一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備的製作方法

2023-05-10 23:15:41

專利名稱：一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備的製作方法
技術領域：
一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備技術領域[0001]本實用新型涉及一種衍生燃料的製造設備，特別涉及一種製造複合固態廢棄物 衍生燃料的設備。
背景技術：
[0002]我國是人口眾多，正處於工業高速發展階段，而且又是農業大國，因此，城鄉 生活垃圾產量大，工農林業廢棄物也相當多，目前，全國城市生活垃圾年產量已超過1 億噸，全國工業固體垃圾年產量也超過7億噸，而廢棄生物質中僅農作物秸稈年產量約 為5 6億噸，如果不對其處理，則垃圾與廢棄物的汙染將對人類環境造成極大危害，並 將嚴重製約著社會經濟的發展和人民生存與生活質量的提高，此外也是資源與能源的巨 大浪費。雖然在野地燒荒變肥是一種利用，但嚴重汙染環境。鄉村生活垃圾與廢棄的生 物質複合壓製成型塊燃料，既使生物質再生能源得到充分利用，同時又可解決鄉村垃圾 汙染問題，改善鄉村生活質量。目前，我國二氧化碳的排放總量已超出美國居世界第一 位，二氧化碳排放量的70%、二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的66.7%均來自 燃煤。生物質能源來自綠色植物，在進行光合作用時消耗的二氧化碳與它燃燒時的排放 量相當，所以被稱為零排放能源。以生物質燃料替代煤炭，可減少二氧化碳排放，減少 碳氫化物、氮氧化物等對大氣的汙染，減少酸雨現象的發生。將為改善能源結構、提高 能源利用效率、減輕環境壓力作出巨大的貢獻。[0003]城市汙水處理廠是城市的重要基礎設施，也是目前國內外用以「防治汙染，保 護環境」的重要措施之一。據初步統計，到2008年，我國城鎮汙水處理率大約為30%， 日處理量約5000萬噸，年產生汙泥大約900萬噸，預計未來5年內，汙泥產量將達到 2700萬噸/年。如何處理汙水處理廠的汙泥，成了影響城市汙水處理的重要因素。城 市汙水處理過程中剩餘汙泥的主要成分是水份(含水率約70% 85%)，以及其他微 生物及其殘渣(以有機物為主，約60% 70%)。 汙泥成分與汙水水質及處理工藝有 關，生活汙水汙泥含有氮、磷等營養物質和有機質，使其具備了製造肥料和作為燃料的 基本條件。城市混合汙水(含生活汙水和工業廢水)汙泥一般也含有重金屬離子或有毒 有害化學物質，如可吸附性有機滷素(AOX)、陰離子合成洗滌劑(LAS)、多環芳烴(PAH)、多氯聯苯(PCB)等。目前，提高城市汙水處理率已成為各地共識，然而汙 水處理殘留的高濃度汙染物遺留在汙泥中，被隨意拋棄、填埋，造成嚴重的二次汙染。這 是中國水務系統長期存在的「重水輕泥」問題。中國的汙泥無害化處理率非常低，汙 水處理廠中有汙泥無害化處置設施的還不到1/4，即使在北京和上海，汙泥處理率也僅為 20%至25%。隨著城市汙水處理率不斷提高，汙泥的汙染隱患日益凸顯。國內對汙水處 理廠汙泥大多採取拋棄、填埋等簡單處理方式。這種不規範的處置方式不僅佔用寶貴的 土地資源，還會產生二次汙染，影響周圍環境、河道和地下水源。國內某汙水處理廠， 每天產生汙泥1500噸左右，每年堆放佔地250畝，年處理費用高達1億元。目前世界上 有衛生填埋、生物堆肥、再發酵沼氣發電、幹化焚燒等多種汙泥處置方式。為了避免汙泥中含有的重金屬等汙染成分通過肥料-瓜果蔬菜-食品的途徑進入人體，日本、歐洲 等地一般都採用高溫焚燒方式。傳統的脫水汙泥填埋、堆肥、棄置等方法處理汙泥會帶 來如下問題(1)汙泥含水率高會帶來運輸費用高，大量佔用填埋空間，影響垃圾壓 實操作等系列問題；(2)簡易填埋、堆肥，易使汙泥受雨水衝刷，漫流到地表水體或 滲入地下引起汙染；(3)露天堆放的汙泥易產生惡臭、滋生蚊蠅，嚴重影響周邊環境 衛生。隨著規劃中汙水處理廠的陸續建成，汙泥量將越來越多，汙泥的處理處置將成為 汙水處理行業健康發展的瓶頸問題。汙水廠汙水處理，汙泥處理和汙泥處置是三個獨立 又相互緊密聯繫的組成部分，是一個完整的體系。實現汙泥「減量化」、「無害化」、 「資源化」處理，才能保證汙水治理系統工程真正達到保護環境，造福人類的目的。目 前國內汙泥處理技術一般可以劃分為兩大類一是拋棄型技術，採用填埋等方法處理， 把汙泥作為廢物不再利用；二是資源化技術，充分利用汙泥中的有益成分，實現變廢為 寶。後者符合可持續發展的戰略方針，近年來得到廣泛關注。(1)汙泥堆肥，堆肥化 是利用微生物的作用，將不穩定的有機質降解和轉化成穩定的有機質，並使揮發性有機 質含量降低，減少臭氣；物理性狀明顯改善，便於貯存、運輸和使用；高溫堆肥還可以 殺滅堆料中的病原菌、蟲卵和草籽，使堆肥產品更適合作為土壤改良劑和植物營養源。 自然堆肥過程主要靠自然通風或表面擴散向堆料供氧，由於供氧不充分，不能作為大規 模處理、生產高質量堆肥產品的手段。汙泥堆肥過程的主要技術措施比較複雜，主要包 括調整堆料的含水率和適當的C/N比；選擇填充料改變汙泥的物理性狀；建立合適 的通風系統；控制適宜的溫度和pH值等。(2)汙泥制沼氣，汙泥厭氧消化是汙泥穩 定化工藝。厭氧消化較其他穩定化工藝獲得廣泛應用的原因是它具有如下優點可以產 生能量、減小汙泥體積、可以消除部分惡臭、殺死部分病源微生物。但當處理廠規模較 小，汙泥數量少，綜合利用價值不大時，雖然可採用汙泥好氧消化，但運行費用大、能 耗多。(3)汙泥燃燒化技術，隨著汙泥量的不斷增加及汙泥成分的變化，現有的汙泥 處理技術逐漸不能滿足要求，例如燃燒含水率80%的汙泥，每噸汙泥的輔助燃料需消耗 304 565L重油，能耗大；汙泥填埋必須預先脫水到含水率至少小於70%，而達到這樣 的含水率目前的汙泥脫水技術需要消耗大量的藥劑，既增加了成本，也增加了汙泥量； 土地還原是目前汙泥消納量最大的處理方法，但很多工業廢水中含有重金屬和有毒有害 的有機物，不能作肥料或土壤改良劑。因此尋找一種適合處理所有汙泥，又能利用汙泥 中有效成分，實現減量化、無害化、穩定化和資源化的汙泥處理技術，是當前汙泥處理 技術研究開發的方向。汙泥燃料化被認為是有望取代現有的汙泥處理技術最有前途的方 法。發明內容[0004]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種用汙泥、秸稈類農業 廢棄物、生活垃圾中的可燃物製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備。[0005]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是一種製造 複合固態廢棄物衍生燃料的設備，該設備包括垃圾處理設備、篩上可燃物粉碎機、混合 機、成型機、秸稈類農業廢棄物粉碎機和汙泥乾燥機，所述汙泥乾燥機的出料口與所述 混合機的進料口之間設置有乾燥汙泥顆粒輸送機，所述垃圾處理設備的篩上可燃物出料口與所述篩上可燃物粉碎機的進料口之間設置有篩上可燃物輸送機，所述篩上可燃物粉 碎機的出料口與所述混合機的進料口之間設置有可燃物顆粒輸送機，所述秸稈類農業廢 棄物粉碎機的出料口與所述混合機的進料口之間設置有秸稈類農業廢棄物碎段輸送機， 所述混合機的出料口與所述成型機的進料口之間設有混合物料輸送機。[0006]本實用新型還可以採用如下技術方案[0007]所述汙泥乾燥機的進料口處設有汙泥輸送機。[0008]本實用新型具有的優點和積極效果是1)將汙泥、秸稈類農業廢棄物、生活 垃圾處理三位一體，利用現有水泥廠、發電廠、垃圾處理廠的設施，解決了汙泥單一焚 燒、垃圾單一焚燒選址難、汙染環境的問題；2)在RDF中添加氧化鈣等添加劑和秸 稈、垃圾可燃物，提高熱值，燃燒時可減少HC1、S02排放，減少尾部煙道腐蝕，減少 二惡英排放；3)利用該設備製造的固體燃料，比直接燃燒垃圾具有燃燒穩定，二次汙染 低等特點；4)在各個分散處理場製造固體燃料，減容除臭，便於運輸和儲藏；綜上所 述，本實用新型解決了汙泥、垃圾長期以來汙染環境，佔用大量土地資源，影響經濟建 設可持續性發展的難題，為水泥廠、發電廠和垃圾處理廠等提供了可燃燒的燃料，節約 了大量的煤炭資源並降低了成本，達到了環境保護、生態平衡、節約資源的目的，做到 垃圾的資源化、無害化和減量化，具有廣闊的前景和經濟社會效益。


[0009]圖1是本實用新型的工作原理示意圖。[0010]圖中1、垃圾處理設備，2、篩上可燃物輸送機，3、篩上可燃物粉碎機，4、 可燃物顆粒輸送機，5、秸稈類農業廢棄物粉碎機，6、秸稈類農業廢棄物碎段輸送機， 7、成型機，8、混合物料輸送機，9、混合機，10、乾燥汙泥顆粒輸送機，11、汙泥乾燥 機。
具體實施方式
[0011]為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並 配合附圖詳細說明如下[0012]請參閱圖1，一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備，包括垃圾處理設備1、 篩上可燃物粉碎機3、混合機9、成型機7、秸稈類農業廢棄物粉碎機5和汙泥乾燥機 11，汙泥乾燥機11的出料口與混合機9的進料口之間設置有乾燥汙泥顆粒輸送機10，垃 圾處理設備1的篩上可燃物出料口與篩上可燃物粉碎機3的進料口之間設置有篩上可燃物 輸送機2，篩上可燃物粉碎機3的出料口與混合機9的進料口之間設置有可燃物顆粒輸送 機4，秸稈類農業廢棄物粉碎機5的出料口與混合機9的進料口之間設置有秸稈類農業廢 棄物碎段輸送機6，混合機9的出料口與成型機7的進料口之間設有混合物料輸送機8。 汙泥最好採用汙泥輸送機輸送進汙泥乾燥機的進料口。[0013]汙泥乾燥機11用於汙泥幹化，對含水分高不容易乾燥且不便運輸的汙泥，進行 幹化處理，將含水分高的汙泥加工成乾燥汙泥顆粒；垃圾處理設備1用於生活垃圾的篩 分，城市生活固體垃圾成分複雜，可燃物和不可燃物混合在一起，經垃圾處理設備1篩 選出篩上可燃物，並用可燃物粉碎機3將篩上可燃物破碎成可燃物顆粒。秸稈類農業廢棄物根據需要用秸稈類農業廢棄物粉碎機5破碎成不同的長度的碎段。混合機9用於將 乾燥汙泥顆粒、可燃物顆粒和秸稈類農業廢棄物碎段按一定比例混合均勻成混合料。成 型機7根據市場需求將混合料加工成如方形、長方形、圓柱形等不同形狀、顏色各異的 垃圾固體燃料產品。[0014]本實用新型的工作原理[0015]一)汙泥的脫水幹化處理[0016]採用汙泥乾燥機11幹化汙泥，汙泥中添加生石灰，生石灰與汙泥的重量比為1 2.5 5，得到粒徑3 5mm的乾燥汙泥顆粒，汙泥乾燥機優選天津百利陽光環保設 備有限公司生產的汙泥快速乾燥機。[0017]汙泥幹化的機理[0018]1)有機汙泥無機化[0019]採用高活性生石灰遇水發生強烈的化合反應，並產生高熱，在這樣的環境中， 任何有機物都無法完整保留，通過分解反應、置換反應、複分解反應的化學機理，轉化 為無機物。因此該工藝可以有效地消滅汙泥中存在的各種病源菌及病毒。[0020]2)汙泥大量的脫水[0021]上述幹化處理方法與燃燒、流化床式熱幹化等相比較，無火焰形成的化合熱， 有效地避免了溫室效應，大幅度降低了二氧化碳的排放。在處理過程中可以使汙泥迅速 升溫至100°C以上，使汙泥中的水分(包括細胞水)大量蒸發。[0022]3)重金屬等有害物質固化[0023]鹼性發熱劑+細胞水一強鹼+水蒸氣，強鹼+重金屬離子一金屬氧化物，強 鹼+鈣鎂鋁離子一氧化物膠體，鹼性氧化物膠體與粘土架橋並吸附，使重金屬離子處於 被鈍固狀態從而有效地控制了重金屬離子的活性。[0024]4)汙泥的穩定化過程[0025]上述汙泥幹化處理方法，使被處理的汙泥始終處於強鹼及高溫的環境中，汙泥 中水份大量蒸發，將很不穩定的有機物分解轉化為穩定的無機物，從而有效地實現了汙 泥的減量化和穩定化。[0026]5)處理過程中的除臭作用[0027]在汙水處理過程中，大量的腐殖質沉積在汙泥內，在細菌的作用下，發酵並產 生帶有惡臭的有害氣體，使汙泥處理及運輸過程都伴隨著令人難以忍受的惡臭。該處理 方法利用強鹼、高溫的環境，破壞並分解了汙泥中產生惡臭氣體的有機物使處理後的汙 泥臭味大幅度下降。[0028]二)秸稈類農業廢棄物的乾燥、粉碎[0029]秸稈類農業廢棄物乾燥後，用秸稈類農業廢棄物粉碎機5粉碎成3 5mm的碎 段。秸稈類農業廢棄物在農田收穫後可利用廣闊的空間自然幹化，汙染小，成本低廉， 簡單方便。具體實現時，本實用新型對秸稈類農業廢棄物乾燥的方式不做限定，也可以 用乾燥設備等其它方式進行乾燥。[0030]三)生活垃圾處理[0031]生活垃圾進場預處理，分選出篩上可燃物，用篩上可燃物粉碎機3粉碎成可燃 物顆粒。粒徑最好為4 6mm。分選設備1可採用滾筒篩，具體實現時，本實用新型對此不做限定，也可以採用綜合風選機等其它設備進行篩分。[0032]四)成型處理[0033]將步驟一)中獲得的乾燥汙泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類農業廢棄物碎段 和步驟三)中獲得的可燃物顆粒按照重量比1 3:5 8: 5 8經各輸送機輸送進入 混合機9混合均勻成混合料，混合料經混合物料輸送機8進入成型機7擠壓成型。[0034]經檢測採用上述設備製成的固態燃料的有關數據為灰分12% 25% ；揮 發物質55% 75% ；固態碳7% 13% ；發熱量12500 17500kJ/kg ；燃點 210 230 。[0035]採用上述設備由於在製作燃料的過程中水分減少了，且在生產過程中加入添加 劑CaO，可防止惡臭產生便於貯存。適合水泥廠參燒，爐灰又可作為水泥廠的原料，達 到資源化和無害化、節能減排的目的。
權利要求1.一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備，其特徵在於，該設備包括垃圾處理設 備、篩上可燃物粉碎機、混合機、成型機、秸稈類農業廢棄物粉碎機和汙泥乾燥機，所 述汙泥乾燥機的出料口與所述混合機的進料口之間設置有乾燥汙泥顆粒輸送機，所述垃 圾處理設備的篩上可燃物出料口與所述篩上可燃物粉碎機的進料口之間設置有篩上可燃 物輸送機，所述篩上可燃物粉碎機的出料口與所述混合機的進料口之間設置有可燃物顆 粒輸送機，所述秸稈類農業廢棄物粉碎機的出料口與所述混合機的進料口之間設置有秸 稈類農業廢棄物碎段輸送機，所述混合機的出料口與所述成型機的進料口之間設有混合 物料輸送機。
2.根據權利要求1所述的製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備，其特徵在於，所述汙 泥乾燥機的進料口處設有汙泥輸送機。
專利摘要本實用新型公開了一種製造複合固態廢棄物衍生燃料的設備，該設備包括垃圾處理設備、篩上可燃物粉碎機、混合機、成型機、秸稈類農業廢棄物粉碎機和汙泥乾燥機，汙泥乾燥機的出料口與混合機的進料口之間設置有乾燥汙泥顆粒輸送機，垃圾處理設備的篩上可燃物出料口與篩上可燃物粉碎機的進料口之間設置有篩上可燃物輸送機，篩上可燃物粉碎機的出料口與混合機的進料口之間設置有可燃物顆粒輸送機，秸稈類農業廢棄物粉碎機的出料口與混合機的進料口之間設置有秸稈類農業廢棄物碎段輸送機，混合機的出料口與成型機的進料口之間設有混合物料輸送機。本實用新型解決了汙泥、垃圾汙染環境，佔用土地的難題，為水泥廠、發電廠和垃圾處理廠提供了燃料。
文檔編號C10L5/46GK201809324SQ201020507990
公開日2011年4月27日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者於金瑞, 任慶斌, 李梓沛, 王嘉琦, 項佩琳 申請人:天津百利陽光環保設備有限公司