厨余垃圾转化生物燃料的成套技术的制作方法

专利名称：厨余垃圾转化生物燃料的成套技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物质废弃物转化生物燃料技术工艺，属于环境保护与资源综 合利用领域的固体废弃物资源化技术研发，尤其适合于食品类废弃物高附加值 资源化利用。
背景技术：
厨余垃圾是一种重要的生物质资源。我国每天厨余垃圾的产生量超过2万 吨，仅北京市每天厨余垃圾产生量为1600吨，上海市为1200吨，这些垃圾的容 积占全部生活垃圾的30%以上。目前处理厨余垃圾的主要手段有焚烧、填埋、生 物转化、作饲料等。焚烧法处理厨余垃圾减容减量效率明显，但由于厨余垃圾 含水率高，热值较低，燃烧时需添加辅助燃料需要消耗大量的能量；垃圾填埋 造成的垃圾围城现象越来越突出，填埋场地日益紧缺，并且垃圾渗滤液污染地 下水的问题也越来越被人们所关注，因此填埋方式并不适合用于厨余垃圾的处 置；生物转化法的周期比较长，再加上厨余垃圾中伴有塑料包装材料等难以生 物降解的成分使这类垃圾的生物转化受到较大程度的限制；近年来由于厨余垃 圾作饲料而派生的"垃圾猪""潲水油"等问题日益突出，危害人民健康，引 起了社会的极大关注。因此，开发高效、洁净的厨余垃圾资源化处理技术已经 成为迫切需要研究的课题。将有机废弃物转化为燃料添加剂或化工原料的前驱体既可以防止环境污染 又可以缓解当前的能源危机。热化学转化方法主要有热裂解法和高温高压转化 法。相对于裂解而言，高温高压水处理方法采用环境友好的水作为溶剂，特别 适合于厨余垃圾这类含水量高的有机废弃物(转化无需干燥的过程)，能够实 现产物的有效分离，具有经济环保的优点。发明内容厨余垃圾中既包含有食品垃圾，如淀粉、纤维素类碳水化合物等，又包含 有聚乙烯、聚苯乙烯等人工合成的高分子化合物。本发明根据厨余垃圾的组成 特点，通过高温高压水热处理，将这类废弃物转化为固态、液态和气态燃料。在处理温度400'C，反应时间40分钟的条件下，液体产物收率可达55%。 GC-TCD 分析结果显示气体产物主要成分为CH" C2H4、 C2H6、 C3H6、 C3H8、 C晶以及少量 的C0和C02，这些产物主要来源于厨余垃圾中塑料的裂解；GC-MS分析结果显示， 液态产物中主要含有丙酸、丙二醇、甲基苯甲醇、二甲基苯甲醇、二苯基丙烷、 环戊烯酮、环戊烯酮、二苯基丙垸、二苯基环丙烷、3-(2-环戊烯基)-2-甲基-1， 1-二苯基-1-丙烯、3-甲基-1， 4-二苯基-1， 3-丁二烯、乙酸乙酯、苯乙烯、临苯 二酚、二甘醇等，热值高达32.6 MJ/Kg;对固体产物的分析结果表明其元素组 成为C:74.20/。， H:5.2%， N:1.2%， 0:11.48%，热值为30. 5 MJ/Kg。通过以上结果 可以看出三种状态的、尤其是液体产物(生物油)，均具有较高的热值，完全可 以当作生物燃料使用。


图1是厨余垃圾水热合成燃料油工艺流程示意图。图2是以厨余垃圾为原料利用该技术工艺转化的燃料油，其中左边为粗油， 右边为萃取纯化油。
具体实施方式
将厨余垃圾放入高温高压反应釜内，按干物重的30倍加入水，混合后密封，用氩气置换反应釜内残留的空气，然后按每分钟2crc的升温速度加热至反应釜加热到400。C，恒温40分钟，停止加热，自然冷却至室温。反应过程中产生的 气体通过气阀排出并用气袋收集，冷却后的液固混合物抽滤分离，固态物质烘 干后得含碳燃料，液态物质经乙醚萃取后的燃料油。
权利要求
1. 厨余垃圾高温高压水热转化生物燃料成套技术，其特征在于将厨余垃圾与一定比例的水混合，用氩气置换反应釜内残留的空气后升温至所需温度，反应结束后自然冷却至室温。反应过程中产生的气体通过气阀排出并用气袋收集，冷却后的液固混合物抽滤分离，固态物质烘干后得含碳燃料，液态物质经萃取后得燃料油。
2. 根据权利要求书l所述厨余垃圾转化生物燃料成套技术，其特征在于使 用的是高温高压水热反应技术。
3. 根据权利要求书1所述厨余垃圾转化生物燃料成套技术，其特征在于反 应釜中按厨余垃圾干物质重的30倍加入水。
4. 根据权利要求书1所述厨余垃圾转化生物燃料成套技术，其特征在于反应釜升温速度为每分钟2(TC，最佳反应温度为40(TC，恒温时间为40分钟。
5. 根据权利要求书1所述厨余垃圾转化生物燃料成套技术，其特征在于生物油萃取剂为乙醚。
全文摘要
针对我国目前厨余垃圾资源化利用难的现状，本发明利用厨余垃圾中主要包含有食品垃圾和塑料等人工合成的高分子化合物的特点，通过高温高压水热处理，将这类废弃物转化为以液态为主的燃料，热值高达32.6MJ/Kg。本发明为厨余垃圾开辟了一条行之有效的资源化途径和最终处理处置方法。
文档编号C10L5/46GK101280206SQ20081010131
公开日2008年10月8日 申请日期2008年3月4日 优先权日2008年3月4日
发明者刘振刚, 吴建芝, 张付申 申请人:中国科学院生态环境研究中心