一种生活垃圾资源化利用的方法及设备与流程

本发明属于生活垃圾处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾资源化利用的方法及设备。

背景技术：

随着我国工业化和城市化的逐步推进，城市生活垃圾问题越来越受到人们的关注。当前，我国城市垃圾每年产生量接近2亿吨，平均每人每年生产垃圾量约300kg，且近年来基本以10％的速度在增长。诸多资料显示，我国的大中型城市中约有2/3被垃圾所“包围”，严重影响了人们的生活质量。

解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。目前，通行的城市生活垃圾处理处置技术主要有焚烧、填埋、堆肥，另外rdf技术、厌氧生物制沼技术以及其他处理技术也在国外出现并应用于城市生活垃圾的处理。实际上这些技术大多为焚烧、填埋、堆肥技术的延伸、配套和发展。根据《中国统计年鉴2015》，2014年我国垃圾无害化处理总量达16393.7万吨，其中垃圾填埋量达10744.3万吨，占总量的65.54％％，焚烧处理量达5329.9万吨，占总量的32.51％，垃圾堆肥处于萎缩状态。可见，我国城市生活垃圾主要还是依靠垃圾填埋与焚烧方式进行处理。垃圾填埋不仅造成环境影响，而且占用大量土地，导致发达地区城市生活垃圾处理与土地资源矛盾尖锐。人口密度在一定程度上表征土地资源的紧缺程度，华东、华中以及华南地区人口密度位列前三，且远高于其他地区，不仅说明这些地区土地资源紧缺，而且表明这些地区单位面积的生活垃圾产生量较大，垃圾处理压力较大。

我国垃圾焚烧处理起步较晚，受经济水平的限制，长期以来发展较为缓慢。垃圾焚烧在我国应用的过程中，由于焚烧法投资大，占用资金周期长；焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于5000kj/kg，限制了它的应用范围；焚烧过程中产生的“二恶英”问题，对工艺技术有一定的要求；操作不规范、垃圾分类不到位，导致了垃圾焚烧厂排放的烟气不能稳定满足国家相关排放标准，产生了一系列的环境污染问题，影响了当地居民的正常生活。

cn104928323a公开了一种生活垃圾生物处理方法，包括粗分选，之后将分选后的有机垃圾进行发酵。该方案的需要对生活垃圾进行粗选，之后进行发酵。而我们国家的垃圾目前难以做到分类，需要筛选的方案，在实际中难以推广应用。

因此，有必要研究一种不需分类即可处理生活垃圾的方法及设备。

技术实现要素：

本发明提出一种生活垃圾资源化利用的方法及设备，解决了现有生活垃圾必须分类处理、难以推广应用的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种生活垃圾资源化利用的方法，包括：

(1)生活垃圾无需分类处理，直接粉碎所述生活垃圾，然后进行干式或半干式高温厌氧发酵，得到沼气和沼渣；

(2)将所述沼渣进行分离，得到塑料类固废物和污泥类固废物；

(3)将所述塑料类固废物进行高温裂解，得到碳氢气体、含氯气体与炭黑；部分所述碳氢气体作为所述高温裂解的原料；所述炭黑输出。

作为优选的技术方案，所述干式或半干式高温厌氧发酵的时间为7-15天。

作为优选的技术方案，所述的半干式高温厌氧发酵过程添加沼气微生物菌剂。

作为优选的技术方案，所述沼气通入沼气储袋内进行储存；所述碳氢气体通入油气储罐内进行储存。

作为优选的技术方案，所述沼气和/或所述碳氢气体用于燃烧发电。

作为优选的技术方案，所述含氯气体用碱液吸收为含氯化物废水，使尾气排放符合国家标准；废水中的氯化物浓缩结晶后把固体物分离，液体循环使用。其中所述碱液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙浆液中的一种或几种的组合。

一种生活垃圾资源化利用的设备，包括：

用以对生活垃圾进行粉碎处理的切碎装置、用以对粉碎后的生活垃圾进行厌氧发酵处理的发酵塔、用以回收所述发酵装置产生沼气的沼气储袋、用以对所述发酵塔产生的沼渣进行分类的分拣装置、用以对所述分拣装置分拣出的塑料类固废物进行高温裂解的裂解装置、以及用以回收所述裂解装置产生的碳氢气体的油气储罐；

所述切碎装置、发酵塔、分拣装置、裂解装置、以及油气储罐依次连接；

所述切碎装置包括垃圾进料口，用以将生活垃圾在无分类处理的状态下粉碎所述生活垃圾；

所述发酵塔包括塔体、生活垃圾入口、沼气出口、沼渣出口以及微生物喷入管。

作为优选的技术方案，所述分拣装置包括依次连接的粗筛机、气流吹选装置和塑料收集腔；所述粗筛机的下部设有污泥出口；所述气流吹选装置包括高压喷嘴和传送带，在高压喷嘴的气流作用下将所述传送带上的塑料吹进所述塑料收集腔中。更优选的，所述传送带与水平面的夹角为20°-35°，所述高压喷嘴正对于所述传送带。

作为优选的技术方案，所述裂解装置由提供高温的燃烧碳氢气体的燃烧炉提供能量。

作为优选的技术方案，所述切碎装置与发酵塔的生活垃圾入口通过输送机连接。

作为优选的技术方案，还包括炭黑收集器，与所述裂解装置连通。

作为优选的技术方案，还包括氯气吸收塔，所述氯气吸收塔包括塔本体和循环机组；所述氯气吸收塔与所述裂解装置连通。

作为优选的技术方案，该设备还包括发电装置。将沼气和/或所述碳氢气体用于燃烧发电。其中发电机组为沼气发电机组和/或油气燃烧发电机组。

有益效果

(1)本发明的处理方法中采用先发酵，后高温裂解，即生物处理与化学处理相结合，无需对垃圾进行分类，即可实现生活垃圾资源化、无害化处理。该种处理方案更符合我国实际情况，便于推广应用。而且节能、环保。

(2)本发明的塑料类固废高温裂解的过程中产生的碳氢气体可以作为高温裂解的燃料，因此比较节能；剩余的碳氢气体还可以燃烧发电；产生的炭黑可以外卖，产生经济价值。

(3)本发明的生活垃圾资源化利用的设备结构紧凑，占地面积小；无需将生活垃圾分类即可处理。这更符合我国目前的情况，能够更方便的处理生活垃圾；不污染环境同时节约能源。

(4)本发明的设备能够收集沼气和碳氢气体，能够让资源最大化运用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施列1的一种生活垃圾资源化利用的设备的结构示意图；

图2为本实施例1的一种生活垃圾资源化利用的设备的氯气吸收塔的结构示意图。

其中：切碎装置11、发酵塔12、沼气储袋13、分拣装置14、裂解装置15、油气储罐16、输送机17、氯气吸收塔18、炭黑收集器19、垃圾进料口111、塔体121、生活垃圾入口122、沼气出口123、沼渣出口124、微生物喷入管125、粗筛机141、气流吹选装置142、塑料收集腔143、高压喷嘴1421和传送带1422、燃烧炉151、塔本体181、循环机组182。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1-2所示，一种生活垃圾资源化利用的设备，包括：切碎装置11、发酵塔12、沼气储袋13、分拣装置14、裂解装置15以及油气储罐16。其中发酵塔12包括塔体121、生活垃圾入口122、沼气出口123、沼渣出口124以及微生物喷入管125。当然如果过程中不准备添加沼气微生物菌剂，也可以不设置微生物喷入管125。本实施例中设置有微生物喷入管125，沼气微生物菌剂在发酵前加入生活垃圾中。上述切碎装置11、发酵塔12、沼气储袋13、分拣装置14、裂解装置15、油气储罐16依次连接。切碎装置11是用来对生活垃圾进行粉碎处理的，切碎装置11包括垃圾进料口111，用以将生活垃圾在无分类处理的状态下粉碎生活垃圾；粉碎处理后的生活垃圾经由输送机17通过生活垃圾入口122进入塔体121内。发酵塔12为密封塔，用以对粉碎后的生活垃圾进行厌氧发酵处理。发酵后产生的沼气通过沼气出口123进入沼气储袋13内。该沼气可以用于发电或存储作为他用。如果用于发电需要配备沼气发电机组(图1中未显示)。发酵后产生的沼渣经由分拣装置14分离得到一般固废和塑料类固废，塑料类固废进入裂解装置15内进行裂解。裂解后产生的碳氢气体进入油气储罐15。一部分作为裂解装置15的燃料，一部分用于发电。用于发电的部分需要配备油气燃烧发电机组(图1中未显示)。裂解装置15由提供高温的燃烧碳氢气体的燃烧炉151提供能量。由此可知，整个过程中比较节约能源，处理成本大大降低。裂解后产生的炭黑进入炭黑收集器19中。本实施例中的分拣装置14包括粗筛机141、气流吹选装置142和塑料收集腔143；其中粗筛机141、气流吹选装置142和塑料收集腔143依次连通。粗筛机141的下部设有污泥出口；气流吹选装置142包括高压喷嘴1421和传送带1422，在高压喷嘴1421的气流作用下将传送带1422上的塑料吹进塑料收集腔143中。通过螺杆传送进入裂解装置15内。其中传送带1422与水平面的夹角可以为20°-35°，高压喷嘴1421正对于传送带1422。

为了不污染环境，使得尾气排放符合国家标准，在发酵塔12与沼气储袋13之间还设有氯气吸收塔18，该氯气吸收塔18包括塔本体181和循环机组182。塔本体181用来吸收氯气，得到含氯化物的废水，浓缩废水，分离固体，液体经由循环机组循环使用。

使用上述设备处理生活垃圾。具体步骤包括：

(1)生活垃圾不进行分类处理，直接放入切碎装置11中进行粉碎处理。粉碎后的生活垃圾经由输送机17进入发酵塔12内，进行发酵，一般发酵7-15天，得到沼气和沼渣；如果生活垃圾本身比较干，则进行的是干式厌氧发酵；如果生活垃圾是湿垃圾则进行的是半干式厌氧发酵。这个过程中无需喷水。半干式高温厌氧发酵过程添加沼气微生物菌剂。将产生的沼气通入沼气储袋内进行储存。可以用于发电。

(2)将步骤(1)中的沼渣通过分拣装置14进行分离，得到塑料类固废物和污泥类固废物；污泥类固废物作为一般固废处理。

(3)将上述的塑料类固废物在裂解装置15中进行高温裂解，得到碳氢气体、含氯气体与炭黑。其中10％-30％的碳氢气体作为燃烧炉的燃料，剩余部分用于燃烧发电，炭黑则作为产品外卖。增加经济价值。

为了减少环境污染，将产生的含氯气体进入氯气吸收塔18中，用碱液吸收为含氯化物废水；废水中的氯化物浓缩结晶后把固体物分离，液体经由循环机组182循环使用。其中碱液为氨水、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙浆液中的一种或几种的组合。

上述处理方法中采用先发酵，后高温裂解，即生物处理与化学处理相结合，无需对垃圾进行分类，即可实现生活垃圾资源化、无害化处理。该种处理方案更符合我国实际情况，便于推广应用。而且节能、环保。塑料类固废高温裂解的过程中产生的碳氢气体可以作为高温裂解的燃料，因此比较节能；剩余的碳氢气体还可以燃烧发电。产生的炭黑可以外卖，产生经济价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。