CN111689797A - 一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法 - Google Patents

一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，包括以下步骤：S1、垃圾分捡破碎：建立生活垃圾分类热解气化处理系统，由专用收运车回收的新生活垃圾倒入暂存间，对生活垃圾进行机械分选，可回收垃圾直接回收利用，湿垃圾用于制肥，干垃圾烘干后进行破碎，再输入热解气化炉处置；本发明的有益效果是：本发明是利用热解气化处理生活垃圾来生产土壤调理剂技术，与现有获得土壤调理剂技术相比，本发明在利用热解气化处理生活垃圾来生产土壤调理剂，既清洁处理了生活垃圾，又再将处理生活垃圾的废弃物炉渣和炉液进行利用，生产粉状土壤调理剂和液态土壤调理剂。

Description

一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法
技术领域
本发明涉及土壤调理剂领域，具体为一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法。
背景技术
解气化处理生活垃圾是生活垃圾焚烧技术的升级版，能有效解决生活垃圾焚烧过程中二恶因产生，尾气中主要有毒有害物质含量较常规垃圾焚烧减少—个数量级以上，因环境兼容性更好作为新一代生活垃圾处理技术推广。热解气化生活垃圾产生的可燃气体作为能源利用，而伴生的炉渣和炉液的处理却成为需要解决的问题。
在传统农业生产中因过量施用农药化肥，大量施用化肥对土壤结构破坏，滥用化学农药对土壤微生物的杀伤，导致土壤平衡结构破坏，连作所带来的土壤有害菌量累积，使根肿病和根腐病为代表的土传病害从传统农业中一般性病害，迅速扩散为阿坝州现代农业生产中大面积危害难以防治的重要病害,在土壤问题日趋恶化的今天，土壤调理剂也是肥料产品中不可缺少的一员。而在抑制特定的土壤恶化方面有着独特的优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，包括以下步骤：
S1、垃圾分捡破碎：建立生活垃圾分类热解气化处理系统，由专用收运车回收的新生活垃圾倒入暂存间，对生活垃圾进行机械分选，可回收垃圾直接回收利用，湿垃圾用于制肥，干垃圾烘干后进行破碎，再输入热解气化炉处置；
S2、热解炉处理：从上面加入的干垃圾直接进入到干燥层，干垃圾在这里被上升的热气体干燥换热，使干垃圾中的水分蒸发出去，水蒸气和热气一起形成混合气体进入气液分离器，然后干垃圾向下运行进入热解层，同时将垃圾加热，当垃圾受热后发生热解反应，通过热解反应垃圾中大部分的挥发物质从固体中分离出去；
S3、对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理：混合气进入气液分离器后，部分混合气体被分离出来进入燃气炉，在燃气炉内燃烧产生大量热能，对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理，由除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤，最终达标排放；
S4、土壤调理剂的处理：将步骤S2与S3中分别产生的固体和液体，进行过滤去除去杂质，再进行提纯，提纯后的物质包装后作为土壤调理剂出售。
作为优选，所述步骤S2中热解反应的温度在500-600℃。
作为优选，所述步骤S2中的热解炉由上而下包括干燥层、热解层和燃烧层。
作为优选，所述热解层的主要产物为灰渣、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质。
作为优选，所述燃烧层中热解的剩余灰渣与空气发生剧烈反应，释放大量热量，由于是限氧燃烧，氧气供给不充分形成不完全燃烧，燃烧反应生成二氧化碳时也生成一氧化碳，并释放热量，且燃烧层内部温度可达1000℃。
作为优选，所述S3中的混合气体包含水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油物质的混合气。
作为优选，所述步骤S3中被气液分离器分后可燃气体经燃气炉燃烧后通过除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤。
作为优选，所述步骤S4中的土壤调理剂的处理包括液态土壤调理剂的处理和粉状土壤调理剂处理。
作为优选，所述液态土壤调理剂的处理为步骤S3中气液分离器分离出的液体用利生产液态土壤调理剂，离出的液体首先进行过滤去除固体杂质，再进行提纯，提纯后的炉液装桶后作为液态土壤调理剂。
作为优选，所述粉状土壤调理剂处理为步骤S2中热解炉产生的炉渣进入炉渣收集箱，由输料机送入分选机进行分选，去除杂质后的物质进入磨机磨成粉，再添加各种微量元素，装袋后作为粉状土壤调理剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是利用热解气化处理生活垃圾来生产土壤调理剂技术，与现有获得土壤调理剂技术相比，本发明在利用热解气化处理生活垃圾来生产土壤调理剂，既清洁处理了生活垃圾，又再将处理生活垃圾的废弃物炉渣和炉液进行利用，生产粉状土壤调理剂和液态土壤调理剂；而且粉状土壤调理剂和液态土壤调理剂配合使用，能减少化肥、农药的使用，降低成本；可实现清洁田园、改良土壤、激活肥力、有机丰产；实现了绿色循环，变废为宝、是土壤调理剂领域的一项重大突破，从根本上解决了垃圾处理产生的废物，又为农业生产急需的土壤调理剂解决了原料，为土壤调理剂生产起到示范和借鉴作用。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，包括以下步骤：
S1、垃圾分捡破碎：建立生活垃圾分类热解气化处理系统，由专用收运车回收的新生活垃圾倒入暂存间，对生活垃圾进行机械分选，可回收垃圾直接回收利用，湿垃圾用于制肥，干垃圾烘干后进行破碎，再输入热解气化炉处置；
S2、热解炉处理：从上面加入的干垃圾直接进入到干燥层，干垃圾在这里被上升的热气体干燥换热，使干垃圾中的水分蒸发出去，水蒸气和热气一起形成混合气体进入气液分离器，然后干垃圾向下运行进入热解层，同时将垃圾加热，当垃圾受热后发生热解反应，通过热解反应垃圾中大部分的挥发物质从固体中分离出去；
S3、对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理：混合气进入气液分离器后，部分混合气体被分离出来进入燃气炉，在燃气炉内燃烧产生大量热能，对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理，由除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤，最终达标排放；
S4、土壤调理剂的处理：将步骤S2与S3中分别产生的固体和液体，进行过滤去除去杂质，再进行提纯，提纯后的物质包装后作为土壤调理剂出售。
其中，所述步骤S2中热解反应的温度在500-600℃，便于挥发物质从固体中分离出去。
其中，所述步骤S2中的热解炉由上而下包括干燥层、热解层和燃烧层，便于多层处理加工。
其中，所述热解层的主要产物为灰渣、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质，其中灰渣富含活性碳、钙、镁、硫等矿物质，经过分选去除杂质后磨粉，得到粉状土壤调理剂；可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，土壤调理剂效用原理是黏结很多小的土壤颗粒形成大的，并且水分稳定的聚集体，广泛应用于防止土壤受侵蚀、降低土壤水分蒸发或过度蒸腾、节约灌溉水、促进植物健康生长方面，在抑制特定的土壤恶化方面有着独特的优势。
其中，所述燃烧层中热解的剩余灰渣与空气发生剧烈反应，释放大量热量，由于是限氧燃烧，氧气供给不充分形成不完全燃烧，燃烧反应生成二氧化碳时也生成一氧化碳，并释放热量，且燃烧层内部温度可达1000℃，这部分反应热为热解层的热解反应、干燥层物料干燥提供热源。
其中，所述S3中的混合气体包含水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油物质的混合气，其中的可燃气体可以燃气炉焚烧放热。
其中，所述步骤S3中被气液分离器分后可燃气体经燃气炉燃烧后通过除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤，使气体最终达标排放。
其中，所述步骤S4中的土壤调理剂的处理包括液态土壤调理剂的处理和粉状土壤调理剂处理，可以进行多方位加工处理，避免物料浪费。
其中，所述液态土壤调理剂的处理为步骤S3中气液分离器分离出的液体用利生产液态土壤调理剂，离出的液体首先进行过滤去除固体杂质，再进行提纯，提纯后的炉液装桶后作为液态土壤调理剂，液态土壤调理剂可以进行冲施和穴施，便于施加和调整。
其中，所述粉状土壤调理剂处理为步骤S2中热解炉产生的炉渣进入炉渣收集箱，由输料机送入分选机进行分选，去除杂质后的物质进入磨机磨成粉，再添加各种微量元素，装袋后作为粉状土壤调理剂，提供作物生长过程所需的微量元素；促进土壤微生物的团粒结构，维持生态平衡；持续保持肥效；调节土壤的PH值；保持土壤中的水分；增强土壤的透气性；使土壤颗粒化；能提高土壤表面的温度；与肥料混合使用能提高肥效，防止肥料肥对作物的伤害，延长肥效作用；减轻农作物根腐问题，防治地下病虫害。
具体的，使用本发明时，建立生活垃圾分类热解气化处理系统，由专用收运车回收的新生活垃圾倒入暂存间，对生活垃圾进行机械分选，可回收垃圾直接回收利用，湿垃圾用于制肥，干垃圾烘干后进行破碎，再输入热解气化炉处置；热解炉最上层为干燥层，从上面加入的干垃圾直接进入到干燥层，干垃圾在这里被上升的热气体干燥换热，使干垃圾中的水分蒸发出去，水蒸气和热气一起形成混合气体进入气液分离器；干垃圾向下运行进入热解层，同时将垃圾加热，当垃圾受热后发生热解反应；通过热解反应垃圾中大部分的挥发分从固体中分离出去，在500-600℃时基本完成，剩下灰渣，灰渣富含活性碳、钙、镁、硫等矿物质，经过分选去除杂质后磨粉，得到粉状土壤调理剂；可以改善土壤物理性，促进作物养分吸收，土壤调理剂效用原理是黏结很多小的土壤颗粒形成大的，并且水分稳定的聚集体；广泛应用于防止土壤受侵蚀、降低土壤水分蒸发或过度蒸腾、节约灌溉水、促进植物健康生长方面；在抑制特定的土壤恶化方面有着独特的优势；土壤调理剂具有保墒和增温作用，可以有效地提高土壤墒情，增加耕层地温，使作物生育期提早2-7d，土壤湿度增加5％左右；同时还能改良土壤结构，协调土壤水、肥、气、热及生物之间的关系，防止水土流失，增强渠道防渗能力，抑制土壤次生盐渍化；热解区的主要产物为灰渣、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质等，燃烧层中热解的剩余灰渣与空气发生剧烈反应，释放大量热量；由于是限氧燃烧，氧气供给不充分形成不完全燃烧，燃烧反应生成二氧化碳时也生成一氧化碳，并释放热量；在燃烧层温度可达1000℃，也正是这部分反应热为热解层的热解反应、干燥层物料干燥提供热源；包含水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油等物质的混合气进入气液分离器后，氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等气体被分离出来进入燃气炉，在燃气炉内燃烧产生大量热能，对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理，由除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤，最终达标排放；气液分离器分离出的液体用利生产液态土壤调理剂，气液分离器分离出的液体再过滤净化处理后，得到的液体主要成分为醋酸、酚类、水，其中有机质成分醋酸占10％以上，含有K、Ca、Mg、Zn、Ge、Mn、Fe等矿物质；该品在高浓度下具有较强的杀菌、抗菌的功能；在低浓度下能抑制杂菌的繁殖，具有防菌，防虫的功效；因含有许多酚类物质能杀菌、消毒避害虫作为消毒、驱虫剂使用；可起到加快有益微生物繁殖，促进作物发芽和根系发达，从而促进作物生长，并可防治土传病害可用于土壤杀菌消毒，离出的液体首先进行过滤去除固体杂质，再进行提纯，提纯后的炉液装桶后作为液态土壤调理剂出售；热解炉产生的炉渣进入炉渣收集箱，由输料机送入分选机进行分选，去除杂质后的物质进入磨机磨成粉，再添加各种微量元素，装袋后作为粉状土壤调理剂出售。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、垃圾分捡破碎：建立生活垃圾分类热解气化处理系统，由专用收运车回收的新生活垃圾倒入暂存间，对生活垃圾进行机械分选，可回收垃圾直接回收利用，湿垃圾用于制肥，干垃圾烘干后进行破碎，再输入热解气化炉处置；
S2、热解炉处理：从上面加入的干垃圾直接进入到干燥层，干垃圾在这里被上升的热气体干燥换热，使干垃圾中的水分蒸发出去，水蒸气和热气一起形成混合气体进入气液分离器，然后干垃圾向下运行进入热解层，同时将垃圾加热，当垃圾受热后发生热解反应，通过热解反应垃圾中大部分的挥发物质从固体中分离出去；
S3、对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理：混合气进入气液分离器后，部分混合气体被分离出来进入燃气炉，在燃气炉内燃烧产生大量热能，对热能被废热锅炉利用后的尾气进行净化处理，由除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤，最终达标排放；
S4、土壤调理剂的处理：将步骤S2与S3中分别产生的固体和液体，进行过滤去除去杂质，再进行提纯，提纯后的物质包装后作为土壤调理剂出售。
2.根据权利要求1所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S2中热解反应的温度在500-600℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S2中的热解炉由上而下包括干燥层、热解层和燃烧层。
4.根据权利要求3所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述热解层的主要产物为灰渣、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质。
5.根据权利要求3所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述燃烧层中热解的剩余灰渣与空气发生剧烈反应，释放大量热量，由于是限氧燃烧，氧气供给不充分形成不完全燃烧，燃烧反应生成二氧化碳时也生成一氧化碳，并释放热量，且燃烧层内部温度可达1000℃。
6.根据权利要求1所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述S3中的混合气体包含水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油物质的混合气。
7.根据权利要求1所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S3中被气液分离器分后可燃气体经燃气炉燃烧后通过除尘器去除粉尘，再由引风机将尾气导入脱硫脱酸塔内进行洗涤。
8.根据权利要求1所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S4中的土壤调理剂的处理包括液态土壤调理剂的处理和粉状土壤调理剂处理。
9.根据权利要求8所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述液态土壤调理剂的处理为步骤S3中气液分离器分离出的液体用利生产液态土壤调理剂，离出的液体首先进行过滤去除固体杂质，再进行提纯，提纯后的炉液装桶后作为液态土壤调理剂。
10.根据权利要求8所述的一种利用热解生活垃圾生产土壤调理剂的方法，其特征在于：所述粉状土壤调理剂处理为步骤S2中热解炉产生的炉渣进入炉渣收集箱，由输料机送入分选机进行分选，去除杂质后的物质进入磨机磨成粉，再添加各种微量元素，装袋后作为粉状土壤调理剂。
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