CN104178185A - 一种厨余热解处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种厨余热解处理工艺，通过将园林废弃物进行初步破碎，将厨余废弃物加压滤水；并按比例进行混合，再送入回转反应炉内进行热解，通过热解分别将废弃物混合物分别热解为：水蒸汽、热解气、碳、焦油和粉尘；将得到的干净热解气作为燃料燃烧，直接为回转窑反应炉热解设备提供热源；最后将热解生成的高温碳，先经过冷却处理，再排出，完成厨余和园林废弃物混合热解处理。该发明工艺采用的间接加热式回转窑热解设备，由于加热回转窑的烟气不与热解物料直接接触，既提高热解气的品质，又提高了炭的品质和产率。并且因将热解气洗涤后，直接燃烧加热回转窑，因此所需的热解辅助能源少，降低运行成本。

Description

一种厨余热解处理工艺

技术领域

本发明涉及一种废弃物处理工艺，特别是一种将厨余和园林废弃物两种废弃物混合通过热解处理的新工艺 。

背景技术

厨余废弃物是指一种易腐烂的生活有机垃圾，它的主要成分是剩饭、剩菜、果皮、菜叶、塑料袋等，由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐组成。它主要有含水率高、易腐烂、营养物质多等特征。如不及时处理，将会影响人居环境，产生恶臭，而且其中的渗滤液会污染地表水和地下水。另外，如果处理不当，也将产生危害，例如喂养牲畜，使得有害物质积累在猪的各个部位，人们食用这样的猪肉，就会危害人体健康；如果被不法分子提取“地沟油”，作为食用油脂被食用，也将危害人体健康。

现阶段，厨余废弃物主要的处理技术有：（1）厌氧发酵：借助厌氧菌，将高分子的物质降解成小分子的物质，最终转化为沼气。产生的沼气可通过热电联产发电机转化为电能和热能，电能可通过并入电网供生产生活使用，热能可作为市政供热设施使用。沼渣经过压榨后作为有机肥料供农业生产使用。此工艺较成熟，工程应用也较多，但是存在处理周期长，约为15~25d，导致发酵罐体大。另外，由于产沼气细菌对沼液的营养成分、温度和pH值等要求较高，沼气产量不稳定。（2）饲料化处理：厨余废弃物经过固液分离后，含固率较高的部分经过高温杀菌烘干后，作为生物饲料，液体经厌氧发酵产沼气。该工艺制得的有机饲料重新进入食物链，最终回到人体之中，其中的风险无法预测。（3）好氧堆肥：是指在有氧的条件下，利用好氧微生物将高分子的有机物降解成无机物的过程。好氧堆肥工艺简单，并且处理后的产生可作为化肥供农业生产使用，但是由于其主要利用微生物的作用，使得处理周期长，增加运行成本。并且如果不是在密闭的环境中，容易产生臭气，污染周边环境。（4）填埋：是指将收运的厨余废弃物和其它生活垃圾混杂在一起，直接进入填埋场进行填埋。这种工艺技术简单，处理成本低，但是其处理量大，占用大量的土地资源。并且由于厨余垃圾含水率高，营养元素含量高，在填埋场内容易产生沼气，使用填埋场存在爆炸的危险。

园林废弃物主要是对绿化植物的修剪和更换过程中产生的植物残枝和碎叶等，它的产生量随着城市生态建设、绿化面积迅速增加而增长。长期以来，我国的园林废弃物主要以简易填埋为主，约占全部处理量的90％以上。垃圾的简易填埋不仅占用大量土地，还增加了运输费用和处置负荷，并且也导致资源浪费。针对简易填埋的缺点，有研究人员开始将园林废弃物进行资源化处理，如在先专利号为：201110253821.2 公开了一种园林废弃物处理工艺及其用途：将园林废弃物粉末、棉仁饼粉、玉米面、麸皮、草炭和肥土，按重量比混匀、加水、调pH值、灭菌、加入细黄链霉菌，于26~32℃进行发酵处理5~8天，发酵产物作为生产种的处理剂。但是此种工艺复杂、所需的其它物料繁杂，处理成本高，并且处理周理长。

由此可见，现在的厨余和园林废弃物处理工艺都存在不少缺点，急需完善，或者开发新的处理工艺。

热解作为一种垃圾处理新技术，正逐渐应用于生物质处理、油泥回收油、煤炭等领域。热解是在无氧或缺氧的条件下，将有机物裂解成热解气、生物油、炭。其中热解气经提纯后，可作为优质燃气；生物油经过精制后可作为内燃机、燃气轮机的燃料油；炭可作为燃料、土壤改良剂、制备活性炭等。热解对原料的要求是水分含量低，粘性低、热值高。厨余废弃物由于其主要成分为主要成分是剩饭、剩菜、果皮、菜叶、塑料袋等，由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐组成，它主要有含水率高、易腐烂、营养物质多等特征。单独处理不适合热解，因此现有技术中并没有通过热解处理厨余废弃物的应用。

在城市中厨余和园林废弃物是最为主要的两个垃圾源，且随着生活水平的提高这两种废弃物的产生速度也激剧上升，由于现有的处理的速度和土地资源已越来越无法满足这两种废弃物处理的需求。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提出了一种将厨余和园林废弃物混合一起处理，处理速度快、处理设备占地面积小，且符合节能环保要求的新废弃物处理工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种厨余热解处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

（1） 将园林废弃物进行初步破碎；

（2） 将厨余废弃物加压滤水；

（3） 将步骤（1）和步骤（2）处理后的厨余废弃物和园林废弃物按比例投放入储坑内，采用工具将厨余废弃物和园林废弃物均匀混合成废弃物混合物；

（4） 将步骤（3）生成的废弃物混合物运送至粉碎机进行粉碎操作，将废弃物混合物进一步粉碎且混合更加均匀；

（5） 将步骤（4）粉碎后的废弃物混合物送入回转窑反应炉内，进行热解，通过热解分别将废弃物混合物分别热解为：水蒸汽、热解气、碳、焦油和粉尘；

（6） 先对热解气进行洗涤操作，除去焦油和粉尘，再采用去水分离器分离出和热解气混合在一起的水蒸汽，并得到可直接燃烧的干净热解气；

（7） 将步骤（6）得到的干净热解气作为燃料燃烧，直接为回转窑反应炉热解设备提供热源；

（8） 将热解生成的高温碳，先经过冷却处理，再排出，完成厨余和园林废弃物混合热解处理。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的厨余废弃物和园林废弃物按比例投放入的比例为质量比，厨余废弃物比园林废弃物为2：1。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的初步破碎为：将园林废弃物进行剪切式破碎，破碎后的尺寸大小≤30mm。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的粉碎操作，将废弃物混合物通过锤式粉碎机，粉碎后的废弃物混合物的尺寸大小≤10mm。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于   厨余废弃物和园林废弃物在储坑内存储时间≤48小时。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于将所述的储坑的一侧面设置有沥水网，可进一步沥除厨余废弃物中的多余水。

所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的洗涤操作通过冷凝式洗涤塔完成，通过撞击式去水分离器完成分离出和热解气混合在一起的水蒸汽。

本发明的有益技术效果如下：本发明将厨余和园林废弃物混合热解，能够一次性解决困扰城市的两种固体废弃物。由于厨余废弃物含水率较高，具有粘性，混入较为干燥，不具有粘性的园林废弃物后，能够为后续粉碎和热解处理工艺提供便利。将厨余和园林废弃物混合热解，不仅能够解决厨余垃圾厌氧处理周期长，臭气大、处理设施占地面积大、处理过程温度控制复杂等问题，而且能够解决因园林废弃物填埋所带来的资源浪费、占用填埋场宝贵空间的问题。该发明工艺采用的间接加热式回转窑热解设备，由于加热回转窑的烟气不与热解物料直接接触，既提高热解气的品质，又提高了炭的品质和产率。并且因将热解气洗涤后，直接燃烧加热回转窑，因此所需的热解辅助能源少，降低运行成本。此外，由于热解气经过洗涤后已去除焦油和粉尘，完全燃烧后的烟气可不经过处理，直接排放。热解产生的炭富含微孔，孔隙结构发达，比表面积大，具有很强的吸附能力。其可以作为土壤改良剂，能够使土壤疏松通气，保持水分、促进微生物繁殖。另外也是一种优质的燃料，具有低挥发分、高热值、燃烧完全，燃烧过程清洁。此外也可作为制备活性炭的原料，应用于各个领域。

附图说明

图1是厨余热解处理工艺的流程图。

 图2是热解部分的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是厨余热解处理工艺的流程图，园林废弃物一般都是城市在绿化修剪过程中或植物自然掉落的树枝或树叶，一般采用剪切式破碎机先进行初步破碎，破碎后的尺寸大小≤30mm；破碎后的园林废弃物通过叉车运输到螺旋输送机的进料口，通过螺旋输送机输送到储坑。厨余垃圾主要成分为剩饭、菜叶、果皮、塑料袋等，由专用的运输车收集运送到储坑，储坑侧边装有沥水网，厨余垃圾的自由水通过沥水网流出，泵送至污水处理站处理；也可用采用加压滤水装置进行加压滤水操作后运送到储坑。采用翻堆机进行翻堆，将园林废弃物和厨余废弃物混匀，其中储坑内园林废弃物和厨余废弃物的质量比为2：1。翻堆机在行走过程中，将混匀的物料刮入刮板输送机的进料口，通过刮板输送机将物料送入粉碎机进行粉碎，粉碎机采用的是锤式粉碎机，经过粉碎后物料的尺寸≤10mm，从而保证厨余和园林废弃物混合的更加均匀，粉碎后物料的含水率为33%，热值为14.39MJ/kg。

粉碎后的物料直接通过螺旋输送机输送到热解设备的料仓内，通过进料系统输送至回转窑内进行热解，其中回转窑前端的温度为110~120℃，中间的温度480~500℃，尾端的温度为230~260℃，物料在窑内的停留时间为60 min。热解气自窑内排出后，进入洗涤塔进行洗涤，去除焦油，进入洗涤塔前的温度为105~110℃，经过洗涤塔洗涤后，温度为95~98℃，之后导入撞击式去水分离器，去除热解气中的水分。热解气最后导入燃烧室，与辅助燃料液化石油气或然气共同燃烧，燃烧温度为650℃，燃烧产生的烟气引入回转窑的夹套内，加热回转窑，加热回转窑后排出的烟气温度为75~80℃；炭由带有间接水冷的螺旋输送机排出，排出炭的温度为40~43℃，产率为45%，低位热值为22.28MJ/kg，全水分为8.88%，挥发分为18.15%，灰分为27.36%，固定碳为45.61%。

图2是热解部分的工艺流程图，热解工艺主要由回转窑反应炉、冷凝式洗涤塔、撞击式去水分离器、燃烧室、出料螺旋输送机来完成，具体描述如下：

经过充分均匀和粉碎后的废弃物混合物，暂存在料仓中，通过进料系统输入到回转窑反应炉，在回转窑反应炉中完成热解反应，热解为气体和固体，其中气体包含水蒸汽、热解气、焦油和粉尘，固体为碳；回转窑反应炉采用外热式反应炉，物料随着回转窑的翻转，不断从与窑壁接触，获得热解能源。热烟气不与物料接触，提高了热解气和炭的品质，并且大大减少热解气处理量。

气体进入冷凝式洗涤塔进行热解气洗涤操作，冷凝式洗涤塔是一种喷淋洗涤塔，洗涤液以柴油为主，洗涤液通过喷嘴形成细小液滴，不断吸附热解气中的焦油和粉尘，完成对焦油和粉尘的分离；进过分离后的气体输入到撞击式去水分离器，完成对水蒸气的分离，该分离器是一种钢制的桶状分离器，带有水分的热解气碰撞到冰冷的钢面，水汽形成液滴而冷凝，从而去除热解气中的水分。

经过洗涤的热解气通入燃烧室进行燃烧，产生的热气引导至回转窑的夹套，加热回转窑。当热解气产生的热气不足，不能够将回转窑加热到所需的热解温度，可通过添加辅助燃料，如天然气、液化石油气，与热解气一起燃烧，加热回转窑，燃烧室燃烧产生的废弃烟气排放到大气中。

热解反应生成的固体为碳，刚排出的炭温度较高，约为250℃，直接与空气接触容易发生自燃。出料螺旋输送机是一种带有间接水冷的输送装置。炭在排出的过程中，热量传递至螺旋输送机的筒壁，冷却水不断流经筒壁外，将筒壁的热量带出，从而降低炭的温度。从筒壁排出带有热量冷却水，通过外置的风机，降低冷却水的温度，泵送回输送机的筒壁上，实现循环使用。

以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种厨余热解处理工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

（1）将园林废弃物进行初步破碎；

（2）将厨余废弃物加压滤水；

（3）将步骤（1）和步骤（2）处理后的厨余废弃物和园林废弃物按比例投放入储坑内，采用工具将厨余废弃物和园林废弃物均匀混合成废弃物混合物；

（4）将步骤（3）生成的废弃物混合物运送至粉碎机进行粉碎操作，将废弃物混合物进一步粉碎且混合更加均匀；

（5）将步骤（4）粉碎后的废弃物混合物送入回转窑反应炉内，进行热解，通过热解分别将废弃物混合物分别热解为：水蒸汽、热解气、碳、焦油和粉尘；

（6）先对热解气进行洗涤操作，除去焦油和粉尘，再采用去水分离器分离出和热解气混合在一起的水蒸汽，并得到可直接燃烧的干净热解气；

（7）将步骤（6）得到的干净热解气作为燃料燃烧，直接为回转窑反应炉热解设备提供热源；

（8）将热解生成的高温碳，先经过冷却处理，再排出，完成厨余和园林废弃物混合热解处理。

2.根据权利要求1所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的厨余废弃物和园林废弃物按比例投放入的比例为质量比，厨余废弃物比园林废弃物为2：1。

3.根据权利要求2所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的初步破碎为：将园林废弃物进行剪切式破碎，破碎后的尺寸大小≤30mm。

4.根据权利要求3所述的厨余和园林废弃物混合热解处理工艺，其特征在于所述的粉碎操作，将废弃物混合物通过锤式粉碎机，粉碎后的废弃物混合物的尺寸大小≤10mm。

5.根据权利要求4所述的厨余热解处理工艺，其特征在于厨余废弃物和园林废弃物在储坑内存储时间≤48小时。

6.根据权利要求5所述的厨余热解处理工艺，其特征在于将所述的储坑的一侧面设置有沥水网，可进一步沥除厨余废弃物中的多余水。

7.根据权利要求6所述的厨余热解处理工艺，其特征在于所述的洗涤操作通过冷凝式洗涤塔完成，通过撞击式去水分离器完成分离出和热解气混合在一起的水蒸汽。