专利名称：适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法
技术领域：
本发明属于垃圾处理技术领域，特别涉及一种适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法。
背景技术：
由于城市生活垃圾量增长迅速，新建垃圾处理设施又面临各种压力，绝大部分的垃圾填埋场已是超负荷运转。在填埋场中垃圾被填埋数年后(长江流域8 10年左右，北方地区1(Γ15年左右)，其中的易降解物质基本被完全降解，几乎不再产生渗滤液和气体，达到稳定状态，因而称为矿化垃圾。经开采、筛分后，可以得到5(Γ60%的可作为生物反应床填料的有机细料，3(Γ35%的可回收利用的物品(化学纤维、塑料、玻璃、金属等)；大约有2(Γ25%的粗料须回填到填埋场中去，腾出的759Γ80%的填埋空间用于填埋新鲜生活垃圾。每开采10000吨矿化垃圾，所腾出的空间可以回填700(Γ8000吨新鲜生活垃圾，这将大幅延长填埋 场的使用寿命，节约土地资源并减少新建垃圾场的投资。由于矿化垃圾长期被贮埋在地下，有机物的物理化学特性发生了较大的变化，竹木、皮具、纤维等腐烂后作为生产原料回收利用的价值不大。某些塑料虽然不一定会分解变质，但由于不同种类的塑料混杂分类困难，回收难度也很大，所以分选出来的塑料类、成衣、破布类、鞋类、皮具箱包类、塑料制类、竹木家具类最适宜燃料化处理。用矿化垃圾中可燃物作为原料制备垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel, RDF),处理过程无恶臭,生产环境卫生，特别是垃圾中水分含量低，不像鲜垃圾那样需要烘干，耗能少，并可以按需要与生物质一起制造复合RDF，改善其燃烧和气化性能，因此要比利用新鲜垃圾制备RDF更具优越性。水泥窑的高温及碱性工况使得垃圾衍生燃料焚烧处理过程中不易产生有害气体，重金属通过物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶体结构中，焚烧后的灰渣成为水泥熟料的一部分。应用可燃生活垃圾制备RDF加入集成焚烧装置，是当前国际上水泥窑协同利用废弃物和提高燃料替代率的发展趋势。目前我国的水泥窑燃料替代率还不到1%，比发达国家的平均值36%平均落后了十余年。水泥窑协同利用垃圾衍生燃料所存在的主要问题是RDF在焚烧炉中燃烧时，尾气中酸性气体HCl的含量显著增加，会对设备造成极为严重的腐蚀，这一问题制约了水泥窑协同利用RDF的进程。
发明内容
针对我国许多大中城市的垃圾填埋场超负荷运转，生活垃圾的处理处置面临的困境及水泥协同利用垃圾衍生燃料所存在的问题，本发明提出了一种适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法，解决了生活垃圾的出路和水泥协同利用垃圾衍生燃料所存在的问题。所述的适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法的具体技术方案如下( I)垃圾筛选将开采的矿化垃圾进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；
(2)分选采用机械或人工分选的方式将经步骤(I)筛选处理后的矿化垃圾中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；(3)风干将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；(4)破碎利用破碎机破碎煤和步骤(3)得到的风干的可燃垃圾；(5)混匀、挤压成型将经步骤(4)破碎处理后的可燃垃圾和煤与碱性添加剂按一定比例混合，搅拌均匀，送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。其中，步骤(I)中所述的筛选为滚筒筛选、振动筛中的一种或两种； 步骤(2)中所述的分选为磁选、重力分选、风选或人工手选；步骤(4)中所述的破碎机为剪切式破碎机、鄂式破碎机、冲击式破碎机或锤式破碎机；经破碎后的生活垃圾的粒径为3(T50mm ;经破碎后的煤的粒径为3飞mm ；步骤(5)中所述的碱性添加剂为干电石渣和氧化钙的混合物，其中干电石渣为40^70%重量份，氧化钙为3(Γ60%重量份；步骤(5)中所述的煤和碱性添加剂占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为10 20%、1 10%。本发明的有益效果为本发明通过筛分矿化垃圾，将可燃垃圾经过处理制成适合水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料，解决了垃圾填埋场的使用寿命短的问题，同时节约了土地资源、减少了新建垃圾场的投资，实现垃圾的可持续处理。由于矿化垃圾的含氯物质的最大减量化，燃烧生成二恶英类物质的量极小，着火点低，燃烧充分。同时因为在制备过程中加入了碱性添加剂，提高了 RDF产品的固氯效率，改善了 RDF在高温焚烧分解炉一体化设备中的热解气化效果和炉膛气氛控制，实现了酸性气体产生的抑制和废物的最佳焚毁去除效果。制备的矿化垃圾衍生燃料作为替代燃煤进入水泥窑系统高温焚烧炉燃烧，降低了水泥制备能耗。
图I为本发明所述的一种适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步说明实施例I :将开采的矿化垃圾用滚筒筛选或振动筛的方式进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；采用重力分选机将剩余物中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；利用鄂式破碎机把风干的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6mm ；在破碎后的垃圾中掺入占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量10%的煤和占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量5%的碱性添加剂，搅拌均匀；其中，所述的碱性添加剂由50%重量份的干电石渣和50%重量份的氧化钙组成；最后送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。实施例2 将开采的矿化垃圾用滚筒筛选或振动筛的方式进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；
采用重力分选机将剩余物中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑 料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；利用鄂式破碎机把风干的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6mm ；在破碎后的垃圾中掺入占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量20%的煤和占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量1%的碱性添加剂，搅拌均匀；其中，所述的碱性添加剂由40%重量份的干电石渣和60%重量份的氧化钙组成；最后送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。实施例3 将开采的矿化垃圾用滚筒筛选或振动筛的方式进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；采用重力分选机将剩余物中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；利用鄂式破碎机把风干的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6mm ；在破碎后的垃圾中掺入占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量15%的煤和占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量10%的碱性添加剂，搅拌均匀；其中，所述的碱性添加剂由70%重量份的干电石渣和30%重量份的氧化钙组成；最后送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。实施例4:将开采的矿化垃圾用滚筒筛选或振动筛的方式进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；采用重力分选机将剩余物中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；利用鄂式破碎机把风干的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6mm ；在破碎后的垃圾中掺入占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量12%的煤和占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量8%的碱性添加剂，搅拌均匀；其中，所述的碱性添加剂由45%重量份的干电石渣和55%重量份的氧化钙组成；最后送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。实施例5 将开采的矿化垃圾用滚筒筛选或振动筛的方式进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；
采用重力分选机将剩余物中的金属、玻璃及石子等无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；利用鄂式破碎机把风干的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6mm ；在破碎后的垃圾中掺入占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量18%的煤和占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量2%的碱性添加剂，搅拌均匀；其中，所述的碱性添加剂由65%重量份的干电石渣和35%重量份的氧化钙组成；最后送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。
权利要求
1.一种适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤 (1)垃圾筛选将开采的矿化垃圾进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料； (2)分选采用机械或人工分选的方式将经步骤(I)筛选处理后的矿化垃圾中的无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾； (3)风干将分选得到的含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾； (4)破碎利用破碎机破碎煤和步骤(3)得到的风干的可燃垃圾； (5)混匀、挤压成型将经步骤(4)破碎处理后的可燃垃圾和煤与碱性添加剂按一定比例混合，搅拌均匀，送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(I)中所述的筛选为滚筒筛选、振动筛中的一种或两种。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的分选为磁选、重力分选、风选或人工手选。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的破碎机为剪切式破碎机、鄂式破碎机、冲击式破碎机或锤式破碎机。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的经破碎后的生活垃圾的粒径为3(T50mm ;经破碎后的煤的粒径为3 6mm。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的碱性添加剂为干电石渣和氧化钙的混合物，其中干电石渣为4(Γ70%重量份，氧化钙为3(Γ60%重量份。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的煤和碱性添加剂占可燃垃圾、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为10 20%、广10%。
全文摘要
本发明公开了一种适合于水泥窑联合处置矿化垃圾衍生燃料的制备方法，属于垃圾处理技术领域。本发明提供的方法是首先将开采的矿化垃圾进行筛选处理，除去腐熟的土质类有机细料；然后将其中的无机不燃物除去，得到含有塑料、橡胶、纤维和竹木等可燃物的可燃垃圾；将前述的可燃垃圾自然晾晒，去除残留在可燃垃圾表面的水分，得到风干的可燃垃圾；将煤和前述的可燃垃圾破碎后和碱性添加剂按一定比例混合，搅拌均匀，送入成型设备挤压成型即得到垃圾衍生燃料。本发明解决了垃圾填埋场使用寿命短的问题，同时节约了土地资源、减少了新建垃圾场的投资，实现了垃圾的可持续处理；制备的垃圾衍生燃料替代燃煤用于水泥窑高温焚烧炉，降低了水泥制备能耗。
文档编号C10L5/46GK102827663SQ20121032466
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者金宜英, 刘富强, 秘田静 申请人:清华大学