CN102873073A - 餐厨垃圾制备车用天然气装置及工作方法 - Google Patents

餐厨垃圾制备车用天然气装置及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种餐厨垃圾制备车用天然气装置，包括依次连接的餐厨垃圾预处理装置、浆料均质加热装置、厌氧消化罐、沼气储柜、脱硫装置和变压吸附装置；本发明的有益效果是：本发明所述的装置及方法能将餐厨垃圾进行能源化处理，使垃圾重新利用，处理过程中无二次污染，无毒，是一种经济性好，变废为宝的垃圾处理方法，有利于环境的保护。方法简单，容易掌握，操作方便。本发明所述的装置投资成本低，转化效率高、易于推广应用。

Description

餐厨垃圾制备车用天然气装置及工作方法
技术领域
 本发明涉及一种餐厨垃圾制备车用天然气装置，属于餐厨垃圾无害化、资源化利用技术领域。
背景技术
餐厨垃圾主要是指厨房产生的剩菜剩饭，它占人们生活垃圾中很大一部分，现在餐厨垃圾的处理方法一般有粉碎直排、填埋、肥料化处理、饲料化处理、能源化处理等，还有很多不法分子将餐厨垃圾处理成地沟油，危害人们的身体健康。餐厨垃圾的能源化处理是最近几年迅速兴起的，随着能源越来越紧缺，餐厨垃圾的能源化处理有着广泛的前景，它主要包括焚烧法、热分解法、发酵制氢等，但普遍存在投资大、转化效率低、难以广泛应用的缺点。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种投资成本低、转化效率高、易于推广应用的餐厨垃圾制备车用天然气装置，本发明还提供一种利用该装置进行处理餐厨垃圾的方法。
术语解释：
餐厨垃圾：居民日常生活餐厅、厨房废弃物，食品加工、餐饮服务、集体供餐活动中产生的食物残余和废弃食用油脂等废弃物。主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油，有水分、油脂、盐分含量高，易腐烂、易发酵、易发臭。
厌氧消化：有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳，是一个有机物质分解的过程。
一种餐厨垃圾制备车用天然气装置，包括依次连接的餐厨垃圾预处理装置、浆料均质加热装置、厌氧消化罐、沼气储柜、脱硫装置和变压吸附装置；
所述餐厨垃圾预处理装置包括连接在支架上的箱体，所述箱体顶部设置有物料进口，箱体底部设置有浆料出口，箱体内横向贯穿有破碎机主轴，所述破碎机主轴的外表面上设置有破碎刀头，破碎刀头均布主轴的外表面，相互交错设置，在主轴上方箱体的一侧壁上设置有进风口，进风口与风机相连，风机的出风方向朝向箱体内部，在对面的箱体侧壁上设置有轻物质出口，轻物质出口与进风口相对设置，所述箱体外部设置有连接破碎机主轴的驱动电机Ⅰ；
所述浆料均质加热装置包括横卧的圆筒状罐体，罐体内空腔贯穿有带有螺旋叶片的主轴，螺旋叶片的长度与罐体的长度一致，所述的主轴连接有驱动电机Ⅱ，罐体的一端上部设置有进料口，该进料口与餐厨垃圾预处理装置的浆料出口相连，罐体另一端下部设置有出料口，所述罐体外包覆有蒸汽夹套。
上述破碎刀头通过活动销轴连接在破碎机主轴上，若干破碎刀头相互交错分布。
上述物料进口、浆料出口、轻物质出口和进料口均设置有螺旋输送装置。
利用上述装置对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，包括步骤如下：
    （1）、垃圾预处理：收集后的餐厨垃圾，人工分拣去除骨质残物，磁力分选去除金属异物；
（2）、步骤（1）所得的原料送入垃圾预处理装置的箱体中，驱动电机Ⅰ驱动破碎机主轴转动，将步骤（1）所得的原料进行翻动、破碎制浆，制得垃圾浆料；在原料翻动的过程中，同时风机将轻物质去除；
优选的，步骤（2）中所述的破碎制浆时间为20～30min，制浆后浆料的粒径为5～10mm。
（3）、调浆：将垃圾浆料加热至30～36度，PH值至6.8～7.2，用水调整垃圾浆料，使浆料中的固形物含量为10%～12%；
优选的，步骤（3）中所述的调浆是在浆料均质加热装置中进行的，向浆料均质加热装置罐体的蒸汽夹套中通入蒸汽对罐体内的垃圾浆料进行加热，螺旋叶片搅拌混合浆料，并将浆料向出料口方向输送。
（4）、步骤（3）调配后的浆料进行厌氧消化处理，所述厌氧消化温度为35±1度，厌氧消化时间15～18天；
优选的，所述的厌氧消化是在厌氧消化罐中进行的，厌氧消化罐优选利浦罐，利浦罐罐体容积为3000立方米。
（5）、厌氧消化产生的沼气先进入气柜缓存，然后沼气以1.5～2.0kpa的压力进入干法脱硫塔脱硫；
 本发明优选的，脱硫后的沼气中硫化氢的含量0～20mg/Nm3。
（6）、脱硫后的沼气增压至0.6～0.8MPa，然后进入PSA装置脱去CO2和水，得净化天然气，净化天然气增压至20～25MPa，进入高压储气柜储存，即得车用天然气。
经检测，使用本方法制得的车用天然气达到GB18047-2000的车用燃气标准，达到或超过现行国家标准《天然气》GB17820中规定的二类或一类气质标准（见下表）
 天然气技术指标
本发明的有益效果是：
1、本发明所述的装置及方法能将餐厨垃圾进行能源化处理，使垃圾重新利用，处理过程中无二次污染，无毒，是一种经济性好，变废为宝的垃圾处理方法，有利于环境的保护。方法简单，容易掌握，操作方便。
2、本发明所述的装置投资成本低，转化效率高、易于推广应用。
附图说明   
图1为本发明的工作流程框图。
图2为本发明的餐厨垃圾预处理装置的结构示意图。
图3为本发明的浆料均质加热装置的结构示意图。
图中：1箱体，2破碎刀头，3物料进口，4风机，5驱动电机Ⅰ，6破碎机主轴，7轻物质出口，8浆料出口，9支架，10罐体，11蒸汽夹套，12进料口，13螺旋叶片，14主轴，15驱动电机Ⅱ，16出料口，17支架。
具体实施方式
    实施例中使用的装置如无特殊说明，均为现有技术。
如图1所示，本发明的一种餐厨垃圾制备车用天然气的方法，包括以下步骤:首先将收集来的餐厨垃圾进行分类，然后使用餐厨垃圾预处理装置将固体含量为10%-16%的餐厨垃圾去除轻物质，破碎制浆，制成粒径为5-10mm的浆料。
其中采用固体含量为10%-16%的餐厨垃圾比较容易进行破碎制浆，而且破碎的效率最高，减少了不必要的浪费。制成粒径为5-10mm的浆料，在节省设备动力的前提下，有利于进一步的调制。
  然后将浆料调制成固形物含量为8%-12%、浆料浓度为10-12%、PH值为6.8-7.2、温度为35±1度。将调制后的浆料进行厌氧消化处理，厌氧消化时间约30天，温度35±1。根据厌氧消化处理的特性，采用以上参数可以使浆料厌氧消化处理效率更高。将处理后产生的沼气通过干式脱硫方法进行脱硫；最后将脱硫后的气体通过变压吸附法（PSA）制成车用天然气。产生的沼气也可以进入沼气储柜，经过脱硫后供锅炉燃烧，多余部分通过变压吸附法（PSA）制取车用压缩天然气。事故时供火炬燃烧。
发明的一种餐厨垃圾制备车用天然气的装置，包括依次连接的餐厨垃圾预处理装置、浆料均质加热装置、厌氧消化罐、沼气储柜、脱硫装置和变压吸附装置。
餐厨垃圾预处理装置包括连接在支架9上的箱体1，箱体1顶部设置有物料进口3，箱体1底部设置有浆料出口8，箱体1内横向贯穿有破碎机主轴6，破碎机主轴6上连接有破碎刀头2，箱体1上部一侧设置有出风口朝向箱体1内的风机4，风机4出风口对侧的箱体1上设置有轻物质出口7，箱体1外部设置有驱动连接破碎机主轴6的驱动电机Ⅱ5。破碎刀头2通过活动销轴连接在破碎机主轴6上，若干破碎刀头2相互交错分布。物料进口3、浆料出口8和轻物质出口7均设置有螺旋传送装置。箱体1设置有漏斗形底座，浆料出口8设置在漏斗形底座的底部。
餐厨垃圾通过螺旋传送装置从物料进口3输送到箱体1内，一方面，风机4向箱体1内送风，将轻物质进行风选，轻物质从对侧的轻物质出口7吹出；另一方面，驱动电机Ⅱ5拖动主轴进行高速旋转，从而带动破碎刀头2进行圆周运行，剩余物质经过破碎刀头2的高速旋转打碎成10mm以下的浆料后通过螺旋传送装置从浆料出口8排出。
浆料均质加热装置包括长管状的罐体10，罐体10内空腔贯穿有带有螺旋叶片13的主轴14，主轴14连接有驱动电机Ⅱ15，罐体10一端上部设置有进料口12，罐体10另一端下部设置有出料口16，罐体10外包覆有蒸汽夹套11。进料口12设置有螺旋输送装置。罐体10下方连接有支架17。
经过餐厨垃圾预处理装置打出的浆料经过螺旋输送装置从进料口12输送至罐体10内，驱动电机Ⅱ15带动主轴14转动，从而螺旋叶片13推动物料缓慢向前移动，在移动过程中通过蒸汽夹套11及螺旋叶片13内的蒸汽对物料进行间接加热，到出料口16时加热到所需温度，最后从出料口16排出物料。出料口排出的物料进入带有顶入式搅拌器的厌氧消化罐里，进行厌氧消化处理，产生的沼气存储在沼气储柜内，然后在脱硫装置中进行脱硫，最后经过变压吸附装置制取车用压缩天然气。变压吸附装置有4-16个大型容器，通过复杂的管路阀门***连接以切换容器之间的气流。
上述实施例所述是用以具体说明本专利，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本专利的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本专利的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。

Claims (7)

1.一种餐厨垃圾制备车用天然气装置，其特征在于：包括依次连接的餐厨垃圾预处理装置、浆料均质加热装置、厌氧消化罐、沼气储柜、脱硫装置和变压吸附装置；
所述餐厨垃圾预处理装置包括连接在支架上的箱体，所述箱体顶部设置有物料进口，箱体底部设置有浆料出口，箱体内横向贯穿有破碎机主轴，所述破碎机主轴的外表面上设置有破碎刀头，破碎刀头均布主轴的外表面，相互交错设置，在主轴上方箱体的一侧壁上设置有进风口，进风口与风机相连，风机的出风方向朝向箱体内部，在对面的箱体侧壁上设置有轻物质出口，轻物质出口与进风口相对设置，所述箱体外部设置有连接破碎机主轴的驱动电机Ⅰ；
所述浆料均质加热装置包括横卧的圆筒状罐体，罐体内空腔贯穿有带有螺旋叶片的主轴，螺旋叶片的长度与罐体的长度一致，所述的主轴连接有驱动电机Ⅱ，罐体的一端上部设置有进料口，该进料口与餐厨垃圾预处理装置的浆料出口相连，罐体另一端下部设置有出料口，所述罐体外包覆有蒸汽夹套；破碎刀头通过活动销轴连接在破碎机主轴上，若干破碎刀头相互交错分布。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾制备车用天然气装置，其特征在于：所述物料进口、浆料出口、轻物质出口和进料口均设置有螺旋输送装置。
3.一种利用权利要求1所述的装置对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，包括步骤如下：
   （1）、垃圾预处理：收集后的餐厨垃圾，人工分拣去除骨质残物，磁力分选去除金属异物；
（2）、步骤1所得的原料送入垃圾预处理装置的箱体中，驱动电机Ⅰ驱动破碎机主轴转动，将步骤1所得的原料进行翻动、破碎制浆，制得垃圾浆料；在原料翻动的过程中，同时风机将轻物质去除；
（3）、调浆：将垃圾浆料加热至30～36度，PH值至6.8～7.2，用水调整垃圾浆料，使浆料中的固形物含量为10%～12%；
（4）、步骤3调配后的浆料进行厌氧消化处理，所述厌氧消化温度为35±1度，厌氧消化时间15～18天；
（5）、厌氧消化产生的沼气先进入气柜缓存，然后沼气以1.5～2.0kpa的压力进入干法脱硫塔脱硫；
（6）、脱硫后的沼气增压至0.6～0.8MPa，然后进入PSA装置脱去CO2和水，得净化天然气，净化天然气增压至20～25MPa，进入高压储气柜储存，即得车用天然气。
4.根据权利要求3所述的对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的破碎制浆时间为20～30min，制浆后浆料的粒径为5～10mm。
5.根据权利要求3所述的对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的调浆是在浆料均质加热装置中进行的，向浆料均质加热装置罐体的蒸汽夹套中通入蒸汽对罐体内的垃圾浆料进行加热，螺旋叶片搅拌混合浆料，并将浆料向出料口方向输送。
6.根据权利要求3所述的对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，其特征在于：所述的厌氧消化是在厌氧消化罐中进行的，厌氧消化罐优选利浦罐，利浦罐罐体容积为3000立方米。
7.根据权利要求3所述的对餐厨垃圾进行处理制备车用天然气装置的方法，其特征在于：本发明优选的，脱硫后的沼气中硫化氢的含量0～20mg/Nm3。
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