CN112718829A - 一种餐厨垃圾无害化的处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种餐厨垃圾无害化的处理系统及处理方法，该处理系统包括：卸料仓通过螺旋输送管道与分拣设备相连接；分拣设备的出料口与柔性破碎机的进料口直接相连接；柔性破碎机的出料口对接加热输送机的进料端；加热输送机的出料端与两相脱水分离机的进料口相连接；两相脱水分离机的固体出料口下接烘干设备的料仓；烘干设备的出料口与粉碎机的进料口相连接；粉碎机的出料口与造粒设备的进料口相连接。本发明投资小、占地面积小，环保卫生；以自产垃圾衍生燃料为烘干热介质，低能耗是电能的25%或者是天然气的50%；垃圾衍生燃料产品用途广泛，价格是同燃值的生物质颗粒的60%，对接下游畅通。
Description
技术领域
本发明属于垃圾处理技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾无害化（制备衍生燃料）的处理系统及处理方法。
技术背景
随着经济发展和人们生活水平的上升，我国垃圾清运量保持稳定增长，年平均增长率约为5%。2018年，城镇生活垃圾清运量共计29462万吨，其中城市生活垃圾清运量为6660万吨，2020年城市生活垃圾清运量达到25100万吨。垃圾的无害化处理已成为城镇发展刚性需求、城市基础运行设施。
以前，大部分垃圾都采用填埋处理，随着越来越多的城市提倡垃圾分类，城市厨余垃圾清运量将达到1.2亿吨，每日厨余垃圾处理量将超过32万吨，厨余垃圾的可利用价值提高。但目前开展垃圾分类试点城市普遍遇到城镇有机生活垃圾（餐饮、厨余、过期食品、果蔬等易腐垃圾）收转运和后端处理能力严重不足问题，导致社区街道分好类后，在垃圾收运环节又混装混运，在末端处理环节，不是混合填埋就是混合焚烧。
现有的厨余垃圾处理技术，例如“生物法”，即先对有机垃圾进行分拣、脱油脂、去盐等预处理，然后运用干式厌氧发酵工艺进行处理，产生的沼气用于供热、发电、提纯生物天然气，产生的沼渣沼液用于制作生物有机肥或土壤调理剂等高附加值产品。但我国建设的大中型有机生活垃圾处理设施中，核心设备主要还是以进口为主，单位工程造价达到50～60万元/吨垃圾，高出垃圾焚烧处理成本40%～50%。
鉴于当前有机垃圾处理设施投资大、处理成本高，唯有将有机垃圾高附加值资源化利用，方能是有机垃圾处理产业可持续健康发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种餐厨垃圾无害化的处理系统及处理方法，以解决现有技术中处置工艺不环保达不到闭环造成二次污染、单位工程造价投资巨大、生产处置过程能耗大资源浪费严重、产品无标准对接下游困难等问题。
本发明的技术方案如下：
本发明的一种餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，包括：包括：卸料仓通过螺旋输送管道与分拣设备相连接；所述分拣设备的出料口与柔性破碎机的进料口直接相连接；所述柔性破碎机的出料口对接加热输送机的进料端；所述加热输送机的出料端与两相脱水分离机的进料口相连接；所述两相脱水分离机的固体出料口下接烘干设备的料仓；所述烘干设备的出料口与粉碎机的进料口相连接；所述粉碎机的出料口与造粒设备的进料口相连接。
进一步地，所述卸料仓的污水管和所述两相脱水分离机的出液口分别与油水分离器相连接，所述油水分离器的底部排水口与污水处理池相连接。
进一步地，所述烘干设备分为一级烘干设备和二级闪烘设备，所述二级闪烘设备则包括干燥室、旋风室和除尘设备；所述一级烘干设备的出口通过管道与所述干燥室的上沿部进料口相连接；所述干燥室的顶部出料口与所述旋风室相连接，所述旋风室的顶端的出风口部位与所述除尘设备低侧的进风口部位相连接；所述旋风室的底部出料口和所述除尘设备的出料口分别与粉碎机的进料口相连接。
本发明的一种餐厨垃圾无害化的处理方法，采用本发明所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：湿垃圾专用车到达所述卸料仓，所述卸料仓边卸料边向厨余垃圾中喷撒除臭灭菌剂；
S2：厨余垃圾在所述卸料仓内发生固液分离，固体物料通过所述螺旋输送管道输送到所述分拣设备内；分离出的污水送入所述油水分离器中产生相分离，将上部油层分离后，底部污水送入污水处理池；
S3：所述固体物料在所述分拣设备中将金属及塑料分选出来，分类烘干另行处理；剩余的物料被送入所述柔性破碎机中进行柔性破碎；
S4：柔性碎后的物料送入所述加热输送机中，经≥110℃的蒸汽加热，并向物料中添加木质素磺酸钠与氧化钙的混合物使物料中的有机物发生聚合反应，加热聚合的时间8～15min，得到聚合物料；
S5：将聚合物料送入所述两相脱水分离机中进行脱水，油水混合物送入送入所述油水分离器中脱水，然后送入所述烘干设备中；
S6：脱水后的物料在所述烘干设备中被加热烘干，再吹风打散；
S7：向烘干打散的物料中添加硝酸钠、石油焦粉和方解石粉，然后送入所述粉碎机中粉碎成粉状物料；然后送入与所述造粒设备中；
S8：聚集在所述造粒设备中的粉状物料经过造粒，得到颗粒状的垃圾衍生燃料产品从底部出料口排出。
优选地，所述步骤S4中，所述木质素磺酸钠与氧化钙的混合物中，二者质量比为（2～3）：1，该混合物的添加量为3～4kg/Ton（物料）。
优选地，所述步骤S6中，所述烘干设备分为一级烘干设备和二级闪烘设备，聚合脱水后的物料在所述一级烘干设备中被加热到450～550℃，烘干时间为3～15min；再采用4000～8000m3/s的风量将粉状物料吹送入所述二级闪烘设备中，在280～330℃下闪烘1～5S；然后送入与所述粉碎设备中。
优选地，所述步骤S7中，每吨粉状物料中，硝酸钠的加入量为3.5～4.5kg，用于助燃和作为氧化剂；石油焦粉的加入量为1.5～2.5kg，用于增碳和助燃；方解石粉的加入量为3.0～4.0kg，用于防止物料结焦。
优选地，所述步骤S7中，粉状物料经喷淋冷却和高压静电的捕集，聚集在所述造粒设备中造粒，颗粒状的垃圾衍生燃料产品从底部出料口排出，同时采用冷却设备干燥，得到垃圾衍生燃料成品。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明投资小，是传统厌氧工艺投资的10%；占地面积小是厌氧工艺的20%；整个工艺完全闭环，100%资源化利用，环保卫生；以自产垃圾衍生燃料为烘干热介质，整个过程低能耗是电能的25%或者是天然气的50%；产品（餐厨垃圾衍生燃料）用途广泛，价格是同燃值的生物质颗粒的60%，对接下游畅通。
附图说明
图1为本发明餐厨垃圾无害化的处理系统的示意图；
图中：1-卸料仓，2-螺旋输送管道，3-分拣设备，4-柔性破碎机，5-加热输送机，6-两相脱水分离机，7-烘干设备，8-粉碎机，9-造粒设备，10-油水分离器，11-一级烘干设备，12-二级闪烘设备，13-污水处理池，14-储油罐；121-干燥室，122-旋风室，123-除尘设备。
具体施工方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，应注意本发明的实施例只是对本发明的内容予以解释说明，并不构成对本发明技术方案的限制。
如图1所示。一种餐厨垃圾无害化的处理系统，包括：卸料仓1通过螺旋输送管道2与分拣设备3相连接；所述分拣设备3的出料口与柔性破碎机4的进料口直接相连接；所述柔性破碎机4的出料口对接加热输送机5的进料端；所述加热输送机5的出料端与两相脱水分离机6的进料口相连接；所述两相脱水分离机6的固体出料口下接烘干设备7的料仓；所述烘干设备7的出料口与粉碎机8的进料口相连接；所述粉碎机8的出料口与造粒设备9的进料口相连接。
进一步地，所述卸料仓1的污水管和所述两相脱水分离机6的出液口分别与油水分离器10相连接；所述油水分离器10的上层出油口与储油罐14相连接，其底部排水口与污水处理池13相连接。
进一步地，所述螺旋输送管道2为密闭的无轴螺旋输送机。
进一步地，所述烘干设备7分为一级烘干设备11和二级闪烘设备12，所述二级闪烘设备12则包括干燥室121、旋风室122和除尘设备123；所述一级烘干设备11的出口通过管道与所述干燥室121的上沿部进料口相连接；所述干燥室121的顶部出料口与所述旋风室122相连接，所述旋风室122的顶端的出风口部位与所述除尘设备123低侧的进风口部位相连接；所述旋风室122的底部出料口和所述除尘设备123的出料口分别与粉碎机8的进料口相连接。所述二级闪烘设备12用于物料在浮动状态下产生剧烈撞击剪切和摩擦，使粘结在一起的物料松散并受桨叶的轴向推力和旋转气流切线风力的作用，在干燥器内瞬间完成干燥。
进一步地，所述旋风室122的顶部设有热气管道与所述加热输送机5的加热设备相连接，将所述二级闪烘设备12的闪烘余热用于为所述加热输送机5加热，可以节约大量能源。
优选地，所述一级烘干设备11采用滚筒烘干机。
进一步地，所述烘干设备7的顶部连接有喷淋水网或/和高压静电捕捉器，用于将物料中的烟气和颗粒物降温和捕捉，减少尾气的排放和污染。
进一步地，所述粉碎机8选用破壁机，可以将固体物料粉碎至平均粒径1～3mm的粉状物料。
实施例1
一种餐厨垃圾无害化（衍生燃料）的处理方法，包括以下步骤：
S1：湿垃圾专用车到达卸料仓1的卸料位，卸料仓1自动感应并打开仓门，边卸料边向厨余垃圾中喷撒除臭灭菌剂，消除可挥发的臭气，抑制细菌和蚊蝇滋生，此时厨余垃圾的含水率约为97%；
S2：厨余垃圾在卸料仓1内发生固液分离，固体物料通过螺旋输送管道2输送到分拣设备3内；分离出的污水则通过污水管送入油水分离器10中，污水在所述油水分离器10中产生相分离，将上部油层分离后，底部污水则送入污水处理池中做进一步水处理后排放；
S3：固体物料在分拣设备3通过磁选法、比重法等手段，将金属及塑料分选出来，分类烘干另行处理；剩余的物料被送入柔性破碎机4中进行柔性破碎，柔碎后的物料粒径为2～3cm，含水率约为80%；
S4：柔碎后的物料被送入加热输送机5中，经110℃的蒸汽（二级闪烘设备12的闪烘余热）加热，并向物料中添加木质素磺酸钠与氧化钙的混合物（二者质量比为2.5：1，该混合物的添加量为3.5kg/T），促使物料中的有机物发生聚合反应及增碳助燃作用，加热聚合的时间为10min，得到聚合物料；
S5：将聚合物料送入两相脱水分离机6中进行脱水，油水混合物送入送入油水分离器10中脱水，脱水后的固体物料含水率约为55%；
S6：将脱水后的固体物料送入烘干设备7中打散烘干：一级烘干设备11中被加热到500℃，烘干时间为5min；然后送入干燥室121的上沿部，采用4000m3/s的风量将粉状物料吹送入旋风室122中，在300℃下闪烘3S，然后经过除尘设备123的引风机除尘后，约97%的物料经过旋风室122下端的出料口送入粉碎机8中，约3%的物料经过除尘设备123的出料口送入粉碎机8中，此时，烘干打散的固体物料含水率20%；
S7：向烘干打散的固体物料中添加硝酸钠、石油焦粉和方解石粉，然后从料仓送入一级烘干设备11中；每吨粉状物料中，硝酸钠的加入量为4.0kg，石油焦粉的加入量为2.0kg，方解石粉的加入量为3.5kg；
S8：粉状物料经喷淋冷却和高压静电的捕集，全部聚集在造粒设备9中造粒，含水率约20%的垃圾衍生燃料从底部出料口排出，同时采用风机吹干，最终得到含水率约15%的成品。
实施例2
一种餐厨垃圾无害化（衍生燃料）的处理方法，包括以下步骤：
S1：湿垃圾专用车到达卸料仓1的卸料位，卸料仓1自动感应并打开仓门，边卸料边向厨余垃圾中喷撒除臭灭菌剂，消除可挥发的臭气，抑制细菌和蚊蝇滋生，此时厨余垃圾的含水率约为90%；
S2：厨余垃圾在卸料仓1内发生固液分离，固体物料通过螺旋输送管道2输送到分拣设备3内；分离出的污水则通过污水管送入油水分离器10中，污水在所述油水分离器10中产生相分离，将上部油层分离后，底部污水则送入污水处理池中做进一步水处理后排放；
S3：固体物料在分拣设备3通过磁选法、比重法等手段，将金属及塑料分选出来，分类烘干另行处理；剩余的物料被送入柔性破碎机4中进行柔性破碎，柔碎后的物料粒径为2～3cm，含水率约为76%；
S4：柔碎后的物料被送入加热输送机5中，经110℃的蒸汽（二级闪烘设备12的闪烘余热）加热，并向物料中添加木质素磺酸钠与氧化钙的混合物（二者质量比为3：1，该混合物的添加量为4 kg/Ton），促使物料中的有机物发生聚合反应及增碳助燃作用，加热聚合的时间为12 min，得到聚合物料；
S5：将聚合物料送入两相脱水分离机6中进行脱水，油水混合物送入送入油水分离器10中脱水，脱水后的固体物料含水率约为53%；
S6：将脱水后的固体物料送入烘干设备7中打散烘干：一级烘干设备11中被加热到530℃，烘干时间为4min；然后送入干燥室121的上沿部，采用5500m3/s的风量将粉状物料吹送入旋风室122中，在290℃下闪烘4S，然后经过除尘设备123的引风机除尘后，约96%的物料经过旋风室122下端的出料口送入粉碎机8中，约4%的物料经过除尘设备123的出料口送入粉碎机8中，此时，烘干打散的固体物料含水率18%；
S7：向烘干打散的固体物料中添加硝酸钠、石油焦粉和方解石粉，然后从料仓送入一级烘干设备11中；每吨粉状物料中，硝酸钠的加入量为4.5kg，石油焦粉的加入量为2.5kg，方解石粉的加入量为4.0kg；
S8：粉状物料经喷淋冷却和高压静电的捕集，全部聚集在造粒设备9中造粒，含水率约20%的垃圾衍生燃料从底部出料口排出，同时采用风机吹干，最终得到含水率约15%的成品。
Claims (10)
1.一种餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，包括：卸料仓通过螺旋输送管道与分拣设备相连接；所述分拣设备的出料口与柔性破碎机的进料口直接相连接；所述柔性破碎机的出料口对接加热输送机的进料端；所述加热输送机的出料端与两相脱水分离机的进料口相连接；所述两相脱水分离机的固体出料口下接烘干设备的料仓；所述烘干设备的出料口与粉碎机的进料口相连接；所述粉碎机的出料口与造粒设备的进料口相连接。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，所述卸料仓的污水管和所述两相脱水分离机的出液口分别与油水分离器相连接；所述油水分离器的上层出油口与储油罐相连接，其底部排水口与污水处理池相连接。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，所述螺旋输送管道为密闭的无轴螺旋输送机。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，所述烘干设备分为一级烘干设备和二级闪烘设备，所述二级闪烘设备则包括干燥室、旋风室和除尘设备；所述一级烘干设备的出口通过管道与所述干燥室的上沿部进料口相连接；所述干燥室的顶部出料口与所述旋风室相连接，所述旋风室的顶端的出风口部位与所述除尘设备低侧的进风口部位相连接；所述旋风室的出料口和所述除尘设备的出料口分别与粉碎机的进料口相连接。
5.根据权利要求4所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，所述旋风室的顶部设有热气管道与所述加热输送机的加热设备相连接；所述一级烘干设备采用滚筒烘干机。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾无害化的处理系统，其特征在于，所述烘干设备的顶部连接有喷淋水网或/和高压静电捕捉器；所述粉碎机为破壁机。
7.一种餐厨垃圾无害化的处理方法，采用如权利要求1～6任意一项所述的处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1：湿垃圾专用车到达所述卸料仓，所述卸料仓边卸料边向厨余垃圾中喷撒除臭灭菌剂；
S2：厨余垃圾在所述卸料仓内发生固液分离，固体物料通过所述螺旋输送管道输送到所述分拣设备内；分离出的污水送入所述油水分离器中产生相分离，将上部油层分离后，底部污水送入污水处理池；
S3：所述固体物料在所述分拣设备中将金属及塑料分选出来，分类烘干另行处理；剩余的物料被送入所述柔性破碎机中进行柔性破碎；
S4：柔性碎后的物料送入所述加热输送机中，经≥110℃的蒸汽加热，并向物料中添加木质素磺酸钠与氧化钙的混合物使物料中的有机物发生聚合反应，加热聚合的时间8～15min，得到聚合物料；
S5：将聚合物料送入所述两相脱水分离机中进行脱水，油水混合物送入送入所述油水分离器中脱水，然后送入所述烘干设备中；
S6：脱水后的物料在所述烘干设备中被加热烘干，再吹风打散；
S7：向烘干打散的物料中添加硝酸钠、石油焦粉和方解石粉，然后送入所述粉碎机中粉碎成粉状物料；然后送入与所述造粒设备中；
S8：聚集在所述造粒设备中的粉状物料经过造粒，得到颗粒状的垃圾衍生燃料产品从底部出料口排出。
8.根据权利要求7所述的餐厨垃圾无害化的处理方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述木质素磺酸钠与氧化钙的混合物中，二者质量比为（2～3）：1，该混合物的添加量为3～4kg/Ton（物料）。
9.根据权利要求7所述的餐厨垃圾无害化的处理方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述烘干设备分为一级烘干设备和二级闪烘设备，聚合脱水后的物料在所述一级烘干设备中被加热到450～550℃，烘干时间为3～15min；再采用4000～8000m3/s的风量将粉状物料吹送入所述二级闪烘设备中，在280～330℃下闪烘1～5S；然后送入与所述粉碎设备中。
10.根据权利要求7所述的餐厨垃圾无害化的处理方法，其特征在于，所述步骤S7中，每吨粉状物料中，硝酸钠的加入量为3.5～4.5kg；石油焦粉的加入量为1.5～2.5kg；方解石粉的加入量为3.0～4.0kg。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115121577A (zh) * | 2022-02-17 | 2022-09-30 | 贵州信惠农业发展有限公司 | 一种用餐厨垃圾替代能量辅料的装置及方法 |
| CN116078783A (zh) * | 2023-02-20 | 2023-05-09 | 北京申城生物科技集团有限公司 | 一种餐厨垃圾处理设备 |
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2021
- 2021-02-02 CN CN202110142016.6A patent/CN112718829A/zh active Pending
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