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CN115502187A - 厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺 - Google Patents

厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺 Download PDF

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CN115502187A CN202211180578.0A CN202211180578A CN115502187A CN 115502187 A CN115502187 A CN 115502187A CN 202211180578 A CN202211180578 A CN 202211180578A CN 115502187 A CN115502187 A CN 115502187A
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李芙荣
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Abstract

本发明涉及一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，所属垃圾处理技术领域，包括如下操作步骤：第一步：预处理环节，对厨余垃圾进行筛分除杂后，利用炭化炉热烟气和炭化处理冷却的高温水对厨余垃圾进行干化处理，使厨余垃圾内的含水率降至10%以下，干化处理后通过二级破碎筛分设备，使干化的厨余垃圾破碎分解成粒径小于50mm的炭化物料。第二步：炭化环节，预处理后的炭化物料进入热解炭化系统进行炭化处理，炭化处理采用厌氧热解炭化技术，厌氧热解炭化的温度为450℃～700℃，炭化处理后形成生物碳，然后再进行冷却处理。具有高温杀菌、减少厨余垃圾体积、产生生物质能、制备生物质炭肥的特点。能将厨余垃圾转化为生物质炭的有效处理途径。

Description

厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺。
背景技术
随着我国城市化进程加快，户籍人口城镇化率已接近45％，城市生活垃圾，特别是厨余垃圾的产量巨大。同时在建设无废城市、禁止餐厨/厨余垃圾填埋后， 厨余/餐厨垃圾现有的处置方法主要有：焚烧发电，或者厌氧/好氧发酵生产沼气。
焚烧发电方法存在排放有害气体和残留灰废两个问题：有害废气的处理，成本高，且不彻底；灰废在熔融后仍需要填埋。
发酵生产沼气方法有三个问题：沼气质量不高，甲烷含量低；大量沼液难以处理；沼渣不能资源化利用，只好再送去焚烧发电等。现有垃圾处置方法都不能最终实现全资源化利用归还土壤的目标。
通过堆肥发酵，将厨余垃圾转化为有机肥是目前厨余垃圾的主流处理方法之一，然而，厨余垃圾易腐败，收集、运输和处理过程中散发的臭气会影响周围的空气质量，且堆肥发酵需要的场地面积大，运输成本高，造成厨余垃圾处理成本剧增。因此，厨余垃圾的处理处置已成为一大难题。
发明内容
本发明主要解决现有技术中存在厨余垃圾易腐烂变质、处理成本高和易造成二次污染的不足，提供了一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其具有高温杀菌、减少厨余垃圾体积、产生生物质能、制备生物质炭肥的特点。能将厨余垃圾转化为生物质炭，实现既有环境效益，又有经济效益的厨余垃圾有效处理途径。厨余垃圾经绝氧热解在中高温度下炭化，使所含重金属钝化，所含农药，激素抗生素全消除，唯一的产品生物炭可安全、健康地还田使用，同时提高了能源利用率和物料预处理效率。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，包括如下操作步骤：
第一步：预处理环节，对厨余垃圾进行筛分除杂后，利用炭化炉热烟气和炭化处理冷却的高温水对厨余垃圾进行干化处理，使厨余垃圾内的含水率降至10%以下，干化处理后通过二级破碎筛分设备，使干化的厨余垃圾破碎分解成粒径小于50mm的炭化物料；二级破碎筛分设备为现有的破碎筛分设备。
第二步：炭化环节，预处理后的炭化物料进入热解炭化系统进行炭化处理，炭化处理采用厌氧热解炭化技术，厌氧热解炭化的温度为450℃～700℃，炭化处理后形成生物碳，然后再进行冷却处理。
厌氧热解炭化的温度450℃～700℃ 的确定，是根据垃圾有机质含量在30%-60%之间，含水率不超过10%，燃烧值在3000卡以上确定的。
作为优选，厌氧热解炭化时，先将炭化物料由料斗倒入到绝氧热解炭化处理箱体内，完成送料过程后将封盖固定，接着通过单向排气阀将绝氧热解炭化处理箱体内的空气抽出，实现绝氧热解炭化处理箱体内绝氧空间，接着在支撑筛网上方的导热旋轴驱动呈螺旋状分布的搅拌杆对绝氧热解炭化处理箱体内的炭化物料进行充分炭化处理，通过炭化处理的炭化物料形成颗粒更小的生物炭，由支撑筛网落入到生物炭收集槽。
作为优选，导热旋轴与绝氧热解炭化处理箱体两侧采用轴承座进行活动式固定连接，导热旋轴一侧装配有加热器，导热旋轴另一侧装配有驱动电机。
作为优选，支撑筛网下端有若干呈等间距分布的加热管。加热管实现绝氧热解炭化处理箱体内温度快速提升的同时确保箱体内温度保持所需的高温满足碳化。
作为优选，厨余垃圾收集后通过筛分机对垃圾进行筛分，去除铁屑、石头、塑料制品。厨余垃圾收集过程中会混杂有铁屑、石头、塑料制品等。
作为优选，铁屑采用磁性吸附筛分，石头和塑料制品采用密度及质量的区别特性进行震动筛分。
作为优选，炭化处理后形成生物碳，生物碳在冷却滚筒中进行冷却处理，冷却滚筒采用水循环换热，同时通过换热形成的高温水用于厨余垃圾的干化处理。
作为优选，冷却后的生物碳采用压缩打包机进行称重包装，压缩打包机将生物碳进行压缩成型，先进行称重，然后装袋包装。
作为优选，厨余垃圾进行干化处理时，干化设备在干化处理过程中保持密封状态。减少了厨余垃圾发酵腐臭，降低环境污染。
作为优选，炭化处理时，先对碳化设备进行空气抽除处理，确保炭化物料处于厌氧状态，在热解炭化过程中碳化设备处于密封状态。
本发明能够达到如下效果：
预处理和炭化工艺都不产生任何残留的废物、废气、废水；水蒸气处理后达标排放，成本低效率高；厨余垃圾经绝氧热解在中高温度（450～700℃）下炭化，使所含重金属钝化，所含农药，激素抗生素全消除，唯一的产品生物炭可安全、健康地还田使用；本发明使用的厨余垃圾干化工艺，采用炭化流程的高温废气和高温冷却水进行物料干化，提高了能源利用率和物料预处理效率；本发明与现有垃圾处置方法比较投资低，建设速度快，全程实现无害化、减量化、资源化目标，解决了不能循环利用的最后难题。
本发明提供了一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，与现有技术相比较，具有高温杀菌、减少厨余垃圾体积、产生生物质能、制备生物质炭肥的特点。能将厨余垃圾转化为生物质炭，实现既有环境效益，又有经济效益的厨余垃圾有效处理途径。厨余垃圾经绝氧热解在中高温度下炭化，使所含重金属钝化，所含农药，激素抗生素全消除，唯一的产品生物炭可安全、健康地还田使用，同时提高了能源利用率和物料预处理效率。
附图说明
图1是本发明的处理工艺的结构示意图。
图2是本发明的绝氧热解炭化处理设备的结构示意图。
图中：绝氧热解炭化处理箱体1，单向排气阀2，封盖3，料斗4，搅拌杆5，导热旋轴6，支撑筛网7，驱动电机8，加热管9，生物炭收集槽10，加热器11，轴承座12。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：如图1和图2所示，一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，包括如下操作步骤：
第一步：预处理环节，对厨余垃圾进行筛分除杂后，厨余垃圾收集后通过筛分机对垃圾进行筛分，去除铁屑、石头、塑料制品。铁屑采用磁性吸附筛分，石头和塑料制品采用密度及质量的区别特性进行震动筛分。利用炭化炉热烟气和炭化处理冷却的高温水对厨余垃圾进行干化处理，使厨余垃圾内的含水率降至10%以下，干化处理后通过二级破碎筛分设备，使干化的厨余垃圾破碎分解成粒径小于50mm的炭化物料。厨余垃圾进行干化处理时，干化设备在干化处理过程中保持密封状态。
第二步：炭化环节，预处理后的炭化物料进入热解炭化系统进行炭化处理，炭化处理采用厌氧热解炭化技术，炭化处理时，先对碳化设备进行空气抽除处理，确保炭化物料处于厌氧状态，在热解炭化过程中碳化设备处于密封状态。厌氧热解炭化的温度为560℃。厌氧热解炭化时，先将炭化物料由料斗4倒入到绝氧热解炭化处理箱体1内，完成送料过程后将封盖3固定，接着通过单向排气阀2将绝氧热解炭化处理箱体1内的空气抽出，实现绝氧热解炭化处理箱体1内绝氧空间，接着在支撑筛网7上方的导热旋轴6驱动呈螺旋状分布的搅拌杆5对绝氧热解炭化处理箱体1内的炭化物料进行充分炭化处理，导热旋轴6与绝氧热解炭化处理箱体1两侧采用轴承座12进行活动式固定连接，导热旋轴6一侧装配有加热器11，导热旋轴6另一侧装配有驱动电机8。支撑筛网7下端有11根呈等间距分布的加热管9。通过炭化处理的炭化物料形成颗粒更小的生物炭，由支撑筛网7落入到生物炭收集槽10。
炭化处理后形成生物碳，然后再进行冷却处理。炭化处理后形成生物碳，生物碳在冷却滚筒中进行冷却处理，冷却滚筒采用水循环换热，同时通过换热形成的高温水用于厨余垃圾的干化处理。冷却后的生物碳采用压缩打包机进行称重包装，压缩打包机将生物碳进行压缩成型，先进行称重，然后装袋包装。
综上所述，该厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，具有高温杀菌、减少厨余垃圾体积、产生生物质能、制备生物质炭肥的特点。能将厨余垃圾转化为生物质炭，实现既有环境效益，又有经济效益的厨余垃圾有效处理途径。厨余垃圾经绝氧热解在中高温度下炭化，使所含重金属钝化，所含农药，激素抗生素全消除，唯一的产品生物炭可安全、健康地还田使用，同时提高了能源利用率和物料预处理效率。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (10)

1.一种厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于包括如下操作步骤：
第一步：预处理环节，对厨余垃圾进行筛分除杂后，利用炭化炉热烟气和炭化处理冷却的高温水对厨余垃圾进行干化处理，使厨余垃圾内的含水率降至10%以下，干化处理后通过二级破碎筛分设备，使干化的厨余垃圾破碎分解成粒径小于50mm的炭化物料；
第二步：炭化环节，预处理后的炭化物料进入热解炭化系统进行炭化处理，炭化处理采用厌氧热解炭化技术，厌氧热解炭化的温度为450℃～700℃，炭化处理后形成生物碳，然后再进行冷却处理。
2.根据权利要求1所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：厌氧热解炭化时，先将炭化物料由料斗（4）倒入到绝氧热解炭化处理箱体（1）内，完成送料过程后将封盖（3）固定，接着通过单向排气阀（2）将绝氧热解炭化处理箱体（1）内的空气抽出，实现绝氧热解炭化处理箱体（1）内绝氧空间，接着在支撑筛网（7）上方的导热旋轴（6）驱动呈螺旋状分布的搅拌杆（5）对绝氧热解炭化处理箱体（1）内的炭化物料进行充分炭化处理，通过炭化处理的炭化物料形成颗粒更小的生物炭，由支撑筛网（7）落入到生物炭收集槽（10）。
3.根据权利要求2所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：导热旋轴（6）与绝氧热解炭化处理箱体（1）两侧采用轴承座（12）进行活动式固定连接，导热旋轴（6）一侧装配有加热器（11），导热旋轴（6）另一侧装配有驱动电机（8）。
4.根据权利要求2所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：支撑筛网（7）下端有若干呈等间距分布的加热管（9）。
5.根据权利要求1所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：厨余垃圾收集后通过筛分机对垃圾进行筛分，去除铁屑、石头、塑料制品。
6.根据权利要求5所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：铁屑采用磁性吸附筛分，石头和塑料制品采用密度及质量的区别特性进行震动筛分。
7.根据权利要求1所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：炭化处理后形成生物碳，生物碳在冷却滚筒中进行冷却处理，冷却滚筒采用水循环换热，同时通过换热形成的高温水用于厨余垃圾的干化处理。
8.根据权利要求7所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：冷却后的生物碳采用压缩打包机进行称重包装，压缩打包机将生物碳进行压缩成型，先进行称重，然后装袋包装。
9.根据权利要求1所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：厨余垃圾进行干化处理时，干化设备在干化处理过程中保持密封状态。
10.根据权利要求1所述的厨余垃圾绝氧热解炭化处理工艺，其特征在于：炭化处理时，先对碳化设备进行空气抽除处理，确保炭化物料处于厌氧状态，在热解炭化过程中碳化设备处于密封状态。
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