一种城市生活垃圾分选与炭化综合处理的资源回收方法

本发明属于城市固体废弃物资源处理，具体涉及一种城市生活垃圾分选与炭化综合处理的资源回收方法。

背景技术：

1、我国城市生活垃圾处理技术主要为卫生填埋、焚烧和堆肥。卫生填埋是应用最早、最为广泛的最终处置手段。卫生填埋处理方式的优势是投资成本低，多年前已在全国得到了广泛的应用；但其劣势是填埋场地建设和垃圾转运的费用比价高昂；另外，不宜寻找合适的场地，垃圾填埋场地容积储备十分有限，有毒有害的垃圾成分如渗滤液会对地下土壤以及地下水环境造成恶劣的破坏等。焚烧处理方式是一种通过高温热对垃圾进行处理的技术，其优势是减量化效果显著，经过焚烧处理可使城市生活垃圾的体积减少90%左右，可以实现垃圾能源化利用；其劣势是投资成本高，焚烧对垃圾的热值有一定要求，一般不能低于5000kj/kg，限制了焚烧处理方式的发展，而且如果不采取严格措施以控制焚烧污染物排放，则会造成二氧化硫、氮氧化物、二噁英等污染物的超额排放，进而会对环境造成恶劣影响。堆肥是在控制条件下，利用微生物的作用，将可被生物降解地有机垃圾污染物生化成具有稳定化学性质的腐殖质，但现有的设备技术难以抑制发酵过程产生的恶臭，生产工艺条件难以保证堆肥工艺的长期而又连续稳定的运行，堆肥效率低，垃圾在堆肥过程中产生的而未经妥善处理的渗滤液会严重污染土壤及水源，破坏生态环境，严重危害人体健康。

2、随着我国面临的环境问题越发突出，单一的焚烧、填埋或堆肥技术己远远不能满足实际需求。从循环经济角度看，生活垃圾本身具有能源潜力和利用价值，城市生活垃圾含有多种再生利用组分，有些具有可回收的热能。当前较新垃圾处理技术为垃圾炭化处理技术。由于其能够最直接的利用生活垃圾中的物质和能量，而逐渐得到世人的认可，在美国日本等一些发达国家，研究和应用十分广泛。在欧盟，每年由各国生产的rdf-5总量超过300万吨，有7成都用于焚烧发电。国内的垃圾热解炭化相关研究始于近几年，江国庆在文献中介绍了其所谓的ai环保炭，事实上是城市生活有机垃圾的炭化物。城市生活垃圾处理是一项复杂的系统工程，其涉及的技术远比单一物质的转换技术难，涉及的学科也多，既有许多基础性研究和关键技术突破问题，也有许多技术集成创新问题，需要通过各种创新要素的协同创新来完成。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种城市生活垃圾分选与炭化综合处理的资源回收方法。

2、具体技术方案如下：

3、一种城市生活垃圾分选与炭化综合处理的资源回收方法，包括以下步骤：

4、步骤1．垃圾分选处理

5、对原生生活垃圾采用均匀给料、大件垃圾人工分选、粗破碎、板框压滤、滚筒筛、全封闭机械化风选、板式磁选机、涡电流磁选机、细破碎工艺处理后，将城市生活垃圾分选为：轻质组分、金属类、建筑碎石、玻璃、有机组分和可燃组分；

6、步骤2.垃圾干化处理

7、原生垃圾经过分选处理后，以获得以有机组分和可燃组分的物料，由带式输送机送至旋转式烘干炉烘干，当生活垃圾含水率低于15%，认为达到烘干要求；旋转式烘干炉热源是由垃圾炭化炉排出的高温烟气和辅助天然气两部分组成，烘干炉配有辅助燃气燃烧室；在热干化垃圾的工艺过程中，采用旋转式烘干；

8、步骤3.垃圾炭化处理

9、炭化处理是采用回转式炭化炉，在常压低温低氧氛围进行垃圾炭化制取固态碳；炭化系统包括回转式炭化炉、再燃室、压力控制阀、干馏气流量控制仪和温控仪，干化处理后含水率15%以下得到半干垃圾，所述半干垃圾在回转式内炉从入口端送至出口端，炭化炉下部设置再燃室，半干垃圾在低氧状态下受热分解，产生大量由碳氢化合物组成的干馏气体，干馏气体流量在5-12 m3/小时、温度350-650℃；干馏气体从输送器壳体上部设有的气孔中逸出后，在高温及有氧的再燃室内燃烧，作为炭化炉干馏的热源，炭化炉内温度最高可达650℃；炭化炉内炉外的夹套排出高温热烟气被输送到垃圾烘干系统作为热源，炭化过程热源不足情况下，采用辅助天然气补充所需热量，城市垃圾有机物质和可燃物质，在热解炭化炉中经热解炭化处理后转化成的固态碳或聚合高分子含碳物，成粉末状或中粒径块状的固态形式；

10、步骤4．焦炭成型冷却处理

11、将焦炭与燃料块掺混、搅拌，所述燃料块包括精煤粉和化石助燃剂，送入成型冷却工序的液压成型机中，通过液压成型机，根据设计要求对燃料块挤压成型；通过输送机，把挤压成型的燃料块，从液压成型机输送至激冷室，采用喷雾激冷技术，对已经挤压成型的燃料块，进行冷却定型处理；

12、步骤5.臭气净化处理

13、生活垃圾卸料库及各处理工艺环节产生的臭气经负压引风系统收集至臭气净化系统，臭气净化系统主体采用除酸反应塔，臭气由塔顶进入除酸反应塔，与来自石灰浆制备系统的雾化石灰溶液进行化学反应，达到脱酸目的；经脱酸后的气体再进入布袋除尘器去除粉尘；

14、步骤6．废水净化处理

15、所述生活垃圾在处理过程中产生的垃圾渗滤液；渗滤液预处理采用混凝沉淀，在混凝池中加入混凝剂、助凝剂与渗滤液充分混合后进行沉淀去除渗滤液中重金属离子、碱土金属、非重金属，同时废水中的悬浮物、大分子有机物及胶体物质也得以去除；产生的澄清液采用好氧生物法进行处理。

16、进一步，所述步骤6中，在废塑料回收生产颗粒时清洗废塑料所产生的污水，采用混凝处理工艺去除废水中的大部分悬浮物，再将废水进行氧化处理，使得有机物和微生物分解为小分子物质，最后进行杀菌消毒回用到生产工序中去；外排的废水除采取一般的物化手段外，还需采取生化相结合的方式处理，与生活污水混合以提高其可生化性，再经生物处理后排放厂。

17、步骤7. 废旧塑料等轻质物加工回收

18、对预分选分选出来的塑料类垃圾进行深加工，通过人工分选将其中非聚乙烯的杂质挑出来，分选后的废塑料经过烘干、破碎清洗后，其清洁度能够达到挤压造粒的要求，再进行挤压造粒，之后切粒处理，最后成品包装存储于仓库代售；废塑料清洗过程所产生的废水按照上述废水处理工艺进行回收处理，处理后所得的部分水可回用，剩余的废水达标后排放。

19、更进一步，所述方法包括以下步骤：

20、步骤8. 建筑碎石玻璃等加工回收利用

21、将分选及预处理所产生的玻璃、石头、建筑碎石等经离心破碎，然后添加水泥、粘结剂，搅拌、最后压制成型，制造为轻质建材产品。

22、所述步骤1中，垃圾分选处理的步骤如下：

23、1.1）城市生活垃圾从中转站由运输车输运至防渗倾斜卸料库，卸料库内设有负压引风系统；

24、1.2）将原生垃圾由抓料斗送入拣拾分选输送机，通过人工拣选将城市生活垃圾中的大件物品和危险废弃物排出，大件物品分类回收再利用；

25、1.3）将人工拣选后的垃圾由皮带输送机送至破碎机，进行粗破碎，粉碎粒径≤20cm；

26、1.4）将破碎后的生活垃圾采用皮带输送方式送至板框压滤机，生活垃圾的含水率一般在30%-50%，利用板框压滤机的机械挤压和过滤介质的过滤，将固体垃圾停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼，而滤液部分则渗透过滤布，成为不含固体的清液，便于后序垃圾分选的处理；

27、1.5）将压滤垃圾送至滚筒筛，利用滚筒筛的孔径将粗破碎后的生活垃圾分为筛上物和筛下物，所述筛上物的直径≥8cm，所述筛下物的直径<8cm；

28、1.6）筛上物经一级风选，利用各种物质在等级量气流作用下沉降速度不同的原理，将废塑料等轻质织分离出来，经一级风选后的垃圾送入板式磁力分选机中，分选出磁性金属回收；

29、1.7）经板式磁力分选机分选后的垃圾再进行二次细破碎处理，细破碎后（破的生活垃圾送至二级风选，回收其中废塑料，之后风选处理后的垃圾送至涡电流磁选机;涡电流磁选机会在有色金属内感应出涡电流，此涡电流本身会产生与原磁场方向相反的磁场，有色金属和建筑碎石、玻璃则会因磁场的排斥力作用而沿其输送方向向前飞跃至不同位置回收点；其余垃圾以有机组分和可燃组分为主，待炭化处置；

30、1.8）筛下物先经滚筒磁选后再送至风选系统，回收废塑料等轻质物候再送至涡电流磁选机。

31、所述步骤3中，生活垃圾炭化产生大量h2、co和chx高热值可燃干馏，将干馏气从炭化炉导出，不经降温直接进入再燃室燃烧，之后将燃烧产生的高温烟气导入回转炭化炉内炉外的夹套层中，与垃圾间接接触向垃圾传递热量进行加热；通过回转炭化炉出口进入再燃室前的热解气管道或装置进行保温处理。

32、本发明的技术构思为：针对当前城市生活垃圾处理技术存在的不足，本发明提出城市生活垃圾机械分选与低温炭化综合处理方法，根据原生垃圾资源特征，通过机械分选方法分选，然后根据各种不同类型垃圾组分特征分别加以处置。垃圾低温炭化是将城市生活垃圾经过分拣、过滤，剔除无法燃烧的杂质后，压榨水分，进行低温炭化，制成固体棒状炭（rdf），这种棒状炭不仅可作为燃料用于取暖、发电，还可用于高炉炼铁。相对于原生垃圾的直接燃烧，被分拣后的垃圾炭化后再燃，提高了利用热值，且对燃烧烟气和飞灰环保性能有所改善，降低了二者环境危害性，因此分选工艺作为焚烧炭化的预处理方法，对环保和能源回收方面都较为有利。

33、本发明的有益效果在于：

34、1）自动化程度高，分选功能多，分选效率高，分离回收的有价值组分更细化，适用于成分多样，属性复杂、大小不一、干湿混合的城市生活垃圾，处理过程中臭气、污水、粉尘等都得到了处理和控制，避免了对环境和人体造成危害，从而达到垃圾资源综合处理和降污除害的效果；

35、2）实现了废旧塑料、建筑碎石的回收再利用；

36、3）充分利用垃圾炭化产生的干馏气体，通过干馏气体在碳化炉上置的再燃室内燃烧满足炭化所需的热能，同时干馏气燃烧产生的高温烟气再用于烘干炉热源，节约一次性能源。