CN115558511A - 一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法 - Google Patents

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倪梦婷
黄新
黄思渊
姜浩浩
刘鹏
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    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
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Abstract

本发明涉及固体废弃物资源化处置相关技术领域，具体涉及一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，具体步骤如下：将多源有机固废与无机固废通过破碎机破碎进入均质化仓库，通过配料***按照多源有机固废中掺混4％～12％无机固废，两者充分混合后进入热解炉，热解炉温度为600～1000℃，热解气氛为厌氧气氛，热解时间为60～120min，待热解结束后快速冷却；本发明通过向多源有机固废热解过程中添加无机固废协同处置，为反应体系提供Na、Mg等金属离子，在热解过程中与生物质发生熔融与缩聚反应，加强生物炭的吸附作用，且提高产油量和产气量，提高热解效率，缩短热解时间。

Description

一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化处置相关技术领域，具体涉及一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法。
背景技术
随着我国人口数量增加、社会经济发展工业化水平的提高，固体废弃物的数量飞速增长。虽然说垃圾是城市化的进程的必然产物，同时也是城市化进程的阻力。固体废弃物的高效清洁处理是我国生态文明建设和美丽中国的重要需求。
现阶段我国固体废弃物的污染问题在世界上最为突出和复杂，数据表明，我国生活垃圾、污泥、农业秸秆、工业固废等有机无机固废总量达40亿吨以上，且年增长量高达10％。因此，现阶段采取高效的资源化处理大容量固废是当前社会急需解决的问题。
现阶段固体废弃物的处置方法有填埋、焚烧、热解等。填埋法工艺简单成本低，但此方法占地面积大、选点难，同时存在渗滤液造成对土壤、水资源二次污染的风险。垃圾焚烧法减量化显著、占地面积少，但其成本较高、操作复杂且烟尘及二噁英气体会对大气造成二次污染。垃圾热解法虽然成本较高，但减量化效果好、占地面积小、消毒彻底、可回收资源与能源、烟气尾气排放几乎不排放二次污染的气体。然而，多源有机固废单独热解过程中，虽然说可以回收其热能，然而热解效率低、热解时间长、产气量产油量较低，资源化利用效率较低，且易产生结焦现象。现阶段我国提出“资源化、减量化、无害化”的原则，因此在减量化无害化的基础上高效资源化回收是非常关键的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中有机固废无机固废的大量堆积，且有机固废单独热解时热解效率低、热解时间长、资源化利用率低等的问题，现提供一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，具体步骤如下：将多源有机固废与无机固废通过破碎机破碎进入均质化仓库，通过配料***按照多源有机固废中掺混4％～12％无机固废，两者充分混合后进入热解炉，热解炉温度为600～1000℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60～120min，待热解结束后通过快速冷却器快速冷却。
优选地，掺混时无机固废量占多源有机固废量为7％～10％。
优选地，热解炉温度为700-800℃，热解时间为60-70min。
优选地，所述多源有机固废包括农业秸秆、废木屑、市政有机污泥、含油污泥、有机生活垃圾及漆渣，其有机质含量超过90％，所述无机固废包括高炉渣、钢渣、碱渣、铝渣及铁矿渣。
本发明的有益效果是：本发明通过向多源有机固废热解过程中添加无机固废协同处置，为反应体系提供Na、Mg等金属离子，在热解过程中与生物质发生熔融与缩聚反应，产生的生物炭中富含金属离子，易发生盐基离子交换反应，同时，缩聚反应促使生物炭芳香结构增强，比表面积增大，其阳离子-π作用产生的静电作用增强，加强生物炭的吸附作用；并且，无机固废中的重金属(Cu、Zn等)，通过热解作用转化至残渣态钝化，硅、钙等元素在高温热解过程中与生物质组分发生反应得到有机硅，向可交换态转移，可以为作物提供营养元素，另外还可以提高产油量和产气量，提高热解效率，缩短热解时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为不同温度、掺混高炉矿渣量的产油率。
图2为不同温度、掺混高炉矿渣量的产气率。
图3为不同温度、掺混高炉矿渣量的产生物炭率。
具体实施方式
实施例1
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.2份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为13％，产气率为12％，产生物炭率为75％。
实施例2
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.3份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为16％，产气率为14％，产生物炭率为70％。
实施例3
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.4份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为22％，产气率为18％，产生物率为60％。
实施例4
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.5份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为25％，产气率为20％，产生物炭率为55％。
实施例5
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.6份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为14％，产气率为12％，产生物炭率为74％。
对比例1
通过热解气将多源有机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀的多源有机固废送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为5％，产气率为4％，产生物炭率为91％。
对比例2
通过热解气将多源有机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀的多源有机固废送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为120min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为10％，产气率为8％，产生物炭率为82％。
对比3
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.4份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为120min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油率为20％，产气率为17％，产生物炭率为63％。
对比例4
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.4份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为30min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油量率为13％，产气率为13％，产生物炭率为74％。
对比例5
通过热解气将多源有机固废、无机固废烘干后进入预均化仓库，随后配料***将2份农业秸秆、1份废木屑、1份市政有机污泥、1份有机生活垃圾、0.1份高炉矿渣，通过破碎机破碎进入均质化仓库，将混匀试样送至热解炉，热解炉温度为800℃，热解气氛为厌氧气氛(CO2)，热解时间为60min。待热解结束后采用水冷式快速冷却器快速冷却。其热解产油量率为8％，产气量率为7％，产生物炭率为85％。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，其特征在于：具体步骤如下：将多源有机固废与无机固废通过破碎机破碎进入均质化仓库，通过配料***按照多源有机固废中掺混4％～12％无机固废，两者充分混合后进入热解炉，热解炉温度为600～1000℃，热解气氛为厌氧气氛，热解时间为60～120min，待热解结束后通过快速冷却器快速冷却。
2.根据权利要求1所述的一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，其特征在于：掺混时无机固废量占多源有机固废量为7％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，其特征在于：热解炉温度为700-800℃，热解时间为60-70min。
4.根据权利要求1所述的一种无机固废协同促进多源有机固废高效热解的方法，其特征在于：所述多源有机固废包括农业秸秆、废木屑、市政有机污泥、含油污泥、有机生活垃圾及漆渣，其有机质含量超过90％，所述无机固废包括高炉渣、钢渣、碱渣、铝渣及铁矿渣。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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