CN102500607A - 一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法。首先将粒度小于15mm的垃圾筛下物送入垃圾堆肥厂堆肥或送入垃圾填埋场作为覆盖土，＞15mm的垃圾筛上物处理流程顺序是：干燥→筛分、破碎、风选、混合→挤压造粒→热解气化→输出回用。本发明将垃圾首先经过余热干燥后再被加工成RDF，不仅提高了热值和焚烧性能，而且不会产生渗滤液、二恶英等二次污染；采用热解法产生的可燃气体再进入水泥窑焚烧，可替代水泥熟料生产所需要的部分燃料，且水泥窑内稳定高温环境可完全降解垃圾焚烧产生的二噁英；灰渣根据不同性质用作不同的建材原料，无废弃物排出；对建材生产及产品品质不产生任何影响。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处置领域，特别是涉及一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法。
背景技术
2005年至2008年间，北京市生活垃圾产生量年均增长率约8%，2009年北京市垃圾日产生量为1.83万吨，预计到2015年北京市生活垃圾产生量将达到1140万吨，即3.12万吨/日。
根据垃圾粒度的差异，用各种孔径的筛子对垃圾进行筛分，是垃圾处理中不可缺少的重要环节。例如：北京市的马家楼转运站、小武基转运站、南宫堆肥厂等垃圾处理设施中，都具备滚筒筛分功能，经过筛分后的垃圾，小粒径部分送入综合处理厂或加工成精肥，但筛上物大多被送到填埋场填埋。按照北京市2010年的处理规模，至少有1300t/d的筛上物被送到填埋场进行填埋处理。
垃圾筛上物中，可燃组份占50%以上；厨余类垃圾的含量为20至30%，可建材利用的无机组分占20至30%左右；垃圾中可燃物、可建材利用的部分被填埋，不仅增加了填埋量和二次污染，而且造成了资源浪费：与垃圾筛下物相比，垃圾筛上物含水率较低，塑料、纸张、木竹等可燃组份较多，热值高，较适合焚烧处理。另外垃圾筛上物也是一种混合型垃圾，其成分复杂，含水率变化幅度较大，这都增加了建材行业生产系统利用城市生活垃圾的难度，同时由于上述原因，焚烧生活垃圾可能会引起水泥窑内熟料烧成机制和后续水泥、混凝土、免烧砖等产品性能的变化，因此需要对其存在的技术问题进行进一步的分析、研究，以保证在无害、资源化消纳生活垃圾的同时，生产出合格的建筑材料，实现垃圾筛上物的全部建材利用。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提出的一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法技术方案，以解决垃圾传统工艺中能耗高、产生二恶英、渗滤液等二次污染以及不能连续投加物料、运行不稳定、利用不彻底等问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法，首先将粒度小于15mm的垃圾筛下物送入垃圾堆肥厂堆肥或送入垃圾填埋场作为覆盖土，粒度＞15mm的垃圾筛上物处理流程顺序是：干燥→筛分、破碎、风选、混合→挤压造粒→热解气化→输出回用：
干燥：将垃圾筛上物干燥使其含水率降为到10～15%，得到干燥垃圾；
筛分、破碎、风选、混合：采用的滚筒筛，将所述干燥垃圾按照粒度分成＜20mm、20mm～60mm和＞60mm三部分，其中：＜20mm部分添加煤粉后直接加工成垃圾衍生燃料RDF；在20mm～60mm和＞60mm的垃圾中，将20mm～60mm送入破碎机破碎，垃圾中的石块、砖瓦等硬质垃圾破碎成粒度为20 mm以下的垃圾物料，塑料、织物等软质垃圾则基本保留原来的粒度；再经过风力分选，分选出的轻质垃圾与粒度＞60mm的垃圾一起被送入剪切破碎机，剪切成粒度＜20mm的垃圾物料；将破碎后的垃圾物料加入生石灰、脱水污泥或煤粉，送入捏合机中充分混合后，得到混合垃圾；
挤压造粒：将混合垃圾送入成型机，在成型机挤压下形成粒度为23mm至27 mm 的垃圾衍生燃料；
热解气化：将加工好的垃圾衍生燃料干燥，其含水率控制到20%以下；用均匀给料机将物料均匀送入热解炉中，温度控制550℃～650℃，将垃圾热解气化，产生可燃气体和混合残渣；
输出回用：将分解输出的可燃气体送入水泥回转窑辅助燃烧，将输出的混合残渣分为含碳残渣和含氯残渣，含碳残渣作为建筑砂浆原料，所述含氯残渣中含氯＜0.05%的进入水泥窑粉磨得到水泥熟料，其余含氯残渣作为免烧砖原料。
所述方法进一步有，所述将垃圾筛上物干燥是利用水泥回转窑尾的余热将垃圾筛上物干燥。
所述方法进一步有，所述加入的生石灰量是垃圾重量的8%-12%，所述加入的脱水污泥或煤粉是垃圾重量的20%～30%。
所述方法进一步有，所述成型机挤压的压力是15MPa。
与现有的垃圾焚烧处理方法相比，本发明具有以下优点：
1、选择垃圾筛上物作为原料，其含水率低，热值较高；
2、将垃圾首先经过余热干燥后再被加工成RDF，不仅提高了热值和焚烧性能，而且不会产生渗滤液、二恶英等二次污染；
3、采用热解法，产生的可燃气体再进入水泥窑焚烧，可替代水泥熟料生产所需要的部分燃料，且水泥窑内稳定高温环境可完全降解垃圾焚烧产生的二噁英；灰渣根据不同性质用作不同的建材原料，无废弃物排出；对建材生产及产品品质不产生任何影响；
4、采用负压收集气体，防止了臭气排放；集中收集的臭气采用生物法吸收后再进入水泥窑焚烧，通过高温处理，完全分解有机成分，实现三废的零排放。
下面结合附图实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1为本发明对垃圾筛上物进行处理的流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法实施例，首先将粒度小于15mm的垃圾筛下物送入垃圾堆肥厂堆肥或送入垃圾填埋场作为覆盖土，或送入水泥回转窑燃烧得到水泥熟料；＞15mm的垃圾筛上物处理流程顺序参见图1：筛上物1→干燥2→筛分、破碎、风选、混合3→挤压造粒4→热解气化5→输出回用6：
干燥：利用水泥回转窑7的140℃左右的窑尾余热7-1，将垃圾筛上物干燥3～5h，使其含水率降为到10～15%，得到干燥垃圾；
筛分、破碎、风选、混合：采用的滚筒筛选3-1，将所述干燥垃圾按照粒度分成＜20mm、20mm～60mm和＞60mm三部分，其中：＜20mm部分添加煤粉后直接加工成垃圾衍生燃料RDF；在20mm～60mm和＞60mm的垃圾中，将20mm～60mm送入鄂式破碎机鄂式破碎3-2，垃圾中的石块、砖瓦等硬质垃圾破碎成粒度为20 mm以下的垃圾物料，塑料、织物等软质垃圾则基本保留原来的粒度；再经过风力分选3-3，分选出的轻质垃圾与粒度＞60mm的垃圾一起被送入剪切破碎机进行剪切破碎3-4，剪切成粒度＜20mm的垃圾物料；将破碎后的垃圾物料加入生石灰、脱水污泥或煤粉，送入捏合机中充分混合3-5，得到混合垃圾；
挤压造粒：将混合垃圾送入成型机，在成型机挤压下形成粒度为23mm至27 mm 的垃圾衍生燃料RDF；
热解气化：将加工好的垃圾衍生燃料干燥，其含水率控制到20%以下；用均匀给料机将物料均匀送入热解炉中，温度控制550℃～650℃，将垃圾热解气化，产生可燃气体和混合残渣；
输出回用：将分解输出的可燃气体6-1送入水泥回转窑辅助燃烧，将输出的混合残渣6-2分为含碳残渣8和含氯残渣9，含碳残渣作为建筑砂浆原料10，所述含氯残渣中含氯＜0.05%的进入水泥窑粉磨得到水泥熟料11，其余含氯残渣作为免烧砖原料12。
其中，所述的分解出的可燃气体为含有干馏煤气、水煤气、空气煤气、焦油裂解气等可燃气体的混合物，所述的混合残渣是焦油、半焦油以及未燃尽的石块、砖瓦等组分的混合残。
实施例2：
参见实施例1，本实施例是对实施例1内容的进一步的优选举例，因此，所述方法进一步有，所述加入的生石灰量是垃圾重量的8%-12%，所述加入的脱水污泥或煤粉是垃圾重量的20%～30%。
实施例3：
参见实施例2，本实施例是对实施例2内容的进一步的优选举例，因此，所述方法进一步有，所述加入的生石灰量是垃圾重量的10%，所述加入的脱水污泥或煤粉是垃圾重量的15%。
实施例4：
参见实施例1，本实施例是对实施例1内容的进一步的优选举例，因此，所述方法进一步有，所述成型机挤压的压力是15MPa。
上述实施例中与传统的垃圾焚烧炉相比，水泥回转窑具有更加理想的焚烧生活垃圾的条件，且建设投资省、运行费用低、经济效果好、无害化彻底，可实现环境于经济效益的双赢，是有百利而无一害之举，因此，利用水泥回转窑焚烧城市生活垃圾，不仅可以彻底实现垃圾的无害化及资源化，而且还减少了天然矿物的消耗，加强与环境的亲和力，是水泥企业可持续发展的方向之一。上述实施例应用于某垃圾处理厂，其筛上物的物理性质与产量如下表所示：
将该垃圾筛上物干燥、筛分、粉碎后，添加适量的生石灰、煤粉并制成RDF后，经热解炉分解，可燃气体进入水泥窑焚烧，灰渣被制成免烧砖，生产出的水泥熟料和砖块均为合格。
垃圾筛上物热解联合建材综合利用产生的经济效益如下：
1、每吨垃圾筛上物可折合标准煤300kg以上；
2、垃圾RDF热解产生的可燃气体进入水泥窑生产线，每吨垃圾可替代原材料100 kg；
3、焚烧灰渣作为免烧砖、砂浆原料，年节约原料90吨以上；
3、按照设计年处理垃圾筛上物500吨计算，年减排CO2410吨。
Claims (4)
1.一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法，首先将粒度小于15mm的垃圾筛下物送入垃圾堆肥厂堆肥或送入垃圾填埋场作为覆盖土，其特征在于，垃圾筛上物处理流程顺序是：干燥→筛分、破碎、风选、混合→挤压造粒→热解气化→输出回用：
干燥：将垃圾筛上物干燥使其含水率降为到10～15%，得到干燥垃圾；
筛分、破碎、风选、混合：采用的滚筒筛，将所述干燥垃圾按照粒度分成＜20mm、20mm～60mm和＞60mm三部分，其中：＜20mm部分添加煤粉后直接加工成垃圾衍生燃料RDF；在20mm～60mm和＞60mm的垃圾中，将20mm～60mm送入破碎机破碎，垃圾中的石块、砖瓦等硬质垃圾破碎成粒度为20 mm以下的垃圾物料，塑料、织物等软质垃圾则基本保留原来的粒度；再经过风力分选，分选出的轻质垃圾与粒度＞60mm的垃圾一起被送入剪切破碎机，剪切成粒度＜20mm的垃圾物料；将破碎后的垃圾物料加入生石灰、脱水污泥或煤粉，送入捏合机中充分混合后，得到混合垃圾；
挤压造粒：将混合垃圾送入成型机，在成型机挤压下形成粒度为23mm至27 mm 的垃圾衍生燃料；
热解气化：将加工好的垃圾衍生燃料干燥，其含水率控制到20%以下；用均匀给料机将物料均匀送入热解炉中，温度控制550℃～650℃，将垃圾热解气化，产生可燃气体和混合残渣；
输出回用：将分解输出的可燃气体送入水泥回转窑辅助燃烧，将输出的混合残渣分为含碳残渣和含氯残渣，含碳残渣作为建筑砂浆原料，所述含氯残渣中含氯＜0.05%的进入水泥窑粉磨得到水泥熟料，其余含氯残渣作为免烧砖原料。
2.根据权利要求1的一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法，其特征在于，所述将垃圾筛上物干燥是利用水泥回转窑尾的余热将垃圾筛上物干燥。
3.根据权利要求1的一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法，其特征在于，所述加入的生石灰量是垃圾重量的8%-12%，所述加入的脱水污泥或煤粉是垃圾重量的20%～30%。
4.根据权利要求1的一种针对垃圾筛上物进行热解联合建材利用的方法，其特征在于，所述成型机挤压的压力是15MPa。
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