申請(qǐng)日2017.09.27

　　公開(公告)日2018.01.09

　　IPC分類號(hào)C10L5/46

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統(tǒng)。所述方法包括步驟：對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、破碎、篩分預(yù)處理，得到預(yù)處理后垃圾;將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥;將預(yù)處理后垃圾和干燥污泥混合均勻，得到混合料;混合料經(jīng)成型處理，得到型料;將型料烘干得到混合燃料。本發(fā)明的方法可以有效減少二噁英和飛灰的產(chǎn)生，并降低存儲(chǔ)或運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的臭氣、污水等，節(jié)約成本，燃料產(chǎn)品強(qiáng)度大，穩(wěn)定性高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種制備垃圾與污泥混合燃料的方法，其特征在于，所述方法包括步驟：

　　對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、破碎、篩分預(yù)處理，得到預(yù)處理后垃圾;

　　將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥;

　　將所述預(yù)處理后垃圾和所述干燥污泥混合均勻，得到混合料;

　　所述混合料經(jīng)成型處理，得到型料;

　　將所述型料烘干得到混合燃料。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的預(yù)處理過程包括步驟：

　　(1)干燥：將垃圾干燥至含水率<15%;

　　(2)篩分：干燥后的垃圾進(jìn)行篩分處理，將無機(jī)物篩分出來;

　　(3)破碎：將經(jīng)篩分處理的垃圾破碎至粒徑≤10mm，得到所述預(yù)處理后垃圾。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的預(yù)處理過程包括步驟：

　　(1)粗破碎：將垃圾粗破碎至粒徑≤100mm;

　　(2)篩分：經(jīng)粗破碎的垃圾進(jìn)行篩分處理，將無機(jī)物篩分出來;

　　(3)磁選：經(jīng)篩分處理的垃圾進(jìn)行磁選，將鐵質(zhì)金屬磁選出來;

　　(4)干燥：將經(jīng)磁選處理的垃圾干燥至含水率<15wt%;

　　(5)細(xì)破碎：將干燥后的垃圾進(jìn)行細(xì)破碎至粒徑≤10mm，得到所述預(yù)處理后垃圾。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合料中，所述預(yù)處理后垃圾和所述干燥污泥的質(zhì)量比為：(1:1)～(1:3)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，向所述混合料中加入添加劑并混合均勻，所述添加劑為紅土鎳礦粉料，所述添加劑的質(zhì)量占所述混合料質(zhì)量的10%～20%。

　　6.一種用于權(quán)利要求1-5任一所述方法的制備垃圾與污泥混合燃料的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括垃圾預(yù)處理單元、污泥干燥裝置、混合裝置、成型裝置、烘干裝置;

　　所述垃圾預(yù)處理單元用于對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、篩分、磁選、破碎處理，所述垃圾預(yù)處理單元具有垃圾入口和預(yù)處理后垃圾出口;

　　所述污泥干燥裝置具有污泥入口、干燥污泥出口;

　　所述混合裝置具有預(yù)處理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口;所述預(yù)處理后垃圾入口與所述垃圾預(yù)處理單元的預(yù)處理后垃圾出口連接，所述干燥污泥入口與所述污泥干燥裝置的干燥污泥出口連接;

　　所述成型裝置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口連接;

　　所述烘干裝置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口與所述成型裝置的型料出口連接。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垃圾預(yù)處理單元包括依次連接的干燥裝置、篩分裝置、破碎裝置，依次對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、篩分、破碎，所述干燥裝置具有所述垃圾入口，所述破碎裝置具有所述預(yù)處理后垃圾出口，所述破碎裝置的預(yù)處理后垃圾出口與所述混合裝置的預(yù)處理后垃圾入口連接。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述破碎裝置包括粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置，所述粗破碎裝置對(duì)垃圾進(jìn)行粗破碎處理，所述細(xì)破碎裝置對(duì)經(jīng)粗破碎處理后的垃圾進(jìn)行細(xì)破碎處理，所述粗破碎裝置的粗破碎料出口與所述細(xì)破碎裝置的粗破碎料入口連接。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垃圾預(yù)處理單元包括依次連接的粗破碎裝置、篩分裝置、磁選裝置、干燥裝置、細(xì)破碎裝置，依次對(duì)垃圾進(jìn)行粗破碎、篩分、磁選、干燥、細(xì)破碎，所述粗破碎裝置具有所述垃圾入口，所述細(xì)破碎裝置具有所述預(yù)處理后垃圾出口，所述細(xì)破碎裝置的預(yù)處理后垃圾出口與所述混合裝置的預(yù)處理后垃圾入口連接。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述混合裝置具有添加劑入口，所述混合裝置的添加劑入口處、預(yù)處理后垃圾入口處、干燥污泥入口處均設(shè)置有重量計(jì)量?jī)x。

　　說明書

　　一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　隨著城市的擴(kuò)張和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，如何有效應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的生活垃圾和污水污泥已經(jīng)成為一個(gè)至關(guān)重要的問題。目前，我國(guó)生活垃圾年產(chǎn)量大約有2.5億噸，污水污泥年產(chǎn)量達(dá)3000萬噸，垃圾、污泥等在自然存放或運(yùn)輸過程中極易泄露并產(chǎn)生污水、臭氣等污染物，若不進(jìn)行妥善處理將對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染。但是垃圾和污泥的處理能力有限，導(dǎo)致我國(guó)有2/3的城市被垃圾、污泥等固體廢棄物包圍。城市垃圾及其引發(fā)的環(huán)境污染已成為當(dāng)前城市建設(shè)與發(fā)展中迫切需要解決的重大問題之一。

　　目前，國(guó)內(nèi)外污泥的處理方法主要有填埋、農(nóng)用、焚燒等。但是，這些處置方法或多或少都存在一些問題。填埋法存在處置效率低、占地面積大、處理成本高、易產(chǎn)生二次污染等問題，且無法從根本上實(shí)現(xiàn)垃圾和污泥的減量化和無害化。焚燒法處理垃圾和污泥時(shí)雖然可以實(shí)現(xiàn)減量化和無害化，但是設(shè)備投入大，經(jīng)濟(jì)性差，并且飛灰與二噁英污染難以監(jiān)測(cè)與控制，存在落地難和“鄰避”等問題。

　　近年來，國(guó)內(nèi)研究提出，垃圾、污泥等有機(jī)固體廢棄物中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，具有可觀的熱值，可將垃圾或污泥單獨(dú)壓制成型烘干，進(jìn)行碳化處理或作為燃料，實(shí)現(xiàn)有機(jī)固體廢棄物的資源化。例如，垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，簡(jiǎn)稱RDF)具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸、易于儲(chǔ)存、二次污染低和二噁英類物質(zhì)排放量低等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。

　　現(xiàn)有技術(shù)中，將垃圾和污泥混合制備燃料產(chǎn)品的技術(shù)及案例較少，由垃圾或污泥制備燃料產(chǎn)品的技術(shù)工藝過于簡(jiǎn)單，制備的燃料產(chǎn)品穩(wěn)定性差，使用效果不佳，應(yīng)用于燃燒時(shí)，僅僅是降低了二次污染物的產(chǎn)量，并不能從根本上避免二次污染。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明采用與現(xiàn)有技術(shù)不同的處理思路，將垃圾與污泥混合后制備燃料產(chǎn)品，不僅實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化利用，而且相比于單獨(dú)將垃圾制備成燃料產(chǎn)品，本發(fā)明的燃料產(chǎn)品熱值更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)，減少了有害物質(zhì)的排放。

　　本發(fā)明首先提出了一種制備垃圾與污泥混合燃料的方法，所述方法包括步驟：

　　對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、破碎、篩分預(yù)處理，得到預(yù)處理后垃圾。

　　將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥。

　　將所述預(yù)處理后垃圾和所述干燥污泥混合均勻，得到混合料。

　　所述混合料經(jīng)成型處理，得到型料。

　　將所述型料烘干得到混合燃料。

　　作為本發(fā)明的其中一種實(shí)施方案，所述垃圾的預(yù)處理過程包括步驟：

　　(1)干燥：將垃圾干燥至含水率<15%。

　　(2)篩分：干燥后的垃圾進(jìn)行篩分處理，將無機(jī)物篩分出來。

　　(3)破碎：將經(jīng)篩分處理的垃圾破碎至粒徑≤10mm，得到所述預(yù)處理后垃圾。

　　作為本發(fā)明的其中一種實(shí)施方案，所述垃圾的預(yù)處理過程包括步驟：

　　(1)粗破碎：將垃圾粗破碎至粒徑≤100mm。

　　(2)篩分：經(jīng)粗破碎的垃圾進(jìn)行篩分處理，將無機(jī)物篩分出來。

　　(3)磁選：經(jīng)篩分處理的垃圾進(jìn)行磁選，將鐵質(zhì)金屬磁選出來。

　　(4)干燥：將經(jīng)磁選處理的垃圾干燥至含水率<15wt%。

　　(5)細(xì)破碎：將干燥后的垃圾進(jìn)行細(xì)破碎至粒徑≤10mm，得到所述預(yù)處理后垃圾。

　　進(jìn)一步地，所述混合料中，所述預(yù)處理后垃圾和所述干燥污泥的質(zhì)量比為：(1:1)～(1:3)。

　　進(jìn)一步地，向所述混合料中加入添加劑并混合均勻，所述添加劑為紅土鎳礦粉料，所述添加劑的質(zhì)量占所述混合料質(zhì)量的10%～20%。

　　本發(fā)明還提出了一種用于上述方法的制備垃圾與污泥混合燃料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括垃圾預(yù)處理單元、污泥干燥裝置、混合裝置、成型裝置、烘干裝置。

　　所述垃圾預(yù)處理單元用于對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、篩分、磁選、破碎處理，所述垃圾預(yù)處理單元具有垃圾入口和預(yù)處理后垃圾出口。

　　所述污泥干燥裝置具有污泥入口、干燥污泥出口。

　　所述混合裝置具有預(yù)處理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口。所述預(yù)處理后垃圾入口與所述垃圾預(yù)處理單元的預(yù)處理后垃圾出口連接，所述干燥污泥入口與所述污泥干燥裝置的干燥污泥出口連接。

　　所述成型裝置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口連接。

　　所述烘干裝置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口與所述成型裝置的型料出口連接。

　　作為本發(fā)明的其中一種實(shí)施方案，所述垃圾預(yù)處理單元包括依次連接的干燥裝置、篩分裝置、破碎裝置，依次對(duì)垃圾進(jìn)行干燥、篩分、破碎，所述干燥裝置具有所述垃圾入口，所述破碎裝置具有所述預(yù)處理后垃圾出口，所述破碎裝置的預(yù)處理后垃圾出口與所述混合裝置的預(yù)處理后垃圾入口連接。

　　進(jìn)一步地，所述破碎裝置包括粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置，所述粗破碎裝置對(duì)垃圾進(jìn)行粗破碎處理，所述細(xì)破碎裝置對(duì)經(jīng)粗破碎處理后的垃圾進(jìn)行細(xì)破碎處理，所述粗破碎裝置的粗破碎料出口與所述細(xì)破碎裝置的粗破碎料入口連接。

　　作為本發(fā)明的其中一種實(shí)施方案，所述垃圾預(yù)處理單元包括依次連接的粗破碎裝置、篩分裝置、磁選裝置、干燥裝置、細(xì)破碎裝置，依次對(duì)垃圾進(jìn)行粗破碎、篩分、磁選、干燥、細(xì)破碎，所述粗破碎裝置具有所述垃圾入口，所述細(xì)破碎裝置具有所述預(yù)處理后垃圾出口，所述細(xì)破碎裝置的預(yù)處理后垃圾出口與所述混合裝置的預(yù)處理后垃圾入口連接。

　　進(jìn)一步地，所述混合裝置具有添加劑入口，所述混合裝置的添加劑入口處、預(yù)處理后垃圾入口處、干燥污泥入口處均設(shè)置有重量計(jì)量?jī)x。

　　本發(fā)明為多種固體廢棄物的綜合處理提供了一種新的思路和方法，通過將垃圾與污泥混合制備成燃料產(chǎn)品，將燃料產(chǎn)品焚燒或進(jìn)行絕氧熱解處理時(shí)，可以有效減少二噁英和大量飛灰的產(chǎn)生，并實(shí)現(xiàn)重金屬的穩(wěn)定化。并且，本發(fā)明的處理方法能夠有效降低垃圾與污泥在存儲(chǔ)或運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的臭氣、污水等污染物。

　　將含水率高于50wt%的干燥污泥和低含水率的預(yù)處理后垃圾混合后再進(jìn)行烘干處理，可以使污泥直接跨過“粘滯”“結(jié)殼”水分點(diǎn)(污泥的含水量為45～50wt%時(shí))，易于污泥烘干，并降低對(duì)烘干裝置的要求，節(jié)約成本。

　　本發(fā)明的方法中在垃圾與污泥的混合料中加入具有一定粘結(jié)性的廉價(jià)添加劑，提高了燃料產(chǎn)品的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。