CN101899349B - 一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法，含以下步骤：(1)农林废弃物的预处理；(2)生活垃圾的预处理；(3)添加剂的预处理；(4)利用进料计量装置，按比例加入预处理过的生活垃圾、农林废弃物和添加剂，在搅拌机内均匀混合；(5)将混合均匀的燃料进一步烘干，保证混合物料的含水率在15％以内；(6)将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到；(7)将挤压成型的成品装袋后，用传输带送至成品库，出库设地磅。本发明解决了各种难处理的污泥，将经处理后的水用于清洁用水和绿化灌溉，确保生产过程的资源化、无害化和清洁性。
Description
技术领域
本发明涉及环保与能源技术领域，具体地说是一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的新技术。
背景技术
随着工业生产不断扩大、技术不断进步、矿物能源资源的日益枯竭及对能源与环保意识的增强，人类亟须寻找新的、清洁的、可持续的替代燃料。
农林废弃物是可再生的生物质原料的主要类型，对解决能源问题具有巨大的潜力。农林废弃物是农林作物收获和加工过程中产生大量的废弃物，例如，农作物收获时残留在农田里的秸秆，农业生产过程中剩余的稻壳、糠皮，林业生产过程中残留的树枝、树叶、木屑和木材加工的边角料等，以及食品加工工业排出的残渣。我国年产农作物秸秆约14亿吨，如果合理开发利用，可获得约7亿吨标准煤的燃料，薪材及林业加工剩余物年产量约合3亿吨标准煤，理应成为生物质能利用的重点，但这部分资源远未得到充分的利用，利用率不足20％。目前，农林废弃物松散地分散在大面积范围内，除少部分的农作物秸秆用于家畜饲料、做饭和取暖外，大部分被作为废弃物弃之于田野。农林废弃物的传统处理方法是填埋和焚烧，会造成环境污染和引起火灾隐患；其它新开发的利用途径，虽然能源利用率和经济效益都很高，但消耗量少、对农林废弃物要求高，不能从根本上解决农林废弃物资源的处理和利用问题。
随着经济持续高速增长、城镇化程度的加快和人们生活水平的提高，生活垃圾产量迅速增加。据统计，至2008年全国生活垃圾年清运量已达到1.47亿吨，并以8～10％的幅度增长。历年累计堆存的生活垃圾总量多达80亿吨，占用土地5亿立方米、严重污染大气和地下水资源，更有气体爆炸事故的发生。生活垃圾既是土地、水体和大气的污染源，又是可再生利用的资源。随着人们生活水平的提高，生活垃圾中无机物含量降低、有机可燃物含量增多，这为生活垃圾的资源化利用提供了方便。如何实现生活垃圾的资源化处理与利用已成为世界各国所面临的共同问题。目前，生活垃圾的处理技术主要有填埋、焚烧和堆肥。但各种处理技术都有不容忽视的弊端，例如，填埋占地面积大、产生沼气和渗滤液，孽生蚊蝇；焚烧产生二噁英类剧毒物质、Cd、Hg、Pb等重金属以及HCl、SO2等酸性气体；堆肥处理时间长、产品中玻璃等杂质影响堆肥质量，肥效不高。
随着人们对农林废弃物和生活垃圾资源的重视，固型再生清洁燃料作为常规化石燃料的替代燃料，可作为解决能源短缺的手段，会有很大的发展前途。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种利用农林废弃物和生活垃圾制备固型再生清洁燃料的新技术，它不仅可以从根本上解决二氧化碳、渗滤液、重金属及二噁英类剧毒物质等引起的环境问题，而且解决了矿物能源资源短缺的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法，其特征在于含有以下步骤：
(1)、农林废弃物的预处理；
(2)、生活垃圾的预处理；
(3)、添加剂的预处理：添加剂是由脱硫脱氯剂、脱氮剂活化剂、引燃剂、助燃剂按6∶9∶1∶3的比例混合得到的混合物，其中引燃剂为氨甲酸乙酯、氯化钠和锌粉的混合物；助燃剂为预处理过的农林废弃物；
(4)、利用进料计量装置，按比例加入预处理过的生活垃圾、农林废弃物和添加剂，在搅拌机内均匀混合，其中各物料按重量百分比的配比为：生活垃圾0～80％，农林废弃物0～90％，添加剂8～15％；
(5)、将混合均匀的燃料进一步烘干，保证混合物料的含水率在15％以内，并用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干；
(6)、将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到；
(7)、将挤压成型的成品装袋后，用传输带送至成品库，出库设地磅。
所述的农林废弃物的预处理包括以下步骤：
(1)将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；
(2)将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的泥、渣粉尘用布袋除尘器进行收集；
(3)将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；
(4)将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用。
所述的生活垃圾的预处理包括以下步骤：
(1)生活垃圾进入专用垃圾场地收集后，用破袋机进行抓破处理，生活垃圾堆放场产生的渗滤液经地沟收集，泵入污水处理站进行后续处理；
(2)将破袋后的生活垃圾进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用；
(3)将磁选后的生活垃圾用脱水机进行脱水处理，视原料含水率而定脱水40～70％，产生的废水泵入污水处理站进行后续处理；
(4)污水处理站的污水处理过程中产生的污泥，首先在浓缩池中重力沉降3～6h，浓缩处理后的污泥含水率高达90％以上，然后，在其输送至脱水设备的管道中加入絮凝剂，经反应后进入脱水设备进行脱水处理，脱水后的污泥含水率为30～50％；污水经处理达标后，可用作清洁用水或绿化灌溉，进行循环利用；
(5)将脱水后的生活垃圾用破碎机粗破，粒径至5cm以下；
(6)将一次破碎后的生活垃圾进行振动分选，清除出无机不燃物，对其进行高温烧结制成砖块、板材建筑用料；
(7)将分选后的原料再用破碎机进一步破碎，细碎后的粒径达2mm以下；
(8)将脱水后的污泥和细碎后的生活垃圾进一步挤压脱水，使其混合物挤出脱水率25～45％；其中污泥、生活垃圾的重量百分配比为：污泥5～20％，生活垃圾80～95％；
(9)将进一步脱水后的生活垃圾输送至生活垃圾料仓，放置备用。
本发明的有益效果是：
1、农林废弃物和生活垃圾都是可再生利用的资源，原料资源丰富，使用农林废弃物/生活垃圾固型再生清洁燃料有利于节约能源，解决能源短缺的问题；
2、本固型再生清洁燃料通过添加固硫、固氯剂，可有效控制二氧化硫和氯化氢的产生，使氯以金属氯盐的形式存在，从而抑制二噁英类污染物的产生，确保本固型再生清洁燃料的无害化，有利于环境保护；
3、本技术对固型再生清洁燃料的生成过程进行了全面地综合考虑，不仅将磁选清除出的金属进行再生利用，将分选出的无机不燃物高温烧制为建筑用材，而且将生活垃圾渗滤液、污水处理厂脱水后的污泥(含油污泥)加入生活垃圾中，解决了各种难处理的污泥，且将经处理后的水用于清洁用水和绿化灌溉，确保生产过程的资源化、无害化和清洁性；
4、本固型再生清洁燃料中添加剂的重量比例为8～15％，且不用粘结剂，从而降低了生产成本，增大了利润空间；
5、本固型再生清洁燃料具有密实、易着火、易燃尽、灰分低、高效洁净燃烧、品位高的优势，与燃煤相比，其热效率可提高13％以上，且灰分约是煤灰的20％；
附图说明
图1是本发明提供的农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的流程图。
具体实施方式
下面结合附图以实例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
1、农林废弃物的预处理；
2、生活垃圾的预处理；
3、添加剂的预处理：
添加剂是由脱硫脱氯剂、脱氮剂活化剂、引燃剂、助燃剂按6∶9∶1∶3的比例混合得到的混合物。
其中引燃剂为氨甲酸乙酯、氯化钠和锌粉的混合物；助燃剂为预处理过的农林废弃物。
4、利用进料计量装置，按比例加入预处理过的生活垃圾、农林废弃物和添加剂，在搅拌机内均匀混合，以保证产品的性能。
其中各物料按重量百分比的配比为：生活垃圾0～80％，农林废弃物0～90％，添加剂8～15％。
5、将混合均匀的燃料进一步烘干，保证混合物料的含水率在15％以内，可用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干。
6、将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到。
7、将挤压成型的成品装袋后，用传输带送至成品库，出库设地磅。
农林废弃物的预处理包括以下步骤：
(1)将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；
(2)将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的粉尘(泥、渣等)用布袋除尘器进行收集；
(3)将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；
(4)将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用。
生活垃圾的预处理包括以下步骤：
(1)生活垃圾进入专用垃圾场地收集后，用破袋机进行抓破处理，生活垃圾堆放场产生的渗滤液经地沟收集，泵入污水处理站进行后续处理；
(2)将破袋后的生活垃圾进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用；
(3)将磁选后的生活垃圾用脱水机进行脱水处理，脱水40～70％(视原料含水率而定)。产生的废水泵入污水处理站进行后续处理；
(4)污水处理站的污水处理过程中产生的污泥，首先在浓缩池中重力沉降3～6h，浓缩处理后的污泥含水率高达90％以上，然后，在其输送至脱水设备的管道中加入絮凝剂，经反应后进入脱水设备进行脱水处理，脱水后的污泥含水率为30～50％；污水经处理达标后，可用作清洁用水或绿化灌溉，进行循环利用；
(5)将脱水后的生活垃圾用破碎机粗破，粒径至5cm以下；
(6)将一次破碎后的生活垃圾进行振动分选，清除出无机不燃物，对其进行高温烧结制成建筑用料，如砖块、板材等，其热量也是由本产品作为燃料所提供的；
(7)将分选后的原料再用破碎机进一步破碎，细碎后的粒径达2mm以下；
(8)将脱水后的污泥和细碎后的生活垃圾进一步挤压脱水，使其混合物挤出脱水率25～45％；其中污泥、生活垃圾的重量百分配比为：污泥5～20％，生活垃圾80～95％；
(9)将进一步脱水后的生活垃圾输送至生活垃圾料仓，放置备用。
添加剂的预处理：
添加剂是由脱硫脱氯剂、脱氮剂活化剂、引燃剂、助燃剂按6∶9∶1∶3的比例混合得到的混合物。其中引燃剂为氨甲酸乙酯、氯化钠和锌粉的混合物；助燃剂为预处理过的农林废弃物。
利用进料计量装置，按比例加入预处理过的生活垃圾、农林废弃物和添加剂，在搅拌机内均匀混合，以保证产品的性能。
其中各物料按重量百分比的配比为：生活垃圾0～80％，农林废弃物0～90％，添加剂8～15％。
将混合均匀的燃料进一步烘干，保证混合物料的含水率在15％以内，可用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干。
将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到。
将挤压成型的成品装袋后，用传输带送至成品库，出库设地磅。
实施例1
1)实施条件
固型再生清洁燃料，它由下述组分组成：预处理后的农林废弃物30重量份，预处理后的生活垃圾60重量份(污泥的重量配比为10％)，按比例混合均匀的添加剂10重量份。将上述物料输送入搅拌机进行拌料，均匀混合的物料经烘干后含水率为13％，然后挤压成致密的棒状固型再生清洁燃料，成品粒径Φ12mm，长度50mm左右。
2)实施结果
本固型再生清洁燃料的比重为1.65g/cm3，着火点为346℃，发热量Qnet，ad为19.04MJ/kg，燃尽率达93％，燃烧过程中热膨胀较小，无烟，粉尘排放浓度＜0.85mg·m-3，氮氧化物排放浓度＜100mg·m-3，HCl含量0mol/kg。
实施例2
1)实施条件
固型再生清洁燃料，它由下述组分组成：预处理后的农林废弃物40重量份，预处理后的生活垃圾50重量份(污泥的重量配比为10％)，按比例混合均匀的添加剂10重量份。将上述物料输送入搅拌机进行拌料，均匀混合的物料经烘干含水率为13％，然后挤压成致密的棒状固型再生清洁燃料，成品粒径在Φ12mm，长度在50mm左右。
2)实施结果
本固型再生清洁燃料的比重为1.68g/cm3，着火点为335℃，发热量Qnet，ad为19.78MJ/kg，燃尽率达95％，燃烧过程中热膨胀较小，无烟，粉尘排放浓度＜0.65mg·m-3，氮氧化物排放浓度＜100mg·m-3，HCl含量0mol/kg。
实施例3
1)实施条件
固型再生清洁燃料，它由下述组分组成：预处理后的农林废弃物50重量份，预处理后的生活垃圾40重量份(污泥的重量配比为10％)，按比例混合均匀的添加剂10重量份。将上述物料输送入搅拌机进行拌料，均匀混合的物料经烘干含水率为13％，然后挤压成致密的棒状固型再生清洁燃料，成品粒径在Φ12mm，长度在50mm左右。
2)实施结果
本固型再生清洁燃料的比重为1.7g/cm3，着火点为323℃，发热量Qnet，ad为20.64MJ/kg，燃尽率达96％，燃烧过程中热膨胀较小，无烟，粉尘排放浓度＜0.65mg·m-3，氮氧化物排放浓度＜100mg·m-3，HCl含量0mol/kg。
Claims (1)
1.一种农林废弃物/生活垃圾制备固型再生清洁燃料的方法，其特征在于含有以下步骤：
(1)、农林废弃物的预处理；
(2)、生活垃圾的预处理；
(3)、添加剂的预处理：添加剂是由脱硫脱氯剂、脱氮剂活化剂、引燃剂、助燃剂按6∶9∶1∶3的比例混合得到的混合物，其中引燃剂为氨甲酸乙酯、氯化钠和锌粉的混合物；助燃剂为预处理过的农林废弃物；
(4)、利用进料计量装置，按比例加入预处理过的生活垃圾、农林废弃物和添加剂，在搅拌机内均匀混合，其中各物料按重量百分比的配比为：生活垃圾0～80％，农林废弃物0～90％，添加剂8～15％；
(5)、将混合均匀的燃料进一步烘干，保证混合物料的含水率在15％以内，并用本产品作为燃料提供的热量烘干，在气候干燥地区可采用自然风干；
(6)、将上述混合均匀且干燥后的物料，根据需要利用挤压成型机挤压干燥成不同形状的固型清洁再生燃料，形状尺寸可由所设计的模板孔径达到；
(7)、将挤压成型的成品装袋后，用传输带送至成品库，出库设地磅；
所述的农林废弃物的预处理包括以下步骤：
(1)将农业废弃物和林业废弃物作为原料，粉碎至粒径2mm以下；
(2)将粉碎后的原料进行筛分除杂，筛分出的粒径2mm以上颗粒重新输送至粉碎机进行粉碎，产生的泥、渣粉尘用布袋除尘器进行收集；
(3)将筛分除杂后的物料进行干燥，烘干所用热量由本产品作为燃料所提供；
(4)将干燥后的物料输送至农林废弃物料仓，放置待用
所述的生活垃圾的预处理包括以下步骤：
(1)生活垃圾进入专用垃圾场地收集后，用破袋机进行抓破处理，生活垃圾堆放场产生的渗滤液经地沟收集，泵入污水处理站进行后续处理；
(2)将破袋后的生活垃圾进行磁性分选，清除出的金属送到再生单位进行再生利用；
(3)将磁选后的生活垃圾用脱水机进行脱水处理，视原料含水率而定脱水40～70％，产生的废水泵入污水处理站进行后续处理；
(4)污水处理站的污水处理过程中产生的污泥，首先在浓缩池中重力沉降3～6h，浓缩处理后的污泥含水率高达90％以上，然后，在其输送至脱水设备的管道中加入絮凝剂，经反应后进入脱水设备进行脱水处理，脱水后的污泥含水率为30～50％；污水经处理达标后，可用作清洁用水或绿化灌溉，进行循环利用；
(5)将脱水后的生活垃圾用破碎机粗破，粒径至5cm以下；
(6)将一次破碎后的生活垃圾进行振动分选，清除出无机不燃物，对其进行高温烧结制成砖块、板材建筑用料；
(7)将分选后的原料再用破碎机进一步破碎，细碎后的粒径达2mm以下；
(8)将脱水后的污泥和细碎后的生活垃圾进一步挤压脱水，使其混合物挤出脱水率25～45％；其中污泥、生活垃圾的重量百分配比为：污泥5～20％，生活垃圾80～95％；
(9)将进一步脱水后的生活垃圾输送至生活垃圾料仓，放置备用。
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