CN103724056A - 基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有生活垃圾处理技术领域，公开了基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：预热处理、水热碳化处理、降压闪蒸以及脱水处理。本发明涉及一种城市生活垃圾减量化、无害化和资源化处理方法。本发明中间产物闪蒸蒸汽和脱水液可以循环利用于处理方法中，资源回收利用，节约了能源。本发明采用水热碳化技术将生活垃圾转化成水热炭，水热炭产出率高，并较好地保留了垃圾中的N、P等作物生长所需要的营养物质，可以用作肥料。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理技术领域，尤其涉及基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法。
背景技术
随着国家城镇化工作的推进和居民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的产生量日益猛增；据统计，至2010年，全国城市生活垃圾年产生量已接近1.6亿吨。然而，由于长期以来我国城市生活垃圾处理技术较为落后，配套设施建设投入不足，导致大多数生活垃圾未能得到安全有效的处理处置，城市生活垃圾随意堆放和由此引发的二次污染问题已经凸显出来，并引起了社会的广泛关注。
当前，我国城市生活垃圾的处理处置主要采用填埋和焚烧等技术。填埋处置占用有限的土地资源，同时也难以避免向空气、地表水、地下水以及土壤环境中排放污染物，许多国家和地区对这一处置方式的二次污染防治要求日趋严格，处理成本也随之增加。焚烧具有减量化彻底、并可部分回收能源等优点。但是，由于垃圾焚烧过程将产生有毒有害气体，而这些气体的有效清除和净化又需要大量的设施投入和较高的运行费用，因而该技术正面临着“运行成本高和公众可接受性差”两大挑战。
发明内容
本发明针对现有垃圾处理技术存在的资源回收利用率低、无害化程度低等缺点，公开了基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，方法简单、回收利用、节约了能源、安全可靠、适合工业化生产。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后搅拌、浆液化处理0.5-1h,再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液加入到预热罐进行预热处理，预热温度为50-85℃，预热处理时间为1-3h；
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐，密封水热碳化罐，加热水热碳化罐至罐内物料温度为180-350℃，保持180-350℃条件下反应0.5-6h；
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池；得到的水热炭可直接作为肥料还田利用，也可以作为生产有机肥的骨料或生产吸附剂的原料。
作为优选，步骤（1）中浆液的含水率控制在80-90%。
作为优选，步骤（3）中，水热碳化罐的物料注入量为水热碳化罐容积的60%～80%。
作为优选，步骤（3）中加入柠檬酸或乙酸调节水热碳化罐内物料pH值为5.0-6.2。用柠檬酸或乙酸将水热碳化罐内物料pH值调节为5.0-6.2，可增加污泥中重金属的溶出量,且可提高水热碳的产量）。
作为优选，步骤（3）中水热碳化处理的温度控制为200-260℃，反应1-3h。
作为优选，步骤（4）中闪蒸得到的蒸汽通入到步骤（2）中的预热罐中。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1）本发明采用优化的水热碳化技术将生活垃圾转化成水热炭，水热炭产出率高，并较好地保留了垃圾中的N、P等作物生长所需要的营养物质。
2）所获得的水热炭具有与生物炭相类似的理化性质和农艺学属性，既可直接作为肥料还田利用，也可以用作生产有机肥的骨料或生产吸附剂的原料。
3）生活垃圾经水热碳化处理后，垃圾中的病原微生物被完全灭绝，恶臭物质得以转化分解。
4）从能量回收利用角度优化了水热碳化工艺（预热处理、水热碳化处理以及降压闪蒸），即将闪蒸蒸汽循环用于预热处理，提高了能量利用效率。
5）所产生的水热炭中含有较为丰富的有机碳，并以稳定的形式存在，其作为肥料（或肥料生产的配料）使用，可增加土壤中稳定性有机炭的含量，因而可提高土壤碳汇潜力，缓解温室效应。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1
基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后浆液化处理0.5h，使含水率控制在80%；再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液加入到预热罐进行预热处理，预热温度为50℃，预热处理时间为3h；
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐，物料的注入量为水热碳化罐容积的3/5；再将水热碳化罐的温度控制在180℃，反应6h；
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池。
步骤（3）中加入柠檬酸或乙酸调节水热碳化罐内物料pH值为5.0。
实施例2
基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后浆液化处理1h，使含水率控制在90%；再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液加入到预热罐进行预热处理，预热温度为85℃，预热处理时间为1h；
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐，物料的注入量为水热碳化罐容积的4/5；再将水热碳化罐的温度控制在350℃，反应0.5h。
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池。
步骤（3）中加入柠檬酸或乙酸调节水热碳化罐内物料pH值为6.2。
实施例3
基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后浆液化处理0.6h，使含水率控制在89%；再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液加入到预热罐进行预热处理，预热温度为75℃，预热处理时间为1.5h。
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐，物料的注入量为水热碳化罐容积的3.5/5；再将水热碳化罐的温度控制在200℃，反应5h；
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸。闪蒸得到的蒸汽通入到步骤2中的预热罐中；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池。
步骤（3）中加入柠檬酸或乙酸调节水热碳化罐内物料pH值为5.6。
实施例4
基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，包括以下步骤：
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后浆液化处理0.9h，使含水率控制在81%；再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液加入到预热罐进行预热处理，预热温度为70℃,预热处理时间为2h；
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐，物料的注入量为水热碳化罐容积的3/5；再将水热碳化罐的温度控制在260℃，反应4h；
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸。闪蒸得到的蒸汽通入到步骤（2）中的预热罐中；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (6)
1.基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）浆液化处理：将生活垃圾输送到搅拌池中，注入水后搅拌、浆液化处理0.5-1h,再输送到格栅分离出橡胶、塑料，再输送到除沙装置中分离出细小沙粒、玻璃，得到浆液；
（2）预热处理：将浆液输送到预热罐进行预热处理，预热温度为50-85℃，预热处理时间为1-3h；
（3）水热碳化处理：将预热处理后的物料注入到水热碳化罐中，密封水热碳化罐，加热水热碳化罐至罐内物料温度为180-350℃，保持180-350℃条件下反应0.5-6h；
（4）闪蒸处理：水热碳化处理后的物料输送到降压闪蒸罐内闪蒸；
（5）脱水处理：将闪蒸后的物料进行脱水处理，得到水热炭和脱水液；将脱水液加入到储液池，回流到步骤（1）中的搅拌池。
2.根据权利要求1所述的基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：步骤（1）中浆液的含水率控制在80-90%。
3.根据权利要求1所述的基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：步骤（3）中物料的注入量为水热碳化罐容积的3/5-4/5。
4.根据权利要求1所述的基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：步骤（3）中加入柠檬酸或乙酸调节水热碳化罐内物料pH值为5.0-6.2。
5.根据权利要求1所述的基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：步骤（3）中水热碳化处理的温度控制为200-260℃，反应1-3h。
6.根据权利要求1所述的基于水热碳化的生活垃圾清洁增值处理方法，其特征在于：步骤（4）中闪蒸得到的蒸汽通入到步骤（2）中的预热罐中。
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| CN103724056B (zh) | 2016-03-09 |
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