一種生活垃圾製作燃料的方法與流程
2023-09-15 14:58:15
本發明屬於固體廢棄物回收利用領域，具體涉及一種將生活垃圾製作為燃料的方法。
背景技術：
隨著我國城市化加速，城市垃圾問題日趨突出，全國約有2/3的城市處於垃圾包圍中，其中近1/4的城市已無填埋堆放場地，全國城市垃圾堆存累計侵佔土地已超過5億m3，所致經濟損失每年達300億元人民幣，且此趨勢會隨城市化進程加強。
當前，垃圾處理方式主要有填埋、堆肥及焚燒，其中填埋約佔50%，堆肥約佔10%，焚燒約佔12%，城市垃圾仍有近30%未進行處理。從三種垃圾處理方式應用效果看，焚燒在投入成本(表1)、環境保護、能源轉化等方面存在顯著優勢;且焚燒處理所表現的特點，如最大限度降低垃圾重量、減小垃圾體積、直接進行處理、分解垃圾中有毒物質等，適應了城市垃圾排放構成的處理需求。
城市垃圾含有水分、灰土較多，在進行焚燒處理時必須選擇對應的焚燒設備、焚燒技術及煙氣處理工藝，以保證垃圾焚燒效果。當前，主要焚燒技術有：流化床焚燒技術，其主要優點有：1)操作方便，運行穩定。垃圾破碎混合後，質地較為均勻，流化床以石英砂為熱載體，避免了床急冷急熱，燃料穩定燃燒;垃圾乾燥、著火、燃燒及後燃燒幾乎同步進行，無需進行複雜調整，易於實現自動化，且能在短時間內啟動與停止，可連續燃燒。2)有效避免二次汙染。焚燒時對有害物質進行處理，僅採用流化床，便能夠將NOx含量降至100ppm以下。同時，減少了廢水產生，避免了金屬汙水。3)壽命長、投資省，適於大型化發展。但此設備消耗動力較大，磨損較為嚴重，須加強設備維護與保養。迴轉窯焚燒優點有：1)迴轉窯燃燒適應範圍較廣，能焚燒不同性能的廢棄物。2)機械零件較少，故障較少，可長時間連續運行。但其熱效率較低，所需輔助燃料消耗較多時，會產生有臭味、溫度低的氣體;窯身長，佔地面積達;爐排結構較為嚴格，成本較高。爐排型焚燒時不需要對垃圾進行嚴格預先處理，爐排運動可實現垃圾處理的機械化。但在使用此設備時，需考慮垃圾的停留時間、攪動及翻轉。
另外，若焚燒溫度控制不當，例如焚燒溫度為850℃左右時，二噁英容易產生，因此不利於環境；更為重要的是，焚燒法對生活垃圾的資源回收利用程度不高。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種生活垃圾製作燃料的方法。
為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為：一種生活垃圾製作燃料的方法，包括以下步驟：1）擠壓生活垃圾製得生活垃圾塊，同時收集液體；2）然後在密閉加壓容器中蒸煮步驟1）所得生活垃圾塊，然後將生活垃圾塊取出冷卻乾燥，同時收集液體；3）再次擠壓生活垃圾塊，得到生活垃圾燃料；同時將步驟1）和步驟2）所得液體進行氧化消毒，調節pH至中性之後作為植物肥料備用。
上述技術方案中，步驟1）中採用0.5MPa~2Mpa（5公斤每平方釐米~20公斤每平方釐米）的壓力擠壓生活垃圾，所述生活垃圾塊為立方體或長方體，立方體或長方體的任一邊的長度為45cm~90cm。
上述技術方案中，步驟2）中，將步驟1）所得生活垃圾塊裝入密閉容器，向所述密閉容器中通入0.8~1.5 Mpa壓力的蒸汽保壓蒸煮60min~180min，並保持密閉容器中的溫度為150℃以上。步驟2）中所述冷卻乾燥為將生活垃圾塊從密閉容器中取出然後放置在通風環境中自然冷卻晾乾。
上述技術方案中，步驟3）中，採用1MPa~2Mpa（10公斤每平方釐米~20公斤每平方釐米）的壓力擠壓乾燥後的生活垃圾塊，將生活垃圾塊的體積縮小至乾燥後的生活垃圾塊的80%以下，以提高單位體積內的可燃物質的熱值以及含碳量。
上述技術方案中，採用雙氧水或次氯酸鈉溶液對步驟1）和步驟2）所得液體進行氧化消毒，採用碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、或鹽酸、碳酸中的一種或一種以上的混合物調節pH。進一步的技術方案中，將進行氧化消毒和調節pH至中性之後的液體進行蒸發，分離收集水蒸氣，然後將水回收利用，將固體作為植物肥料備用。
由於上述技術方案中將新鮮的生活垃圾採取擠壓破壞其纖維細胞組織，並初步擠壓生活垃圾中的水分，進行高溫高壓滅菌後自然通風冷卻晾乾之後進一步壓縮其體積，使得所生活垃圾燃料不易腐爛，可以長時間保存，並且單位體積的可燃物質佔比高、含碳量高，滿足進一步作為燃料的條件。
附圖說明
圖1為實施例中所述生活垃圾製作燃料的物料進出順序示意圖；
圖2為實施例中所述蒸壓釜的示意圖；
其中，1為運輸車，2為吊車，3為導軌，4為蒸壓釜，5為壓塊機，6為吊車，7為運輸車。
具體實施方式
實施例1
如圖1、圖2所示，1為運輸車， 2為吊車，3為導軌，4為蒸壓釜，5為壓塊機，6為吊車，7為運輸車；運輸車1上裝載的正方形方塊表示邊長50cm的立方體生活垃圾包，吊車2將運輸車1上的生活垃圾包吊起然後放置於一壓塊機5中進行擠壓處理，然後吊車2擠壓後的生活垃圾掉送至導軌3上的運料小車（未畫出），運料小車可將生活垃圾包運送至蒸壓釜4中，經過飽和水蒸氣蒸煮之後，運料小車將生活垃圾包運送至蒸壓釜4物料出口後的導軌3上冷卻乾燥，然後吊車6將生活垃圾包吊送至壓塊機5進一步擠壓，最後吊車6將生活垃圾包吊送至運輸車7。
採用上述系統將生活垃圾製作為燃料方法，包括以下步驟：1）擠壓生活垃圾製得生活垃圾塊，同時收集液體；2）然後在密閉加壓容器中蒸煮步驟1）所得生活垃圾塊，然後將生活垃圾塊取出冷卻乾燥，同時收集液體；3）再次擠壓生活垃圾塊，得到生活垃圾燃料；同時將步驟1）和步驟2）所得液體進行氧化消毒，調節pH至中性之後作為植物肥料備用。所述密閉容器為蒸壓釜，可以通入飽和水蒸氣並保壓保溫；所述壓縮設備為壓塊機。
步驟1）中，採用0.6MPa（6公斤每平方釐米）的壓力擠壓生活垃圾。步驟2）中，將步驟1）所得生活垃圾裝入蒸壓釜，向所述蒸壓釜中通入0.8MPa壓力的飽和水蒸氣保壓蒸煮100min，並保持蒸壓釜中的溫度為180℃以上；步驟2）中所述冷卻乾燥為將生活垃圾從蒸壓釜中取出然後放置在通風環境中自然冷卻晾乾。步驟3）中，採用2Mpa（20公斤每平方釐米）的壓力擠壓乾燥後的生活垃圾，將生活垃圾的體積縮小至乾燥後的生活垃圾體積的70%左右，以提高單位體積內的可燃物質的熱值以及含碳量。
實施例2
如圖1、圖2所示，1為運輸車， 2為吊車，3為導軌，4為蒸壓釜，5為壓塊機，6為吊車，7為運輸車；運輸車1上裝載的正方形方塊表示邊長90cm的立方體生活垃圾包，吊車2將運輸車1上的生活垃圾包吊起然後放置於一壓塊機5中進行擠壓處理，然後吊車2擠壓後的生活垃圾掉送至導軌3上的運料小車（未畫出），運料小車可將生活垃圾包運送至蒸壓釜4中，經過飽和水蒸氣蒸煮之後，運料小車將生活垃圾包運送至蒸壓釜4物料出口後的導軌3上冷卻乾燥，然後吊車6將生活垃圾包吊送至壓塊機5進一步擠壓，最後吊車6將生活垃圾包吊送至運輸車7。
採用上述系統將生活垃圾製作為燃料方法，包括以下步驟：1）擠壓生活垃圾製得生活垃圾塊，同時收集液體；2）然後在密閉加壓容器中蒸煮步驟1）所得生活垃圾塊，然後將生活垃圾塊取出冷卻乾燥，同時收集液體；3）再次擠壓生活垃圾塊，得到生活垃圾燃料；同時將步驟1）和步驟2）所得液體進行氧化消毒，調節pH至中性之後作為植物肥料備用。所述密閉容器為蒸壓釜，可以通入飽和水蒸氣並保壓保溫；所述壓縮設備為壓塊機。
步驟1）中，採用1.8MPa（18公斤每平方釐米）的壓力擠壓生活垃圾。步驟2）中，將步驟1）所得生活垃圾裝入蒸壓釜，向所述蒸壓釜中通入1.1MPa壓力的飽和水蒸氣保壓蒸煮160min，並保持蒸壓釜中的溫度為150℃以上；步驟2）中所述冷卻乾燥為將生活垃圾從蒸壓釜中取出然後放置在通風環境中自然冷卻晾乾。步驟3）中，採用2Mpa（20公斤每平方釐米）的壓力擠壓乾燥後的生活垃圾，將生活垃圾的體積縮小至乾燥後的生活垃圾體積的60%左右，以提高單位體積內的可燃物質的熱值以及含碳量。