申請日2017.09.27
公開(公告)日2018.01.09
IPC分類號C10L5/46
摘要
本發明涉及一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統。所述方法包括步驟：對垃圾進行干燥、破碎、篩分預處理，得到預處理后垃圾;將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥;將預處理后垃圾和干燥污泥混合均勻，得到混合料;混合料經成型處理，得到型料;將型料烘干得到混合燃料。本發明的方法可以有效減少二噁英和飛灰的產生，并降低存儲或運輸過程中產生的臭氣、污水等，節約成本，燃料產品強度大，穩定性高。
權利要求書
1.一種制備垃圾與污泥混合燃料的方法，其特征在于，所述方法包括步驟：
對垃圾進行干燥、破碎、篩分預處理，得到預處理后垃圾;
將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥;
將所述預處理后垃圾和所述干燥污泥混合均勻，得到混合料;
所述混合料經成型處理，得到型料;
將所述型料烘干得到混合燃料。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的預處理過程包括步驟：
(1)干燥：將垃圾干燥至含水率<15%;
(2)篩分：干燥后的垃圾進行篩分處理，將無機物篩分出來;
(3)破碎：將經篩分處理的垃圾破碎至粒徑≤10mm，得到所述預處理后垃圾。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的預處理過程包括步驟：
(1)粗破碎：將垃圾粗破碎至粒徑≤100mm;
(2)篩分：經粗破碎的垃圾進行篩分處理，將無機物篩分出來;
(3)磁選：經篩分處理的垃圾進行磁選，將鐵質金屬磁選出來;
(4)干燥：將經磁選處理的垃圾干燥至含水率<15wt%;
(5)細破碎：將干燥后的垃圾進行細破碎至粒徑≤10mm，得到所述預處理后垃圾。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合料中，所述預處理后垃圾和所述干燥污泥的質量比為：(1:1)～(1:3)。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，向所述混合料中加入添加劑并混合均勻，所述添加劑為紅土鎳礦粉料，所述添加劑的質量占所述混合料質量的10%～20%。
6.一種用于權利要求1-5任一所述方法的制備垃圾與污泥混合燃料的系統，其特征在于，所述系統包括垃圾預處理單元、污泥干燥裝置、混合裝置、成型裝置、烘干裝置;
所述垃圾預處理單元用于對垃圾進行干燥、篩分、磁選、破碎處理，所述垃圾預處理單元具有垃圾入口和預處理后垃圾出口;
所述污泥干燥裝置具有污泥入口、干燥污泥出口;
所述混合裝置具有預處理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口;所述預處理后垃圾入口與所述垃圾預處理單元的預處理后垃圾出口連接，所述干燥污泥入口與所述污泥干燥裝置的干燥污泥出口連接;
所述成型裝置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口連接;
所述烘干裝置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口與所述成型裝置的型料出口連接。
7.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述垃圾預處理單元包括依次連接的干燥裝置、篩分裝置、破碎裝置，依次對垃圾進行干燥、篩分、破碎，所述干燥裝置具有所述垃圾入口，所述破碎裝置具有所述預處理后垃圾出口，所述破碎裝置的預處理后垃圾出口與所述混合裝置的預處理后垃圾入口連接。
8.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述破碎裝置包括粗破碎裝置和細破碎裝置，所述粗破碎裝置對垃圾進行粗破碎處理，所述細破碎裝置對經粗破碎處理后的垃圾進行細破碎處理，所述粗破碎裝置的粗破碎料出口與所述細破碎裝置的粗破碎料入口連接。
9.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述垃圾預處理單元包括依次連接的粗破碎裝置、篩分裝置、磁選裝置、干燥裝置、細破碎裝置，依次對垃圾進行粗破碎、篩分、磁選、干燥、細破碎，所述粗破碎裝置具有所述垃圾入口，所述細破碎裝置具有所述預處理后垃圾出口，所述細破碎裝置的預處理后垃圾出口與所述混合裝置的預處理后垃圾入口連接。
10.根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述混合裝置具有添加劑入口，所述混合裝置的添加劑入口處、預處理后垃圾入口處、干燥污泥入口處均設置有重量計量儀。
說明書
一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統
技術領域
本發明涉及固體廢棄物資源化利用領域，具體涉及一種垃圾與污泥混合燃料的制備方法和制備系統。
背景技術
隨著城市的擴張和人們對環境保護的關注，如何有效應對日益增長的生活垃圾和污水污泥已經成為一個至關重要的問題。目前，我國生活垃圾年產量大約有2.5億噸，污水污泥年產量達3000萬噸，垃圾、污泥等在自然存放或運輸過程中極易泄露并產生污水、臭氣等污染物，若不進行妥善處理將對周圍環境造成二次污染。但是垃圾和污泥的處理能力有限，導致我國有2/3的城市被垃圾、污泥等固體廢棄物包圍。城市垃圾及其引發的環境污染已成為當前城市建設與發展中迫切需要解決的重大問題之一。
目前，國內外污泥的處理方法主要有填埋、農用、焚燒等。但是，這些處置方法或多或少都存在一些問題。填埋法存在處置效率低、占地面積大、處理成本高、易產生二次污染等問題，且無法從根本上實現垃圾和污泥的減量化和無害化。焚燒法處理垃圾和污泥時雖然可以實現減量化和無害化，但是設備投入大，經濟性差，并且飛灰與二噁英污染難以監測與控制，存在落地難和“鄰避”等問題。
近年來，國內研究提出，垃圾、污泥等有機固體廢棄物中含有豐富的有機質，具有可觀的熱值，可將垃圾或污泥單獨壓制成型烘干，進行碳化處理或作為燃料，實現有機固體廢棄物的資源化。例如，垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，簡稱RDF)具有熱值高、燃燒穩定、易于運輸、易于儲存、二次污染低和二噁英類物質排放量低等特點，已廣泛應用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發電工程等領域。
現有技術中，將垃圾和污泥混合制備燃料產品的技術及案例較少，由垃圾或污泥制備燃料產品的技術工藝過于簡單，制備的燃料產品穩定性差，使用效果不佳，應用于燃燒時，僅僅是降低了二次污染物的產量，并不能從根本上避免二次污染。
發明內容
本發明采用與現有技術不同的處理思路，將垃圾與污泥混合后制備燃料產品，不僅實現了固體廢棄物的資源化利用，而且相比于單獨將垃圾制備成燃料產品，本發明的燃料產品熱值更高、穩定性更強，減少了有害物質的排放。
本發明首先提出了一種制備垃圾與污泥混合燃料的方法，所述方法包括步驟：
對垃圾進行干燥、破碎、篩分預處理，得到預處理后垃圾。
將污泥干燥至含水率為50～60wt%，得到干燥污泥。
將所述預處理后垃圾和所述干燥污泥混合均勻，得到混合料。
所述混合料經成型處理，得到型料。
將所述型料烘干得到混合燃料。
作為本發明的其中一種實施方案，所述垃圾的預處理過程包括步驟：
(1)干燥：將垃圾干燥至含水率<15%。
(2)篩分：干燥后的垃圾進行篩分處理，將無機物篩分出來。
(3)破碎：將經篩分處理的垃圾破碎至粒徑≤10mm，得到所述預處理后垃圾。
作為本發明的其中一種實施方案，所述垃圾的預處理過程包括步驟：
(1)粗破碎：將垃圾粗破碎至粒徑≤100mm。
(2)篩分：經粗破碎的垃圾進行篩分處理，將無機物篩分出來。
(3)磁選：經篩分處理的垃圾進行磁選，將鐵質金屬磁選出來。
(4)干燥：將經磁選處理的垃圾干燥至含水率<15wt%。
(5)細破碎：將干燥后的垃圾進行細破碎至粒徑≤10mm，得到所述預處理后垃圾。
進一步地，所述混合料中，所述預處理后垃圾和所述干燥污泥的質量比為：(1:1)～(1:3)。
進一步地，向所述混合料中加入添加劑并混合均勻，所述添加劑為紅土鎳礦粉料，所述添加劑的質量占所述混合料質量的10%～20%。
本發明還提出了一種用于上述方法的制備垃圾與污泥混合燃料的系統，所述系統包括垃圾預處理單元、污泥干燥裝置、混合裝置、成型裝置、烘干裝置。
所述垃圾預處理單元用于對垃圾進行干燥、篩分、磁選、破碎處理，所述垃圾預處理單元具有垃圾入口和預處理后垃圾出口。
所述污泥干燥裝置具有污泥入口、干燥污泥出口。
所述混合裝置具有預處理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口。所述預處理后垃圾入口與所述垃圾預處理單元的預處理后垃圾出口連接，所述干燥污泥入口與所述污泥干燥裝置的干燥污泥出口連接。
所述成型裝置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口連接。
所述烘干裝置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口與所述成型裝置的型料出口連接。
作為本發明的其中一種實施方案，所述垃圾預處理單元包括依次連接的干燥裝置、篩分裝置、破碎裝置，依次對垃圾進行干燥、篩分、破碎，所述干燥裝置具有所述垃圾入口，所述破碎裝置具有所述預處理后垃圾出口，所述破碎裝置的預處理后垃圾出口與所述混合裝置的預處理后垃圾入口連接。
進一步地，所述破碎裝置包括粗破碎裝置和細破碎裝置，所述粗破碎裝置對垃圾進行粗破碎處理，所述細破碎裝置對經粗破碎處理后的垃圾進行細破碎處理，所述粗破碎裝置的粗破碎料出口與所述細破碎裝置的粗破碎料入口連接。
作為本發明的其中一種實施方案，所述垃圾預處理單元包括依次連接的粗破碎裝置、篩分裝置、磁選裝置、干燥裝置、細破碎裝置，依次對垃圾進行粗破碎、篩分、磁選、干燥、細破碎，所述粗破碎裝置具有所述垃圾入口，所述細破碎裝置具有所述預處理后垃圾出口，所述細破碎裝置的預處理后垃圾出口與所述混合裝置的預處理后垃圾入口連接。
進一步地，所述混合裝置具有添加劑入口，所述混合裝置的添加劑入口處、預處理后垃圾入口處、干燥污泥入口處均設置有重量計量儀。
本發明為多種固體廢棄物的綜合處理提供了一種新的思路和方法，通過將垃圾與污泥混合制備成燃料產品，將燃料產品焚燒或進行絕氧熱解處理時，可以有效減少二噁英和大量飛灰的產生，并實現重金屬的穩定化。并且，本發明的處理方法能夠有效降低垃圾與污泥在存儲或運輸過程中產生的臭氣、污水等污染物。
將含水率高于50wt%的干燥污泥和低含水率的預處理后垃圾混合后再進行烘干處理，可以使污泥直接跨過“粘滯”“結殼”水分點(污泥的含水量為45～50wt%時)，易于污泥烘干，并降低對烘干裝置的要求，節約成本。
本發明的方法中在垃圾與污泥的混合料中加入具有一定粘結性的廉價添加劑，提高了燃料產品的強度和穩定性。
