CN202667239U - 一种生活垃圾资源化回收处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生活垃圾资源化回收处理系统，包括生活垃圾贮存系统、脉冲干燥自动分选系统、热解气化系统、中低温裂解炭化系统、直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统、气气换热系统、制砖系统、直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，通过对回收的生活垃圾进行干燥以及自动筛选，并根据不同的筛选物进行相应的处理和利用，从而起到对生活垃圾的资源化处理和利用，不但节约了能源、降低了成本，而且还减少了二次污染。

Description

一种生活垃圾资源化回收处理系统

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理系统，具体涉及一种基于低温等离子体技术的生活垃圾资源化回收处理系统。 

背景技术

生活垃圾主要含有塑料及木质纤维、碎石、玻璃等无机物、大量的水分（≤50%）和有机物，同时含有汞等重金属及病菌等。目前常用的处理方法有填埋、堆肥、焚烧、分选回收等。生活垃圾填埋要占用宝贵的土地资源，而且填埋会产生大量渗滤液，容易造成二次污染，会污染土壤及地下水；堆肥，是我国初期处理生活垃圾的工艺一种，但是随着城市化速度加快，现阶段堆肥能力已经完全不能满足生活垃圾处理需求，容易造成二次污染，会产生大量渗滤液，会污染土壤、地下水及环境；焚烧前需要干化，且焚烧不能带来大量的热能收益，反而投资局大，控制二次污染的成本很大；相比之下，分选回收技术较为可靠，资源化效果较好，分选出的资源化物质可以直接回收利用，该技术是许多发达国家基于分类收集基础上的首选处理技术，选址较为容易。但是，该技术可能存在分选效率低、经济效益不好的隐患，分选后有较多残渣，且分选出的物质没有经过有效工艺处理，容易造成二次污染，导致后期处理成本较高。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种生活垃圾资源化回收处理系统，能够实现对生活垃圾的低成本、无害化、资源化回收处理。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案： 

一种生活垃圾资源化回收处理系统，包括： 

生活垃圾存储系统，收集含水量≤50%的生活垃圾； 

脉冲干燥自动分选系统，接收存储系统输送的生活垃圾，并对其进行干燥和自动分选，并将分选出的分选物分别输送至以下系统进行处理； 

制砖系统，对选出的大比重无机物进行制砖处理； 

热解气化系统，对分选出的小密度筛上物进行热解处理； 

中低温裂解炭化系统，对分选出的有机筛上物进行有机炭加工； 

直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，对分选出的水气混合物进行降解处理，生成无机金属盐和高氨氮有机水； 

所述生活垃圾存储系统连接所述脉冲干燥自动分选系统，所述脉冲干燥自动分选系统再分别连接制砖系统、热解气化系统、中低温裂解炭化系统以及直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统。 

所述的热解气化系统还与中低温裂解炭化系统相连，将产生的高温烟气输入中低温裂解炭化系统并作为其热源。 

所述的回收处理系统还包括气气换热系统，与中低温裂解炭化系统相连，接收中低温裂解炭化系统输出的中温烟气，通过换热后输入脉冲干燥自动分选系统，作为其干燥的热源。 

所述的回收处理系统还包括直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统，与中低温裂解炭化系统相连，对其产生的有机炭进行二次处理，生成蜂窝状生物质有机炭。 

采用本实用新型的生活垃圾资源化回收处理系统，具有如下优点： 

1、采用热解气化技术与中低温炭化技术耦合复合技术，可实现以废治废的基本要求，热解气化系统不仅处置了燃烧值较高的筛上物，也可为脉冲干燥自动分选系统和中低温裂解炭化系统提供热源，节约了一次能源，处理成本低。 

2、采用自动分选滚筒筛技术与脉冲水分干燥的复合技术，中低温裂解炭化系统和直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统的耦合，不仅制备了具有高空隙率，高稳定性、高安全性，高疏水性、稳定的蜂窝状生物质有机炭可用作干旱、半干旱、沙化、半沙化地区的缓释肥（土壤改良剂）。也去除了筛下物中所含的汞及有害物质。 

3、采用直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统实现了除臭、重金属去除、 有毒有害物质无害化讲解的一体化系统，处理过程中不需要添加任何物质，能耗低，处理成本低，可将有害物质及重金属以无机盐结晶析出； 

4、筛上物经过缺氧、无氧气化，不经过焚烧不产生二恶英及有害气体； 

5、筛下物在中低温裂解炭化系统中采用无氧和缺氧临界点切换，不增加温室气体和二恶英等有害气体； 

6、在处理生活垃圾的同时，产出的生物质有机炭缓释肥、高氨氮液肥、汞等重金属无机盐可作为重金属回收富矿，可为企业二次创收； 

7、整个系统零排放，属于高效、节能、新型环保技术。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式本实用新型进行详细说明： 

图1是本实用新型的生活垃圾资源化回收处理系统的原理框图。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的生活垃圾资源化回收处理系统的原理为先将分散收集的生活垃圾进行堆积储存，再针对生活垃圾组成成分不同的理化性能，将生活垃圾进行物料自动干燥分选，再运用不同的技术模块对分选出的物料进行低成本、无害化、资源化处理。 

该回收处理系统主要包括生活垃圾贮存系统、脉冲干燥自动分选系统、热解气化系统、中低温裂解炭化系统、直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统、气气换热系统、制砖系统、直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，其中， 

生活垃圾贮存系统是通过全封闭式翻斗车（4-5吨位）作为垃圾运输车，通过卸料平台将含水量≤50%的生活垃圾堆放于生活垃圾贮存系统内。卸料平台大小满足垃圾车在作业中的安全和便利；适当位置设置地面水冲洗装置，以保证平台的清洁在平台的出入口及垃圾投入门均采取密闭设施，投入门可以自动开、闭以防止噪音、灰尘和臭味的扩散，垃圾投入门设为2扇:平台的出入门与垃圾的投入门，考虑了腐蚀性物质和气体对门框材料的影响。该生活垃圾贮存系统的有效储存容积，至少具有5天(垃圾密度考虑 为0.2t/m3)处理量的容积，其空间应使电动抓斗起重机操作人员能够安全便利地对生活垃圾进行混合、搅拌及堆放作业；并且该生活垃圾贮存系统始终保持在负压状态，系统还配备除臭及防火器材，以防止发生突发事故；在生活垃圾贮存系统的底部可设置倾斜的排水槽，便于渗出的污水排放收集，并可通过配置的污水泵将垃圾渗沥液导入热解系统内；坑底可设置垃圾渗沥液收集系统，配备过滤系统，特别是沙石的过滤，易于清理和更换。 

脉冲干燥自动分选系统是接收生活垃圾贮存系统贮存的生活垃圾（处理总量100-1200t/d，含水量≤50%，热值3500-4000Kca l/kg）其中水分蒸发、干燥采用的热能来自于热解气化系统。生活垃圾经过脉冲干燥自动分选系统进行干燥和自动分选，分选出来的物料成分占垃圾总量百分数如下： 

A、分选物1：17%-20%的塑料及木质纤维等筛上物； 

B、分选物2：15%-20%煤灰，泥土，纤维等有机质筛下物； 

C、分选物3：15%的砖石，玻璃等无机物； 

D、分选物4：45%-55%的水、臭气等水气混合物。 

其中，比重最大的分选物3（砖头、铁、玻璃、细沙、粘土等）被首先分选出来，送往制砖系统，可作为建筑用材。剩下的混合物质，密度最小的塑胶及木质纤维等筛上物至系统最远端的热解气化系统，作为热解原料，并输出热源1；分选出来分选物2等有机质筛下物，作为有机炭的加工原料送往中低温裂解炭化系统，制备出的有机炭经直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统，加工成具有高孔隙、高疏水性的生物质有机炭。中低温裂解炭化系统出来的中温烟气经过气气换热系统冷却后作为脉冲干燥自动分选系统的热源2，干燥分选出来的分选物4，富含氨氮有机物化合物及重金属的有机水分，经直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，将有机水中重金属、氨氮化合物降解为无公害无机物，而污染的有机水也被处理成无公害的高氨氮有机水，供农业灌溉、珍贵乔木、速生林使用。 

整个系统中的热源利用如下：所述的脉冲干燥自动分选系统将塑料及木质纤维等筛上物由进料装置均匀投入热解气化系统产生的1100℃的高温烟气，进入中低温裂解炭化系统前的850℃的烟气作为中低温裂解炭化系统的热源1。从中低温裂解炭化系统出来的混合烟气350-500℃，再进入气 气换热系统，换热出来的中温气体送入脉冲干燥自动分选系统作为物料干燥、水气混合物的热源2。 

有机炭的具体生成如下：所述的脉冲干燥自动分选系统将有机质筛下物导入中低温裂解炭化系统，制备出有机炭，配合直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统对含水量在10%上的有机炭进行二次处理，使有机物进一步分解、重金属等有害物分子大分子化，以硫盐、铵盐等无机物析出，得到具有高空隙率，高稳定性、高安全性，高疏水性、稳定的蜂窝状生物质有机炭可用作干旱、半干旱、沙化、半沙化地区的缓释肥（土壤改良剂）。 

所述的中低温裂解炭化系统是以热解气化系统产生的高温烟气作为中低温裂解炭化系统的热源，使分选出的分选物2（筛下物）在中低温裂解炭化系统中转化为有机炭，并配合直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统，制备出具有高空隙率，高稳定性、高安全性，高疏水性、稳定的蜂窝状生物质有机炭。该过程分为三个阶段进行： 

干燥阶段：中低温裂解炭化系统温度高于100℃时，分选物3（筛下物）中水分蒸发，其化学性质几乎没有变化。 

炭化初始阶段：中低温裂解炭化系统温度逐步升高至一定温度时，分选物3（筛下物）中部分有机质开始发生热解反应，半纤维分解为H₂，CO₂、CO等物质。 

全面炭化阶段：当温度继续升高，直至分选物3（筛下物）中的有机质进行剧烈分解，产生甲醇、木焦油、甲烷、乙烯等物质时，分选物3（筛下物）中的有机质干馏形成有机炭。 

形成的有机炭经直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统二次处理，制备出具有高空隙率，高稳定性、高安全性，高疏水性、稳定的蜂窝状生物质有机炭。 

而分选物4（含菌水、臭气等气水混合物）送入直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，经DC40000V，PPS1000放电产生高能电子，结合触媒和氧化系统，高能电子轰击分选物4（含菌水、臭气等气水混合物）中有害物质分子化学键，破坏臭气、污染物分子或使其分子改性，从而实现重金属等有害物质转化为无害无机物及除臭的双重功效，得到的高氨氮有机水 可用于树木、农业灌溉。 

所述的直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统的原理为：其本身通过能量电子轰击，使得内核在瞬间热反应过程中，可以去除比较顽固的一些有害成分的残留，通过键重组和氧化，进一步达到高能、净化、无害化的电化学处理方法。它的机理为：由直流高压窄脉冲冲击电流发生装置在气相或液相中放电产生，在此过程中强大的电流在极短的时间（微秒级）向发电通道通入，形成电子雪崩，巨大的脉冲电流（103-105A）使通道内形成高能密度（102-103/cm³），由此引起局部高温（104-105K）。这样发电过程中，放电通道内完全由稠密的等离子体所充满，且辐射出很强的紫外线及高温空泡。同时，由于瞬间高温加热，放电通道内的压力急剧升高，从而等离子通道以较高的速度（102-103m/s）迅速向外膨胀，完成整个击穿，达到对气液混合物中的重金属和有害成分通过键重组达到析出、去除和除臭的效果。 

下面结合实施例来具体说明本实用新型的回收处理系统： 

将4-5吨生活垃圾采用全封闭式翻斗车堆放于生活垃圾贮存系统中，累计到具有5天处理量时（100t/d），通过输送装置，将含水量≤50%的生活垃圾送入分选与002脉冲干燥自动分选系统进行分选，其中水分蒸发、干燥采用的热能来热解气化系统。生活垃圾经过脉冲干燥自动分选系统进行一道分选，比重最大的分选物3（砖头、铁、玻璃、细沙、粘土等）被首先分选出来，送往制砖系统；剩下的混合物质，密度最小的塑胶及木质纤维（筛上物）等分选物1通过脉冲干燥自动分选系统分选至系统最远端，作为热解原料；分选出来分选物2等有机质（筛下物），作为有机炭的加工原料送往中低温裂解炭化系统，制备出的有机炭经直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统，加工成具有高孔隙、高疏水性的生物质有机炭。中低温裂解炭化系统出来的中温烟气经过气气换热系统冷却后作为脉冲干燥自动分选系统的热源，干燥分选出来的分选物4，富含氨氮有机物化合物及重金属的有机水分，经直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，将有机水中重金属、氨氮化合物降解为无公害无机物，而污染的有机水也被处理成无公害的高氨氮有机水，供农业灌溉、珍贵乔木、速生林使用。 

中国的中、西北部等广大地区因缺失水分，导致土壤贫瘠沙化，全球类似的有中亚、中东、非洲等多个地区，这些地区地表水蒸发量大、降雨少、土壤沙化严重，有限的地下水都高度矿物化、含盐量高，而当地速生林、植树造林、植被保护改良急需大量具有蓄水、益菌、保温的缓释肥。如果能利用人们日常生活中产生的生活垃圾作为主要原料来源来生产缓释肥，同时回收大量的高氨氮液肥，可以作为珍贵乔木的灌溉用水加速植物生长速度，不仅可以解决生活垃圾围城的问题吗，也可以改良当地土壤和防治沙漠化，增加植物成活率及生长速度。 

此外，可以改良土壤结构的缓释肥（土壤改良剂）具有很大的市场前景，例如可以应用于城市市政绿化，花卉、速生林的培育，在节能减排方面优化于现有的焚烧和堆肥技术。特别广大的西北地区缺水、少肥、土壤盐碱化、林地和草地退化、长期使用化肥导致的土壤板结、沙漠化逐渐扩大。由于缓释肥（土壤改良剂）具有炭的多孔性，可以蓄水、益菌、保温和固肥，对改善我国西北部沙漠化的生态现状、盐碱土壤的改良、生态林的培育和过度放牧而导致的贫瘠土地的植被生长具有重要的意义。 

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。 

Claims (4)

1.一种生活垃圾资源化回收处理系统，其特征在，包括： 

生活垃圾存储系统，收集含水量≤50%的生活垃圾； 

脉冲干燥自动分选系统，接收存储系统输送的生活垃圾，并对其进行干燥和自动分选，并将分选出的分选物分别输送至以下系统进行处理； 

制砖系统，对选出的大比重无机物进行制砖处理； 

热解气化系统，对分选出的小密度筛上物进行热解处理； 

中低温裂解炭化系统，对分选出的有机筛上物进行有机炭加工； 

直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统，对分选出的水气混合物进行降解处理，生成无机金属盐和高氨氮有机水； 

所述生活垃圾存储系统连接所述脉冲干燥自动分选系统，所述脉冲干燥自动分选系统再分别连接制砖系统、热解气化系统、中低温裂解炭化系统以及直流高压窄脉冲高氨氮液肥制作系统。 

2.根据权利要求1所述的生活垃圾资源化回收处理系统，其特征在： 

所述的热解气化系统还与中低温裂解炭化系统相连，将产生的高温烟气输入中低温裂解炭化系统并作为其热源。 

3.根据权利要求1或2所述的生活垃圾资源化回收处理系统，其特征在： 

所述的回收处理系统还包括气气换热系统，与中低温裂解炭化系统相连，接收中低温裂解炭化系统输出的中温烟气，通过换热后输入脉冲干燥自动分选系统，作为其干燥的热源。 

4.根据权利要求1所述的生活垃圾资源化回收处理系统，其特征在： 

所述的回收处理系统还包括直流高压窄脉冲生物质有机炭深度氧化系统，与中低温裂解炭化系统相连，对其产生的有机炭进行二次处理，生成蜂窝状生物质有机炭。 

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