利用燃烧炉的余热烘干或自然晾干成为干颗粒；(6)、烧结熔融，将垃圾颗粒通过链条炉排投入到燃烧炉内，同时向炉排上加入煤，随着炉排的移动，煤不断被点燃，并点燃垃圾颗粒，通过调整向炉内供风和引风的流量及炉排的前进速度，调整炉内供养量及燃烧速度，在燃烧炉内进行点燃、预热、烧结熔融、燃尽冷却过程；(7)、出料，熔融料块从炉体中排出，保持其活性，成为烧结熔融料块；(8)、料块破碎筛分，将熔融料块加入到破碎机中破碎，通过筛分，筛孔直径等于5mm，大于5mm的颗粒返回再破碎，成为能够利用的轻集料颗粒；(9)、制墙体材料，将轻集料添加在水泥中，添加比例按重量比占30％～60％，加水搅拌混合，注入到模具中凝固成为墙体材料，能够制成轻体空心砌块、墙体墙板、阳台板及其建材制品。2、根据权利要求1所述的城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，其特征是在碱金属硅酸盐助熔分解剂存在询情况下，在800°C~100(TC温度条件下分解二恶英。3、根据权利要求1所述的城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，其特征是垃圾烧制过程所产生的余热用于建材生产及垃圾发酵和降解加温。4、根据权利要求1所述的城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，其特征是垃圾烧制轻集料过程产生的烟气经过脱硫除尘器与消石灰作用，除尘、固硫。5、根据权利要求1所述的城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，其特征是:经过净化的烟气与石灰反应制成碳化石灰建材制品。6、根据权利要求1或2所述的城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法，其特征是所述的助熔分解剂是碱金属硅酸盐-硅酸钠水溶液。全文摘要本发明提出的是城镇生活垃圾烧制轻集料及以其生产墙体材料的方法。经过城镇生活垃圾热分解、垃圾生料处理、与煤混合、加助熔分解剂、造粒、烧结熔融、出料、料块破碎筛分、制墙体材料过程。该方法能够将垃圾在煤存在的情况下熔融成为多孔具有曲面的轻集料，用其添加到水泥中制成墙体建筑材料。烟气经过脱硫除尘器净化后生产碳化石灰建材制品。二恶英得到分解。余热用于建材生产和垃圾发酵降解。具有烧结温度低，生产效率高，无排放，保护环境的特点。所制成的建材隔热、保温、质轻、强度高。适宜以生活垃圾为原料生产建材-墙体材料的生产领域使用。文档编号C04B18/10GK101284719SQ20081001142公开日2008年10月15日申请日期2008年5月16日优先权日2008年5月16日发明者曹梦达,曹燕飞申请人:兴城市新龙海节能建材有限公司