CN1465655A - 城市生活垃圾高温干馏处理方法 - Google Patents

Abstract

一种城市生活垃圾高温干馏处理的方法，利用传统炼焦装置、焦油回收装置和煤气净化回收装置实现生活垃圾高温干馏处理，其实现步骤包括：(1)在垃圾分选场，通过机械分选方法从生活垃圾中分选出有机轻质组分，作为高温干馏的原料；(2)分选后的有机轻质垃圾运往原料加工厂，进行原料加工处理，并将原料加工到一定粒度；(3)加工处理后的有机轻质垃圾按一定比例与煤混合，进行高温干馏处理，实现其无害化处理，同时产生焦炭、焦油和煤气；(4)有机轻质垃圾高温干馏后的产物，全部进行回收，从而实现城市轻质有机垃圾彻底无害化处理和完全资源化利用。具有投资省，运行费用低的特点，污染治理彻底和垃圾资源化利用程度高的特点。

Description

城市生活垃圾高温干馏处理方法

所属领域

本发明属于城市生活垃圾处理技术领域，尤其涉及城市生活垃圾中的轻质有机垃圾，包括废塑料、废橡胶、废纸、草木、树叶、皮革、织物等单一成分和混合组分在炼焦炉中高温干馏处理方法。

背景技术

随着世界经济和科技的迅猛发展，人们物质生活水平的日益提高，城市化进程的不断加快，城市固体废弃物的产量急剧增加。据统计，我国目前城市生活垃圾的年产量已经超过1.5亿吨，而且每年正以8％～10％的速度增长。

目前，我国城市生活垃圾处理处置技术仍以卫生填埋和露天堆放为主，占总处理量的79.2％，其次采用堆肥处理，占总处理量的18.8％，少量采用焚烧技术，约占总处理量的2％。因此，我国的城市垃圾处理与处置问题十分突出，急需要有能够实现城市垃圾无害化、减容化和资源化处理技术。

一般认为，垃圾是影响城市市容、破坏环境卫生，滋生病菌的罪魁祸首。但它却是地球上唯一在增长的资源，一些有识之士将城市垃圾称之为“城市矿”和“放在错误位置的宝藏”。因此，早期人们重点提倡垃圾的无害化处理，同时也产生了垃圾无害化处理的技术，如垃圾卫生填埋技术，垃圾焚烧技术和垃圾堆肥加填埋技术。随着技术、经济和人们观念的发展变化，现在人们重点提倡垃圾应首先进行资源化利用，然后对不能资源化利用的垃圾进行无害化处理，同时正在发展垃圾资源化利用和无害化处理新技术。

传统垃圾处理方法通常包括卫生填埋、焚烧发电、堆肥。各类垃圾处理技术特点分析如下：

(1)、垃圾填埋：

优点：技术简单、成熟，投资相对较小。

缺点：减容量小，占用大量土地，垃圾资源难以再生利用，易产生地下水污染和甲烷气污染。

(2)、垃圾焚烧：

优点：技术相对成熟，处理及时，能够有效处理垃圾中废塑料、废橡胶、废纸、草木、树叶、皮革、织物等轻质有机组分，使之大幅度减容减量，并可以回收热能。

缺点：一次性投资较大，垃圾资源化利用率较低，易产生二次污染，特别是二恶英和重金属污染。

(3)、垃圾堆肥：

优点：技术相对成熟，可利用垃圾有机质生产肥料。

缺点：减容量有限，处理温度相对较低，污染控制较弱，仅能处理中可发酵的生物质，对垃圾中废塑料、废橡胶、废纸、皮革、织物等轻质有机组分难以处理。

上述传统处理城市生活垃圾的方法各有优缺点，但均难以满足垃圾处理无害、减容和资源利用程度最大化的要求。急需要开发出能够真正满足垃圾资源无害化处理与资源化利用的新技术。

从技术上讲，垃圾处理技术应该具备处理垃圾无害、减容、资源化利用、经济、运行可靠等特点。通过分析比较和实践运行，人们在垃圾处理技术发展方向上达成共识，也就是垃圾必须进行资源化利用和无害化处理。针对不同场所产生的垃圾和垃圾不同组分采用最适合的收集、处理和利用方法。其基本思路是从源头上进行分类收集，从终端进行分类处理。

垃圾从源头上分类是一个复杂的系统工程，不仅取决于政策导向和市民的素质，而且也取决于分类后垃圾的资源化利用和无害化处理技术。这需要政府、市民、科研单位、企业和银行的共同努力。从目前情况来看，我国的垃圾分类收集已经在多数城市进行试点，而且已经成为垃圾处理与综合利用的发展方向。但同时由于缺乏好的、切实可行的分类垃圾资源化利用和无害化处理技术，尤其是实现垃圾中被污染、成分复杂，难以分选混合组分的资源化利用和无害化处理技术，人们不得不将已经从源头上分类后的垃圾又重新混合，然后运输到填埋场进行填埋处理。如我国北京市、上海市、广州市、南京市等城市均已开展垃圾分类收集工作，但由于分类后许多成分无法处理，只好又混合在一起运往填埋场。

目前，我国大多数城市产生的普通混合生活垃圾，如家庭、旅馆、餐厅、集贸市场、林园和街道等地产生的有机物、塑料包装袋、卫生纸、废旧衣物、扫道土和厨余物等基本上是环卫部门有组织地混合收集，统一清运，并在垃圾转运站进行集中分选或直接压装后，运往垃圾填埋场进行填埋处理和运往垃圾焚烧厂进行混合焚烧处理，垃圾的资源化利用率非常低。因此，不解决垃圾分类后的出路问题，将给垃圾资源化带来不利影响。从源头上分类后的垃圾如何实现其终端分类处理是当前垃圾资源化技术发展方向和重点。

国内还没有关于城市生活垃圾高温干馏处理的方法及系统的专利技术报道，中国专利，专利号为CN1224043，公开了一种在煤中添加废塑料，在氮气或焦炉煤气气氛下共热解或共焦化以增加焦油收率和减少水分的方法。该方法是基于实验室研究结果，处理温度为650℃，属于低温处理工艺，没有考虑工业应用过程中的废塑料收集、加工和废塑料在高温焦炉中焦化处理等工艺系统，尚未达到工业应用程度。日本专利，专利号为JP2001187406、JP2001323280、JP2001139952、JP2001123180、JP2002012876等仅局限于利用焦炉处理废塑料和将废塑料与煤混合炼焦，该系列方法中涉及到从城市生活垃圾中提炼废塑料作为炼焦炉与煤共焦化的原料的情况时，必须经过十分严格和复杂的分选和加工过程，最终只利用垃圾中的废塑料作原料，因此工艺十分复杂，能耗和成本很高。

发明内容

针对现有垃圾处理与处置技术的不足和缺陷，尤其是有效处理分类后垃圾技术的缺乏，本发明的目的和任务是为大规模处理城市生活垃圾中的轻质有机混合组分，包括废塑料、废橡胶、废纸、草木、树叶、皮革、织物等提供一种有效方法，即轻质有机垃圾在炼焦炉中高温干馏处理的方法。达到充分利用现有焦炉及其配套系统大规模无害化处理和100％资源化利用轻质有机垃圾资源，开辟分类垃圾资源化利用和无害化处理新途径，利用轻质有机垃圾组分代替部分炼焦配煤，节约炼焦煤资源等目的和任务，使其能够适用于工业生产，尤其适用于尚未进行垃圾分类收集，开始试行垃圾分类收集和正在试行垃圾分类收集的城市生活垃圾中的轻质有机组分，包括废塑料、废橡胶、废纸、草木、树叶、皮革、织物等的资源化利用和无害化处理。

本发明的技术方案是：完全利用传统炼焦装置、焦油回收装置和煤气净化回收装置实现生活垃圾高温干馏处理，其实现步骤包括：(1)在垃圾分选场，通机械分选方法从生活垃圾中分选出有机轻质组分，作为高温干馏的原料；(2)分选后的有机轻质垃圾运往原料加工厂，进行原料加工处理，并将原料加工到一定粒度；(3)加工处理后的有机轻质垃圾按一定比例与煤混合，进行高温干馏处理，实现其无害化处理，同时产生焦炭、焦油和煤气；(4)有机轻质垃圾高温干馏后的产物，全部进行回收，实现其资源化利用。

有机轻质垃圾原料与煤的配比控制在1％-10％之间。

采用上述城市生活垃圾高温干馏处理的方法，该方法的基本原理将分选和加工过的有机轻质垃圾按一定比例与煤混合后，置于传统炼焦炉中进行高温干馏，使有机轻质垃圾转化为可用于冶金的优质焦炭，可用作液体燃料和化工原料的焦油以及可用作洁净高热值燃料和化工合成原料气的优质煤气。该方法的主要特点在于将传统炼焦工艺与现代垃圾回收与加工工艺有机结合，利用传统冶金炼焦技术和垃圾分选加工技术，大规模无害化处理和100％资源化利用。该方法的主要特点在于：(1)处理垃圾组分范围广，可包括废塑料、废旧轮胎、废纸、草木、树叶、织物、皮革等的有机轻质混合物，而非组成单一的废塑料。(2)有机轻质垃圾的分选工艺相对简单，只需进行筛选、风选和压装即可完成物料的收集，大大节省投资与运行费用。(3)有机轻质垃圾原料的加工工艺大大简化，只需打散、破碎、风送和储料与给料等工序，即可完成有机轻质垃圾原料的加工与输送，大大节省垃圾加工成本。(4)采用皮带输送与煤混合进入锤式破煤机，实现垃圾与煤在破煤机内进行均匀混合，工艺简单，易于操作。(5)由于该方法可以利用焦化工艺系统处理有机轻质垃圾，有利于冶金和焦化行业的结构调整，给冶金和焦化行业进入新兴环保产业提供了新的思路和途径。

附图说明

附图1为本发明的整体系统工艺流程图。

附图2为垃圾分选系统工艺流程图。

附图3为有机轻质垃圾加工及与煤混合系统工艺流程图。

图1的图标说明：1垃圾分选系统；2有机轻质垃圾加工系统；3有机轻质垃圾与煤共混合系统；4共混物料高温干馏系统；5干馏产物回收与处理系统；

图2的图标说明：6板式给料机；7皮带；8滚筒筛；9皮带；10风选装置；11压装机。图3的图标说明：12打散装置；13皮带；14破碎机；15风力输送装置；

具体实施方式

上述方法的实施过程分为三个步骤：第一步是通过人工收集与机械分选，完成废塑料原料的供应。其中的机械分选方法实施过程如下：(1)原生城市生活垃圾破袋处理后进入滚筒筛选，去除小颗粒的垃圾物料(粒径小于80mm)；(2)筛上物大颗粒物料进入风力分选装置去除重质组分；(3)风选分离出的有机轻质组分压装处理后作为原料运往加工厂，完成原料收集过程。第二步是将收集来的有机轻质垃圾原料经过打散处理，再通过皮带输送进入破碎机处理，破碎后的物料通过风力输送到输煤皮带上方的垃圾储料仓，最后通过星形给料机或螺旋给料机将料仓中的有机轻质垃圾给入输煤皮带，并与煤混合进入破煤系统，完成有机轻质垃圾的加工和输送。第三步是通过皮带运输将有机轻质垃圾与煤按一定比例加入破煤机中同时进行破碎和混合处理，处理后的混合原料先后利用传统装煤方法完成装料，利用传统炼焦方法完成高温干馏，利用传统焦炭处理方法、化产回收方法以及煤气净化与回收方法完成干馏产物的处理与回收利用。

一种实现城市生活垃圾高温干馏处理方法的系统，该系统主要由垃圾分选系统、有机轻质垃圾加工与输送系统、有机轻质垃圾与煤混合共焦化系统以及共焦化产物回收处理系统组成。其工艺流程如图1所示。该系统结合图1描述如下：垃圾分选系统1提取的有机轻质垃圾通过运输车进入垃圾物料加工系统2，加工处理后的垃圾物料通过风力输送进入垃圾物料与煤共混合系统3，混合后的入炉原料通过皮带输送进入高温干馏系统4，干馏后的焦炭、焦油和煤气进入产物回收与处理系统5，完成有机轻质垃圾高温干馏处理的全过程。

所述垃圾分选系统(有机轻质垃圾收集系统)的主要功能是从垃圾中分选出有机轻质垃圾组分。主要设备包括垃圾版式给料机、运输皮带、滚筒筛、风力分选装置、压装机等。其特征在于版式给料机通过皮带与滚筒筛入口连接，滚筒筛具有破袋功能。滚筒筛出口接有水平皮带，水平皮带下方接有风选装置的入料口，风选装置由鼓风机、风道和料仓组成，轻质物料料仓出口与压装机入口连接，压装机将有机轻质垃圾压装后运往加工车间。有机轻质垃圾收集系统的工艺流程图如图2所示。该系统的实施过程结合图2描述如下：城市生活垃圾由板式给料机6均匀给皮带7送料，给料机6同时具有破袋功能。物料经过皮带7输送进入滚筒筛8，垃圾在滚筒筛8内被进一步破袋和分选，尺寸较大的物料在筛上，从滚筒筛尾部出口出来，进入水平皮带9，然后进入风选装置10的入料口，在水平风力作用下，有机轻质垃圾进入水平风道末端下方的料仓，该料仓的出口直接与压装机11入口连接，有机轻质垃圾落入压装机11内经过压缩后运往加工厂。

所述有机轻质垃圾加工及与煤混合系统的主要功能是将物料破碎，使其粒度达到入炉要求后与煤混合。其主要设备包括压装垃圾打散装置、运输皮带、破碎机和风力输送装置等。其特征在于压装垃圾打散装置的出料口通过皮带与破碎机入料口相连，破碎机出料口与风力输送装置相连。加工合格后的有机轻质垃圾通过风力输送运往与煤混合的装置，进行与煤共混合。有机轻质垃圾加工系统的工艺流程如图3所示，该系统的实施过程结合图3描述如下：压装后的有机轻质垃圾由打散装置12打散后，通过皮带13给破碎机上料，物料进入破碎机14进行破碎处理，破碎后的废塑料通过风力输送装置15给混料装置16上料，在混料装置16内完成有机轻质垃圾与煤共混合，混合后的物料通过皮带17输送进入炼焦炉进行炼焦处理。

所述废塑料与煤共焦化系统以及共焦化产物回收处理系统的主要功能是将废塑料进行高温干馏，温度高达1100℃，使有机轻质垃圾转化为焦炭、焦油和煤气等产品，实现有机轻质垃圾大规模无害化处理和100％资源化利用。其主要设备包括炼焦炉系统、化产回收系统和煤气净化与回收系统等。其特征在于完全利用传统煤炼焦工艺系统和设备来完成废塑料的无害化处理与资源化利用。

Claims (8)

1.一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于：完全利用传统炼焦

装置、焦油回收装置和煤气净化回收装置实现生活垃圾高温干馏处理，其实现步骤包括：(1)在垃圾分选场，通机械分选方法从生活垃圾中分选出有机轻质组分，作为高温干馏的原料；(2)分选后的有机轻质垃圾运往原料加工厂，进行原料加工处理，并将原料加工到一定粒度；(3)加工处理后的有机轻质垃圾按一定比例与煤混合，进行高温干馏处理，实现其无害化处理，同时产生焦炭、焦油和煤气；(4)有机轻质垃圾高温干馏后的产物，全部进行回收，实现其资源化利用。

2.按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于进入焦炉的轻质有机垃圾，可以是废塑料、废橡胶、废纸、草木、树叶、皮革、织物等的混合组分。

3.按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于将城市生活垃圾进行筛选和风选即可获得所需的轻质有机垃圾原料，完成轻质有机垃圾原料的分选与收集。

4、按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于将分选后的有机轻质垃圾进行破碎处理即可获得入炉所需的轻质有机垃圾原料，完成有机轻质垃圾原料的加工。

5、按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于将分选后的有机轻质垃圾进行破碎处理，破碎粒度要求小于等于10毫米，即可达到入炉所需的轻质有机垃圾原料要求。

6、按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于将加工后符合入炉要求的有机轻质垃圾原料通过皮带输送，在配煤破碎机前与煤混合进入配煤破碎机，完成与煤的混合。

7、按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于有机轻质垃圾原料与煤的配比控制在1％-10％之间。

8、按照权利要求1所述的一种城市生活垃圾高温干馏处理方法，其特征在于将有机轻质垃圾与煤混合高温干馏方法，完全采用传统的煤炼焦方法；干馏产物回收方法也完全采用传统焦化工艺中的化产回收和煤气净化与回收工艺方法。

Images