CN114891548A - 一种厨余垃圾制备生物燃料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，包括以下步骤：将厨余垃圾破碎形成硬质残留物和有机浆液；硬质残留物进行焚烧处理；将有机浆液进行固液分离，得到固相物料和液相物料；液相物料通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；对固相物料进行干燥形成待处理固相原料和高温气体；高温气体冷凝后通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；对待处理固相原料破碎造粒得到生物质颗粒；产生的生物质燃料热值高、粒径小、易燃烧，可应用于生物质发电、水泥窑掺烧和垃圾焚烧厂能源化利用；其工艺过程能够充分协同利用垃圾焚烧处理装置，可实现对城市厨余垃圾处理产能的补充，同时解决现有工艺沼渣沼液处理难、二次污染大，投资成本高等问题。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种厨余垃圾制备生物燃料的方法。
背景技术
厨余垃圾，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，我国厨余垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势，由于厨余垃圾极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒，因此对环境和人群的危害十分严重，是城市环境一个重要污染源。厨余垃圾主要成分包括有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐，有机物含量丰富。
随着生活垃圾强制分类的执行，家庭厨余垃圾作为垃圾分类中干湿分离所产生的独立垃圾，将由以前的直接混合进入传统末端处理的方式，转而形成独立成链的收运处理模式，厨余垃圾的处理需求大幅度攀升，并要求不断提高资源化水平。目前厨余垃圾资源化处理方式主要有厌氧发酵产沼、好氧堆肥、饲料化、黑水虻处理技术。厌氧发酵产沼存在发酵不完全、沼渣量大、沼液难处理等难题，且投资高、运行管理复杂等；好氧堆肥无害化不彻底，臭气难以集中控制，产品受肥料市场季节性影响大。饲料化则不能从根本上解决厨余垃圾同源性的问题。黑水虻处理技术涉及到活体养殖，需要进行免疫消毒防止传染病，多用于50吨以下小规模处理，大规模养殖仍缺少成功应用实例。
在现有技术中，申请号为201810180269.0的文件公开了一种利用厨余垃圾制备生物燃料的方法；其主要通过将厨余垃圾分类进行处理的方法，分别制得除油固体垃圾生物燃料和回收油脂生物燃料，再利用所得的除油固体垃圾生物燃料和回收油脂生物燃料与其他组分配制成性能优良的高品质生物燃料；但是整体方案还是属于生物化处理方法，需要采用较多的化学能源，且需要对应添置更多的反应设备，而这种方法显然投入大于产出，长期运行造成经济负担，因此还需要进一步开发新的方法。
若研究出一种有效的方法将厨余垃圾转化为生物燃料，既可以解决厨余垃圾造成的污染问题，又可以缓解能源紧张的局势，具有重要的经济效益和社会价值。
发明内容
针对上述技术中存在的厨余垃圾有效转换难的问题；提供一种技术方案进行解决。该方法利用垃圾焚烧厂的协同优势，将厨余垃圾进行脱水、干燥造粒形成生物质燃料颗粒，供生物质电厂发电。整个处理过程无沼渣、沼液处理难题，生物质颗粒可作为燃料能源化利用，也可作为二次发酵有机肥或土壤改良剂的原料，再利用的范围被大大拓宽，不存在产品销量受限问题，最大限度实现厨余废弃物资源化，最大程度的减量化、无害化，降低处理成本，实现经济运行。
本发明提供一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，包括以下步骤：
破碎分选：将厨余垃圾破碎形成硬质残留物和有机浆液；硬质残留物进行焚烧处理；
固液分离：将有机浆液进行固液分离，得到固相物料和液相物料；液相物料通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；
高温干燥：对固相物料进行干燥形成待处理固相原料和高温气体；高温气体冷凝后通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；
破碎造粒：对待处理固相原料破碎造粒得到生物质颗粒。
作为优选，在破碎分选时，采用破碎分选机进行破碎，并调整破碎分选机的功率，以对厨余垃圾中的塑料、织物分选为硬质残留物。
作为优选，在破碎分选机进行破碎时，对厨余垃圾反复碾压形成有机浆料。
作为优选，在固液分离步骤中，有机浆料在固液分离设备中在边挤压边翻动再挤压的过程中完成脱液，产生的固相物料输送至高温干燥工序，液相物料进入除砂除杂工序。
作为优选，在固液分离得到的液相物料含固率小于等于20%时再进入除砂除杂工序，除杂后的污水送至垃圾焚烧厂渗滤液处理***协同处理。
作为优选，在高温干燥步骤中，采用圆盘干燥机进行干燥；且圆盘干燥机的加热介质采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的高温蒸汽。
作为优选，加热介质可以采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的乏汽作为加热介质，以形成含水率小于25%的待处理固相原料。
作为优选，高温干燥步骤中，加热介质凝结成液态水排出，高温臭气和空气混合物被抽出进行冷凝处理，冷凝至45摄氏度后进行除尘除臭。
作为优选，在破碎造粒时，采用破碎造粒机，破碎粒径在5-10mm之间，将破碎后的物料输送至平膜造粒机进行造粒，造粒粒径在6-12mm；形成生物质颗粒。
本发明的有益效果是：本发明提供一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，包括以下步骤：将厨余垃圾破碎形成硬质残留物和有机浆液；硬质残留物进行焚烧处理；将有机浆液进行固液分离，得到固相物料和液相物料；液相物料通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；对固相物料进行干燥形成待处理固相原料和高温气体；高温气体冷凝后通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；对待处理固相原料破碎造粒得到生物质颗粒；产生的生物质燃料热值高、粒径小、易燃烧，可应用于生物质发电、水泥窑掺烧和垃圾焚烧厂能源化利用；其工艺过程能够充分协同利用垃圾焚烧处理装置，可实现对城市厨余垃圾处理产能的补充，同时解决现有工艺沼渣沼液处理难、二次污染大，投资成本高、产品对接下游困难等问题。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的实施流程图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
在下文描述中，给出了普选实例细节以便提供对本发明更为深入的理解。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解所述具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件或它们的组合。
厨余垃圾难以处理利用的一个原因就是由于厨余垃圾含水量高，热值较低， 并没有很好的设备对其进行处理和利用，也没有找到好的处理途径来进行处于垃圾的回收利用；而且参照一般垃圾进行处理的话，往往存在得不偿失的问题。因此需要一种能够结合现有设备，进行协同利用的处理方法和工艺。
本发明为一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，请参阅图1；包括以下步骤：
破碎分选：将厨余垃圾破碎形成硬质残留物和有机浆液；硬质残留物进行焚烧处理；厨余垃圾中杂质较多，含水量较大，混有大量的塑料、一次性包装物、餐具，甚至一些生活垃圾、建筑垃圾也会混杂在其中。所以，厨余垃圾的破碎需要现有的垃圾处理技术中常用的破碎处理装置。厨余垃圾回收后经过破碎分选处理，对有机质进行破碎，而一些坚硬、不易破碎的无机物——例如塑料、织物无法破碎，则直接通过焚烧处理；在破碎后得到厨余垃圾破碎后的浆液，为后续工艺的稳定运行提供保障；
固液分离：将有机浆液进行固液分离，得到固相物料和液相物料；液相物料通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；有机浆料在固液分离设备中一边挤压一边翻动，在挤压过程中完成脱液；而在垃圾处理工艺中，固液分离机的使用是普遍使用的，因此不再赘述；
高温干燥：对固相物料进行干燥形成待处理固相原料和高温气体；高温气体冷凝后通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；高温干燥工序可以采用圆盘干燥机，圆盘干燥机是用于不易结块、粘附的滤饼状、颗粒状物料的干燥装置。干燥工程封闭操作，适宜湿气体有害、有异味的情况，因此非常适合对厨余垃圾的固相物料进行干燥处理；更为具体的，热介质从中空的圆盘组流过，把热量通过圆盘间接传输给物料。物料在圆盘与外壳之间通过，接受圆盘传递的热，蒸发水分；并且其加热介质可以使用垃圾焚烧厂汽轮机或余热锅炉的低品位蒸汽乏汽，充分达到协同使用的效果，从而达到能量的充分利用，使得物料含水率从70%干燥至25%以下。
破碎造粒：对待处理固相原料破碎造粒得到生物质颗粒。生物质经过压缩成型后，其体积大幅减小从而更便于运输、贮存和使用，并且充分利用了厨余垃圾里面残存的热量；良好利用厨余垃圾。
在本实施例中，在破碎分选时，采用破碎分选机进行破碎，并调整破碎分选机的功率，以对厨余垃圾中的塑料、织物分选为硬质残留物。在破碎分选机进行破碎时，对厨余垃圾反复碾压形成有机浆料。因为在厨余垃圾中混杂有大量的油污和液体，而这些液体都粘附在固体装置上，倘若硬质残留物达到一定硬度，那么其粉碎颗粒一定会影响后续程序的处理，因此将破碎分离机的功率调整在可以残留塑料物体的程度，以最大程度的将液体油污榨出，以形成有效成分较高的有机浆料。
在本实施例中，在固液分离步骤中，有机浆料在固液分离设备中在边挤压边翻动再挤压的过程中完成脱液，产生的固相物料输送至高温干燥工序，液相物料进入除砂除杂工序。除砂除杂工序的目的是去除挤压脱水液体中的杂质，降低对垃圾焚烧厂渗滤液***的影响。
更为优选的一个方案，在固液分离得到的液相物料含固率小于等于20%时再进入除砂除杂工序，除杂后的污水送至垃圾焚烧厂渗滤液处理***协同处理。现阶段城市垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理工艺主要采用“预处理+生化处理+深度处理”三者配合，其中预处理主要采用物理或化学手段去除渗滤液中的固体杂质、动植物油等，生化处理主要以厌氧、缺氧及好氧工艺技术为主降解渗滤液中的氨氮、有机物等污染物质，深度处理部分主要生化处理***难以降解的污染物以到达相应的排放标准；因此对于厨余垃圾所形成的液相物料，可以良好的进行处理。
在本实施例中，在高温干燥步骤中，采用圆盘干燥机进行干燥；且圆盘干燥机的加热介质采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的高温蒸汽。因为厨余垃圾中的高纤维类物质可以作为后续生物质造粒的有效成分，利用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的排放高温蒸汽进行再次干燥，形成热值较高的生物质颗粒。
在本实施例中，加热介质可以采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的乏汽作为加热介质，以形成含水率小于25%的待处理固相原料。乏汽是已经在汽轮机中已经做过功的气体，它的温度不会超过500度，一般常见的乏气也在200-300度左右；因此作为排放气能够回收利用在本方案的使用中，且温度适合，蒸发效能也能够满足要求；对于大型处理厂和广泛应用场景来说能够节省非常多的能源浪费。
在本实施例中，高温干燥步骤中，加热介质凝结成液态水排出，高温臭气和空气混合物被抽出进行冷凝处理，冷凝至45摄氏度后进行除尘除臭。因为前道工序中采用的乏汽温度不高，因此冷凝效率很快，所以采用冷凝进行除尘除臭最为高速有效。
在本实施例中，在破碎造粒时，采用破碎造粒机，破碎粒径在5-10mm之间，将破碎后的物料输送至平膜造粒机进行造粒，造粒粒径在6-12mm；形成生物质颗粒。
实施例
请参阅图2；厨余垃圾车通过卸料平台将垃圾卸入接料斗进行垃圾堆放，然后通过输送***输送至破碎分选工序；破碎分选工序对厨余垃圾中的塑料、织物及硬质不易破碎的无机物进行分离，同时对厨余垃圾中的食物残渣进行破碎处理，形成厨余垃圾有机浆液。分选杂质输送至垃圾焚烧厂垃圾池进行焚烧处理。
然后对有机浆料首先进行固液分离，浆料在固液分离设备中在边挤压边翻动再挤压的过程中完成脱液。产生的固相物料输送至高温干燥工序，液相（含固率约20%）进入除砂除杂工序，除杂后的污水送至垃圾焚烧厂渗滤液处理***协同处理。除砂除杂工序的目的是去除挤压脱水液体中的杂质，降低对垃圾焚烧厂渗滤液***的影响；高温干燥工序采用圆盘干燥机，热介质从中空的圆盘组流过，把热量通过圆盘间接传输给物料。物料在圆盘与外壳之间通过，接受圆盘传递的热，蒸发水分。本步骤利用垃圾焚烧厂汽轮机或余热锅炉低品位蒸汽乏汽作为加热介质，将物料含水率从70%干燥至25%以下。蒸汽放热后凝结成液态水，从圆盘干燥机底部排出，输送至垃圾焚烧厂的除氧器或疏水箱。干燥设备内部的气体（高温臭气和空气混合物）则被抽出进行冷凝工序，冷凝工序将气体冷凝至45℃后送至除尘除臭处理，达标排放至大气。产生的冷凝水则输送至垃圾焚烧厂的渗滤液处理***。通过调节圆盘干燥机蒸汽用量和物料停留时间，改变物料含水率，可制成二次发酵有机肥或土壤改良剂的原料，增加资源化利用途径。
而脱水干燥步骤产生的含水率为25%的厨余垃圾干燥物料首先进行破碎工序，破碎粒径在5~10mm之间。破碎后的物料通过输送装置送至平模造粒机进行造粒，造粒粒径在6~12mm之间，最后形成高热值的生物质燃料颗粒。
本发明的优势在于：
1. 通过与现有垃圾焚烧处理设施进行协同处理及资源化利用，可实现对城市厨余垃圾处理产能的补充，同时解决现有工艺沼渣沼液处理难、二次污染大，投资成本高、产品对接下游困难等问题；
2. 产生的生物质燃料热值高、粒径小、易燃烧，可应用于生物质发电、水泥窑掺烧和垃圾焚烧厂能源化利用。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
破碎分选：将厨余垃圾破碎形成硬质残留物和有机浆液；硬质残留物进行焚烧处理；
固液分离：将有机浆液进行固液分离，得到固相物料和液相物料；液相物料通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；
高温干燥：对固相物料进行干燥形成待处理固相原料和高温气体；高温气体冷凝后通过垃圾焚烧厂渗滤液处理***处理；
破碎造粒：对待处理固相原料破碎造粒得到生物质颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在破碎分选时，采用破碎分选机进行破碎，并调整破碎分选机的功率，以对厨余垃圾中的塑料、织物分选为硬质残留物。
3.根据权利要求2所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在破碎分选机进行破碎时，对厨余垃圾反复碾压形成有机浆料。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在固液分离步骤中，有机浆料在固液分离设备中在边挤压边翻动再挤压的过程中完成脱液，产生的固相物料输送至高温干燥工序，液相物料进入除砂除杂工序。
5.根据权利要求4所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在固液分离得到的液相物料含固率小于等于20%时再进入除砂除杂工序，除杂后的污水送至垃圾焚烧厂渗滤液处理***协同处理。
6.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在高温干燥步骤中，采用圆盘干燥机进行干燥；且圆盘干燥机的加热介质采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的高温蒸汽。
7.根据权利要求6所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，加热介质可以采用垃圾焚烧厂汽轮机和/或余热锅炉的乏汽作为加热介质，以形成含水率小于25%的待处理固相原料。
8.根据权利要求6所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，高温干燥步骤中，加热介质凝结成液态水排出，高温臭气和空气混合物被抽出进行冷凝处理，冷凝至45摄氏度后进行除尘除臭。
9.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾制备生物燃料的方法，其特征在于，在破碎造粒时，采用破碎造粒机，破碎粒径在5-10mm之间，将破碎后的物料输送至平膜造粒机进行造粒，造粒粒径在6-12mm；形成生物质颗粒。
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|---|---|---|---|---|
| CN117259402A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-22 | 长沙大旗至诚环保科技有限公司 | 居民家庭厨余垃圾处理方法、装置及应用 |
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