CN109604305B - 一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法，主要用于待热解处理的生活垃圾与竹制品边角料等低危害工业有机固废的组分复配调节，实现不同组分有机固废的组分配比和协同处理。主要步骤包括生活垃圾分选、破碎和成分分析，竹制品边角料破碎，并按照比例添加完成混合均匀，以此调节生活垃圾中的组分数量，降低生活垃圾的复杂度并实现生活垃圾与工业有机固废的协同处置。本发明可广泛应用于生活垃圾热解处理的前端预处理，可实现待裂解有机固废的物相调节，提高有机固废的处理效率。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理领域，特别是垃圾预处理领域，具体涉及一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法。
背景技术
生活垃圾热解处理是继垃圾填埋、垃圾焚烧后最具有发展前景的生活垃圾处理方法之一，垃圾热解过程中的高温无氧条件不仅可促进生活垃圾最大程度的减量，还可将生活垃圾中的有机物裂解成炭、燃气和裂解油，实现生活垃圾最大程度的资源化利用。但是，生活垃圾中存在的有机物种类繁多且成分复杂，不同有机物在热解过程中的理化性质变化规律和不同元素的迁移转化规律各异，致使难以实现热解反应过程的精确控制，在热解过程中容易造成热解反应不稳定，不同相态的裂解产物转化效率和转化比例波动，降低热解设备工作效率，增加其腐蚀速率和老化程度等。
以竹制品(凉席等)加工边角料为代表的低危害有机固废组分简单，其热解反应过程控制相对简单，但因其热值相对较低、危害程度小、可降解等因素，几乎未被纳入有机固废处理范畴中。但随着产量逐渐增加，过多堆放的竹制品加工边角料容易滋生霉菌，在一段时间内占用大量土地面积，且任其缓慢降解并无法实现竹制品的资源化利用。
基于上述原因，如何解决生活垃圾热解过程的因组分复杂导致的过程不可控的问题，提高有机物热解过程的可控性，降低生活垃圾中有机物的组分数量和组分复杂程度，并解决竹制品废弃物过多带来的环境污染，是亟需解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上问题，本发明公开了一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法，通过向组分复杂的生活垃圾中添加一定比例的竹制品边角料，来提高生活垃圾热解产物的转化率和生活垃圾的资源化利用效率。一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法，主要包括以下步骤：
S1：对生活垃圾进行初步分选，分选出其中的无法降解组分，保留不可自然降解有机固废；
S2：将分选后的不可自然降解有机固废破碎成有机碎片；
S3：将步骤S2处理的所述有机固废颗粒混合均匀后取样分析，获得混合物中高热值H类，中热值M类和低热值L类的有机固废比例；
其中，所述L类有机固废热值低于20MJ/kg；所述M类有机固废热值在20-35MJ/kg之间，H类有机固废热值高于35MJ/kg；
S4：将步骤S3中加入低热值可自然降解有机固废，将H类：M类：L类比例调节至1：(0.5-1.2)：(0.6-1.0)范围内；所述低热值可自然降解有机固废热值低于20MJ/kg。
S5：将经步骤S4复配的有机固废物和所述低热值可自然降解有机固废混合均匀，即完成待处理有机固废的组分复配预处理。
进一步地，所述H类：M类：L类比例为1:(0.6-1.0):(0.7-0.9)。
进一步地，所述H类：M类：L类比例为1:0.7:(0.6-0.8)。
进一步地，在所述步骤S4前，将所述低热值可自然降解有机固废破碎成颗粒。
进一步地，所述H类包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯；所述M类包括聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯；L类包括聚氯乙烯、聚甲醛树脂。
进一步地，经所述步骤S2处理的有机碎片的当量直径为1-2cm；所述低热值可自然降解有机固废颗粒的当量直径为0.2-0.5cm。
进一步地，将步骤S2破碎后的所述有机碎片置于混料机中搅拌混合1-3h。
进一步地，所述低热值可自然降解有机固废为竹制品或木制品废弃物。
进一步地，经所述步骤S2处理的有机碎片的当量直径为1.5-2cm。
进一步地，步骤S1所述的初步分选方式为风选、磁选、滚筒筛选、涡电选中的一种或多种，分选出生活垃圾中的玻璃瓶、石块、玻璃制品等无机组分，提高生活垃圾中的有机质含量和热值。
进一步地，步骤S3所述的取样分析方法采用色谱分析、热重分析、热值测定中的一种或者多种。
本发明的有益效果：
本发明通过对混合有机固废进行组分分析和比例定向的组分复配，实现了生活垃圾中组分复杂的塑料类废弃物和竹制品边角料等组分简单的低危害工业有机废弃物的协同处理，同时实现了待处理有机固废热值变化和热解反应过程中黏度极限值变化的控制，提高了有机固废热解反应的稳定性，有效降低了生活垃圾中物相的复杂程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步解释说明，需要指出的是，本实施方式仅是对本发明所述技术方法的详细阐述，并不对本发明所述的技术方法构成任何形式的限制，凡是在本发明所述领域及相近领域的组分复配预处理方法均应当受到本发明的保护。
其中，图1为一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法的流程图。
实施例1
鉴于本发明具体实施地点的地理情况，以及竹制品边角料的热值、热解过程变化等特点，本实施例特选竹制品边角料作为生活垃圾组分复配调节的原料，竹料热值一般12-15MJ/kg。通过组分复配的方式进行实现待处理生活垃圾的组分热值和热解过程中黏度调控。一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法，主要包括以下步骤：
S1：对生活垃圾进行常规的初步分选，分选出其中的无法降解组分，保留不可自然降解的塑料类有机固废物；
S2：将分选后的塑料类有机固废物进行破碎，成直径为1-2cm的有机碎片；
S22：将竹制品边角料破碎成直径0.2-0.5cm竹制品颗粒；
S3：将步骤S2处理的塑料类有机固废物颗粒混合均匀后取样分析，获得混合物中高热值H类，中热值M类和低热值L类的有机组分的比例；
其中，所述L类包括聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛树脂(POM)等热值低于20MJ/kg的有机固废物；所述M类包括聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)等热值位于20-35MJ/kg之间的有机固废物，H类包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等热值高于35MJ/kg的有机固废物；
S4：通过加入经步骤S3处理的竹制品颗粒的方式，将H类：M类：L类比例调节至1：(0.5-1.2)：(0.6-1.0)范围内。
S5：将经步骤S5复配的有机固废物和竹制品颗粒混合均匀，即完成待处理有机固废的组分复配预处理。
实施例2
采用实施例1的方法进行有机固废热处理的组分复配预处理。将竹制品边角料破碎至0.2-0.5cm后备用，将1.5吨生活垃圾的初步分选后，保留有机固废，并将其破碎成直径1-2cm的有机固废碎片后于混料机中搅拌混合1h；
经过热重分析和热值测定，算得其组分比例约为H类：M类：L类＝1:0.7:0.3；
取其中有机固废碎片200kg，共5组，分别向其中加入0kg、15kg、25kg、35kg、45kg竹制品边角料颗粒并在混料机中混合均匀，调整组分比例分别为H类：M类：L类比例为1：0.7：0.3、1:0.7:0.6、1:0.7:0.8、1:0.7:1、1:0.7:1.2。
各组有机固废碎片分别充分混匀后，各取200kg，分别编号1,2,3,4,5；将以上5组有机固废置于800℃的生活垃圾高温裂解装置中进行热解处理，通过考察产气量、产炭量分析组分复配对待热解有机固废的热值，通过焦油分离量分析热解过程中的黏度变化情况。所述产气量是指有机固废热解后收集到的净化后热解气总量，用于衡量有机固废热值特征，产气量越大，则说明原料热值越大；所述产炭量是指有机固废热解后从固相残渣中分离出的裂解炭总量；所述焦油分离量是指在冷凝气相组分的过程中分离出的裂解焦油。
5组有机固废热解产物见表1由表1可知，在待裂解有机固废质量相同的情况下，随着竹制品边角料添加量的增加，L类组分比例逐渐增加，H类和M类组分的相对比例随之降低。即800℃相同裂解条件下，相同质量的有机固废产气量和焦油分离量随着竹制品边角料添加量的增加逐渐降低，产炭量随之逐渐增加。
表1 5组有机固废热解产物分布情况
根据上述结果分析可知，在H类组分含量较高的生活垃圾中添加一定量的竹制品边角料可有效降低其焦油含量，在其与塑料类组分协同热解过程中可降低组分中焦油的产量，因竹制品不具备热塑性，受热过程中不会因软化而增加熔融组分的黏度，从而提高生活垃圾的处理效率。但是添加过量竹制品边角料的同时会大幅降低待处理有机固废的热值及其对应的热解气产量。
本发明通过对混合有机固废进行组分分析和比例定向的组分复配，实现了生活垃圾中组分复杂的塑料类废弃物和竹制品边角料等组分简单的低危害工业有机废弃物的协同处理，同时实现了待处理有机固废热值变化和热解反应过程中黏度极限值变化的控制，提高了有机固废热解反应的稳定性，有效降低了生活垃圾中物相的复杂程度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
S1：对生活垃圾进行初步分选，分选出其中的无法降解组分，保留不可自然降解有机固废；
S2：将分选后的不可自然降解有机固废破碎成有机碎片；
S3：将步骤S2处理的所述有机碎片混合均匀后取样分析，获得混合物中高热值H类，中热值M类和低热值L类的有机固废比例；
其中，所述L类有机固废热值低于20 MJ/kg；所述M类有机固废热值在20-35 MJ/kg之间，H类有机固废热值高于35 MJ/kg；
S4：将步骤S3中加入低热值可自然降解有机固废，将H类：M类：L类比例调节至1：(0.5-1.2)：（0.6-1.0）范围内；所述低热值可自然降解有机固废热值低于20 MJ/kg；所述H类包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯；所述M类包括聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯；L类包括聚氯乙烯、聚甲醛树脂；
所述低热值可自然降解有机固废为竹制品或木制品废弃物；
S5：将经步骤S4复配的不可自然降解有机固废和所述低热值可自然降解有机固废混合均匀，即完成待处理有机固废的组分复配预处理；
步骤S1所述的初步分选方式为风选、磁选、滚筒筛选、涡电选中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，所述H类：M类：L类比例为1:（0.6-1.0）:（0.7-0.9）。
3.如权利要求1所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，所述H类：M类：L类比例为1:0.7:（0.6-0.8）。
4.如权利要求2所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，在所述步骤S4前，将所述低热值可自然降解有机固废破碎成颗粒。
5.如权利要求4所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，经所述步骤S2处理的有机碎片的当量直径为1-2cm；破碎后的所述低热值可自然降解有机固废颗粒的当量直径为0.2-0.5cm。
6.如权利要求5所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，将步骤S2破碎后的所述有机碎片置于混料机中搅拌混合1-3 h。
7.如权利要求5所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，所述低热值可自然降解有机固废为竹制品或木制品废弃物。
8.如权利要求5所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，经所述步骤S2处理的有机碎片的当量直径为1.5-2 cm。
9.如权利要求1所述的有机固废热解处理的组分复配预处理方法，其特征在于，步骤S3所述的取样分析方法采用色谱分析、热重分析、热值测定中的一种或者多种。
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