CN110434153A - 一种固体废弃物处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种固体废弃物处理工艺,主要针对废旧布皮类固体废弃物,通过拆解阶段和筛分阶段对其进行预处理后,方可进入粉碎成型阶段,并且在达到成型条件后,统一进入成型阶段,制成颗粒燃料;成型后的颗粒燃料进入热解气化阶段,产生燃气后进行燃气净化处理,产出洁净燃气;洁净燃气可以用于燃气发电以及燃气供热,并且发电余热可以利用于前段工艺过程的预热处理上。本工艺路线将废旧布皮类固体废弃物的颗粒燃料制备与热解气化技术相结合,产生洁净燃气用于发电与供热,实现对固体废弃物的妥善处置,本发明针对固体废弃物具有回收率高、处理成本低、减量程度高的特点,且产生的颗粒燃料和洁净燃气使得能源能够达到最大程度利用的优点。

Description

一种固体废弃物处理工艺
技术领域
本发明涉及一种固体废弃物处理工艺。
背景技术
随着城市人口的飞速增长,生活垃圾产生量也呈现体量大、增速高的态势。其中我国纺织业每年消耗的棉、麻、化纤等各类纺织纤维原料高达3500万吨;同时根据专家测算,每年在生产环节中产生的固体废弃物如:纺织边角料和家庭废弃的纺织品合计超过2000万吨,但是其中却只有5%的纺织品废料得到了合理的循环再利用,其他的均作为垃圾进行了垃圾填埋。对于废旧皮革来说,我国制革工业每年产生大量的废弃皮胶原材料,作为一个高投入、低产出的传统工业,皮革业在其生产过程中,有30%的原料最终成为固体废弃物。近年来,我国每年产约140万吨的皮革废料,对环境造成严重的污染。
目前现有废旧布皮类固体废弃物的处理方法主要有:焚烧,土地填埋,堆肥以及制作化工原料等等;此类处理方法存在各种弊端:资源的浪费,二次污染的产生,处理周期过长等等。因此,探寻一种针对布皮类固体废弃物的具有可循环利用、易管理、工艺系统简单、运营成本低等特点的处理工艺,对于实现废旧布皮类固体废弃物的处理以及能源化利用具有重要现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种固体废弃物处理工艺。
为实现上述目的,本发明提供了一种布皮类固体废弃物采用成型燃料制备与热解气化技术相结合的工艺,所述工艺包括:将所述废旧布皮类物质,依次经过预处理阶段、粉碎成型阶段、热解气化阶段、发电与供热阶段。
所述预处理阶段。
所述预处理阶段主要包含所述拆解和所述筛分两个步骤。首先,所述废旧布皮需要经过所述本工艺流程的第一步,针对大型家具上或类似情形的所述废旧布皮需要进行拆解,将所述废旧布皮类与其他金属或木质类材料拆解开来,方便进行后续单独处理,避免出现干扰情况;其次,经过所述拆解步骤后的大量所述废旧布皮类物质,需要再次经过所述筛分步骤,其中所述筛分步骤主要包含了所述磁选装置和所述风选装置,目的在于针对少量未能在所述拆解步骤中发现的杂质类物料进行分离,以避免对后续工艺产生影响。
所述粉碎成型阶段。
经所述预处理阶段处理过后的所述废旧布皮,可以确保基本没有其他杂质类物料掺入,进而进入下一阶段,所述粉碎成型阶段。所述粉碎成型阶段由两大步骤组成。第一步骤是所述粉碎步骤,目的在于将大块所述废旧大块布皮进行破碎和撕碎,便于后续工艺的进一步处理。第二步骤是所述成型步骤,将经过所述粉碎步骤粉碎后的原料,经过传送带直接输送至所述布皮压块成型机进行成型压块处理;所述布皮压块成型机可以将经过所述粉碎步骤的废旧布皮材料,经过加压加温后,可以被压制成型为所述颗粒燃料成品。
所述热解气化阶段。
经过所述粉碎成型阶段处理过后的所述废旧布皮,已经成为所述颗粒燃料成品,具备直接利用价值。所述热解气化阶段由两个步骤组成,所述热解气化步骤和所述燃气净化步骤。首先,所述颗粒燃料进入所述热解气化炉内,在高温和缺氧的条件下,经过干燥热解、氧化燃烧和还原反应生成所述燃气。然后,由所述热解气化炉产生的所述燃气,需要经过所述燃气净化系统的处理,产出所述洁净燃气,从而达到满足所述燃气发电的需求。
所述发电与供热阶段。
经过所述热解气化阶段所产生的所述洁净燃气可以进一步利用。一部分作为所述燃气发电机组的原料,通过发电的方式进行利用;另一部分洁净燃气可应用于所述蒸汽锅炉,以替代燃油、煤油或者天然气以供热的方式进行利用。
本发明提供的针对废旧布皮类固体废弃物的处理工艺,与现有的工艺相比,具有以下有益效果。
第一,废旧布皮作为可燃性垃圾,资源丰富,回收率高,处理成本较低,可实现市场化运作。
第二,所述工艺中的热解气化技术具有高效和低焦油的特点,热解气化炉温度分区控制及焦油的二次气化,可以提高能源转化效率。
第三,采用所述工艺路线进行针对废旧布皮的处理,减量化程度高,可以达到85%以上。
第四,所述工艺路线中,采用所述内燃机发电系统,可以在不同规模下都有合理的发电效率和较好的经济性,能很好地满足城市废旧布皮分散利用的特点。
第五,所述工艺技术具有良好的洁净性,废旧布皮采用所述方法进行处理,可以有效地减少直接焚烧过程中CO2、SO2等有害气体的排放。所述热解气化过程一般温度较低(大约在700-900℃),NOX的生成量很少,还能有效控制二噁英的生成,具有良好的环境效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的固体废弃物处理工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示,本发明公开的是一种固体废弃物基于成型燃料和热解气化技术为核心的能源化利用处理的工艺,其发明构思为。
(1)预处理阶段。
预处理阶段主要包括拆解和筛分两个单元。
固体废弃物包括但不限于大件家具上的废旧的布皮材料、衣服皮包等制作用到的布皮原料以及其他散料等由布料类和皮料类以及布皮复合材质类材料。因此针对非纯布皮类的废弃原材料,需要经过拆解单元处理,将废旧布皮类与大件家具上的其他金属或木质类材料拆解开来,达到分离的目的,方便进行后续针对性处理,避免出现其他材料对工艺造成的影响。其次,经过拆解单元处理过后的废旧布皮,会经过另一个预处理单元:筛分单元,筛分单元主要包含了磁选装置和风选装置,经过拆解单元处理过后的废旧布皮,会由传送带先后输送至磁选装置和风选装置内。磁选装置主要用于分离经拆解后的废旧布皮中所含有的金属物质;风选装置主要针对所筛选物料密度不同的特性,将与废旧布皮密度差异较大的物料筛分出来。磁选装置和风选装置旨在针对少量未能在拆解单元中拆分出的的杂质类物料进行更为彻底的分离,以避免对废旧布皮类固体废弃物处理的后续工艺产生影响。
(2)粉碎成型阶段 。
经预处理阶段处理过后的废旧布皮,已经尽可能多的将影响后续阶段的其他杂质类物料拆解、筛分,从而进入下一阶段,也是整个废旧布皮处理流程中核心工艺之一的粉碎成型阶段。粉碎成型阶段由两大单元组成,第一单元是粉碎单元,目的在于将废旧布皮进行破碎和撕碎,并且小于统一的直径或大小后,便于后续工艺的进一步处理。粉碎单元使用布皮粉碎机,刀具适用于废旧布皮类韧性较高的物料,出料口设置筛分网,达到设定直径后,才可以出料,反之则重新进入破碎仓内进行二次破碎,以此类推,最后保证出料大小或直径的统一且满足下一单元需求。第二单元是成型单元,将经过粉碎单元处理后的废旧布皮,经过传送带直接输送至布皮压块成型机进行成型压块处理;本阶段所使用的压块成型机是专门针对废旧布皮类物料的布皮压块成型机。进入布皮成型压块机内部的废旧布皮,经过传送带到达成型仓上部,并均匀自由落体掉入成型仓内部,在这一段过程中,废旧布皮由加热装置预热到60℃。废旧布皮进入成型仓内部后,被高速旋转的成型轮盘挤压并从具有锥度的成型管内出料,至此废旧布皮可以被压制成型为颗粒燃料成品。
整个粉碎成型阶段,由于粉碎和成型过程中有大量的细小废旧布皮的产生,为了避免环境问题和消防安全方面的考虑,全工艺阶段都配备有除尘系统。
粉碎成型阶段的出料口位置,也设置了筛网,已成型为颗粒燃料的废旧布皮可以直接出料打包或者进入下一阶段的工艺;未成型的碎料会被重新传送进入布皮压块成型机进行循环使用。
(3)热解气化阶段。
经过前序阶段处理过后的废旧布皮,已经粉碎并成型为颗粒燃料成品,具备直接利用价值。进而可以进入热解气化阶段,此阶段主要由两个步骤组成:热解气化步骤和燃气净化步骤。首先,成型的颗粒燃料进入热解气化炉内,在900℃的高温和缺氧的条件下,经过干燥热解、氧化燃烧和还原反应生成燃气。然后,废旧布皮成型颗粒燃料由热解气化炉产生的燃气,需要经过燃气净化系统的处理,实现燃气冷却、焦油分离与焦油废水自消耗的工艺过程,产出洁净燃气,从而达到满足后续阶段工艺的需求。
(4)发电与供热阶段。
经过热解气化阶段所产生的洁净燃气可以进行进一步利用。一部分用于燃气发电,洁净燃气可以作为燃气发电机组的原料;根据废旧布皮燃料经空气气化,所产生的燃气的热值较低的特点,内燃机选择大缸径、中低转速的机型,方便清理和维护;同时,由于使用燃气发电机组排出的燃烧尾气,其温度在550℃-650℃左右,且尾气非常干净,此时可以加设余热锅炉对余热进行收集并利用在前序工艺过程的余热废旧布皮阶段。另一部分洁净燃气用于蒸汽锅炉,以替代燃油、煤油或者天然气通过供热方式进行利用。
本发明不局限于上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种固体废弃物处理工艺,所述工艺主要包括以下阶段:预处理阶段、粉碎成型阶段、热解气化阶段、发电与供热阶段。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述预处理阶段,其特征在于:所述预处理阶段包含两个单元,所述拆解单元和所述筛分单元;
所述固体废弃物包括但不限于大件家具上的废旧的布皮材料、衣服皮包等制作用到的布皮原料以及其他散料等由布料类和皮料类以及布皮复合材质类材料;因此针对非纯布皮类的废弃原材料,需要首先经过所述拆解单元处理,将所述废旧布皮与大件家具上的其他金属或木质类材料拆解开来,达到分离的目的,方便进行后续针对性处理,避免出现其他材料对工艺造成的影响;其次,经过所述拆解单元处理过后的所述废旧布皮,需经过另一个预处理单元:所述筛分单元,所述筛分单元主要包含了所述磁选装置和所述风选装置,经过所述拆解单元处理过后的所述废旧布皮,会由传送带先后输送至所述磁选装置和所述风选装置内;所述磁选装置主要用于分离经拆解后的所述废旧布皮中所含有的金属物质;所述风选装置主要针对所筛选物料密度不同的特性,将与所述废旧布皮密度差异较大的物料筛分出来;所述磁选装置和所述风选装置旨在针对少量未能在拆解单元中拆分出的的杂质类物料进行更为彻底的分离,以避免对所述废旧布皮的后续处理工艺产生影响。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述粉碎成型阶段,其特征在于;
经所述预处理阶段处理过后的所述废旧布皮,已经尽可能多的将其他杂质类物料拆解、筛分,从而进入下一阶段,也是整个废旧布皮处理流程中核心工艺之一的所述粉碎成型阶段;所述粉碎成型阶段由两大单元组成,分先后顺序进行,第一单元是所述粉碎单元,目的在于将废旧布皮进行破碎和撕碎,并且小于统一的直径或大小后,便于后续工艺的进一步处理;粉碎单元使用布皮粉碎机,刀具适用于布皮类韧性较高的物料,出料口设置筛分网,达到设定直径后,才可以掉出,反之则重新进入破碎仓内进行二次破碎,以此类推,最后保证出料大小或直径的统一且满足下一单元需求;第二单元是所述成型单元,将经过所述粉碎单元处理后的所述废旧布皮,经过传送带直接输送至布皮压块成型机进行成型压块处理;本阶段所使用的压块成型机是专门针对布皮类物料的布皮压块成型机;进入所述布皮压块成型机内部的所述废旧布皮,经过传送带到达成型仓上部,并均匀自由落体掉入成型仓内部,在这一段过程中,所述废旧布皮由加热装置预热到60℃;所述废旧布皮进入成型仓内部后,被高速旋转的成型轮盘挤压并从具有锥度的成型管内出料,至此所述废旧布皮可以被压制成型为所述颗粒燃料成品;
整个所述粉碎成型阶段,由于粉碎和成型过程中有大量的细小废旧布皮的产生,为了避免环境问题和消防安全方面的考虑,全工艺阶段都配备有所述除尘系统;
所述粉碎成型阶段的出料位置,也设置了所述筛网,已成型为所述颗粒燃料的所述废旧布皮可以直接出料打包或者进入下一阶段的工艺;未成型的碎料会被重新传送进入所述布皮压块成型机进行循环使用。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述热解气化阶段,其特征在于:经过所述前序阶段处理过后的所述废旧布皮,已经粉碎并成型为所述颗粒燃料成品,具备直接利用价值;进而可以进入所述热解气化阶段,此阶段主要由两个单元组成:所述热解气化单元和所述燃气净化单元;首先,成型后的所述颗粒燃料进入所述热解气化炉内,在900℃的高温和缺氧的条件下,经过干燥热解、氧化燃烧和还原反应生成燃气;然后,所述成型颗粒燃料由所述热解气化炉产生的所述燃气,需要经过所述燃气净化系统的处理,实现燃气冷却、焦油分离与焦油废水自消耗的工艺过程,产出所述洁净燃气,从而达到满足后续阶段工艺的需求。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述发电与供热阶段,其特征在于:经过所述热解气化阶段所产生的所述洁净燃气可以进行进一步利用;一部分用于所述燃气发电,所述洁净燃气可以作为所述燃气发电机组的原料;根据所述废旧布皮燃料经空气气化,所产生的所述燃气的热值较低的特点,所述内燃机选择大缸径、中低转速的机型,方便清理和维护;同时,由于使用所述燃气发电机组排出的所述燃烧尾气,其温度在550℃-650℃左右,且所述燃烧尾气非常干净,此时可以加设所述余热锅炉对余热进行收集并利用在前序工艺过程的预热所述废旧布皮阶段;另一部分所述洁净燃气用于所述蒸汽锅炉,以替代燃油、煤油或者天然气通过供热方式进行利用。
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