專利名稱：一種生物/機械技術制備高質垃圾衍生燃料的方法
技術領域：
:本發(fā)明涉及環(huán)保、能源技術領域，具體涉及一種制備高質垃圾衍生燃料的方法。
背景技術：
:2010年我國城市生活垃圾清運量達到了1.58億噸，其中通過焚燒處理了 2316.7萬噸，占無害化處理量的18.8%。垃圾焚燒發(fā)電技術能夠快速實現高效的減容(90%)和減重(80%)，焚燒產生熱量可產蒸汽發(fā)電或供熱，實現熱量利用；同時焚燒處置技術占地少，使用壽命長。垃圾焚燒發(fā)電技術符合可持續(xù)發(fā)展要求，適應我國城市人口密集、土地緊張的特點。我國城市生活垃圾水分和灰分高、有機物含量低、熱值低、成分復雜多變的特點，直接焚燒發(fā)電效率低，只有20%左右；并且垃圾焚燒過程會產生包括S02、NOx, HC1、重金屬和二惡英等污染物，尤其是廢物焚燒被認為是二惡英排放的主要源頭之一，嚴重制約了垃圾發(fā)電技術的推廣。將城市生活垃圾經過分選、破碎、干燥、壓縮成型等工藝制備成便于運輸和儲存的垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,簡稱RDF),是垃圾能源化和資源化利用的新技術。RDF具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、發(fā)電效率高和污染物排放低的優(yōu)點，同時具有更廣泛的工業(yè)應用。但我國目前生活垃圾混合收集，含餐廚垃圾在內的大量高水分復雜組分，使我國城市生活垃圾直接制備RDF十分困難，成本過高。在歐洲近十年來逐漸興起生活垃圾機械生物處置技術(Mechanical Biological Treatment,簡稱MBT)。MBT就是利用機械設備的分選,把垃圾中的高熱值的物質、金屬和玻璃等有用物質分離出來加以利用，垃圾中的有機質部分再經過生物的好氧或厭氧處理后和不能利用的部分送到填埋場處理。MBT技術在德國應用廠家共有30余家，在中國還未有采用
發(fā)明內容
:基于我國生活垃圾含濕量高，成分復雜，含有氮、硫、氯和重金屬等，難以破碎和分選，且垃圾熱值低，直接燃燒發(fā)電效率低，燃燒后生成和排放NOx、S02、HCl、重金屬和二惡英等污染物，本發(fā)明的目的是提供一種生物/機械技術制備高質垃圾衍生燃料的方法。通過生物和機械聯用技術制備高質垃圾衍生燃料的方法，實現源頭調質，提高熱值和減少有害成分，并制成RDF，實現垃圾多種用途和應用。本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現的:一種生物/機械技術制備高質垃圾衍生燃料的方法，包括如下工藝步驟:生物干化[I]、粗破碎[2]、一次磁選[3 ]、粗篩[4]、分揀[5]、熱風干化[6]、細破碎[7]、細篩[8]、定型[9]。其工藝流程為:一個生物干化[I]周期完成后將垃圾進行一次粗破碎[2];經過一次粗破碎[2]的垃圾先進行一次磁選[3]，初步回收金屬[12]后進入雙層振動篩進行粗篩[4]，粒徑在75mm和300mm之間的垃圾進入分揀皮帶進行分揀[5]，利用人工直接進行可回收物揀出[16]和難破碎物去除[17]，將人工分選后垃圾進行熱風干化[6];熱風干化[6]后的垃圾進行細破碎[7],然后進行細篩[8],粒徑MOmm的篩上物再次破碎和過篩,篩下物中添加質量比為疒5%的鈣基堿性物作為固氯劑進行固氯[19]后利用垃圾衍生燃料定型機進行定型[9]制得垃圾衍生燃料。所述生物干化，是在生物干化池里利用含硫桿菌屬、鐵氧化鉤端螺旋菌屬、食酸菌屬和脫氯化菌的混合濾液對垃圾進行淋濾和通風加速干化，2天后停止淋濾進行靜態(tài)干化。生物干化過程產生的滲濾液進行廢水處理后排放，廢氣被燃燒用于垃圾熱風干化[6]后進行廢氣凈化[18]。所述含硫桿菌屬、鐵氧化鉤端螺旋菌屬、食酸菌屬和脫氯化菌的混合濾液制備是:上述菌種均采用現有已公開菌種，分別采用極端條件下分離，定向誘導馴化的方法，使四類菌種在中性條件下得以共存，同時四類菌種按濃度比在4: 2:1:1至2: 1.5:1:1之間。根據處理規(guī)模，生物干化池設有3-5個獨立的單元，每個單元接收完垃圾后即停止接收功能轉入生物干化功能，新垃圾則由下一個單元接收。由于我國原生垃圾難以破碎，在MBT的基礎上提出首先進行生物干化，分解垃圾中可降解的有機質，形成滲濾液。產生的滲濾液單獨進行廢水處理，廢氣被燃燒生成的熱氣體用于垃圾熱風干化，最后進行廢氣處理。采用自由生物干化，一周后垃圾水分可從50%降低到35%左右，并且滲濾液內富含氨氮(6 1000mg/L)、S042_(1 1600mg/L)，CF (5 6420mg/L)和各種重金屬(如Pb，0.002 2mg/L;Zn，0.2 370mg/L)。對生物干化過程進行控制和合理的提高反應時間，并且在該技術基礎上耦合生物脫除重金屬技術，可以獲得更好的垃圾干化和有害物質脫除效果。一個生物干化周期完成后將垃圾進行一次粗破碎；經過一次粗破碎的垃圾先進行一次磁選，初步回收金屬后進入雙層振動篩進行粗篩。雙層振動篩的上層篩篩格為邊長300mm正方形,下層篩篩格為邊長75mm的正方形。篩上物(粒徑>300mm的垃圾)進行再破碎；通過下層篩的垃圾即篩下物(粒徑<75m)進入重力風選，輕質可燃物重新利用，重組分經二次磁選回收金屬后進行填埋，該部分主要是不能焚燒的碎石、塵土顆粒及其它雜物等，這也可以降低RDF中的重金屬和硫等含量；雙層振動篩的上下兩層篩之間粒徑在75mm和300_之間的垃圾進入分揀皮帶，利用人工對分揀皮帶上的垃圾進行塑料瓶、金屬罐等可回收物的揀出和石塊和玻璃等難以破碎物的去除，人工分選后將符合要求的垃圾可燃成分進行熱風干化，將垃圾含水率降至要求值。熱風干化后的垃圾進行細破碎，將垃圾過40mm的方格振動篩，粒徑MOmm的篩上物再次破碎和過篩，在篩下物中添加質量比2 5%的鈣基堿性物作為固氯劑，所述鈣基堿性物優(yōu)選為膨潤土，然后利用垃圾衍生燃料定型機制備高質垃圾衍生燃料(RDF)。本發(fā)明具有多種效果和優(yōu)點，能夠以較低的熱力成本制備高熱值、低污染的垃圾衍生燃料，并且提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適用性，符合可持續(xù)發(fā)展要求，節(jié)約資源和保護環(huán)境。1.相對于歐洲MBT技術，該發(fā)明將生物技術前置，然后進行機械破碎和分選，這更適應我國生活垃圾特性。

2.相對于常規(guī)的RDF制備方法，該發(fā)明引進了生物干化技術，大大降低了干化成本，提聞了垃圾熱值。
3.生物干化后垃圾中的大量氮、硫、氯和重金屬離子等進入滲濾液，從而實現了垃圾中有害物的降低，并利用氧化亞鐵硫桿菌等專用菌強化重金屬脫除效果。4.將生物干化過程的廢氣燃燒用于熱風干化垃圾，可以有效地降低廠區(qū)的惡臭排放和泄漏，實現環(huán)境友好。5.將人工分揀布置于生物干化及一次破碎分篩后，生物干化后垃圾更容易破碎和分散，有利于人工分揀，同時大大降低了垃圾的惡臭改善工人工作環(huán)境。6.實行垃圾一次粗破碎過篩(75mm篩)后進行二次細破碎過篩(40mm篩)，減少不可燃部分的破碎，降低能耗，提高破碎設備效率。


:
圖1是本發(fā)明工藝流程圖；其中，1.生物干化；2.粗破碎；3.—次磁選；4.粗篩；5.分揀；6.熱風干化；7.二次細破碎；8.細篩；9.垃圾衍生燃料定型；10.垃圾衍生燃料倉庫；11.廢水處理；12.金屬回收；13.重力風選；14.二次磁選；15.填埋處理；16.可回收物揀出；17.難破碎物去除；18.廢氣凈化；19.固氯。
具體實施方式
:以下是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。實施例:可以根據該工藝流程進行新建垃圾制備高質衍生燃料廠或在現有的垃圾發(fā)電廠利用垃圾接收系統(tǒng)和煙氣余熱進行新增，更具有成本優(yōu)勢，具體可以按圖1要求進行設備布置和安裝。垃圾由市政運輸車直接倒入生物干化池進行生物干化1，生物干化池具有4個獨立的單元，每個單元接收一定量的垃圾后即停止接收功能轉入生物干化過程，新到垃圾由下一個單元接收。生物干化過程，利用含氧化亞鐵硫桿菌、鐵氧化鉤端螺旋菌、食酸假單胞菌和產乙烯脫鹵擬球菌的濾液對垃圾進行淋濾和通風加速干化，四類菌種按濃度比在4: 2: I: I至2: 1.5:1:1之間，優(yōu)選為3: 2: I: 1，單位為“個/立方米”，2天后停止淋濾進行靜態(tài)干化；完成一個生物干化周期后將垃圾進行一次粗破碎2，經過生物干化I后的垃圾更易破碎和離散，生物干化過程產生的滲濾液進行廢水處理11，廢氣被燃燒產生熱氣體用于垃圾熱風干化6后進行廢氣凈化18 ;粗破碎2后的垃圾首先進行一次磁選3，初步進行金屬回收12 ;然后垃圾進入雙層振動篩進行粗篩4。雙層振動篩的上層篩篩格為邊長300mm正方形，下層篩篩格為邊長75mm的正方形。粒徑>300mm的篩上物返回到破碎機繼續(xù)粗破碎2，粒徑〈75_的垃圾直接進行重力風選13，風選出的重物經過二次磁選14進行填埋處置15，輕質可燃物重新利用，粒徑在75mm和300mm之間的垃圾進入分揀皮帶進行分揀5，利用人工直接分揀進行塑料瓶、金屬罐等可回收物揀出16和石塊和玻璃等難破碎物去除17 ；人工分選后的垃圾進行熱風干化6，將垃圾含水率降至要求值；熱風干化后的垃圾進行細破碎7，將所有垃圾過孔徑為40mm的振動篩進行細篩8，粒徑MOmm的篩上物再次破碎和過篩，篩下垃圾和質量比為3%的膨潤土混合進行固氯19，然后利用垃圾衍生燃料定型機進行定型9制得垃圾衍生燃料，并儲存于垃圾衍生燃料倉庫10。
權利要求
1.一種制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于包括如下工藝步驟:生物干化[I]、粗破碎[2]、一次磁選[3]、粗篩[4]、分揀[5]、熱風干化[6]、細破碎[7]、細篩[8]、定型[9];其工藝流程為:一個生物干化[I]周期完成后將垃圾進行一次粗破碎[2];經過一次粗破碎[2]的垃圾先進行一次磁選[3]，初步回收金屬[12]后進入雙層振動篩進行粗篩[4],粒徑在75mm和300mm之間的垃圾進入分揀皮帶進行分揀[5]，利用人工直接進行可回收物揀出[16]和難破碎物去除[17]，將人工分選后垃圾進行熱風干化[6];熱風干化[6]后的垃圾進行細破碎[7],然后進行細篩[8],粒徑>40_的篩上物再次破碎和過篩,篩下物中添加質量比為疒5%的鈣基堿性物作為固氯劑進行固氯[19]后利用垃圾衍生燃料定型機進行定型[9]制得垃圾衍生燃料。
2.根據權利要求1所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述生物干化是在生物干化池里利用硫桿菌屬、鐵氧化鉤端螺旋菌屬、食酸菌屬和脫氯化菌的混合濾液對垃圾進行淋濾和通風加速干化，2天后停止淋濾進行靜態(tài)干化；生物干化過程產生的滲濾液進行廢水處理后排放，廢氣被燃燒用于垃圾熱風干化[6]后進行廢氣凈化[18]。
3.根據權利要求2所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述生物干化池具有3-5個獨立的單元，每個單元接收完垃圾后即轉入生物干化[I]過程，新到垃圾由下一個單元接收。
4.根據權利要求1所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述粗篩[4]是經雙層振動篩進行篩選，粒徑>300mm的篩上物被分離出來進行粗破碎[2];粒徑<75m篩下物進入重力風選[13]，輕質可燃物重新利用，重組分經二次磁選[14]回收金屬后進行填埋處理[15]。
5.根據權利要求1或4所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述雙層振動篩的上層篩篩格為邊長300mm正方形,下層篩篩格為邊長75mm的正方形。
6.根據權利要求1所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述細篩[8]是經40mm的方格振動篩進行篩選。
7.根據權利要求1所述的制備高質垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述鈣基堿性物為膨潤土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備高質垃圾衍生燃料的方法，包括如下步驟生物干化、粗破碎、一次磁選、粗篩、分揀、熱風干化、細破碎、細篩、定型，通過生物和機械聯用技術實現生活垃圾的源頭調質，顯著減少垃圾中有害成分和提高熱值，降低RDF制備成本，實現更多工業(yè)應用價值。本發(fā)明具有多種效果和優(yōu)點，能夠以較低的熱力成本制備高熱值、低污染的垃圾衍生燃料，并且提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和適用性，符合可持續(xù)發(fā)展要求，節(jié)約資源和保護環(huán)境。
文檔編號B09B3/00GK103074138SQ20121041506
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者袁浩然, 嚴密, 趙丹丹, 黃宏宇, 小林敬辛 申請人:中國科學院廣州能源研究所