CN1061015A - 新鲜城镇生活垃圾焚烧制普通砖 - Google Patents

Abstract

本发明是将垃圾粗略地分为有机物、无机物和可 回收物，无机物作砖坯内掺料，有机物投入砖窑旁的 焚烧炉焚烧，焚烧热烟气进入砖窑燃烬，热量用于烧 砖，烟气经砖坯净化后再排入大气，比一般焚烧污染 小。本发明设备简单，投资小，占地少，不受垃圾成分 和收集方法的限制，垃圾处理率高。可在城郊办多个 不同规模的砖厂，就地利用土堆或借高土还低田，农 村专业户都可经营，容易上马和普及推广，并且有利 可图。

Description

城镇生活垃圾是我国面临的十大生态难题之一。全国年产城镇生活垃圾约一亿吨，其中只有约5%进行了无害化处理，基本上都是裸露自然堆放、直接用于农田或直接填坑，侵占农田、污染大气、污染土壤和地下水，已造成严重后果。

工业发达国家主要发展垃圾焚烧工艺，并回收热能。但是，一投资大，日处理10万人的垃圾需投资100万美元，二是少于10万人的城市难以维持生产，三是要求垃圾中有机质含量高，四是造成二次污染。据中国《科技日报》1988年3月5日的《欧洲共同体对垃圾焚烧提出新规定》一文称：“共同体把垃圾焚烧厂视为主要的空气污染源”“该委员会要求所有焚烧厂在1999年6月30日以前必须使用辅助燃烧器，以保证燃烧气体的温度至少达到850℃，并保持2秒钟”。

腐熟垃圾制砖是近年来我国研究出的方法之一。中国环境科学出版社1988年出版的《全国城市环境卫生科学论文集》中，《利用处理后的城市生活垃圾批量生产“烧结普通砖”的研究》一文载：“该工艺是以我市经处理后（包括高温好氧发酵处理）的生活垃圾中分离出来的垃圾灰，作为制砖的内燃掺料和瘦化剂，并按一定的配合比例掺加粘土中，经搅拌、挤压成型、干燥（包括自然干燥和人工干燥两种工艺）、装窑和焙烧等工艺过程，从而进行批量生产”。

当前国内外只能用腐熟垃圾或纯无机垃圾制砖，而这是早已普及的内燃烧砖的常规工艺，在普通砖厂都能进行的，早有许多成功的先例，然而，有机垃圾堆积腐烂过程中，大量占地和对环境的污染问题仍未解决。

新鲜垃圾含大量水份和许多有机物质，制砖成型困难，即使成了型，焙烧时有机物焚烧后留下的空洞，将使砖千疮百孔，甚至不成型块;其次，有机物质析出挥发份的温度低、速度快，这发生在砖窑的预热带，其间达不到燃烧温度，致使与烟气一并排入大气。与低温焚烧垃圾污染空气的情况相近。这两点被称之为“新鲜垃圾制砖难以逾越的障碍”，至今国内外均无成功的先例。

本发明的目的，就是为了解决上述种种难题，提供一种规模可大可小（最小的可由农村专业户经营）、不受垃圾成分限制、投资小、占地少、容易普及、垃圾处理率高、废物利用、不需长途运输、基本上无二次污染的，尤其适合于发展中国家经济技术状况的，新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺。

本发明的工艺过程如下：

一、将混合收集的垃圾粗略地分为有机物（可含难分捡物）、无机物（可含细粒有机物）和可回收物，二、无机垃圾与粘土（或污泥、煤矸石、页岩、游泥等）混合，三、制坯（半干压成型或塑性成型），四、自然或人工干燥，五、焙烧，本工艺的特征在于，新鲜垃圾中的无机垃圾掺入粘土混合制砖，有机垃圾由砖窑旁置焚烧炉焚烧，焚烧产生的热烟气及未完全燃烧的气体通入砖窑再次充分燃烧，其热量用作辅助烧砖，烟气则经过高温及多层叠码的砖块净化后排入大气。

本发明工艺中有机垃圾的焚烧过程，既是垃圾干燥、焚烧、二次燃烧和消烟除尘及气相有害物的净化过程，又是将垃圾焚烧的热量，利用于烧砖的工艺过程。

烟气的净化过程，是利用泥料中普遍含有的CaO（如含量不够，可加入石灰石、石灰、电石渣等，能提供碱土金属氧化物的物质）在高温下将气相有害物固定在砖内。其化学反应式主要有：

现按半干压成型与塑性挤出成型分别介绍其工艺过程：

A.半干压成型工艺：将垃圾经皮带输送机时进行分捡，一是手捡出废铁（也可安装电磁铁）及其它废品，二是通过手捡或旋转耙捡出有机物，其余炉灰、灰土、砖瓦及难捡的有机物与粘土或污泥等粘土质原料经轮碾机碾压，然后过筛，再经压砖机压成砖坯，筛出的剩余金属和石块可回收或填埋。当干燥后的砖坯入窑焙烧时，从垃圾中捡出的有机物，在砖窑旁置垃圾焚烧炉中干燥和焚烧。炉中产生的热烟气和可燃气体通入砖窑内的烧成带二次燃烧后，烟气穿过多层错排密码的砖坯从窑上口或旁置烟囱排出。炉灰则可掺入粘土中制砖坯或用于农田。此工艺对制砖泥料的纯度和塑性指数要求不高，无机物粉碎时也不需要干燥，最适合于新建厂采用。

B.塑性挤出成型工艺。将新鲜垃圾经皮带输送筛分机时分捡（皮带输送机可以做成筛网底，在输送过程中筛出无机物），一是可手捡废品（或块状砖瓦和炉渣）还可以安装电磁铁吸收废铁，二是手捡出有机物，块状砖瓦和炉渣经粉碎后与筛出的无机物粉混入粘土或污泥等粘土质原料，经挤砖机挤成砖坯。当干燥后的砖坯入窑焙烧时，从垃圾中捡出的有机物及其它难捡物在砖窑的旁置垃圾焚烧炉中焚烧。既干燥焚烧了垃圾，又利用焚烧热量来辅助烧砖，焚烧炉中产生的热烟气和可燃气体通入窑内的烧成带二次燃烧后，烟气经过多层错排密码的砖坯后从窑上口或旁置烟囱排出。本工艺对分捡要求不严，即使全部不捡，也可以生产，所以在人多的地方，还可以不要任何机械，全用人工操作。

本发明工艺所用的垃圾焚烧砖窑，以垃圾焚烧炉与砖窑相结合而建成的垃圾小立窑的结构说明，如附图所示（其它窑型可根据此原理作适应性变动建造）。将翻板门10打开，垃圾11入焚烧炉的通道2堆积在插板3上，干燥产生的水蒸汽从排气筒1排出。干燥后，打开插板3，垃圾滑一部分到燃烧室5内焚烧，焚烧烟及可燃气体经通道口9进入砖窑12的烧成带燃烬。烧砖后的烟气穿过多层错排密码的砖坯后，与砖窑内掺无机垃圾的内燃砖燃烧烟气合并，从窑上口或烟囱14排出。如果烧垃圾的热量过大时，可以将烟囱14的插板13拉开，排走多余热量。垃圾的焚烧情况可以从炉门4观察，阶梯炉排6与平炉排7承受炉渣和通过垃圾焚烧所需空气，炉排6与炉排7之间的大间隙可以方便地勾出大结块或未分捡出的不燃物。炉灰8（包括难捡物）可以经筛分后掺入泥料内制成砖坯或作为农田肥料。

本工艺与无机垃圾混合的粘土，可以是能用于烧砖的各种泥土、页岩、煤矸石、游泥、污泥等能制成可塑性粘土的物质。

掺垃圾的砖坯气孔率高，焙烧速度快。在小立窑内焙烧，应加大码砖密度。

由于垃圾成分多变，砖坯内的含热量也难以稳定，需要加强看火操作，并可以从炉门4添加补充燃料，或者从烟囱放出过量的热，以避免产生欠烧或过烧现象、一般应安装温度计，监视炉内工况。

本新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺有如下主要优点：

1、不需要复杂的分捡设备，投资小，占地少，垃圾处理率高，有机垃圾基本上不进入砖坯，即使是未经分捡的混合垃圾也可以入炉焚烧。还可以把焚烧后的炉灰全部用制砖坯。

2、不受垃圾成分和收集方法的限制。

3、既焚烧了垃圾，又利用了焚烧热量于烧砖。焚烧热烟气进入砖窑燃烬后，必须穿过多层错排密码的砖坯，挡下烟尘并吸收气相有害物后排出，砖窑实际上成了焚烧炉的辅助燃烧装置和烟气净化装置，可以避免二次污染。经过砖坯焙烧的1000℃左右的高温，一切可燃物都被燃烬，其温度和时间均大大超过了欧洲共同体的新规定要求，是最彻底的消烟除尘和气相污染物的净化措施。

4、实施容易，规模可大可小，投资小见效快。农村专业户也可经营，并有利可图。

现以城镇人口0.5万人所产垃圾处理为例作进一步说明。0.5万人日产垃圾量约5吨，可建一个有旁置垃圾焚烧炉的一门小立窑。将新鲜垃圾经人工筛分和分捡，分出有机物用作焚烧、手捡出废铁和其它废品，其余炉灰、灰土、砖瓦及难捡有机物与粘土或污泥等粘土质原料，用轮碾机碾压和过筛。筛出的剩余金属和石块回收或填埋。制砖的垃圾掺入量多少取决于粘土塑性指数。用压砖机压成砖坯，再将干燥后的砖坯入窑焙烧，将捡出的有机垃圾投入砖窑的旁置焚烧炉中，垃圾在焚烧炉前段预热干燥，到达燃烧室时焚烧，产生的热烟气和可燃气体，经通道口进入砖窑的烧成带再次充分燃烧。因多层砖坯的阻挡，这些气体不能很快从烟囱排出，在1000℃左右的高温下，所有病菌都被消灭，有机物质充分氧化，灰尘也充分沉降，燃烧后的烟气经窑上口和烟囱排出时已达到充分净化的目的，仅平均1-2小时出一次窑时，才约有5分钟可见烟尘排出，其余时间排烟黑度为林格曼0级。此窑年产约100万块烧结普通砖，设备投资（不含生活设施及电源费用）约3万元，可安排劳动力25人，年创产值8-9万元，年利润1-2万元左右。

如果建一座三门小立窑，设备投资6万元，可日处理垃圾15吨，年创产值25-27万元，年利润4万元。只要土源充裕，还可建大规模的垃圾砖厂。

Claims (4)

1、一种新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺，工艺过程有：一、混合垃圾分捡，二、泥料混合，三、砖坯成型，四、干燥，五、焙烧。本工艺的特征在于，新鲜垃圾中的无机垃圾掺入粘土混合为制砖坯的泥料；有机物投入烧砖窑的旁置焚烧炉焚烧。焚烧产生的热烟气及未完全燃烧的气体，通入砖窑再次充分燃烧，烟气穿过多层错排密码的砖坯净化后再排入大气。

2、如权利要求1所说的新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺，其特征在于垃圾的分捡只需粗略地分为有机物（含难分捡物）、无机物（含细粒有机物）和可回收物;

3、如权利要求1所说的新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺，其特征在于，与无机垃圾混合的粘土可以是能用于烧砖的各种泥土、页岩、煤矸石、游泥、污泥等能制成可塑性的粘土物质;

4、如权利要求1或3所说的新鲜城镇生活垃圾烧制普通砖工艺，其特征在于，可以是半干压成型，也可以是塑性成型;