CN1089323C - 将垃圾处理成建材原料及有机复合肥原料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种将垃圾处理成建材原料和有机复合肥原料的垃圾处理方法，通过将垃圾置于密闭装置经过一段保温保压的过程，使垃圾被分解、灭菌、除臭并减量，然后减压喷出，形成能作为建材原料和有机复合肥原料的垃圾分类，再将已分出的两类垃圾分别进行干燥、磁分选、粉碎、收集。经本方法处理的垃圾除所剔除的金属外全部成为建材原料和有机复合肥原料产品，本方法还具有不需分拣、无毒害，处理量大，耗资低廉的特点。

Description

将垃圾处理成建材原料及有机复合肥原料的方法
本发明涉及城市生活垃圾的处理技术。
当前，对城市垃圾的技术处理，概括起来有下列几种方法，分述如下：
第一种是填埋法。它是在少人区的一块大面积的土地上，建一个离地面数米深的坑场，坑场底部用膨润土铺成厚厚的防渗层，其中设置适当数量的管道，以收集所产生的垃圾渗沥液和沼气。垃圾运来后，倾卸坑场内，逐渐堆积，当坑场填满后，用土石填埋压实。其中垃圾即全部被消除。这种方法的优点是：建设周期短，处理量大。但无法避免的缺点是，1.土地占用多，并且由于垃圾发酵后产生沼气和地热，以及垃圾中含有的较大量的塑料和玻璃难于分解，填埋后的土地，在上百年的时间内无法进行绿化和耕种，因地基差，也不宜在其上建造房屋。2.存在地下水污染的隐患，一但防渗层被破坏——如出现地震，水质污染在所难免。3.建设投资大，而使用周期却不长。例如建一占地60公倾的填埋场，需投资1亿2千万元，若每日垃圾处理量为2千吨，只能使用11年。到期后需要重新占用土地和投资建设新的填埋场。这势必导致垃圾处理进入不断破坏土地资源，不断投资的恶性循环。4.填埋前垃圾长时间处于开放状态，在此期间，垃圾在发酵、腐烂后，滋生蚊蝇鼠类，产生有害气体和有机废液，传播疾病，污染空气。
第二种是分类处理法。它是先将垃圾按例如食物残渣及纸类、橡塑化纤废弃物、玻璃陶瓷灰土、金属等类进行分拣，然后分别采用相关工艺及其设备制成可利用的再生制品。如食物残渣及纸做堆肥或有机复合肥，橡塑化纤类做成塑胶，玻璃陶瓷灰土做建筑用品，金属回炉冶炼轧制成材料等。采用这种方法要求将垃圾详细分类，前处理工作量很大，实际上是分拣工序加上多个专业工厂。为了减少分拣难度和工作量，在倒垃圾时就要求将垃圾分类，这做起来涉及到社会管理水平及公众素质等非技术因素。由于此种方法只能对可分拣的成份进行处理，还有不少于40％的剩余物最终只能采取填埋。这种处理方法，虽然在很大程度上避免了填埋法的弊端，且能回收部分资源，但对垃圾分拣程度和能达到的分拣量要求高，在垃圾成份复杂的国家和地区，这一点却不易做到。这一点做不好，不仅运行成本高，垃圾处理量也小。另外，分拣工序劳动环境恶劣，工人须戴卫生防护面具。
第三种是焚烧法。它是当今国际上比较先进且较成熟的处理垃圾方法。它是将垃圾集中、干燥后，送入一特制燃烧炉，在炉中混配一定比例的燃料(如燃油)，进入燃烧室燃烧。燃烧时产生的热可用于供热、发电，产生的炉渣经粉碎后可作为生产空心砖、混凝土等建材原料。所述燃烧炉是一特大型设备，包括大型传送机构、干燥机构、混配室、燃烧室、引风系统、排渣系统、循环水系统、供热系统、发电系统。此方法的优点是：1.垃圾勿需分拣；2.做到无剩余处理，且处理周期短；3.资源回收率高；4.占地少。但由于焚烧炉结构复杂庞大，大大超过同等规模发电厂的建设，因而投资巨大。例如建一个日处理400吨垃圾的焚烧炉，需要投资2亿元以上。除此之外，实施此方法还需消耗大量的燃料。另一方面，由于高温燃烧，垃圾中的化学物质特别是高分子化合物发生裂解，不断向空中释放有毒物质，如二哦
等致癌物质，这使人类健康受到极大威胁，现已引起严重关注。
本发明的目的，在于提供一种能将垃圾全部处理成建材原料和有机复合肥原料的方法，并使垃圾的处理不需分拣，无毒害，处理量大又耗资低廉。
实现上述目的方法，包括提供小于整砖体积的待处理垃圾，将这样的垃圾置于密闭装置中，在120～220℃温度和3～15个大气压力下保持1-5小时，然后减压至0.5-4大气压力将密闭装置内的垃圾向外喷出，对喷出后自然形成分类的可制作建材原料类物和可制作有机复合肥类物分别进行干燥、磁分、粉碎、收集。
根据本发明的方法，提供小于整砖体积的待处理垃圾，可通过在通往密闭装置的传送带上设置振动筛和粉碎机的办法，较好的方式是采用将传送带设置成两层，上层传送带于末端与垂直于它并倾斜向下的振动筛相连，振动筛低端连接粉碎机进口，粉碎机出口又回过来与上层传送带相连，下层传送带于前端置于振动筛之下，而末端接近密闭装置的进口这样一种筛分粉碎循环机构，以保证能连续地提供小于整砖体积的待处理垃圾。如果垃圾中无大块，即可直接送进密闭装置。
密闭装置内所需的温度和压力，可通过锅炉送入高压蒸气来提供，压力的控制应用常规方法即可。
垃圾中能制作有机复合肥原料的成份为食物残渣、纸等动植物一类有机物，为了能将它们分离出来，并对整体垃圾进行灭菌除臭，采取对密闭装置内的垃圾保温保压一段时间的措施，所述密闭装置可采用高压热解釜，为取得效果，釜内压力、温度及保持时间较好的是：温度120～220℃，大气压力3～15个，时间1.5～5小时，而更好的是：温度150～210℃，大气压力3～10个，时间2～5小时。
盛接从密闭装置喷出的垃圾，应有一个不小于800m2的落料场。为使密闭装置内的垃圾全部喷出，应保持该装置内外压差至垃圾全部喷出。
由于垃圾从密闭装置喷出时带有水份，而最终要处理为细粒，为便于粉碎，两类垃圾烘干最终都应达到10％～20％的湿度。烘干可用电热，红外及热风干燥，较好的方式是采用热风烘干。若将热风干燥炉的风管引至锅炉烟道并在其上装置热交换器，还可利用锅炉的余热。
磁分选可在一段通磁的传送带上进行。比如将传送带做成闭合的，并不停地绕心旋转，将下层的一段不通磁，而其它部分通磁。垃圾进入处于上层的传送带时，其中铁件被吸住，垃圾走到尽头落下后，剩下的铁件随传送带进入下层无磁段，铁件即被分选出来。
被烘干后又经过磁分选的垃圾，软硬物皆有，如作为建材原料类物中的陶瓷、尘土、木块、橡塑物、建筑垃圾、玻璃等，作为有机复合肥原料类物中的纸类、菜类、肉皮、骨头等，所以用于粉碎的设备是软硬物粉碎机。对已分出的将制作成建材原料一类的垃圾，按所制建材的需要，调整软硬物粉碎机内装置，粉碎成80-200目粒度，即成为各类建材原料；对将制作成有机复合肥原料一类的垃圾，经过软硬物粉碎机粉碎成100目以上粒度，成为有机复合肥原料。夹杂在有机肥原料中的少数不含营养成份塑料、化纤等垃圾经粉碎只能成为细条状，可在随后的筛选中筛出后归入建材原料。
为了形成大规模处理垃圾的能力，可以将主要设备：密闭装置、锅炉、干燥装置、软硬物粉碎机等按不同规格或数量进行配比组合，形成不同规模的生产线。如将8m3高压热解釜5个，2吨锅炉4个，20kg/min热风干燥炉5座，25kg/min软硬物粉碎机3台等配比组合，就可形成日处理100吨垃圾的生产线；将10m3高压热解釜10个，4吨锅炉4个，60kg/min热风干燥炉4座，25kg/min软硬物粉碎机10台等配比组合，就可形成日处理300吨垃圾的生产线。
从上述说明可以看出，本发明的方法只对垃圾有低的体积要求，不需进行分拣，而且处理过程中只需使用普通设备，这使垃圾的处理大为简单，而且投产和运行都耗费低廉，十分适用于垃圾成份复杂的国家和地区。
由于该方法使垃圾在密闭状态下经过了高于对人体、动物、农作物有害生物耐受温度的高温(120-220℃)，因而无论在处理过程中还是处理后成为产品的细粒都是无菌、清洁的(参照附件：122种对人体、动物、农作物有害生物耐受温度表)；另一方面，由于温度不超过220℃，垃圾中的高分子化合物(如烯、烃类等)不能发生裂解，因而不会有有毒物质(如二哦)释放出来污染大气。
由于该方法中适当的温度和压力，垃圾中能作为有机复合肥原料的动植物一类有机物分子长链分解成短链以致熔缩、脱水、细化，使之在体积、重量、形态方面与其它垃圾成份形成较大的悬殊，从而孕育出喷出后显然不同的分布趋势，得到前15米左右80％以上为所述有机类，后至50米左右90％以上为其它成份的近乎扇形的分布，较轻易和较准确的解决了分类问题，而分出的两类垃圾(除剔出的金属外)又分别全部可制作成建材原料和有机复合肥原料。因而本发明的方法几乎具有100％的资源回收率。
由于设备可进行多台配置组合，使垃圾处理量大。在城市垃圾量上升后，调整该方法中涉及的某些设备的规格或数量，即可满足更大量的垃圾处理。
下面谈一实施例：
98年10月20日，按本发明的方法在所组成的小型生产线上进行了小批量生产。
图1是根据本发明的设备示意图。
图2是根据本发明的工艺设备布置方框图。
图1中，1为筛分粉碎循环机构，2为锅炉(2吨)，3为高压热解釜(2.5m3)，4为落料场，5为热风干燥炉(JBS-LG-RFL)，6为磁分选机构，7为软硬物粉碎机(LFH-660)，8为吸粉机，9为空压机，10为热交换器，11为除杂筛。
过程：
13：00  用垃圾车倾倒20车垃圾，共1吨，因无大块，勿需筛分和粗粉碎，直接经提升机送入高压热解釜。
13：30  装料完毕，密封进出料口。
13：35  开进气阀，升压升温。
13：54  压力升至12个大气压，温度升至210℃。
13：54～15：40  釜内垃圾在上述压力和温度下热解。
15：40  开减压阀。
15：45  釜内压力减至4个大气压。
15：45～15：56  开动控制机构，喷射口开放，釜内垃圾在釜内压力下，向外形成长80米，宽15米的扇形分布区，经鉴别，从喷射口起18米的扇形范围中，基本上是细碎的可和为有机复合肥原料的有机类，其余部分是垃圾中其它成份。
15：56～16：20  按分布区域将各类集中收集，分别送入热风干燥机干燥。
16：20～16：30  干燥完毕，湿度为10％-15％。出炉后，经过磁分选机剔除金属，送入软硬物粉碎机，根据有机复合肥原料的要求，将该类逐级粉碎至120目；按制作建材原料的要求将该类逐级粉碎至80-120目。
经统计，处理垃圾总重量1吨，经高压热解喷流后，垃圾体积共减少68％，经干燥后，垃圾重量为620公斤，共减少32％，其中作建材原料的垃圾约420公斤，作有机复合肥原料的垃圾约190公斤。

Claims (3)

1.将垃圾处理成建材原料及有机复合肥原料的方法，其特征在于：包括提供小于整砖体积的待处理垃圾，将这样的垃圾置于密闭装置中，在120～220℃温度和3～15个大气压力下保持1-5小时，然后减压至0.5-4大气压力将密闭装置内的垃圾向外喷出，对喷出后自然形成分类的可制作建材原料类物和可制作有机复合肥类物分别进行燥干、磁分、粉碎、收集。
2.根据权利要求1所述的将垃圾处理成建材原料及有机复合肥原料的方法，其特征在于：干燥所达到的湿度为10％-20％。
3.根据权利要求1所述的将垃圾处理成建材原料及有机复合肥原料的方法，其特征在于：对做建材原料的垃圾粉碎粒度为80-200目，对做有机复合肥原料的垃圾粉碎粒度为不小于100目。
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