CN109385287A - 一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于有机垃圾处理技术领域，提供了一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺，工艺所用的设备包括有机垃圾破碎装置、生物干化装置、滚筒分选装置、生物质热解炉、气体换热装置、气体净化装置、储气装置、有机肥混合装置和MAP净水装置。本发明的工艺实现有机垃圾的全组分资源化利用，产生的生物炭可制活性炭单独销售，也可与产生的腐殖土、鸟粪石混合制成炭基有机肥，将有机垃圾中的渗滤液制成低氨氮冷凝水用于城市绿化；在处理过程中不产生任何额外的气液固废物的同时，实现了零排放，避免了二次污染；同时对处理过程中产生的热量进行回收，回用到处理过程中，节约了能耗，降低了生产成本。

Description

一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源 化处理工艺

技术领域

本发明属于有机垃圾处理技术领域，具体为一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺。

背景技术

我国有机垃圾种类多、来源广，既包括秸秆、树叶等农林废物，厨余泔脚、果壳等日常垃圾，有包括禽畜粪便、食品工业废渣、污泥、高浓度有机废水等。据不完全统计2002年全国有机垃圾的排放总量达41.3～43.4亿吨，到2017年时城市生活垃圾累积堆存量超过65亿吨，侵占约35亿平方米土地，全国660多个城市中，已有2/3的大中城市被垃圾包围，有1/4的城市被迫将解决垃圾危机的途径延伸到乡村，导致垃圾二次污染，城乡结合区域的生态环境迅速恶化。

填埋和焚烧是常规的垃圾处理方法，但由于垃圾填埋不仅占地大、选址难、难以回收其中的有用资源，而且填埋过程中的渗滤液、恶臭和填埋气更会对周围环境造成危害；同时，随着环保标准的不断提高，填埋初期投资和运行费用也越来越高。因此，填埋正发展成为一种垃圾的最终处置手段，用于处理各类无机垃圾。垃圾焚烧虽可最大程度地实现减量化和无害化，但由于初期投资和运行成本过高、焚烧尾气的二次污染，且其对原料热值和含水率由较高的要求，因此也不宜用于处理有机垃圾。

和一般垃圾相比，有机垃圾具有热值小、易腐烂、有机质含量高，以及N、P、K和其他微量元素含量丰富等特点，针对有机垃圾产量每年以8％～10％的速度递增的现状，本发明提供了一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺。

专利引用了专利号为201610629633.8中国专利申请一种生活垃圾热风耦合生物干化的处理方法。

一种生活垃圾热风耦合生物干化的处理方法，其特征在于，步骤如下：

(1)阶段式升温驯化

将生活垃圾破碎至粒径为5-10cm作为驯化的物料，利用生活垃圾中的原生微生物或好氧脱水污泥中的微生物进行驯化；生活垃圾初始含水率调节至60-65％，通入低速热风，保证物料好氧环境；通过热风耦合作用设定驯化温度，初始驯化温度设为35℃，停留36-48h后，驯化温度再设定至40℃，停留18-24h后，驯化温度进一步设定至45℃，停留10-12h后，最终将驯化温度设定为50℃，驯化10-12h，驯化后的物料微生物活性较高，氧气消耗速率为30mg/(g VS·h)以上，可用于生物干化接种，实现嗜高温菌种的驯化富集；阶段式升温驯化过程中，物料每天翻堆2次，避免物料局部厌氧酸化，促进微生物均匀分布；物料停留3-4天，驯化结束，将驯化后的物料输入干化反应器中用于接种，干化反应器及时排空并加入新鲜物料，重复上述驯化过程，保证整个驯化接种过程的连续运行；

(2)热风耦合接种干化

将生活垃圾破碎至粒径为5-10cm后，与驯化后的物料按照质量比3:1混合，混合物料装填完成，进行间歇通风，通过热风耦合的辅助作用使混合物料温度维持在50℃以上，同时在微生物发酵产热和调节变频风机通风散热的作用下，控制混合物料温度在50-60℃内连续运行，每天翻堆2次，促进混合物料中生活垃圾的快速干化；4天内处理生活垃圾含水率低于25％时，干化反应器内干化后的生活垃圾及时排空，驯化物料加入后继续混入破碎后原生生活垃圾，实现过程连续运行。

专利引用了专利号为201110083062.X中国专利申请一种有机物热解制取活性炭方法。

一种有机物热解制取活性炭方法，包括有机物热解过程、重整过程、有机物干燥过程、可燃气体的净化过程和蓄热燃烧换热过程，其特征在于以下步骤，热解过程中，有机物作为热解原料在有机物热解装置内进行热解，产生可燃气体、焦油和焦炭；热解后可燃气体经过气固分离装置、高温除尘装置后，进入重整装置中进行部分燃烧蓄热重整，热解气中的焦油成分被分解；重整装置为高温重整反应装置，工作温度为800-900℃；重整介质为催化剂，对可燃气体中的焦油成分经过重整装置进行催化重整；有机物包括有机固体废物、生物质、煤、城市污泥、油田含油污泥，塑料类、橡胶类、有机垃圾及其衍生物；可燃气体为H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8；从重整装置出来的可燃气体进入干燥装置，通过换热加热干燥装置，可燃气体被冷却；从干燥装置入口处加入的湿物料被干燥，干燥后产生的有机物作为热解原料进入热解装置中参与反应，进入干燥装置的湿物料含水率为60-80％；干燥过程中，可燃气体经重整装置后进入干燥装置，干燥过程用于回收可燃气体中的显热；冷却后的可燃气体经过净化装置后进入储气装置；储气装置中储存的可燃气体在高温蓄热燃烧装置进行燃烧，燃烧产生的高温烟气使蓄热燃烧装置一直保持较高温度水平，排出的尾气经过换热器后排出；蓄热燃烧烟气尾气预热回收过程中对空气的预热温度为150-200℃；从储气装置中引出的可燃气体分为两部分，一部分作为燃料在蓄热燃烧装置中燃烧，另一部分在蓄热燃烧装置中被加热；燃烧时产生大量的热量将可燃气体加热成高温可燃气体；从蓄热燃烧装置出来的高温可燃气体作为热解介质进入热解装置为热解反应提供热量，同时也作为活化剂对热解过程中的焦炭进行活化，从而生成活性炭。

发明内容

本发明提供了一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺，本发明真正意义上的实现有机垃圾的全组分资源化利用，在处理过程中不产生任何额外的气液固废物的同时，实现了零排放，避免了二次污染，同时对处理过程中产生的热量进行回收，回用到处理过程中，节约了能耗，降低了生产成本。

本发明的技术方案：

一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺，包括有机垃圾破碎装置、生物干化装置、滚筒分选装置、生物质热解炉、气体换热装置、气体净化装置、储气装置、有机肥混合装置和MAP净水装置。

有机垃圾经由垃圾破碎装置破碎后送入生物干化装置进行干化，产生的干化垃圾进入滚筒分选装置进行分选，分选出的大粒径高热值可燃物颗粒送入生物质热解炉进行热解，小粒径的腐殖土送入到有机肥混合装置；高热值可燃物颗粒在生物质热解炉内进行热解，产生生物炭和热解气，生物炭送入有机肥混合装置，热解气经与气体换热装置中的常温空气换热；换热后的热解气依次经由气体净化装置和储气装置后送回生物质热解炉，燃烧为热解过程提供能量后为生物干化提供必要的反应热量后排出；换热后的热空气进入生物干化装置为干化过程提供必要的反应热量；生物干化装置产生的高氨氮冷凝水送入MAP净水装置进行处理，处理后的低氨氮冷凝水用于城市绿化，沉淀产生的鸟粪石送入有机肥混合装置；经由有机肥混合装置配比混合后的碳基有机肥对外销售。

本发明的有益效果：

(1)本发明真正意义上的实现有机垃圾的全组分资源化利用，产生的生物炭可制活性炭单独销售，也可与产生的腐殖土、鸟粪石混合制成碳基有机肥，将有机垃圾中的渗滤液制成低氨氮冷凝水用于城市绿化；

(2)处理过程中不产生任何额外的气液固废物的同时，实现了零排放，避免了二次污染；

(3)对处理过程中产生的热量进行回收，回用到处理过程中，节约了能耗，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

参照图1，本发明的一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺，包括有机垃圾破碎装置、生物干化装置、滚筒分选装置、生物质热解炉、气体换热装置、气体净化装置、储气装置、有机肥混合装置和MAP净水装置。

有机垃圾经由垃圾破碎装置破碎后送入生物干化装置进行干化，产生的干化垃圾进入滚筒分选装置进行分选，分选出的大粒径高热值可燃物颗粒送入生物质热解炉进行热解，小粒径的腐殖土送入到有机肥混合装置；高热值可燃物颗粒在生物质热解炉内进行热解，产生生物炭和热解气，生物炭送入有机肥混合装置，热解气经与气体换热装置中的常温空气换热；换热后的热解气依次经由气体净化装置和储气装置后送回生物质热解炉，燃烧为热解过程提供能量后为生物干化提供必要的反应热量后排出；换热后的热空气进入生物干化装置为干化过程提供必要的反应热量；生物干化装置产生的高氨氮冷凝水送入MAP净水装置进行处理，处理后的低氨氮冷凝水用于城市绿化，沉淀产生的鸟粪石送入有机肥混合装置；经由有机肥混合装置配比混合后的碳基有机肥对外销售。

Claims (1)

1.一种基于生物干化和自清洁热解技术的有机垃圾全组分资源化处理工艺，其特征在于，所述的有机垃圾全组分资源化处理工艺所用的设备包括有机垃圾破碎装置、生物干化装置、滚筒分选装置、生物质热解炉、气体换热装置、气体净化装置、储气装置、有机肥混合装置和MAP净水装置；

有机垃圾经由垃圾破碎装置破碎后送入生物干化装置进行干化，产生的干化垃圾进入滚筒分选装置进行分选，分选出的大粒径高热值可燃物颗粒送入生物质热解炉进行热解，小粒径的腐殖土送入到有机肥混合装置；高热值可燃物颗粒在生物质热解炉内进行热解，产生生物炭和热解气，生物炭送入有机肥混合装置，热解气经与气体换热装置中的常温空气换热；换热后的热解气依次经由气体净化装置和储气装置后送回生物质热解炉，燃烧为热解过程提供能量后为生物干化提供必要的反应热量后排出；换热后的热空气进入生物干化装置为干化过程提供必要的反应热量；生物干化装置产生的高氨氮冷凝水送入MAP净水装置进行处理，处理后的低氨氮冷凝水用于城市绿化，沉淀产生的鸟粪石送入有机肥混合装置；经由有机肥混合装置配比混合后的碳基有机肥对外销售。