生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF系统及方法
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理技术,具体用于生活垃圾的资源化处理。
背景技术
煤炭和石油作为当今社会生产和生活的重要能量来源,人们已经对煤炭和石油形成依赖,然而煤炭和石油都是不可再生能源。而随着社会的发展,城市化进程的加快,城市人口增加,人民生活水平提高,城市生活垃圾的产量在不断地增加,生活垃圾的成分亦日趋复杂,对环境的污染和人民健康的危害日益严重,也限制了城市的发展。
生活垃圾进行直接焚烧会排放出大量的污染气体加剧对环境的危害。现在人们日常的生活用电大多靠火力发电,对能源的消耗不言自明。为了解决能源问题,用生活垃圾制备成的垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,简称RDF),具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二恶英类物质排放量低等优良特点。
但目前生活垃圾制备RDF的技术方法多数通过机械破碎、物理筛分、好氧干化等将生活垃圾进行多样化分类,添加助燃剂等所得RDF,其工艺繁琐车间占地大。本发明技术公开了一种高效、工艺简单的低飞灰的高等级RDF燃料系统及装备。
该技术无需将生活垃圾多样化分类,也无需好氧干化和添加助燃剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF系统及方法,其通过生活垃圾制备干净的、低飞灰的高等级RDF燃料系统及装备。解决了常规垃圾焚烧处理飞灰产量多和飞灰处理成本高的问题,通过该技术获得的RDF热值高,焚烧后产生的飞灰少。从而使得生活垃圾焚烧发电处理更加环保和经济,而且该RDF可以替代其他生物质燃料,可用于锅炉、水泥窑等的燃料。。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法,其特征在于,包含如下步骤:
(1)破碎;将生活垃圾破碎至粒径小于等于200mm;
(2)压榨;将破碎后的垃圾输送至压榨装置挤压分离为干基和湿基;
(3)干基处理;将压榨得到的干基执行焚烧发电工艺;
(4)湿基处理;将压榨得到的湿基依次送入轻杂质分离装置和重杂质分离装置进行分离去除湿基中的轻杂质和重杂质;分离出的轻杂质执行焚烧发电工艺;分离出的重杂质进行填埋或制砖;分离出轻杂质和重杂质的湿基浆料执行厌氧发酵产沼工艺;
所述焚烧发电工艺为将步骤(3)的干基和步骤(4)的轻杂质输送至齿棍式破碎装置进行破碎松散处理,齿辊式破碎装置的齿间隙为60~90mm;松散后的物料输送至筛分装置去除无机杂质,筛上物大于50mm的物料随即由均料装置均匀通过磁选机去除磁性金属、通过涡电流磁选机去除非磁性金属和风选机去除高密度物质;风选机的出料就是RDF的原料,这些原料再通过破碎机破碎为特定的粒径即得最终的RDF产品。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述焚烧发电工艺中的筛分装置去除无机杂质中,所述无机杂质为包含砂土、玻璃的粒径小于50mm的小颗粒。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述焚烧发电工艺中,筛分装置的筛下物小于50mm的物料以及分选机重物质出料进行焚烧或填埋工艺;所述风选机的轻物质出料口即为RDF的原料。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述厌氧发酵产沼工艺包含:
S5:水解酸化;将分离出轻杂质和重杂质的湿基浆料送入水解酸化罐进行酸化水解;
S6:厌氧发酵;将水解酸化后的浆料经过泵送装置送至厌氧发酵罐进行厌氧发酵;
S7:厌氧发酵沼气处理;将厌氧发酵产生的沼气经管道输送至生物脱硫装置进行硫化氢的去除;去除硫化氢的沼气经管道输送至储气柜进行暂存;储气柜并联一路连接火炬,进行多余沼气的焚烧处理;储气柜并联另一路输送至沼气利用装置。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述步骤S7的沼气利用装置包含用于将沼气净化后进行沼气发电联网的沼气净化装置和用于将沼气提纯后制作成CNG用于汽车燃料或并入天然气管网的沼气提纯装置。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述步骤S6之后还包含厌氧发酵消化液处理工序;所述厌氧发酵消化液处理工序包含如下步骤:
S10:将厌氧发酵后的消化液加入预处理调配液后送至脱水装置脱水,得到沼渣和沼液;
S20:将脱水得到的沼渣送至有机肥料装置产生有机肥;将脱水得到的沼液送至污水处理厂进行处理实现达标排放和调配液回用。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述步骤(4)中还包含为轻杂质处理装置加入调配液的步骤,经由轻杂质处理装置和重杂质处理装置处理后的湿基浆料的含固率控制在10~35%;所述重杂质包含砂砾;所述水解酸化罐的存储量为3~5天的浆料容积;水解酸化罐内带搅拌和底部刮砂装置,底部砂砾经泵输送至水解酸化罐顶部的旋流除砂及砂水分离装置去除砂砾重物质;所述厌氧发酵罐的容积为存储量为20~30天的浆料容积,厌氧发酵罐内带搅拌和底部排砂装置;所述步骤(1)之前还包含收集垃圾的步骤和垃圾吊转运的步骤;所述收集垃圾的步骤为将生活垃圾经过收运车辆集中运输至处理厂,收运车辆将垃圾卸载入垃圾储仓;所述垃圾吊转运的步骤为将垃圾储仓内的垃圾通过垃圾吊的垃圾吊液压抓斗装置将生活垃圾抓取送往下一道工序。
作为本发明生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法的一种优选实施方式:所述步骤(1)之前还包含用于挑选出大块杂质的预分选步骤,所述预分选步骤为人工分选、或者在分选线上安装可控的机械手、或者在垃圾坑中用垃圾吊液压抓斗来分离;
所述步骤(1)与步骤(3)之间还包含磁选的步骤;所述磁选的步骤为通过磁选装置去除生活垃圾中的磁性材料;所述磁选装置为除铁器;所述除铁器为永磁自卸式除铁器。
本发明还公开了生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF系统,其包含采用上述的方法工作的依次设置的垃圾储坑、垃圾吊、预分选装置、破碎装置、磁选装置、压榨装置、轻杂质分离装置、重杂质分离装置;
所述重杂质分离装置的浆料出口连接至厌氧发酵产沼系统,所述重杂质分离装置的砂砾出口通过传送带连接至填埋或制砖系统;所述压榨装置的干基出口和轻杂质分离装置的轻杂质出口通过传输带连接至焚烧发电系统;
所述焚烧发电包含依次设置的破碎装置、筛分装置;筛分装置的筛上物出口连接依次连接均料装置、磁选装置、涡电流分选装置和风选装置;风选装置的轻物质出口连接破碎机构;风选装置的重物质出口和筛分装置的筛下物出口连接至焚烧或填埋系统。
进一步的是:所述厌氧发酵产沼系统包含依次设置的水解酸化罐、厌氧发酵罐、生物脱硫装置和储气柜;所述储气柜并联一路连接沼气火炬;储气柜并联另一路连接沼气净化装置和沼气提纯装置;所述厌氧发酵罐的沼气出口连接所述生物脱硫装置;所述厌氧发酵罐的消化液出口连接脱水装置;所述脱水装置的沼液出口连接污水处理厂,所述脱水装置的沼渣出口连接有机肥料装置;所述压榨装置的湿基出口连接至轻杂质分离装置;所述沼气净化装置连接沼气发电装置;所述沼气提纯装置连接天然气管网。
本发明有益效果是:
本发明公开了一种高效、工艺简单的低飞灰的高等级RDF燃料系统及方法。该技术无需将生活垃圾多样化分类,也无需好氧干化和添加助燃剂。解决了常规垃圾焚烧处理飞灰产量多和飞灰处理成本高的问题,通过该技术获得的RDF热值高,焚烧后产生的飞灰少。从而使得生活垃圾焚烧发电处理更加环保和经济,而且该RDF可以替代其他生物质燃料,可用于锅炉、水泥窑等的燃料。。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式的系统结构原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式:
如图所示,其示出了本发明的具体实施方式,本发明公开的生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF方法,其特征在于,包含如下步骤:
(1)破碎;将生活垃圾破碎至粒径小于等于200mm;
(2)压榨;将破碎后的垃圾输送至压榨装置挤压分离为干基和湿基;
(3)干基处理;将压榨得到的干基执行焚烧发电工艺;
(4)湿基处理;将压榨得到的湿基依次送入轻杂质分离装置和重杂质分离装置进行分离去除湿基中的轻杂质和重杂质;分离出的轻杂质执行焚烧发电工艺;分离出的重杂质进行填埋或制砖;分离出轻杂质和重杂质的湿基浆料执行厌氧发酵产沼工艺;
所述焚烧发电工艺为将步骤(3)的干基和步骤(4)的轻杂质输送至齿棍式破碎装置进行破碎松散处理,齿辊式破碎装置的齿间隙为60~90mm;松散后的物料输送至筛分装置去除无机杂质,筛上物大于50mm的物料随即由均料装置均匀通过磁选机去除磁性金属、通过涡电流磁选机去除非磁性金属和风选机去除高密度物质;风选机的出料就是RDF的原料,这些原料再通过破碎机破碎为特定的粒径即得最终的RDF产品。
优选的:所述焚烧发电工艺中的筛分装置去除无机杂质中,所述无机杂质为包含砂土、玻璃的粒径小于50mm的小颗粒。
优选的:所述焚烧发电工艺中,筛分装置的筛下物小于50mm的物料以及分选机重物质出料进行焚烧或填埋工艺;所述风选机的轻物质出料口即为RDF的原料。
优选的:所述厌氧发酵产沼工艺包含:
S5:水解酸化;将分离出轻杂质和重杂质的湿基浆料送入水解酸化罐进行酸化水解;
S6:厌氧发酵;将水解酸化后的浆料经过泵送装置送至厌氧发酵罐进行厌氧发酵;
S7:厌氧发酵沼气处理;将厌氧发酵产生的沼气经管道输送至生物脱硫装置进行硫化氢的去除;去除硫化氢的沼气经管道输送至储气柜进行暂存;储气柜并联一路连接火炬,进行多余沼气的焚烧处理;储气柜并联另一路输送至沼气利用装置。本实施例通过增加厌氧发酵产沼工艺,使得整个生活垃圾压榨分类后的处理更加彻底;将生活垃圾实现了充分合理的资源化利用。
优选的:所述步骤S7的沼气利用装置包含用于将沼气净化后进行沼气发电联网的沼气净化装置和用于将沼气提纯后制作成CNG用于汽车燃料或并入天然气管网的沼气提纯装置。本实施例使得沼气得到了非常充分和环保的深度利用。
优选的:所述步骤S6之后还包含厌氧发酵消化液处理工序;所述厌氧发酵消化液处理工序包含如下步骤:
S10:将厌氧发酵后的消化液加入预处理调配液后送至脱水装置脱水,得到沼渣和沼液;
S20:将脱水得到的沼渣送至有机肥料装置产生有机肥;将脱水得到的沼液送至污水处理厂进行处理实现达标排放和调配液回用。本实施例使得厌氧发酵后的消化液得到了非常充分和环保的深度利用。
优选的:所述步骤(4)中还包含为轻杂质处理装置加入调配液的步骤,经由轻杂质处理装置和重杂质处理装置处理后的湿基浆料的含固率控制在10~35%;所述重杂质包含砂砾;本实施例使得轻杂质处理装置的处理及后续工艺顺利进行;使得浆料得到提纯,更适于后续的产沼气工艺。所述水解酸化罐的存储量为3~5天的浆料容积;水解酸化罐内带搅拌和底部刮砂装置,底部砂砾经泵输送至水解酸化罐顶部的旋流除砂及砂水分离装置去除砂砾重物质;所述厌氧发酵罐的容积为存储量为20~30天的浆料容积,厌氧发酵罐内带搅拌和底部排砂装置;本实施例将容积以天数来限定,其主要是根据技术方案执行场所的垃圾收集效率和转运效率;能够合理的指导具体方案的执行;适应范围广。所述步骤(1)之前还包含收集垃圾的步骤和垃圾吊转运的步骤;所述收集垃圾的步骤为将生活垃圾经过收运车辆集中运输至处理厂,收运车辆将垃圾卸载入垃圾储仓;所述垃圾吊转运的步骤为将垃圾储仓内的垃圾通过垃圾吊的垃圾吊液压抓斗装置将生活垃圾抓取送往下一道工序。本实施例的转运结构能够连续收集转运;垃圾吊液压抓斗装置还具备挑选出防止堵塞的大块杂质的功能。
优选的:所述步骤(1)之前还包含用于挑选出大块杂质的预分选步骤,所述预分选步骤为人工分选、或者在分选线上安装可控的机械手、或者在垃圾坑中用垃圾吊液压抓斗来分离;
所述步骤(1)与步骤(3)之间还包含磁选的步骤;所述磁选的步骤为通过磁选装置去除生活垃圾中的磁性材料;所述磁选装置为除铁器;所述除铁器为永磁自卸式除铁器。本实施例公开的磁选步骤能够实现金属的回收以及防止金属造成后续工艺堵塞的双重功能。
上述具体实施方式以图1为工作原理,其技术流程如图所示,居民小区等生活垃圾由垃圾收运车辆转运至该技术处理厂,垃圾卸入一个大型储坑,采用垃圾吊液压抓斗装置给预分选装置进行给料。
本发明预分选的目的是分离那些可能堵塞设备的大块杂质。典型的预分选是人工分选,或者在分选线上安装可控的机械手。另外还有一种方式来分离大块杂质,即在垃圾坑中用垃圾吊液压抓斗来分离。
如图所示,垃圾经过预分选后由输送机输送至破碎装置,将生活垃圾破碎至≤200mm。破碎后的垃圾由磁选器进行铁器的回收。
如图所示,去除铁器的垃圾输送至压榨设备,由压榨设备将垃圾挤压分离为湿基和干基。
本发明中,湿基因在挤压过程中有部分柔性杂质如塑料袋等和一些重密度杂质如砂砾等兼杂其中,采用轻物质分离装置和重物质分离装置对其进行分离去除,提升湿基浆料纯度,得到一种可高效厌氧发酵产沼的浆料。
本发明中,干基输送至齿棍式破碎装置进行破碎松散处理,其齿间隙为60-90mm。松散后的干基输送至筛分装置去除无机杂质,比如砂土、玻璃等粒径小于50mm的小颗粒。筛上物大于50mm的物料随即由均料装置均匀通过磁选机(除磁性金属)、涡电流磁选(除非磁性金属)和风选机(去除高密度物质)。
如图所示,风选机的出料就是RDF的原料,这些原料再通过破碎机破碎为特定的粒径就成了最终的RDF产品。
本发明还公开了生活垃圾压榨分类分质处理资源化利用RDF系统,其包含采用上述的方法工作的依次设置的垃圾储坑、垃圾吊、预分选装置、破碎装置、磁选装置、压榨装置、轻杂质分离装置、重杂质分离装置;
所述重杂质分离装置的浆料出口连接至厌氧发酵产沼系统,所述重杂质分离装置的砂砾出口通过传送带连接至填埋或制砖系统;所述压榨装置的干基出口和轻杂质分离装置的轻杂质出口通过传输带连接至焚烧发电系统;
所述焚烧发电包含依次设置的破碎装置、筛分装置;筛分装置的筛上物出口连接依次连接均料装置、磁选装置、涡电流分选装置和风选装置;风选装置的轻物质出口连接破碎机构;风选装置的重物质出口和筛分装置的筛下物出口连接至焚烧或填埋系统。
进一步的是:所述厌氧发酵产沼系统包含依次设置的水解酸化罐、厌氧发酵罐、生物脱硫装置和储气柜;所述储气柜并联一路连接沼气火炬;储气柜并联另一路连接沼气净化装置和沼气提纯装置;所述厌氧发酵罐的沼气出口连接所述生物脱硫装置;所述厌氧发酵罐的消化液出口连接脱水装置;所述脱水装置的沼液出口连接污水处理厂,所述脱水装置的沼渣出口连接有机肥料装置;所述压榨装置的湿基出口连接至轻杂质分离装置;所述沼气净化装置连接沼气发电装置;所述沼气提纯装置连接天然气管网。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化,这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术,这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。