適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法

2023-10-29 11:27:42

專利名稱：適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法
技術領域：
本發明屬於垃圾處理技術領域，特別涉及一種適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法。
背景技術：
由於城市生活垃圾量增長迅速，新建垃圾處理設施又面臨各種壓力，絕大部分的垃圾填埋場已是超負荷運轉。在填埋場中垃圾被填埋數年後(長江流域8 10年左右，北方地區1(Γ15年左右)，其中的易降解物質基本被完全降解，幾乎不再產生滲濾液和氣體，達到穩定狀態，因而稱為礦化垃圾。經開採、篩分後，可以得到5(Γ60%的可作為生物反應床填料的有機細料，3(Γ35%的可回收利用的物品(化學纖維、塑料、玻璃、金屬等)；大約有2(Γ25%的粗料須回填到填埋場中去，騰出的759Γ80%的填埋空間用於填埋新鮮生活垃圾。每開採10000噸礦化垃圾，所騰出的空間可以回填700(Γ8000噸新鮮生活垃圾，這將大幅延長填埋 場的使用壽命，節約土地資源並減少新建垃圾場的投資。由於礦化垃圾長期被貯埋在地下，有機物的物理化學特性發生了較大的變化，竹木、皮具、纖維等腐爛後作為生產原料回收利用的價值不大。某些塑料雖然不一定會分解變質，但由於不同種類的塑料混雜分類困難，回收難度也很大，所以分選出來的塑料類、成衣、破布類、鞋類、皮具箱包類、塑料制類、竹木家具類最適宜燃料化處理。用礦化垃圾中可燃物作為原料製備垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel, RDF),處理過程無惡臭,生產環境衛生，特別是垃圾中水分含量低，不像鮮垃圾那樣需要烘乾，耗能少，並可以按需要與生物質一起製造複合RDF，改善其燃燒和氣化性能，因此要比利用新鮮垃圾製備RDF更具優越性。水泥窯的高溫及鹼性工況使得垃圾衍生燃料焚燒處理過程中不易產生有害氣體，重金屬通過物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶體結構中，焚燒後的灰渣成為水泥熟料的一部分。應用可燃生活垃圾製備RDF加入集成焚燒裝置，是當前國際上水泥窯協同利用廢棄物和提高燃料替代率的發展趨勢。目前我國的水泥窯燃料替代率還不到1%，比發達國家的平均值36%平均落後了十餘年。水泥窯協同利用垃圾衍生燃料所存在的主要問題是RDF在焚燒爐中燃燒時，尾氣中酸性氣體HCl的含量顯著增加，會對設備造成極為嚴重的腐蝕，這一問題制約了水泥窯協同利用RDF的進程。

發明內容
針對我國許多大中城市的垃圾填埋場超負荷運轉，生活垃圾的處理處置面臨的困境及水泥協同利用垃圾衍生燃料所存在的問題，本發明提出了一種適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法，解決了生活垃圾的出路和水泥協同利用垃圾衍生燃料所存在的問題。所述的適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法的具體技術方案如下( I)垃圾篩選將開採的礦化垃圾進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；
(2)分選採用機械或人工分選的方式將經步驟(I)篩選處理後的礦化垃圾中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；(3)風乾將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；(4)破碎利用破碎機破碎煤和步驟(3)得到的風乾的可燃垃圾；(5)混勻、擠壓成型將經步驟(4)破碎處理後的可燃垃圾和煤與鹼性添加劑按一定比例混合，攪拌均勻，送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。其中，步驟(I)中所述的篩選為滾筒篩選、振動篩中的一種或兩種； 步驟(2)中所述的分選為磁選、重力分選、風選或人工手選；步驟(4)中所述的破碎機為剪切式破碎機、鄂式破碎機、衝擊式破碎機或錘式破碎機；經破碎後的生活垃圾的粒徑為3(T50mm ;經破碎後的煤的粒徑為3飛mm ；步驟(5)中所述的鹼性添加劑為乾電石渣和氧化鈣的混合物，其中乾電石渣為40^70%重量份，氧化鈣為3(Γ60%重量份；步驟(5)中所述的煤和鹼性添加劑佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量的比例依次為10 20%、1 10%。本發明的有益效果為本發明通過篩分礦化垃圾，將可燃垃圾經過處理製成適合水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料，解決了垃圾填埋場的使用壽命短的問題，同時節約了土地資源、減少了新建垃圾場的投資，實現垃圾的可持續處理。由於礦化垃圾的含氯物質的最大減量化，燃燒生成二惡英類物質的量極小，著火點低，燃燒充分。同時因為在製備過程中加入了鹼性添加劑，提高了 RDF產品的固氯效率，改善了 RDF在高溫焚燒分解爐一體化設備中的熱解氣化效果和爐膛氣氛控制，實現了酸性氣體產生的抑制和廢物的最佳焚毀去除效果。製備的礦化垃圾衍生燃料作為替代燃煤進入水泥窯系統高溫焚燒爐燃燒，降低了水泥製備能耗。


圖I為本發明所述的一種適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體的實施例對本發明做進一步說明實施例I :將開採的礦化垃圾用滾筒篩選或振動篩的方式進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；採用重力分選機將剩餘物中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；利用鄂式破碎機把風乾的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎機把煤破碎至粒徑為3 6mm ；在破碎後的垃圾中摻入佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量10%的煤和佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量5%的鹼性添加劑，攪拌均勻；其中，所述的鹼性添加劑由50%重量份的乾電石渣和50%重量份的氧化鈣組成；最後送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。實施例2 將開採的礦化垃圾用滾筒篩選或振動篩的方式進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；
採用重力分選機將剩餘物中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑 料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；利用鄂式破碎機把風乾的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎機把煤破碎至粒徑為3 6mm ；在破碎後的垃圾中摻入佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量20%的煤和佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量1%的鹼性添加劑，攪拌均勻；其中，所述的鹼性添加劑由40%重量份的乾電石渣和60%重量份的氧化鈣組成；最後送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。實施例3 將開採的礦化垃圾用滾筒篩選或振動篩的方式進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；採用重力分選機將剩餘物中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；利用鄂式破碎機把風乾的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎機把煤破碎至粒徑為3 6mm ；在破碎後的垃圾中摻入佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量15%的煤和佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量10%的鹼性添加劑，攪拌均勻；其中，所述的鹼性添加劑由70%重量份的乾電石渣和30%重量份的氧化鈣組成；最後送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。實施例4:將開採的礦化垃圾用滾筒篩選或振動篩的方式進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；採用重力分選機將剩餘物中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；利用鄂式破碎機把風乾的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎機把煤破碎至粒徑為3 6mm ；在破碎後的垃圾中摻入佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量12%的煤和佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量8%的鹼性添加劑，攪拌均勻；其中，所述的鹼性添加劑由45%重量份的乾電石渣和55%重量份的氧化鈣組成；最後送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。實施例5 將開採的礦化垃圾用滾筒篩選或振動篩的方式進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；
採用重力分選機將剩餘物中的金屬、玻璃及石子等無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；利用鄂式破碎機把風乾的可燃垃圾破碎至3(T50mm，再用鄂式破碎機把煤破碎至粒徑為3 6mm ；在破碎後的垃圾中摻入佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量18%的煤和佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量2%的鹼性添加劑，攪拌均勻；其中，所述的鹼性添加劑由65%重量份的乾電石渣和35%重量份的氧化鈣組成；最後送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。
權利要求
1.一種適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法，其特徵在於，所述的方法包括如下步驟 (1)垃圾篩選將開採的礦化垃圾進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料； (2)分選採用機械或人工分選的方式將經步驟(I)篩選處理後的礦化垃圾中的無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾； (3)風乾將分選得到的含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾； (4)破碎利用破碎機破碎煤和步驟(3)得到的風乾的可燃垃圾； (5)混勻、擠壓成型將經步驟(4)破碎處理後的可燃垃圾和煤與鹼性添加劑按一定比例混合，攪拌均勻，送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(I)中所述的篩選為滾筒篩選、振動篩中的一種或兩種。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(2)中所述的分選為磁選、重力分選、風選或人工手選。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(4)中所述的破碎機為剪切式破碎機、鄂式破碎機、衝擊式破碎機或錘式破碎機。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(4)中所述的經破碎後的生活垃圾的粒徑為3(T50mm ;經破碎後的煤的粒徑為3 6mm。
6.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(5)中所述的鹼性添加劑為乾電石渣和氧化鈣的混合物，其中乾電石渣為4(Γ70%重量份，氧化鈣為3(Γ60%重量份。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟(5)中所述的煤和鹼性添加劑佔可燃垃圾、煤和鹼性添加劑總重量的比例依次為10 20%、廣10%。
全文摘要
本發明公開了一種適合於水泥窯聯合處置礦化垃圾衍生燃料的製備方法，屬於垃圾處理技術領域。本發明提供的方法是首先將開採的礦化垃圾進行篩選處理，除去腐熟的土質類有機細料；然後將其中的無機不燃物除去，得到含有塑料、橡膠、纖維和竹木等可燃物的可燃垃圾；將前述的可燃垃圾自然晾曬，去除殘留在可燃垃圾表面的水分，得到風乾的可燃垃圾；將煤和前述的可燃垃圾破碎後和鹼性添加劑按一定比例混合，攪拌均勻，送入成型設備擠壓成型即得到垃圾衍生燃料。本發明解決了垃圾填埋場使用壽命短的問題，同時節約了土地資源、減少了新建垃圾場的投資，實現了垃圾的可持續處理；製備的垃圾衍生燃料替代燃煤用於水泥窯高溫焚燒爐，降低了水泥製備能耗。
文檔編號C10L5/46GK102827663SQ20121032466
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者金宜英, 劉富強, 秘田靜 申請人:清華大學