一种稳定的垃圾衍生燃料及其制备方法与流程

1.本发明属于环境工程技术领域，具体地，涉及一种稳定的垃圾衍生燃料及其制备方法。


背景技术：

2.存量垃圾指非正规垃圾填埋场、未达标垃圾填埋场和正规垃圾填埋场的陈年垃圾。非正规垃圾填埋场是指没有经过科学认定选址而建设的垃圾填埋场，未达标垃圾填埋场是指由当地环卫部门建设，但建设和管理均没有达到相关标准的垃圾填埋场，正规垃圾填埋场是指各项指标符合规范的垃圾填埋场。为了解决这部分垃圾问题，实现资源化利用，需要不断革新现有的垃圾处理技术。
3.垃圾衍生燃料是指从城市生活原生垃圾中分选出的若干类可燃固体废物中进一步提取出高热值部分(如废纸、塑料、纺织品等)可燃废物，经过破碎、干燥后，再添加一些防腐和除氯的添加剂，最后压缩成型制成固体燃料。由于垃圾衍生燃料具有方便运输和储存，无害化处理过程中较低的污染物排放量，较低的着火点，比原生垃圾更高的热值，同时燃烧充分稳定，排渣量低等特点，使其成为化石燃料的最佳替代燃料之一，可广泛应用于水泥、冶金等高能源消耗行业，替代化石燃料，减少碳排放。但是受限于国内生活垃圾未普遍实施分类处理，居民习惯使用塑料类制品，原生垃圾中含塑料的比例高，导致rdf燃烧时的废气中氯化氢hc l含量高，易造成燃烧二噁英超标和锅炉腐蚀问题。


技术实现要素：

4.本发明涉及一种稳定的垃圾衍生燃料及其制备方法，属于环境工程技术领域。发明的制备方法是对存量垃圾进行预分选、破碎风选、生物干化、二次筛分、二次风选、磁选和深加工从而制得；该制备方法中加入了生物干化处理步骤，在生物干化的过程中加入了玉米秸秆和木质碳化物，提升了垃圾衍生燃料的品质。本发明中，生物干化的过程中使用了聚氨酯黑色薄膜，有利于营造良好的微生物生长环境，提高干化效率。本发明中，深加工过程中加入了氧化钙和二氧化硅，减缓了hc l对设备的腐蚀，同时生成了具有良好吸附效果的硅酸钙，可吸附产生的二噁英，降低其逃逸量，减轻了对环境的污染。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，包括以下操作步骤：
7.步骤一、预分选：将存量垃圾通过铲车上料，进入给料机，再通过均料机进行均料，通过人工平台进行人工分拣，人工分拣后的垃圾通过筛选机进行初筛；
8.步骤二、风选破碎：将初筛后的筛上物通过风选机进行风选，再进入破碎机进行破碎；
9.步骤三、生物干化：将破碎后的垃圾进行生物干化处理，使得垃圾含水量降至15-25％；
10.步骤四、二次筛分：将生物干化后的垃圾根据需要经过滚筒筛进行二次筛分；
11.步骤五、二次风选：对经过滚筒筛筛分后的垃圾进行二次风选；
12.步骤六、磁选：对二次风选后的垃圾进行磁选，分离出金属类物质进行回收；
13.步骤七、深加工：对磁选后的垃圾进行深加工处理，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。
14.作为本发明的一种优选方案，步骤一中所述人工分拣为分拣出不宜于筛分和不宜发酵的大件物品，将其回收后进行填埋处理。
15.作为本发明的一种优选方案，步骤一中所述初筛为筛分出筛下渣土和筛上物，所述筛分的粒径为80-150mm。
16.作为本发明的一种优选方案，步骤二中所述破碎后的粒径为20-30mm。
17.作为本发明的一种优选方案，步骤二和步骤五中所述风选为调整风力分选出重物料和轻物料；重物料渣土回收后直接填埋，收集轻物料。
18.作为本发明的一种优选方案，步骤三中所述生物干化包括以下操作：
19.在破碎后的垃圾中添加玉米秸秆和木质碳化物，随机翻推堆放于干化室内，形成山丘状堆放料，于山丘状堆放料上覆盖一层或多层聚氨酯黑色薄膜，对山丘状堆放料进行加热、搅拌、通风和抽气，直至干化完成。
20.作为本发明的一种优选方案，所述山丘状堆放料高度为1.8-2.3m，坡度为55-60
°
，所述聚氨酯黑色薄膜覆盖山丘状堆放料底部留空高度为0.4-0.8m，所述玉米秸秆和木质碳化物的添加量均为垃圾总质量的1-2％。
21.作为本发明的一种优选方案，步骤四中所述筛分中垃圾经过滚筒筛的筛孔直径为15-20mm，滚筒筛的筛上物返回步骤二再次破碎。
22.作为本发明的一种优选方案，步骤七中所述深加工包括以下操作：
23.(1)混合：将磁选后的垃圾与其质量2-3％的氧化钙和其质量0.5-1％的二氧化硅混合得混合物；
24.(2)压模成型：将混合物在15-18mpa压力下压制成型，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。
25.上述制备方法制得的一种稳定的垃圾衍生燃料。
26.本发明的有益效果：
27.1.本发明提供一种稳定的垃圾衍生燃料及其制备方法，本发明的制备方法是对存量垃圾进行预分选、破碎风选、生物干化、二次筛分、二次风选、磁选和深加工从而制得；该制备方法中加入了生物干化处理步骤，在节省了成本的同时，生物干化步骤的加入提升了后续垃圾衍生燃料的品质。
28.2.本发明中，在生物干化的过程中加入了玉米秸秆和木质碳化物，在本发明提供的添加量范围内提升了水分的去除率，同时，因为玉米秸秆和木质碳化物的加入，所制得垃圾衍生燃料的热值得到提升，从而提升了垃圾衍生燃料的品质。
29.3.本发明中，在生物干化的过程中使用了一层或多层聚氨酯黑色薄膜，有利于使通风设备吹出的风与山丘状堆放中处于底部被深埋的物料和充足的氧气接触，营造良好的微生物生长环境，提高干化效率；而黑色薄膜有助于吸收光热从而降低加热能耗，同时聚氨酯薄膜具有一定的吸湿效果，能够在一定程度保持内部环境干燥。
30.4.本发明中，在制备垃圾衍生燃料的深加工过程中加入了氧化钙和二氧化硅，氧
化钙的加入使得垃圾衍生燃料可长期储存不发臭，燃烧时no
x
、hc l和so
x
的量少，并抑制了二噁英的产生，同时垃圾衍生燃料成型时不需高压设备；在储存过程中，吸湿后的氧化钙生成氢氧化钙；在燃烧过程中，氢氧化钙会中和燃烧过程中生成的hc l，减缓了对设备的腐蚀，同时氧化钙和二氧化硅在燃烧过程中生成了具有良好吸附效果的硅酸钙，可吸附产生的二噁英，降低其逃逸量，减轻了对环境的污染。
31.5.本发明中，对存量垃圾的处理中垃圾有效利用率能达到95％，实现了垃圾资源化利用，将二次污染降到最低。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.实施例1
34.一种稳定的垃圾衍生燃料，其制备方法包括以下操作步骤：
35.步骤一、预分选：将存量垃圾通过铲车上料，进入给料机，再通过均料机进行均料，通过人工平台进行人工分拣，分拣出不宜于筛分和不宜发酵的大件物品，将其回收后进行填埋处理，人工分拣后的垃圾通过筛选机进行初筛，筛分出筛下渣土和筛上物，筛分的粒径为150mm；
36.步骤二、风选破碎：将初筛后的筛上物通过风选机进行风选，重物料渣土回收后直接填埋，收集轻物料进入破碎机进行破碎，破碎后的粒径为15-30mm；风选的风速为8m、风选的筛分孔径为20mm、风选的分拣带速度为0.3m/s；
37.步骤三、生物干化：将破碎后的垃圾进行生物干化处理，所述生物干化包括以下操作：
38.在破碎后的垃圾中添加玉米秸秆和木质碳化物，随机翻推堆放于干化室内，形成山丘状堆放料，于山丘状堆放料上覆盖一层或多层聚氨酯黑色薄膜，对山丘状堆放料进行加热、搅拌、通风和抽气，直至干化完成；
39.所述山丘状堆放料高度为1.8m，坡度为55
°
，所述聚氨酯黑色薄膜覆盖山丘状堆放料底部留空高度为0.4m，所述玉米秸秆和木质碳化物的添加量均为垃圾总质量的1％；
40.步骤四、二次筛分：将生物干化后的垃圾根据需要经过滚筒筛进行二次筛分，滚筒筛的筛孔直径为20mm，滚筒筛的筛上物返回步骤二再次破碎；
41.步骤五、二次风选：对经过滚筒筛分后的垃圾进行二次风选，重物料渣土回收后直接填埋；
42.步骤六、磁选：对二次风选后的垃圾进行磁选，分离出金属类物质进行回收；
43.步骤七、深加工：对磁选后的垃圾进行深加工处理，制得一种稳定的垃圾衍生燃料；
44.所述深加工包括以下操作：
45.(1)混合：将磁选后的垃圾与其质量2％的氧化钙和其质量0.5％的二氧化硅混合得混合物；
46.(2)压模成型：将混合物在15mpa压力下压制成型，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。
47.实施例2
48.一种稳定的垃圾衍生燃料，其制备方法包括以下操作步骤：
49.步骤一、预分选：将存量垃圾通过铲车上料，进入给料机，再通过均料机进行均料，通过人工平台进行人工分拣，分拣出不宜于筛分和不宜发酵的大件物品，将其回收后进行填埋处理，人工分拣后的垃圾通过筛选机进行初筛，筛分出筛下渣土和筛上物，筛分的粒径为100mm；
50.步骤二、风选破碎：将初筛后的筛上物通过风选机进行风选，重物料渣土回收后直接填埋，收集轻物料进入破碎机进行破碎，破碎后的粒径为15-30mm；风选的风速为12m、风选的筛分孔径为25mm、风选的分拣带速度为0.8/s；
51.步骤三、生物干化：将破碎后的垃圾进行生物干化处理，所述生物干化包括以下操作：
52.在破碎后的垃圾中添加玉米秸秆和木质碳化物，随机翻推堆放于干化室内，形成山丘状堆放料，于山丘状堆放料上覆盖一层或多层聚氨酯黑色薄膜，对山丘状堆放料进行加热、搅拌、通风和抽气，直至干化完成；
53.所述山丘状堆放料高度为2m，坡度为58
°
，所述聚氨酯黑色薄膜覆盖山丘状堆放料底部留空高度为0.6m，所述玉米秸秆和木质碳化物的添加量均为垃圾总质量的1.5％；
54.步骤四、二次筛分：将生物干化后的垃圾根据需要经过滚筒筛进行二次筛分，滚筒筛的筛孔直径为18mm，滚筒筛的筛上物返回步骤二再次破碎；
55.步骤五、二次风选：对经过滚筒筛分后的垃圾进行二次风选，重物料渣土回收后直接填埋；
56.步骤六、磁选：对二次风选后的垃圾进行磁选，分离出金属类物质进行回收；
57.步骤七、深加工：对磁选后的垃圾进行深加工处理，制得一种稳定的垃圾衍生燃料；
58.所述深加工包括以下操作：
59.(1)混合：将磁选后的垃圾与其质量2.5％的氧化钙和其质量0.7％的二氧化硅混合得混合物；
60.(2)压模成型：将混合物在16mpa压力下压制成型，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。
61.实施例3
62.一种稳定的垃圾衍生燃料，其制备方法包括以下操作步骤：
63.步骤一、预分选：将存量垃圾通过铲车上料，进入给料机，再通过均料机进行均料，通过人工平台进行人工分拣，分拣出不宜于筛分和不宜发酵的大件物品，将其回收后进行填埋处理，人工分拣后的垃圾通过筛选机进行初筛，筛分出筛下渣土和筛上物，筛分的粒径为80mm；
64.步骤二、风选破碎：将初筛后的筛上物通过风选机进行风选，重物料渣土回收后直接填埋，收集轻物料进入破碎机进行破碎，破碎后的粒径为15-30mm；风选的风速为15m、风选的筛分孔径为30mm、风选的分拣带速度为1.2m/s；
65.步骤三、生物干化：将破碎后的垃圾进行生物干化处理，所述生物干化包括以下操作：
66.在破碎后的垃圾中添加玉米秸秆和木质碳化物，随机翻推堆放于干化室内，形成山丘状堆放料，于山丘状堆放料上覆盖一层或多层聚氨酯黑色薄膜，对山丘状堆放料进行加热、搅拌、通风和抽气，直至干化完成；
67.所述山丘状堆放料高度为2.2m，坡度为60
°
，所述聚氨酯黑色薄膜覆盖山丘状堆放料底部留空高度为0.8m，所述玉米秸秆和木质碳化物的添加量均为垃圾总质量的2％；
68.步骤四、二次筛分：将生物干化后的垃圾根据需要经过滚筒筛进行二次筛分，滚筒筛的筛孔直径为15mm，滚筒筛的筛上物返回步骤二再次破碎；
69.步骤五、二次风选：对经过滚筒筛分后的垃圾进行二次风选，重物料渣土回收后直接填埋；
70.步骤六、磁选：对二次风选后的垃圾进行磁选，分离出金属类物质进行回收；
71.步骤七、深加工：对磁选后的垃圾进行深加工处理，制得一种稳定的垃圾衍生燃料；
72.所述深加工包括以下操作：
73.(1)混合：将磁选后的垃圾与其质量3％的氧化钙和其质量1％的二氧化硅混合得混合物；
74.(2)压模成型：将混合物在18mpa压力下压制成型，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。
75.对比例1
76.与实施例1相比，不使用生物干化处理，用以下操作代替：用160℃热风对流干燥，其余操作均与实施例1相同。
77.对比例2
78.与实施例1相比，生物干化处理中不添加聚氨酯黑色薄膜，其余操作均与实施例1相同。
79.对比例3
80.与实施例1相比，生物干化处理中用透明薄膜代替聚氨酯黑色薄膜，其余操作均与实施例1相同。
81.对比例4
82.与实施例1相比，深加工过程中用氧化钙代替二氧化硅，其余操作均与实施例1相同。
83.对比例5
84.与实施例1相比，生物干化的过程中用玉米秸秆代替木质碳化物，其余操作均与实施例1相同。
85.对比例6
86.与实施例1相比，生物干化的过程中用木质碳化物代替玉米秸秆，其余操作均与实施例1相同。
87.对比例7
88.与实施例1相比，生物干化的过程中不添加木质碳化物和玉米秸秆，其余操作均与实施例1相同。
89.对实施例1-3和对比例1-7进行如下测试：
90.试验例1含水率测试
91.采用烘箱法对含水率进行测定，将实施例1-3和对比例1-7的初始存量垃圾和制得的垃圾衍生燃料置于105℃干燥烘箱中，烘至恒重，然后冷却、称重，计算含水率，其结果如表1所示。
92.计算公式为：
93.式中，x：样品含水率/％；
94.m1：样品的质量/g；
95.m2：样品干燥后的质量/g。
96.表1
97.试验例存量垃圾含水率垃圾衍生燃料含水率实施例16220实施例26817实施例35915对比例15715对比例26326对比例36727对比例45921对比例56625对比例67126对比例76526
98.试验例2热值测定
99.依据gb t213-2003标准，利用氧弹式量热仪对实施例1-3和对比例1-7制得的垃圾衍生燃料进行热值分析，结果如表2所示。
100.表2
101.[0102][0103]
试验例3垃圾衍生燃料燃烧二噁英含量测试
[0104]
收集垃圾衍生燃料燃烧尾气的二噁英进行预处理，二噁英样品的预处理方法按照epa1613方法进行，主要包括索氏提取、酸洗定容、过多级硅胶柱、过氧化铝柱及氮吹定容等。样品经过预处理之后进行二噁英含量测试，所得结果见表3。
[0105]
表3
[0106]
试验例二噁英含量ng/g实施例18.22实施例27.96实施例37.83对比例18.64对比例28.51对比例38.39对比例412.69对比例58.72对比例68.93对比例79.29
[0107]
由表1-3可得，本发明中垃圾衍生燃料有较低的含水率、较高的热值，燃烧尾气中更低的二噁英含量，而对比例1-7所制得的垃圾衍生燃料的含水率、热值和燃烧尾气中的二噁英含量有不同程度的变化。
[0108]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0109]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下操作步骤：步骤一、预分选：将存量垃圾通过铲车上料，进入给料机，再通过均料机进行均料，通过人工平台进行人工分拣，人工分拣后的垃圾通过筛选机进行初筛；步骤二、风选破碎：将初筛后的筛上物通过风选机进行风选，再进入破碎机进行破碎；步骤三、生物干化：将破碎后的垃圾进行生物干化处理，使得垃圾含水量降至15-25％；步骤四、二次筛分：将生物干化后的垃圾根据需要经过滚筒筛进行二次筛分；步骤五、二次风选：对经过滚筒筛筛分后的垃圾进行二次风选；步骤六、磁选：对二次风选后的垃圾进行磁选，分离出金属类物质进行回收；步骤七、深加工：对磁选后的垃圾进行深加工处理，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。2.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述人工分拣为分拣出不宜于筛分和不宜发酵的大件物品，将其回收后进行填埋处理。3.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述初筛为筛分出筛下渣土和筛上物，所述筛分的粒径为80-150mm。4.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤二中所述破碎后的粒径为20-30mm。5.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤二和步骤五中所述风选为调整风力分选出重物料和轻物料；重物料渣土回收后直接填埋，收集轻物料。6.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤三中所述生物干化包括以下操作：在破碎后的垃圾中添加玉米秸秆和木质碳化物，随机翻推堆放于干化室内，形成山丘状堆放料，于山丘状堆放料上覆盖一层或多层聚氨酯黑色薄膜，对山丘状堆放料进行加热、搅拌、通风和抽气，直至干化完成。7.根据权利要求6所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：所述山丘状堆放料高度为1.8-2.3m，坡度为55-60
°
，所述聚氨酯黑色薄膜覆盖山丘状堆放料底部留空高度为0.4-0.8m，所述玉米秸秆和木质碳化物的添加量均为垃圾总质量的1-2％。8.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤四中所述筛分中垃圾经过滚筒筛的筛孔直径为15-20mm，滚筒筛的筛上物返回步骤二再次破碎。9.根据权利要求1所述的一种稳定的垃圾衍生燃料的制备方法，其特征在于：步骤七中所述深加工包括以下操作：(1)混合：将磁选后的垃圾与其质量2-3％的氧化钙和其质量0.5-1％的二氧化硅混合得混合物；(2)压模成型：将混合物在15-18mpa压力下压制成型，制得一种稳定的垃圾衍生燃料。10.一种如权利要求1-9任一项所述的稳定的垃圾衍生燃料的制备方法制得的垃圾衍生燃料。

技术总结
本发明涉及一种稳定的垃圾衍生燃料及其制备方法，属于环境工程技术领域。发明的制备方法是对存量垃圾进行预分选、破碎风选、生物干化、二次筛分、二次风选、磁选和深加工从而制得；该制备方法中加入了生物干化处理步骤，在生物干化的过程中加入了玉米秸秆和木质碳化物，提升了垃圾衍生燃料的品质；本发明中，生物干化的过程中使用了聚氨酯黑色薄膜，有利于营造良好的微生物生长环境，提高干化效率；本发明中，深加工过程中加入了氧化钙和二氧化硅，减缓了HCl对设备的腐蚀，同时生成了具有良好吸附效果的硅酸钙，可吸附产生的二噁英，降低其逃逸量，减轻了对环境的污染。减轻了对环境的污染。


技术研发人员：莫西
受保护的技术使用者：瑞邦环境治理（广东）有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/14