一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺、系统及应用的制作方法

本发明属于生活垃圾的处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺、系统及应用。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

当前，焚烧与热解气化是生活垃圾减量化处理的主要方式。然而，在没有大规模推广实行生活垃圾分类收集处置或分类不细的背景下，生活垃圾成分繁杂，且存在较大的地区与季节性差异。

即使前置有分拣、破碎等预处理工序，但发明人发现：由于垃圾成分繁杂导致物料性状的差异不可避免，直接焚烧易产生燃烧温度不稳定、烟气污染物净化处理工艺要求高、投资及运行成本高等问题，而在较低的温度条件下进行的热解气化反应过程更是难以调控，易出现气体产物不稳定、灰渣残存有机质含量高、反应温度波动大甚至熄火的状况。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提供一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺、系统及应用，可以进行生活垃圾物料的粒径均匀、组分相近、具有统一物理化学性质的同质化处理，再作为焚烧或热解气化的燃料，进而实现反应过程的稳定可控低成本运行与环保处置。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺，包括：

对原生垃圾进行分拣、破碎、粗粉碎、磁选、筛分；

将筛分后的垃圾进行脱水、揉捻打散、风选、涡电流分选；

将涡电流分选后的垃圾进行均质破碎、同质化处理，冷却、破碎，得到垃圾衍生燃料rdf。

本发明的第二个方面，提供了任一上述的工艺制备的垃圾衍生燃料rdf。

本发明的第三个方面，提供了一种生活垃圾燃料化同质化处理系统，包括：分拣装置、破碎装置、粗粉碎装置、磁选装置、筛分装置、挤压装置、打散装置、风选装置、涡电流装置、均质破碎装置、同质化处理装置、加药装置；所述：分拣装置、破碎装置、粗粉碎装置、磁选装置、筛分装置、挤压装置、打散装置、风选装置、涡电流装置、均质破碎装置、同质化处理装置依次相连，所述均质破碎装置与加药装置相连。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用的分选方法可以实现对不燃物质的有效分离，提高垃圾物料的热值，且能对不燃物质进行回收再利用，避免资源浪费。

(2)采用多级破碎处理实现垃圾原料粒径的匀质化，并利用预熔工艺实现垃圾原料的同质化处理，实现了生活垃圾废弃物的燃料化转化过程中的物料同质化处置，为垃圾衍生燃料的清洁应用奠定了基础。

(3)本发明的工艺很好地克服了由于生活垃圾原料种类多、成分不一、夹杂杂质，易导致热解气化焚烧工艺运行工况波动大、处置成本高等问题。

(4)本发明的方法简单、成本低、实用性强，易于推广。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明中实施例1工艺流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺，包括步骤：

(1)对原生垃圾进行一级分拣，挑选出大件垃圾进行初步预破碎处理；

(2)将生活垃圾输送至粗破机进行粗粉，在粗粉机出口依次设置磁选、筛分设备，分离出铁金属、玻璃、石块等杂质回收再利用；

(3)对筛分出的生活垃圾进行挤压脱水，去除垃圾物料中积聚的自由水分；

(4)将挤压脱水后的物料依次经过揉捻打散、风选设备，使垃圾物料中夹杂包裹的物质脱离，在风选的作用下分离去除不可燃的重质废弃物，并进一步蒸发降低物料中的水分；

(5)经过风选的垃圾物料进行涡电流分选，分离出铝、铜等非磁金属物回收利用；

(6)对涡电流分选后的垃圾进行均质破碎，实现垃圾物料粒径的细化与均匀；

(7)对匀质破碎后的垃圾物料进行同质化处理，即对垃圾物料进行中低温加热，实现垃圾物料的水分蒸发干燥，及低熔点塑料、橡胶等物料的软化流动及对木竹、纺织类等不易熔垃圾物料的粘附与包络；

(8)同质化处置的物料经冷却后进行破碎，形成粒径均匀、组分统一、具有相近物理化学性质的高能量密度的垃圾衍生燃料rdf。

优选的，一级分拣挑选大件垃圾主要在生活垃圾收集转运时进行，大件预破及粗破均采用低速双轴剪切式破碎机，对垃圾原料起到破碎和松散作用，保证后续磁选与筛分等设备的平稳有效运行。磁选采用永磁自卸式除铁器，有效去除铁金属，避免进入后续工艺阶段损坏设备。筛分选用碟盘筛，可以有效的分选出惰性垃圾及不同粒径尺寸的物料，筛分出碎玻璃、石块、砂子等小颗粒物质。匀质粉碎采用小间隙高速单轴剪切式破碎机，将物料一次性破碎至理想尺寸，且能保证高达标率。同质化处理时对垃圾物料的加热温度为100～150℃，避免物料发生热化学分解，又能保证足够的温度蒸发出物料中的水分，并可将占比较大的pe、pvc等低熔点包装塑料类物料熔融软化，实现对不易熔垃圾物料的粘附或包络。

优选的，基于所述生活垃圾燃料化同质化处理工艺方法，制得的垃圾衍生燃介于rdf3-rdf4(参考美国材料与试验协会astm对于rdf的分类方法)，含水率≤20％、低位热值15-25mj/kg。

进一步地，为促进垃圾物料同质化目的的顺利实现，可以在匀质破碎时向垃圾原料中添加固硫固氯及促进粘合的添加剂，添加剂使用量约占垃圾物料质量的5～10％。优选的，添加剂由生石灰、粉煤灰、木屑按质量比1:2:2配制而成。

下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺，包括步骤：

(1)对原生垃圾进行一级分拣，挑选出大件垃圾进行初步预破碎处理；

(2)将生活垃圾输送至粗破机进行粗粉，在粗粉机出口依次设置磁选、筛分设备，分离出铁金属、玻璃、石块等杂质回收再利用；

(3)对筛分出的生活垃圾进行挤压脱水，去除垃圾物料中积聚的自由水分；

(4)将挤压脱水后的物料依次经过揉捻打散、风选设备，使垃圾物料中夹杂包裹的物质脱离，在风选的作用下分离去除不可燃的重质废弃物，并进一步蒸发降低物料中的水分；

(5)经过风选的垃圾物料进行涡电流分选，分离出铝、铜等非磁金属物回收利用；

(6)对涡电流分选后的垃圾进行均质破碎，实现垃圾物料粒径的细化与均匀；

(7)对匀质破碎后的垃圾物料进行同质化处理，即对垃圾物料进行中低温加热，实现垃圾物料的水分蒸发干燥，及低熔点塑料、橡胶等物料的软化流动及对木竹、纺织类等不易熔垃圾物料的粘附与包络；

(8)同质化处置的物料经冷却后进行破碎，形成粒径均匀、组分统一、具有相近物理化学性质的高能量密度的垃圾衍生燃料rdf。

一级分拣挑选大件垃圾主要在生活垃圾收集转运时进行，大件预破及粗破均采用低速双轴剪切式破碎机，对垃圾原料起到破碎和松散作用，保证后续磁选与筛分等设备的平稳有效运行。磁选采用永磁自卸式除铁器，有效去除铁金属，避免进入后续工艺阶段损坏设备。筛分选用碟盘筛，可以有效的分选出惰性垃圾及不同粒径尺寸的物料，筛分出碎玻璃、石块、砂子等小颗粒物质。匀质粉碎采用小间隙高速单轴剪切式破碎机，将物料一次性破碎至理想尺寸，且能保证高达标率。同质化处理时对垃圾物料的加热温度为135℃，避免物料发生热化学分解，又能保证足够的温度蒸发出物料中的水分，并可将占比较大的pe、pvc等低熔点包装塑料类物料熔融软化，实现对不易熔垃圾物料的粘附或包络。

为促进垃圾物料同质化目的的顺利实现，可以在匀质破碎时向垃圾原料中添加固硫固氯及促进粘合的添加剂，添加剂使用量约占垃圾物料质量的8％。添加剂由生石灰、粉煤灰、木屑按质量比1:2:2配制而成。

实施例2：

一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺，包括步骤：

(1)对原生垃圾进行一级分拣，挑选出大件垃圾进行初步预破碎处理；

(2)将生活垃圾输送至粗破机进行粗粉，在粗粉机出口依次设置磁选、筛分设备，分离出铁金属、玻璃、石块等杂质回收再利用；

(3)对筛分出的生活垃圾进行挤压脱水，去除垃圾物料中积聚的自由水分；

(4)将挤压脱水后的物料依次经过揉捻打散、风选设备，使垃圾物料中夹杂包裹的物质脱离，在风选的作用下分离去除不可燃的重质废弃物，并进一步蒸发降低物料中的水分；

(5)经过风选的垃圾物料进行涡电流分选，分离出铝、铜等非磁金属物回收利用；

(6)对涡电流分选后的垃圾进行均质破碎，实现垃圾物料粒径的细化与均匀；

(7)对匀质破碎后的垃圾物料进行同质化处理，即对垃圾物料进行中低温加热，实现垃圾物料的水分蒸发干燥，及低熔点塑料、橡胶等物料的软化流动及对木竹、纺织类等不易熔垃圾物料的粘附与包络；

(8)同质化处置的物料经冷却后进行破碎，形成粒径均匀、组分统一、具有相近物理化学性质的高能量密度的垃圾衍生燃料rdf。

一级分拣挑选大件垃圾主要在生活垃圾收集转运时进行，大件预破及粗破均采用低速双轴剪切式破碎机，对垃圾原料起到破碎和松散作用，保证后续磁选与筛分等设备的平稳有效运行。磁选采用永磁自卸式除铁器，有效去除铁金属，避免进入后续工艺阶段损坏设备。筛分选用碟盘筛，可以有效的分选出惰性垃圾及不同粒径尺寸的物料，筛分出碎玻璃、石块、砂子等小颗粒物质。匀质粉碎采用小间隙高速单轴剪切式破碎机，将物料一次性破碎至理想尺寸，且能保证高达标率。同质化处理时对垃圾物料的加热温度为120℃，避免物料发生热化学分解，又能保证足够的温度蒸发出物料中的水分，并可将占比较大的pe、pvc等低熔点包装塑料类物料熔融软化，实现对不易熔垃圾物料的粘附或包络。

为促进垃圾物料同质化目的的顺利实现，可以在匀质破碎时向垃圾原料中添加固硫固氯及促进粘合的添加剂，添加剂使用量约占垃圾物料质量的10％。添加剂由生石灰、粉煤灰、木屑按质量比1:2:2配制而成。

实施例3：

一种生活垃圾燃料化同质化处理工艺，包括步骤：

(1)对原生垃圾进行一级分拣，挑选出大件垃圾进行初步预破碎处理；

(2)将生活垃圾输送至粗破机进行粗粉，在粗粉机出口依次设置磁选、筛分设备，分离出铁金属、玻璃、石块等杂质回收再利用；

(3)对筛分出的生活垃圾进行挤压脱水，去除垃圾物料中积聚的自由水分；

(4)将挤压脱水后的物料依次经过揉捻打散、风选设备，使垃圾物料中夹杂包裹的物质脱离，在风选的作用下分离去除不可燃的重质废弃物，并进一步蒸发降低物料中的水分；

(5)经过风选的垃圾物料进行涡电流分选，分离出铝、铜等非磁金属物回收利用；

(6)对涡电流分选后的垃圾进行均质破碎，实现垃圾物料粒径的细化与均匀；

(7)对匀质破碎后的垃圾物料进行同质化处理，即对垃圾物料进行中低温加热，实现垃圾物料的水分蒸发干燥，及低熔点塑料、橡胶等物料的软化流动及对木竹、纺织类等不易熔垃圾物料的粘附与包络；

(8)同质化处置的物料经冷却后进行破碎，形成粒径均匀、组分统一、具有相近物理化学性质的高能量密度的垃圾衍生燃料rdf。

一级分拣挑选大件垃圾主要在生活垃圾收集转运时进行，大件预破及粗破均采用低速双轴剪切式破碎机，对垃圾原料起到破碎和松散作用，保证后续磁选与筛分等设备的平稳有效运行。磁选采用永磁自卸式除铁器，有效去除铁金属，避免进入后续工艺阶段损坏设备。筛分选用碟盘筛，可以有效的分选出惰性垃圾及不同粒径尺寸的物料，筛分出碎玻璃、石块、砂子等小颗粒物质。匀质粉碎采用小间隙高速单轴剪切式破碎机，将物料一次性破碎至理想尺寸，且能保证高达标率。同质化处理时对垃圾物料的加热温度为150℃，避免物料发生热化学分解，又能保证足够的温度蒸发出物料中的水分，并可将占比较大的pe、pvc等低熔点包装塑料类物料熔融软化，实现对不易熔垃圾物料的粘附或包络。

为促进垃圾物料同质化目的的顺利实现，可以在匀质破碎时向垃圾原料中添加固硫固氯及促进粘合的添加剂，添加剂使用量约占垃圾物料质量的5％。添加剂由生石灰、粉煤灰、木屑按质量比1:2:2配制而成。

对比例1

与实施例1不同之处在于，只进行步骤(1)-步骤(6)的处理。

对经过步骤(1)-步骤(6)同质化处理前、及经过步骤(1)-步骤(8)同质化处理后的生活垃圾物料进行平行取样，参考生活垃圾采样和分析方法、生活垃圾化学特性通用检测方法分别测试其干基低位热值及n、s、cl元素含量；另分别称取一定量垃圾燃料样品，在850℃马弗炉中通风燃烧1h，测试样品焚烧后的n、s、cl元素含量。由测试结果可知(表1)，同质化处理后的垃圾物料具有较好的均匀性和稳定度，且固硫固氯效果显著。

表1

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。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。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。