CN114921274A - 一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于废物利用技术领域，具体涉及一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺。该制备工艺包括：将干燥可燃烧生活垃圾碎粒、干燥牛粪碎粒、氧化钙和膨润土充分混合得混合物；(2)将混合物放入塑型模具中并干燥得干燥混合物；(3)将干燥后混合物放入成型机内部进行压制，压力为100Mpa‑120Mpa，成型温度100℃‑150℃。制备工艺使得制备的燃料块热值得到提升，使产生的气体更清洁、更环保；且有效解决了现有的生活垃圾、牲畜牛粪和膨润土固体废弃物堆放处理的问题；而且制备简单。

Description

一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺

技术领域

本发明属于废物利用技术领域，具体涉及一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺。

背景技术

伴随着全球经济的高速发展和人民生活水平的日益提高，全球的城市生活垃圾产量迅猛增加。据相关部门统计，全国668座城市中至少有200座以上处于垃圾的包围中；在城市周围历年堆存的生活垃圾量己达60亿吨，侵占了约5亿多m2的土地，显然垃圾的处理处置问题己经成为我国所面临的最紧迫问题之一。

目前我国生活垃圾的处理方式分为焚烧、堆肥和填埋。垃圾填埋是我国采用最多的生活垃圾处理方式，每年约填埋5.0×1010kg生活垃圾。正在使用的垃圾填埋场在垃圾填埋一个月后就会产生沼气，由于填埋气体又是利用价值很高的可燃性气体，如不收集利用而排入大气，不仅造成严重的温室效应(高于正常大气中二氧化碳的100倍)，而且也是巨大的资源浪费。垃圾堆肥减量化程度较高，产生的沼气可用来发电或作为可燃气体，池内残余的腐殖质可以用做肥料、饲料和土壤调节剂等。但堆肥处理垃圾的方法设备投资大、处理量小，工艺复杂，反应慢，周期长，环境卫生条件差，生物质能的回收率较低，所得到的肥料肥效低，成本高，不易销售，经济效益差。焚烧过程有大气污染物产生，主要有温室气体(主要包括二氧化碳和氮氧化物)，酸性气体(HCl，SO2和NOx)，重金属(Hg，Pb，Ni等)，多环芳烃(PAHs)，多氯联苯(PCBs)，特别是潜在致癌剂多氯二苯并对二噁英和二苯并呋喃(PCDD/Fs)的排放。这些空气污染物将在城市固体废物被燃烧时部分释放到大气中，可能对周围环境和公共卫生造成严重的污染，甚至促使全球变暖进程加快。

目前，已知的是从生活垃圾中提取可燃物，制备垃圾衍生燃料，但是我国中小城市生活垃圾中可燃物比较少，而焚烧规模小不仅会出现燃烧不完全的问题而且还会造成焚烧成本高及污染难以控制。

以上，现需要一种制作新型垃圾衍生燃料工艺来解决以上问题。

发明内容

为了解决上述垃圾衍生燃料制备过程繁琐、制备成本高、燃烧不完全、燃烧带来的环境污染等问题，本发明提供了一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺，该制备工艺制备的燃料块燃烧更加充分、燃烧效率更高、热值更高，且制作简单。

为了达到上述目的，可以采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺，包括：将干燥可燃烧生活垃圾碎粒、干燥牛粪碎粒、氧化钙和膨润土充分混合得混合物；(2)将混合物放入塑型模具中并干燥得干燥混合物；(3)将干燥后混合物放入成型机内部进行压制，压力为100Mpa-120Mpa，成型温度100-150℃。

具体地，随着奶牛养殖业规模化、集约化的迅速发展，奶牛场粪便的大量粪便的堆积问题，带来了严重的环境污染问题。牛粪的堆积带来的臭气、微生物、渗滤液等造成了对土壤、水源、大气的污染；大量堆放又占用了奶牛场自身有限的生产场区。随着国家对奶牛养殖规模化的要求和政策扶持，高标准的环保要求迫使对牛粪这种固体废弃物的处理亟需新型高效的技术，牛粪的出路及综合利用的研究迫在眉睫。目前已知牛粪粗纤维含量高，密度小于黏胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；且自身含有木质素纤维(粗纤维)，易于压力成型。牛粪中氮、硫、粉尘含量低，含有一定量的镁、钙等碱金属元素，可以调节RDF中的元素组成，控制燃烧产生的有害气体含量，减少制备过程中添加剂的加入量，对NOx、SOx、二恶英等污染物控制有积极的作用。

具体地，氧化钙固化了燃烧过程产生的S、Cl等元素，膨润土的添加抑制了硫酸钙的分解，同时可以形成高热稳定的硫酸钙、氧化铝和氧化钙等的盐类物质，降低了燃烧过程中产生的废气和废物。牛粪的添加有效抑制了现有焚烧过程中有害气体的产生，使产生的气体更清洁、更环保。

进一步地，可燃烧生活垃圾及牛粪的干燥可以选择干燥箱进行恒温干燥，干燥箱进行恒温干燥的方式相比于传统燃料块制作的发酵和自然晾干过程，大大减少了制作时间，且燃料块混合物样品放置于恒温干燥箱提供的稳定的环境中，对混合物含水率的控制更为精准，去除了传统自然晾干方式中自然环境变化以及发酵产生甲烷、二氧化碳等气体的不可控因素；同时方便粉碎机进行粉碎。

进一步地，步骤(1)中，混合物按照质量百分比计，包括燥可燃烧生活垃圾碎粒47％，干燥牛粪碎粒为47％，氧化钙为3％，膨润土为3％。

进一步地，步骤(3)中，保压时间可以为2min-5min，比如2min、3min、5min。

进一步地，步骤(2)中，可以将装有混合物的塑形模具放入电热鼓风恒温干燥箱干燥，干燥时间为40min-60min，比如40min、60min，温度为60℃-100℃，比如60℃、70℃、100℃。

进一步地，干燥可燃烧生活垃圾碎粒的粒径可以≤5mm，干燥牛粪碎粒的粒径可以≤5mm。

进一步地，干燥可燃烧生活垃圾碎粒的水分可以≤10％，干燥牛粪碎粒的水分可以≤10％。

进一步地，上述塑型模具长、宽、高可以为15cm*15cm*15cm。

进一步地，步骤(2)中的塑型模具底部设置横竖交叉的凸起。

进一步地，上述横竖交叉的凸起的从下至上呈梯形。

进一步地，上述横竖交叉的凸起的间隔可以为2.6cm。

进一步地，上述横竖交叉的凸起的高度可以为0.4cm。

具体地，上述的塑型模具可以根据使用需要，可以将大块燃料块经过人工或机械施加压力，形成多种形状的小块燃料块，此压制方案与普通压制方案相比，普通压制成型燃料块形状大致相同，不利于燃烧，较大块燃料块燃烧不充分，较小块燃料块容易掉渣，不易运输；而按照上述压制成型的大块燃料块方便运输，根据使用需求处理形成的小块燃料块使燃烧更加充分，燃烧接触面积更大，提高了燃烧速度和燃烧效率。

本发明有益效果至少包括：本发明提供的利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺使得制备的燃料块热值得到提升，使产生的气体更清洁、更环保；且有效解决了现有的生活垃圾、牲畜牛粪和膨润土固体废弃物堆放处理的问题；而且制备简单。

附图说明

图1为塑型模具的示意图。

图2为塑型模具凸起的示意图。

图3为利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺简图。

图中，1：凸起。

具体实施方式

所举实施例是为了更好地对本发明进行说明，但并不是本发明的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且无意于限制本公开。除非在上下文中具有明显不同的含义，否则单数形式的表达包括复数形式的表达。如本文所使用的，应当理解，诸如“包括”、“具有”、“包含”之类的术语旨在指示特征、数字、操作、组件、零件、元件、材料或组合的存在。在说明书中公开了本发明的术语，并且不旨在排除可能存在或可以添加一个或多个其他特征、数字、操作、组件、部件、元件、材料或其组合的可能性。如在此使用的，根据情况，“/”可以被解释为“和”或“或”。

为了更好地理解本发明，下面结合具体示例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的示例。

实施例1燃料块制备磨具

结合图1和图2所示，本实施例提供一种用于本发明中利用生活垃圾制备燃料块的塑型模具，塑型模具长、宽、高可以为15cm*15cm*15cm。

具体地，塑型模具长、宽、高可以为15cm*15cm*15cm，那么制备出的燃料块为15cm*15cm*15cm，方便运输，而且每块提供的热量适中，若太大，不方便使用和运输，若太小，每块提供的热量比较少，使用不方便。

进一步地，如图1和图2所示，步骤(3)中的塑型模具底部可以设置横竖交叉的凸起。具体地，塑型模具底部横竖交叉设置至少一个以上凸起1，如此制备的燃料块可以形成横竖交叉的凹槽，在燃烧时，可以使空气更好流通，更好引燃，且燃烧会更加充分。

进一步地，横竖交叉的凸起1的从下至上可以呈梯形。具体地，可以将塑型模具的凸起1设置成梯形，如此制备的燃料块凹槽呈梯形，这样既可以很好的流动空气，燃料块的分量也更多，能够提供更多的热量。

进一步地，横竖交叉的凸起1的间隔可以为2.6cm。具体地，塑型模具的横竖交叉的凸起1可以有两条以上，每一条凸起1的间隔可以设置为2.6cm，如此，制备的燃料块的凹槽的数量可以提供足够的空气使得燃烧更加充分，也可以保证每块燃烧块的热量。

进一步地，横竖交叉的凸起1的高度可以为0.4cm。具体地，横竖交叉的凸起1的高度决定了制备的燃料块凸槽的深度，凹槽的深度过深，那么每块燃烧块可以燃烧的部分就会比较少，如果凹槽的深度太浅，那么可以流动的空气就会比较少，影响燃烧块的充分燃烧，所以选择0.4cm，可以有效保证燃烧块的燃烧率和燃烧热量。

实施例2燃烧块的制备及检测

燃烧块的制备

本发明实施例结合图3所示的燃烧块制备工艺流程示意图制备燃烧块，具体如下：

(1)将生活垃圾通过人工删选，去除金属等不可燃垃圾后生活垃圾成分包括：厨余类50％、纸类：15％、纺织类：10％、木竹类：6％、橡胶类：19％；

(2)将去除了不可燃烧的垃圾后的生活垃圾放入电热鼓风恒温干燥箱干燥，使其水分保持在10％左右；将牛粪放入电热鼓风恒温干燥箱干燥，使其水分保持在10％左右；

(3)将干燥后的生活垃圾倒入破碎设备放入高速多功能粉碎机，使其粒径为4mm左右；将干燥后的牛粪放入高速多功能粉碎机，使其粒径为4mm左右；

(4)将破碎后干燥的生活垃圾、破碎后的干燥牛粪、氧化钙和膨润土充分混合得混合物，其中按照质量比计，干燥的生活垃圾占比47％，破碎后的干燥牛粪占比为47％，氧化钙占比为3％，膨润土占比为3％；

(5)将上述混合物放入实施例1中的塑形模具中，将塑形模具放入电热鼓风恒温干燥箱干燥，干燥时间为50分钟，温度为100℃，控制干燥后的混合物含水率为10％左右，如果含水率超过15％则可以适当增加干燥箱温度，最高温度不超过105℃；

(6)将干燥后的混合物放入成型机内部，压制过程中的压力为100Mpa，成型温度150℃，保压5min，压制成15cm*15cm、长宽每隔2.6cm压有0.4cm凹槽的燃料块。

燃烧块的检测

将上述制备得到的燃料块放入箱式电阻炉燃烧，采集燃料燃烧过程中产生的烟气，采样及存储期间注意避光，使用崂应3012H型自动烟尘/气测试仪测得燃料块的燃烧效率98％、烟气排放浓度120mg/Nm3、热值5250kcal/kg、烟气流量450Nm3/h、空气过剩系数2％。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。

Claims (10)

1.一种利用生活垃圾制备燃料块的制备工艺，其特征在于，包括：将干燥可燃烧生活垃圾碎粒、干燥牛粪碎粒、氧化钙和膨润土充分混合得混合物；(2)将混合物放入塑型模具中并干燥得干燥混合物；(3)将干燥后混合物放入成型机内部进行压制，压力为100Mpa-120Mpa，成型温度100℃-150℃。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，混合物按照质量百分比计，包括燥可燃烧生活垃圾碎粒47％，干燥牛粪碎粒为47％，氧化钙为3％，膨润土为3％。

3.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，保压时间为2min-5min。

4.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，干燥可燃烧生活垃圾碎粒的粒径≤5mm，干燥牛粪碎粒的粒径≤5mm。

5.根据权利要求1或2所述的制备工艺，其特征在于，干燥可燃烧生活垃圾碎粒的水分≤10％，干燥牛粪碎粒的水分≤10％。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，塑型模具长、宽、高为15cm*15cm*15cm。

7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，塑型模具底部设置横竖交叉的凸起。

8.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，横竖交叉的凸起的从下至上呈梯形。

9.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，横竖交叉的凸起的间隔为2.6cm。

10.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，横竖交叉的凸起的高度为0.4cm。

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