CN107236554A - 一种垃圾成型料的提质工艺 - Google Patents

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杜明来
赵文涛
马芳
白洪彬
刘彦芳
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Abstract

本发明提供了一种垃圾成型料的提质工艺，该工艺通过对生活垃圾进行分类以挑选其中的有机物成分，再对该有机物成分进行干燥和压制处理，即可制得垃圾成型料，这样不仅确保垃圾原料能够推入捣固焦炉中进行提质处理，而且还使得垃圾干馏后的固体产物易于捣固焦炉的推焦，从而获得一定可观量的粗煤气、焦油、焦炭。可见，本发明的提质工艺不仅能够降低油气和焦炭产品的原料成本，还可有效实现垃圾的资源化利用，使得本发明的工艺既有可观的经济效益又有一定的社会效益。

Description

一种垃圾成型料的提质工艺
技术领域
本发明涉及城市废弃物处理技术领域，尤其涉及一种采用捣固焦炉对垃圾成型料进行提质的工艺。
背景技术
随着我国社会经济的飞速发展、城市化进程的加快及人民生活水平的提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾废弃量也随之迅猛增加。目前，我国历年垃圾堆存量已高达60亿吨，占用耕地5亿平方米，直接经济损失达80亿元人民币，并且城市垃圾产生量还在以每年8～10％的速度递增，致使我国成为世界上垃圾包袱最重的国家，因此，对于城市垃圾的无害化、减容化和资源化处理已迫在眉睫。
根据垃圾来源的不同，城市垃圾可分为工业垃圾、建筑垃圾和生活垃圾，其中，生活垃圾是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物。在我国，目前已有的生活垃圾处理方法大致分为以下四类：(一)早期的填埋工艺：寻找垃圾场，对垃圾进行深埋，其弊端是大量占据土地，且垃圾分解产生的有毒物在地层渗透，影响周边的土地质量；(二)近期的垃圾焚烧工艺，在一定程度上缓解了土地污染，但焚烧垃圾所产生的大量有毒有害气体却又造成了大气污染；(三)目前推行的垃圾堆肥工艺：将垃圾仔细分选，收集其中的纸质、布料、食物残渣等有机物，再经发酵转变成垃圾肥料以供农业生产使用；(四)正在研究的垃圾衍生燃料技术，虽然该技术已在日、德、美等发达国家得到了产业化应用，但由于我国目前尚不具备规范的垃圾分类收集体系，因而，国外对于组分稳定的分类垃圾的燃料制作技术无法适用于我国的高湿混合垃圾。因此，应当针对我国的垃圾回收现状，设计研发适合我国国情的垃圾资源化处理方法。
捣固焦炉是煤的焦化工艺中使用的大型化设备，其占地面积广，投资基建费用大。煤焦化是以煤为原料经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺，其焦炭产品主要是冶金焦或化工焦。由于工业上对这类焦炭的品质要求很高，使得生产冶金焦或化工焦所采用的煤原料主要是焦煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、瘦煤、贫瘦煤等煤种，属于中变质烟煤，但是近年来煤炭资源的短缺，特别是用于焦化工业的中高品质煤原料的减少，使得焦化行业的原料成本与日俱增，加之近几年钢铁、冶金等大量需要冶金焦或化工焦的行业的衰退，导致焦炭产品的需求量减少、价格下滑，从而迫使焦化厂急剧缩减焦炭产量，由此带来的后果是捣固焦炉停止运行，而一旦焦炉停用便会报废，那么为了保护斥巨资投建的捣固焦炉设备，就不得不在最低程度内维持焦炉的运行，这样不仅降低了捣固焦炉的利用度，还会造成焦化行业的产能过剩。因此，如何拯救濒临负增长的焦化产业，提高捣固焦炉的利用度，解决焦化行业产能过剩的问题已成为当前遏制焦化行业发展的瓶颈。
综上所述，在目前的形势下如何能够将捣固焦炉应用于垃圾的资源化开发利用领域，以使上述两方面的问题都得以迎刃而解，是困扰本领域技术人员的一个技术难题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术无法对我国的高湿混合垃圾进行资源化利用的缺陷及现有的捣固焦炉利用度低的问题，进而提供一种采用捣固焦炉对垃圾成型料进行提质的工艺。
为此，本发明实现上述目的的技术方案为：
一种垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集有机物成分，所述有机物成分包括木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾中的一种或多种；
(2)在110-120℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至25wt％以下；
(3)采用5-40MPa的压力将步骤(2)得到的有机物成分压制成型，即制得垃圾成型料；
(4)对所述垃圾成型料进行提质处理，控制提质温度为850-950℃、提质时间不小于16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到焦炭。
干燥后的所述有机物成分的含水量为16～22wt％。
步骤(3)中还包括对步骤(2)得到的有机物成分进行降温的步骤。
降温后的有机物成分的温度为45～55℃。
步骤(3)中压制成型的条件为：在25-35MPa下保压0.5-2min。
所述提质处理是在捣固焦炉中进行的。
本发明采用液压设备对物料进行压制处理，根据所使用的模具的形状和尺寸的不同，能够制得具有任意形状和尺寸的成型料。优选地，本发明制得的垃圾成型料的形状和尺寸与捣固焦炉的炭化室相匹配。
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的垃圾成型料的提质工艺，充分利用高温干馏能使生活垃圾中的有机物成分转换成油气、且残余物可用作化工焦的特性，通过对生活垃圾进行分类以挑选出其中的有机物成分，再对该有机物成分进行干燥和压制处理，即可制得垃圾成型料，这样一方面确保垃圾原料能够推入捣固焦炉中进行提质处理，另一方面还使得垃圾干馏后的固体产物易于捣固焦炉的推焦，从而获得一定可观量的粗煤气、焦油、残炭。可见，本发明的提质工艺不仅能够降低油气和焦炭产品的原料成本，还可有效实现垃圾的资源化利用，使得本发明的工艺既有可观的经济效益又有一定的社会效益。由此，本发明所述的垃圾成型料提质工艺既解决了现有技术因不存在大规模的工业化设备而使垃圾应用受限的问题，又克服了现有的捣固焦炉利用度低、提质行业产能过剩的问题。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在下述实施例中，wt％表示质量百分含量，“kg/t成型料”指每吨成型料得到的产品的千克数，“Nm3/t成型料”指每吨成型料得到的粗煤气的体积换算成0℃、1个标准大气压下的立方米数。
实施例1
本实施例所述的垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾等有机物成分；
(2)在110℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至25wt％；
(3)采用40MPa的压力对步骤(2)得到的有机物成分进行压制处理，保压1min后即成型为垃圾成型料；
(4)将所述垃圾成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。
本实施例得到的粗煤气的量为450Nm3/t成型料，焦油的量为52kg/t成型料，焦炭的量为300kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的30％。
实施例2
本实施例所述的垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾等有机物成分；
(2)在120℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至16wt％；
(3)待步骤(2)得到的有机物成分的温度降低至45℃后，采用25MPa的压力对步骤(2)得到的有机物成分进行压制处理，保压0.5min后即成型为垃圾成型料；
(4)将所述垃圾成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为950℃，提质时间为18小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。
本实施例得到的粗煤气的量为520Nm3/t成型料，焦油的量为57kg/t成型料，焦炭的量为335kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于4％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
实施例3
本实施例所述的垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾等有机物成分；
(2)在115℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至22wt％；
(3)待步骤(2)得到的有机物成分的温度降低至55℃后，采用30MPa的压力对步骤(2)得到的有机物成分进行压制处理，保压2min后即成型为垃圾成型料；
(4)将所述垃圾成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为900℃，提质时间为20小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到残炭。
本实施例得到的粗煤气的量为480Nm3/t成型料，焦油的量为53kg/t成型料，焦炭的量为308kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于5％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的20％。
实施例4
本实施例所述的垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾等有机物成分；
(2)在120℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至19wt％；
(3)待步骤(2)得到的有机物成分的温度降低至50℃后，采用35MPa的压力对步骤(2)得到的有机物成分进行压制处理，保压1.5min后即成型为垃圾成型料；
(4)将所述垃圾成型料推入捣固焦炉中进行提质处理，控制提质温度为850℃，提质时间为18小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到焦炭。
本实施例得到的粗煤气的量为490Nm3/t成型料，焦油的量为56kg/t成型料，焦炭的量为325kg/t成型料，以质量计，其中焦炭中的固体碳含量不小于50％、挥发分含量不大于6％，焦炭筛分后粒径在40mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的10％，粒径在25mm以上的颗粒总质量为焦炭总质量的30％。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种垃圾成型料的提质工艺，包括如下步骤：
(1)对生活垃圾进行分类，收集有机物成分，所述有机物成分包括木制品、竹制品、棉麻制品、纸制品、厨余垃圾中的一种或多种；
(2)在110-120℃的无氧条件下对所述有机物成分进行干燥处理直至含水量降低至25wt％以下；
(3)采用5-40MPa的压力将步骤(2)得到的有机物成分压制成型，即制得垃圾成型料；
(4)对所述垃圾成型料进行提质处理，控制提质温度为850-950℃、提质时间不小于16小时，收集溢出的粗煤气、焦油，同时得到焦炭。
2.根据权利要求1所述的提质工艺，其特征在于，干燥后的所述有机物成分的含水量为16～22wt％。
3.根据权利要求1或2所述的提质工艺，其特征在于，步骤(3)中还包括对步骤(2)得到的有机物成分进行降温的步骤。
4.根据权利要求3所述的提质工艺，其特征在于，降温后的有机物成分的温度为45～55℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的提质工艺，其特征在于，步骤(3)中压制成型的条件为：在25-35MPa下保压0.5-2min。
6.根据权利要求1-5任一项所述的提质工艺，其特征在于，所述提质处理是在捣固焦炉中进行的。
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