CN106623339A - 城市生活垃圾的燃料化处理方法及应用于该处理的添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及城市生活垃圾的燃料化处理方法及应用于城市生活垃圾处理的添加剂。首次揭示一种采用新型的燃料添加剂组合物对高含水率城市生活垃圾进行生物降解脱水处理、制备高性能固型燃料的方法。本发明的方法不需另行实施人工外部加热,可以同时处理城市生活垃圾处理过程中产生的渗滤液,并且可高效地将垃圾转化为燃料。
Description
技术领域
本发明属于环境保护领域,更具体地,本发明涉及垃圾的燃料化处理方法以及应用于城市生活垃圾的燃料化处理方法以及应用于城市生活垃圾处理的添加剂。
背景技术
当前对城市生活垃圾的处理,通常采用经筛分循环利用金属类、塑料等部分有价组分外,对其余的组成物则采取填埋或焚烧的处理方式。
其中,填埋是使用最普遍的一种方法,但是这种方法并非根本性的处理方式,只是将垃圾隐蔽到看不见的地下而已,在填埋场长期(几十年)发生的渗滤液处理起来非常困难,严重污染地下水,破坏填埋场周围的环境。这种垃圾填埋场渗滤液是在所有污水中也最难处理的污水之一。
另一种处理方式是焚烧,需要焚烧厂建设费用,而且利用现在的焚烧技术难以避免环境激素的发生,成为环境污染的另一个原因。作为减少二恶英发生的新的处理技术,利用等离子体处理技术趋于商业化,但等离子体焚烧技术,由于设备的特殊性,过程控制要求自动化程度高,经济效益明显降低。尤其是水分含量较高的城市生活垃圾,在填埋或焚烧处理方面则会加重处理工程、处理费用、环境保护等方面的困难。
目前,还有通过筛分可燃性干垃圾并实施压缩成型、制造固型燃料(RDF)的方法,但是这种方法仅限于可燃性干垃圾,难以适用于含有大量水分的城市生活垃圾,即使适用也需要通过高压成型,所以筛分、成型等相关设备的费用较高。在没有经过专业燃料化工程处理处置的状态下,简单压缩成型的垃圾的固型物,作为燃料其质量较低,燃烧性能不好,很容易导致二次污染。
在上述情况下,本技术领域需要开发一种新的技术,只需筛分生活垃圾中循环利用价值较高的组成物(金属类等)和大部分不燃性无机物(石头、玻璃、陶瓷类等)后,不管是干的还是湿的垃圾,用经济合理和环保性能强的方式对所有剩余生活垃圾进行处理,并且一并处理垃圾渗滤液,消除二次污染的同时获得高质量的固型燃料,这种技术在解决环境问题的同时还能有利于克服能源短缺危机。
发明内容
本发明的目的在于提供城市生活垃圾的燃料化处理方法以及应用于该垃圾处理的添加剂。
在本发明的第一方面,提供一种城市生活垃圾的燃料化处理方法,所述方法包括:
(1)对垃圾进行破碎、筛分处理,获得小粒径的、有机垃圾重量含量高于50%的垃圾基料;
(2)在步骤(1)获得的垃圾基料中,加入燃料化添加剂组合物,混合,并喷洒含好氧微生物菌的纳米雾以及供氧,调节垃圾中的水分使含水率低于35%;
(3)将步骤(2)获得的垃圾基料破碎或成型,获得燃料;
其中,所述的燃料化添加剂组合物包括:食用有机物边角料,天然腐殖质类物质,植物或作物废弃物,碳质页岩,热量辅助剂,类硅酸盐矿物,长石类基性岩,碳酸盐沉积物,铁矿粉和矿质粘结剂。
在一个优选例中,所述的垃圾是含有有机物的城市生活垃圾。
在另一优选例中,步骤(1)中,所获得的垃圾基料中,有机垃圾的含量高于60%;较佳地高于70%。
在另一优选例中,步骤(2)中,调节垃圾中的水分使含水率低于32%,较佳地低于30%(如28%,25%)。
在另一优选例中,步骤(1)中,所述的小粒径是粒径小于500mm;较佳地粒径小于300mm;更佳地粒径小于200mm(如100-200mm)。
在另一优选例中,步骤(1)中,还包括:收集破碎、筛分过程中产生的渗滤液;和
步骤(2)中,还包括,将步骤(1)中收集的渗滤液加入到垃圾基料中。
在另一优选例中,步骤(2)中,喷洒含好氧微生物菌的纳米雾是以电磁波动水和纳米雾产生装置进行喷洒,该装置包括:
水槽,该水槽中具有至少1个叶轮,该水槽四周还包括至少1个电磁波动发生装置;以及
与所述电磁波动水槽连通的至少1个微细喷雾器。
在另一优选例中,叶轮2转速为2000-3000rpm,电磁波动为20-30khz VLF。
在另一优选例中,所述的燃料化添加剂组合物包括:
在另一优选例中,按照重量比,所述的燃料化添加剂组合物的添加量为垃圾基料总重量的25~45%(较佳地为30-40%;更佳地为25-35%);较佳地,分两次添加:
第一次添加为:在步骤(1)获得的垃圾基料中添加按照重量比15~40%(较佳地为20~35%)的燃料化添加剂;
第二次添加为:在调节垃圾中的水分使含水率低于35%之后,添加按照重量比5~20%(较佳地为5-15%;更佳地为8-12%)的燃料化添加剂。
在另一优选例中,步骤(2)中,加入燃料化添加剂组合物后,调节温度为50-70℃。
在另一优选例中,所述方法中,所述的好氧微生物菌是嗜热的微生物菌。
在另一优选例中,所述方法的步骤(2)中,在18-30小时,如24小时内,调节垃圾中的水分使含水率低于35%;较佳地,采用脱水干燥的方法来调节含水率。
在本发明的另一方面,提供一种燃料化添加剂组合物,该组合物包括:
在一个优选例中,所述的食用有机物边角料包括(但不限于):食品工厂垃圾,厨余垃圾,水产物垃圾;
所述的天然腐殖质类物质包括(但不限于):草煤土或泥煤苔;
所述的植物或作物废弃物包括(但不限于):木屑,树皮,绿化垃圾,秸秆粉碎物(如玉米杆粉碎物,麦秆分催物等);
所述的碳质页岩包括(但不限于):煤矸石粉;
所述的热量辅助剂包括(但不限于):废焦炭粉,煤炭粉;
所述的类硅酸盐矿物包括(但不限于):电气石粉,锗石粉;
所述的长石类基性岩包括(但不限于):玄武岩粉,麦板石粉;
所述的碳酸盐沉积物包括(但不限于):黄土,黄土石粉;
所述的铁矿粉包括(但不限于):磁铁矿粉;或
所述的矿质粘结剂包括(但不限于):废石灰,废石膏,肥料厂污泥。
在另一优选例中,该组合物包括:
在本发明的另一方面,提供所述的燃料化添加剂组合物的用途,用于对垃圾进行燃料化处理,将垃圾转化为燃料。
本发明的其它方面由于本文的公开内容,对本领域的技术人员而言是显而易见的。
附图说明
图1、一种对城市生活垃圾固型燃料化的处理方法的流程图。
图2、电磁波动水和纳米雾产生装置的示意图。
其中,1:水槽;
2:叶轮;
3:电磁波发生装置;
4:微细喷雾器;
5:装有好氧性微生物菌种的容器。
6:温控装置。
具体实施方式
本发明人经过深入的研究,首次揭示一种采用新型的燃料添加剂组合物,对高含水率(如含水量≥50%)城市生活垃圾进行生物降解脱水处理、制备高性能固型燃料的方法。本发明的方法不需另行实施人工外部加热,可以同时处理垃圾处理过程中产生的渗滤液,并且可高效地将垃圾转化为燃料。
如本发明所用,所述的垃圾是城市生活垃圾,较佳地,该垃圾中有机物含量高于50%;更佳地高于60%;进一步更佳地高于70%。
燃料化添加剂
为了实现垃圾的燃料化,本发明人经过反复而深入的研究,开发了一种燃料化添加剂,其包括:食用有机物边角料,天然腐殖质类物质,植物或作物废弃物,碳质页岩,热量辅助剂,类硅酸盐矿物,长石类基性岩,碳酸盐沉积物,铁矿粉和矿质粘结剂。所述的燃料化添加剂组合物的各组分都是天然物质,而非化工药品。
作为本发明的优选方式,所述的燃料化添加剂组合物的各组分的含量如表1。
表1
含量 | 优选含量 | |
食用有机物边角料 | 20~35重量份 | 25~33重量份 |
天然腐殖质类物质 | 35~50重量份 | 40~50重量份 |
植物或作物废弃物 | 5~10重量份 | 5~8重量份 |
碳质页岩 | 1~3重量份 | 1.5~2.5重量份 |
热量辅助剂 | 3~15重量份 | 5~10重量份 |
类硅酸盐矿物 | 0.5~2重量份 | 0.5~1重量份 |
长石类基性岩 | 1~3重量份 | 1~2重量份 |
碳酸盐沉积物 | 1~3重量份 | 1.5~2.5重量份 |
铁矿粉 | 0.5~2重量份 | 0.5~1重量份 |
矿质粘结剂 | 1~3重量份 | 2~3重量份 |
本发明燃料化添加剂可补充固定碳,改善燃烧性和去除恶臭的同时还为有益微生物提供磷和碳元素,在微生物形成群集的状态下提高其活性,在短时间内增进微生物的密度。
本发明燃料化添加剂的另一个特性是:同时具有亲水基和亲油基,有利了有机性垃圾中的水分和油分的乳化经生化反应将油分转化为燃料。
对有机性垃圾实施干燥处理,水分得到蒸发,此时会出现垃圾相互间聚集固结现象。即,表示内部的垃圾和外部的空气接触被切断,内部的垃圾开始腐败,表面则变得干硬,不利于好氧发酵反应的进行。本发明燃料化添加剂具有阳离子置换能力,使垃圾中的盐类分解,降低垃圾粒子之间相互吸引的引力,使之相互排斥,使垃圾粒子相互错开排列。通过这种作用,垃圾粒子的结构就会变得松软,接触空气更加顺畅。由于其松软的结构,可以缩短干燥时间,满足好氧性微生物的栖息条件,抑制恶臭的发生,促进水分调节和燃料化反应的进程。
电磁波动水和纳米雾产生装置
在城市生活垃圾处理过程中,可以通过加入微生物来促进垃圾基料的发酵、分解。作为本发明的优选方式,本发明的方法中,采用电磁波动水和纳米雾产生装置来产生纳米雾,促进完成高效干燥及燃料化。
普通的水由50~70个水分子聚在一起形成水分子块(集群),而电磁波动水则是由5~7个分子聚在一起形成群的所谓迷你Cluster的水。
e-aq+O2→·O+·O
本发明人发现,迷你Cluster或接近于单分子的水,更加容易渗透到微生物细胞膜里,有利于微生物的生长有机促进微生物活性的提高。
本发明的装置中,采用高速叶轮搅拌的超长电磁波动水是很小的水分子,所以单位体积中的溶解氧较多,这种溶解氧对微生物的活性率与普通水相比,可提高5~10倍。
将20-30khz超长电磁波动水纳米雾包含特殊培养好氧性微生物,和空气一起投入到预处理厂和发酵厂内,微生物的活性度就会急剧上升,形成超高速高温发酵。此时,发生50-70℃的高温,迅速产生发酵、分解、干燥等反应,通过燃料化添加剂和提升作用,形成燃料化的最佳条件。
燃料化方法
本发明的燃料化方法,对运进场的垃圾实施破袋粉碎和筛分,筛选分离出石块、陶瓷、玻璃等大部分无机物,对其余所有垃圾组成物实施部分破碎、筛分。根据需要以及垃圾的类型的不同,可进行至少1次破碎,也可以进行2次或多次。根据需要以及垃圾的类型的不同,可进行至少1次筛分,也可以进行2次或多次。
在破碎和筛分、获得小粒径的垃圾基料后,在其中添加并混合部分燃料化添加剂,然后加入微生物进行反应,经由自动化高效发酵干燥工序调节水分,使高含水率(水分含量≥50%城市生活垃圾基料,在24小时以内将含水率调节为低于35%,较佳地在30%左右。作为本发明的优选方式,所述的燃料添加剂可以分两次加入,第一次在经破碎和筛分完毕的垃圾基料中添加,第二次在经干燥后的物料中添加。由于粉碎物里添加了具有吸附性、脱臭性等燃料化添加剂,经发酵干燥水分调节工序与生化反应,促进垃圾燃料化,提高固型燃料的发热量和燃烧特性。
中国内各地区城市生活垃圾,水分含量会有所不同,如果在运进的垃圾储藏库或破碎筛分工程进行过程中发生渗滤液时,将这些水分收集起来,一并加入自动高效发酵工序进行降解,脱水干化,实施水分调节即可。因此,本发明的方法可消除渗滤液外排,不需另设污水处理补助工程,也不需要额外的污水处理设备。
本发明中,可采用本领域常用的多种用于有机垃圾发酵的微生物。作为本发明的优选方式,所述的微生物是嗜热微生物,其能耐受50-70℃的温度,在该温度下能够保留活性。作为本发明的优选方式,所述的微生物是复合益生菌。所述的微生物的新进代谢可使部分有机物氧化、分解;所述的微生物还会产生大量酵素,该酵素能分解产生恶臭的物质,从而避免或减少恶臭的发生。
由于本发明采用好氧型微生物,因此,在处理过程中还导入空气或氧气以及水,从而为微生物提供良好的生存条件,使其高效地增殖,并且在高的活性下活动,加速去除水分。
脱水干燥反应温度为摄氏50℃-70℃,蒸发的水分中不含有毒有害的物质,不产生恶臭,但是最需要或有条件时经过冷凝系统再排放或循环利用。
获得含水率低于35%(较佳地约30%)的物料后,再将之与余下的部分燃料化添加剂配伍,混合,搅拌,进行精密粉碎(粗磨破碎)。较佳地,将物料组分粒子粉碎,例如粉碎成小于10毫米或小于5毫米。本发明中,对于粉碎后的物料的粒径没有特别的限制,可以视后续对燃料的需求而定即可。所获得的物料可以直接应用于作为燃料;也可以将该物料进行成型加工,制成固型燃料。
固型燃料的形状和大小,可根据需要或成型工艺效率而定,对于性状没有特别的限制。通常使用机械挤压式成型机,成型燃料产品规格尺寸按用户的需或工序的效率而定。根据使用目的,还可以考虑滚筒式或挤压式连续成型方式。
本发明的有益技术效果在于:
研制了新型城市垃圾燃料化添加剂,使用该燃料化添加剂,可实现生活垃圾最终粉碎物的燃料化,经过成型为再生能源固型燃料,获得的燃料的发热量可高于14000kj/kg,燃烧过程中产生的有毒气体少,环境安全性和商品性能较优。
本发明的方法能够减少水分含量较高的城市生活垃圾筛分作业工序,简化处理工程,提高残余物质的处理效果。
本发明的方法,可避免或减少生活垃圾处理过程恶臭的发生,彻底处理所发生的渗滤液,不发生垃圾渗滤液外排,即不需填埋场和焚烧场,普通垃圾或水分含量较高的垃圾均能实现燃料化,有效防止了城市垃圾处理的二次污染。
采用新型无加热高效发酵干燥工程,将水分含量调节为适合于固型燃料成型的含水率30%左右的要求。
使所有有机组分转化为固型燃料,提高了城市生活垃圾处理工程的环保效益,社会效益和经济效益。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1、燃料化添加剂的制备
配制如下燃料化添加剂组合物(其中,百分比为重量比):
1、组合物1
2、组合物2
3、组合物3
实施例2、电磁波动水和纳米雾产生装置
1、电磁波动水和纳米雾产生装置
如图2,所述的电磁波动水和纳米雾产生装置如下:
水槽1,其中具有一个叶轮2,其四周还包括电磁波动发生装置3。水槽1的下部还设置一温控装置6。
所述的水槽1还连通一个微细喷雾器4,其可以喷出纳米雾。
该微细喷雾器4的喷雾端具有送风管头,从而所获得的纳米雾可以通过送风管头输送到预处理厂和发酵干燥厂的三分之一的区域。
2、好氧微生物菌
采用的好氧、嗜热微生物菌为:复合益生菌种,包括:酵母类,乳酸菌类,Aspergillus类,Clorella类,Bacillus类,Azotobactor类,Streptomyces类微生物。
3、装置的运行
在应用时,在水槽1中装入800-1000升的缺氯自来水,温度调节为25-30℃。
使水槽运作,即:开动叶轮2和电磁波发生装置3,使得叶轮2转速为2000-3000rpm,电磁波动为20-30khz VLF。
水槽1运作1-2小时后,水分子发生迷你Cluster化(纳米化)。将20升含有好氧性微生物菌种的水(包含在容器5中)导入到水槽1中,继续运行。继续运作20-30khz VLF超长电磁波和高速叶轮2000-3000rpm,进行1个小时后,获得纳米分子化的电磁波动菌种水。
关闭水槽1中的叶轮运转以及电磁波动发生装置,静置使微生物增殖,通过温控装置6将温度调节为30-40℃。此过程中水槽1中的微生物的活性度急剧上升。
约24个小时稳定化后,将水槽1中经过前述处理的菌种水输送到微细喷雾器4中,制成纳米雾,所获得的纳米雾可以通过送风管头输送到预处理厂和发酵干燥厂的前三分之一的区域。
实施例3、采用燃料化添加剂组合物1的垃圾处理
如图1的过程进行垃圾处理。具体说明如下:
1、垃圾的收集、破碎、筛分
城市生活垃圾收集后,经过分选中转站,送到垃圾处理厂,称重后送入卸料坑,进行大物件破碎,对卸料坑中产生的渗滤液加以收集。
经前述处理的垃圾转入集料池中,进行筛分(包括磁选),应用传统的筛选机,筛分金属类、陶瓷类、玻璃等无机物,将这些物质从垃圾中去除,分离出的金属类物品加以回收。对集料池中的渗滤液也加以收集。
对垃圾进行破袋粉碎,该过程中可加入粉末活性炭以及以臭氧发生器产生臭氧。破碎物粒径≤100mm。
经前述处理的垃圾以大倾角皮带传输垃圾,该过程中进行磁选/色电选,将金属类、陶瓷类、玻璃等无机物从垃圾中去除。对筛选出的金属类废电池,加以回收利用。
经前述处理的垃圾进行复合式滚动筛,对筛上物进行卧式风选(气流风选),分出重组分、中重组分和轻组分有机物;中重组分再次立式风选筛选出重组分;将重组分作为制造材或填埋;轻组分有机物进行后续处理。对筛下物进行弹跳分选,对细小无机组分进行回收或处理,有机残余物与轻组分有机物合并进行后续处理。
上述过程中,破碎时采用的破碎机是传统方式的破碎机,其是可破碎纤维类制品和废塑料等材质的粉碎机。
2、水分调节处理和成型
经前述步骤1处理的垃圾进入混合贮料仓,进行水分调节预处理。水分调节预处理时,投入实施例1制备的燃料化添加剂组合物1,投入量为垃圾基料重量的20%,进行混合,同时供氧以及喷洒好氧微生物菌剂,喷洒方法如实施例2中所描述,为高效发酵干燥创造最佳状态。
经过水分调节预处理后,构成高效水分调节系统(高效发酵干燥系统,其中包括干燥设备),进行水分调节。水分调节时,前面破袋,破碎,分选过程产生垃圾渗滤液也可添加到垃圾中共同处理。该过程中,仍然保持供氧(吹入空气或氧气),并继续吹入电磁波动水纳米雾,以提高微生物的活性度,加快水分调节及燃料化反应。该过程温度调节为50-70℃)。该过程形成的一部分回流物料可输送到已包含活性微生物的发酵干燥系统帮助快速发酵干燥反应。通过水分调节,在24小时内将高含水率垃圾基料的含水率调节到30%左右。
对经过水分调节的干燥物实施精密(粗磨)破碎,使最终破碎物粒经≤20mm。还可进一步进行二次破碎以获得粒径更小的破碎物,如图1中获得≤5mm的破碎物。
将水分含量调节为30%左右、经精密破碎的垃圾基料与尚未加入的另一部分燃料化添加剂组合物1混合,燃料化添加剂组合物1的投入量为垃圾基料重量的10%,搅拌,再经压辊式成型,制备固型燃料。
固型燃料的形状和大小,可根据燃料用户的要求和成型工序的效率来决定。
上述步骤中,涉及的若干工艺技术参数如下:
(1)破袋,分拣,破碎,分选系统保证破袋率≥90%;
(2)经破碎、筛分后,余留垃圾组分有机物的比率≥80%;
(3)垃圾的块度≤100mm;
(4)生物稳定化系统反应温度为50-70℃;
(5)垃圾固型燃料经半湿粉碎或精细破碎后期基料块度≤5mm。
固型燃料主要性能指标
采用常规的低位发热量测定方法测定所获得的固型燃料的发热量,结果发现其发热量可达14600kj/kg。而现有技术中常规城市生活垃圾处理方法获得的垃圾基料的发热量通常的4000-6000kj/kg。可见本发明获得的固型燃料的发热量非常理想。
所获得的固型燃料点火容易,燃烧充分,适合于任何燃烧过程中空气过制参数大于1.5的工业锅炉,且热值稳定,确保锅炉的运行稳定。
评估固型燃料生成的有害物质情况,由于该固体燃料具有优秀的燃烧特性,燃烧过程无烟,无臭,无毒性。由于燃烧较为完全,产生的有害物质显著低于煤炭燃烧,环境安全性好。
测定固型燃料的储存性能,结果发现,固型燃料在常温下储存可达一年左右,不粉化和生物降解反应,其商品性优。
实施例4、采用燃料化添加剂组合物2的垃圾处理
1、垃圾的收集、破碎、筛分
该步骤同实施例3中相应步骤。
2、水分调节处理和成型
经前述步骤1处理的垃圾进入混合贮料仓,进行水分调节处理。水分调节预处理时,投入实施例1制备的燃料化添加剂组合物2,投入量为垃圾基料重量的15%,进行混合,同时供氧以及喷洒好氧微生物菌剂,喷洒方法如实施例2中所描述,为高效发酵干燥创造最佳状态。
经过水分调节预处理后,构成高效水分调节系统,进行水分调节。水分调节时,前面破袋,破碎,分选过程产生垃圾渗滤液也可添加到垃圾中共同处理。该过程中,仍然保持供氧(吹入空气或氧气),并继续吹入电磁波动水纳米雾,以提高微生物的活性度,加快水分调节及燃料化反应。该过程温度调节为50-70℃)。该过程形成的一部分回流物料可输送到已包含活性微生物的发酵干燥系统帮助快速发酵干燥反应。通过水分调节,在24小时内将高含水率垃圾基料的含水率调节到30%左右。
对经过水分调节的干燥物实施精密(粗磨)破碎,从而使最终破碎物粒经≤5mm。
将水分含量调节为30%左右、经精密破碎的垃圾基料与尚未加入的另一部分燃料化添加剂组合物2混合,燃料化添加剂组合物1的投入量为垃圾基料重量的15%,搅拌,再经压辊式成型,制备固型燃料。
固型燃料的形状和大小,可根据燃料用户的要求和成型工序的效率来决定。
上述步骤中,涉及的若干工艺技术参数同实施例3中的工艺技术参数。
固型燃料主要性能指标
测定所获得的固型燃料的低位发热量,结果发现其发热量可达15000kj/kg。
所获得的固型燃料点火容易,燃烧充分,适合于任何燃烧过程中空气过制参数大于1.5的工业锅炉,且热值稳定,确保锅炉的运行稳定。
测定固型燃料生成的有害物质的量,结果发现其具有无烟,无臭,无毒性的特点,产生的有害物质的量显著低于煤炭燃烧,环境安全性好。
测定固型燃料的储存性能,结果发现,固型燃料在常温下储存可达一年左右,不粉化和生物降解反应,其商品性优。
实施例5、采用燃料化添加剂3的垃圾处理
1、垃圾的收集、破碎、筛分
该步骤同实施例3中相应步骤。
2、水分调节处理和成型
经前述步骤1处理的垃圾进入混合贮料仓,进行水分调节处理。水分调节预处理时,投入实施例1制备的燃料化添加剂组合物3,投入量为垃圾基料重量的20%,进行混合,同时供氧以及喷洒好氧微生物菌剂,喷洒方法如实施例2中所描述,为高效发酵干燥创造最佳状态。
经过水分调节预处理后,构成高效水分调节系统,进行水分调节。水分调节时,前面破袋,破碎,分选过程产生垃圾渗滤液也可添加到垃圾中共同处理。该过程中,仍然保持供氧(吹入空气或氧气),并继续吹入电磁波动水纳米雾,以提高微生物的活性度,加快水分调节及燃料化反应。该过程温度调节为50-70℃)。该过程形成的一部分回流物料可输送到已包含活性微生物的发酵干燥系统帮助快速发酵干燥反应。通过水分调节,在24小时内将高含水率垃圾基料的含水率调节到30%左右。
对经过水分调节的干燥物实施精密(粗磨)破碎,从而使最终破碎物粒经≤5mm。
将水分含量调节为30%左右、经精密破碎的垃圾基料与尚未加入的另一部分燃料化添加剂组合物3混合,燃料化添加剂组合物1的投入量为垃圾基料重量的10%,搅拌,再经压辊式成型,制备固型燃料。
固型燃料的形状和大小,可根据燃料用户的要求和成型工序的效率来决定。
上述步骤中,涉及的若干工艺技术参数同实施例3中的工艺技术参数。
固型燃料主要性能指标
测定所获得的固型燃料的低位发热量,结果发现其发热量可达15500kj/kg。
所获得的固型燃料点火容易,燃烧充分,适合于任何燃烧过程中空气过制参数大于1.5的工业锅炉,且热值稳定,确保锅炉的运行稳定。
测定固型燃料生成的有害物质的量,由于优秀的燃烧特性结果发现,无烟,无臭,无毒性,产生的有害物质的量显著低于煤炭燃烧,环境安全性好。
测定固型燃料的储存性能,结果发现,固型燃料在常温下储存可达一年左右,不粉化和生物降解反应,其商品性优。
应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (15)
1.一种城市生活垃圾的燃料化处理方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)对垃圾进行破碎、筛分处理,获得小粒径的、有机垃圾重量含量高于50%的垃圾基料;
(2)在步骤(1)获得的垃圾基料中,加入燃料化添加剂组合物,混合,并喷洒含好氧微生物菌的纳米雾以及供氧,调节垃圾中的水分使含水率低于35%;
(3)将步骤(2)获得的垃圾基料破碎或成型,获得燃料;
其中,所述的燃料化添加剂组合物包括:食用有机物边角料,天然腐殖质类物质,植物或作物废弃物,碳质页岩,热量辅助剂,类硅酸盐矿物,长石类基性岩,碳酸盐沉积物,铁矿粉和矿质粘结剂。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的垃圾是含有有机物的城市生活垃圾。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所获得的垃圾基料中,有机垃圾的含量高于60%;较佳地高于70%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,调节垃圾中的水分使含水率低于32%,较佳地低于30%。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的小粒径是粒径小于500mm;较佳地粒径小于300mm;更佳地粒径小于200mm。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,还包括:收集破碎、筛分过程中产生的渗滤液;和
步骤(2)中,还包括,将步骤(1)中收集的渗滤液加入到垃圾基料中。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,喷洒含好氧微生物菌的纳米雾是以电磁波动水和纳米雾产生装置进行喷洒,该装置包括:
水槽,该水槽中具有至少1个叶轮,该水槽四周还包括至少1个电磁波动发生装置;以及
与所述电磁波动水槽连通的至少1个微细喷雾器。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,叶轮2转速为2000-3000rpm,电磁波动为20-30khz VLF。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的燃料化添加剂组合物包括:
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,按照重量比,所述的燃料化添加剂组合物的添加量为垃圾基料总重量的25~45%;较佳地,分两次添加:
第一次添加为:在步骤(1)获得的垃圾基料中添加按照重量比15~40%的燃料化添加剂;
第二次添加为:在调节垃圾中的水分使含水率低于35%之后,添加按照重量比5~20%的燃料化添加剂。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,加入燃料化添加剂组合物后,调节温度为50-70℃。
12.一种燃料化添加剂组合物,其特征在于,该组合物包括:
13.如权利要求12所述的燃料化添加剂组合物,其特征在于,所述的食用有机物边角料包括:食品工厂垃圾,厨余垃圾,水产物垃圾;
所述的天然腐殖质类物质包括:草煤土或泥煤苔;
所述的植物或作物废弃物包括:木屑,树皮,绿化垃圾,秸秆粉碎物;
所述的碳质页岩包括:煤矸石粉;
所述的热量辅助剂包括:废焦炭粉,煤炭粉;
所述的类硅酸盐矿物包括:电气石粉,锗石粉;
所述的长石类基性岩包括:玄武岩粉,麦板石粉;
所述的碳酸盐沉积物包括:黄土,黄土石粉;
所述的铁矿粉包括:磁铁矿粉;或
所述的矿质粘结剂包括:废石灰,废石膏,肥料厂污泥。
14.如权利要求12所述的燃料化添加剂组合物,其特征在于,该组合物包括:
15.权利要求12-14任一所述的燃料化添加剂组合物的用途,用于对垃圾进行燃料化处理,将垃圾转化为燃料。
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