专利名称：生活垃圾与生物秸秆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法
技术领域：
本发明属于垃圾处理技术领域，特别涉及一种生活垃圾与生物秸杆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法。
背景技术：
目前全国城市人均生活垃圾产量为440kg/a，垃圾总量己达I. 52X 10nkg/a以上。据国家环境保护总局预测，2015年将达到1.79X10nkg。垃圾的处理和处置问题已经成为目前我国城市环境卫生所面临的最紧迫问题之一。我国农村地域广阔，由于正处于发展时期，农业现代化程度不高，导致每年所产生的秸杆等生物质资源，没有得到较好的利用，而目前我国每年农业产生的生物秸杆量约7亿吨。虽然在田地里面烧荒变肥是生物秸杆的一 种利用方式，但实质上是对可再生能源的巨大浪费，同时焚烧秸杆产生的烟气污染周边环境，严重时甚至造成周边城市大气环境的污染。将城市生活垃圾中的可燃垃圾与生物秸杆按一定比例混合制备垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,简称RDF)作为替代燃料进行燃烧热利用，既可充分利用农村的大量废弃生物质，同时又可解决部分垃圾污染问题，改善人民生活环境状况。生物质粗纤维含量高，密度小于黏胶纤维，堆积密度和断裂强度较小；由于生物质粗纤维含有大量空隙，易受压成型，减少了混合成型过程中的压力消耗，制得的废物衍生燃料的强度高、密度均匀，可以在流化床中实现稳定燃烧。水泥工业是典型的能源消耗大户，主要以煤为燃料，但是目前煤供应越来越紧张，导致水泥生产成本逐渐升高。将生活垃圾和生物秸杆联合制备成垃圾衍生燃料替代燃煤，作为燃料进入水泥窑分解炉焚烧，不仅降低了煤的使用量，节约水泥的生产成本，还妥善利用了垃圾的热量和物质，消除垃圾对环境的污染，实现了能源的有效回收利用。垃圾中还含有较多的重金属离子，这些重金属离子在水泥熟料形成的过程中大部分被包熔进去，有利于形成晶体缺陷，对提高熟料强度有利。同时，金属离子参与的多元体系能降低熟料的烧成温度，降低煤耗。水泥窑焚烧炉内温度高，有良好的高碱性环境，对有害、有毒物质摧毁彻底，对大气污染程度低。
发明内容
针对我国生活垃圾组态复杂、产生量大、水分含量高及热值低等特点导致的处理处置困难，以及农村产生的大量生物秸杆焚烧污染周边大气环境等问题，本发明提出了一种生活垃圾与生物秸杆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法，从而实现废物的资源化和能源化利用。所述的生活垃圾与生物秸杆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法的具体技术方案如下(I)生物干燥将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；
(2)垃圾筛分将经步骤(I)干燥处理后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机不燃物，获得可燃生活垃圾；(3)破碎利用破碎机分别破碎生物秸杆、煤和步骤(2)获得的可燃生活垃圾；(4)混匀、挤压成型、干燥将碱性添加剂和经过步骤(3)破碎处理的生物秸杆、煤以及可燃生活垃圾按照一定的比例混合均匀后送入成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。其中，步骤(2)中所述的筛分为磁选、滚筒筛选、重力分选、风选中的一种或几种；步骤(3)中所述的破碎机为剪切式破碎机、鄂式破碎机、冲击式破碎机或锤式破碎机；经破碎后的生活垃圾和经破碎后的生物秸杆的粒径为4(T60mm，经破碎后的煤的粒径 为3 6mm ；步骤(4)中所述的碱性添加剂为造纸黑液和干电石渣的混合物，其中造纸黑液为50 70%重量份,干电石禮:为30 50%重量份；步骤(4)中所述的可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为25 79%、10 50%、10 20%、I 5%。本发明的有益效果为本发明提供的生活垃圾与生物秸杆联合制备适于水泥窑共处置RDF的方法通过通风和好氧微生物的作用大大降低了生活垃圾的含水率，有效抑制了蚊蝇孳生及臭味的产生；晒干的生物秸杆的含水率通常在15%左右，与生活垃圾混合后进一步降低了垃圾的含水率；混合后物料的热值高达16000kJ/kg，减少了煤粉的掺入量，降低了生产成本；同时生物秸杆中含有一定量的镁、钙等碱金属元素，减少了制备过程中加入的碱性添加剂的量。由生活垃圾和生物秸杆组成的衍生燃料颗粒均匀，燃烧稳定、充分，产生的波动小，可持续性强，对抑制二恶英类等大气污染物具有积极作用。本发明利用造纸黑液和电石渣等工业废物作为添加剂，实现了工业废物的资源化、无害化处理。本发明提供的方法在实施过程中产生的重金属、氯化合物、二恶英、呋喃等含量远低于国家有关标准，确保了环境安全。
图I为本发明所述的一种生活垃圾与生物秸杆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步说明实施例I :将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；对干燥后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机不燃物，获得可燃生活垃圾；
用鄂式破碎机分别把生物秸杆和可燃生活垃圾破碎至粒径50mm，再用鄂式破碎机把煤破碎至粒径为3 6_ ；将可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂按占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为50%、30%、15%和5%的比例混合均匀；所述的碱性添加剂由50%重量份的造纸黑液和50%重量份的氧化I丐组成；将上述生活垃圾与煤、碱性添加剂的混合物输送至成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。实施例2 将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；对干燥后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机 不燃物，获得可燃生活垃圾；用鄂式破碎机分别把生物秸杆和可燃生活垃圾破碎至粒径40mm，再用冲击式破碎机把煤破碎至粒径为3 6_ ；将可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂按占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为79%、10%、10%和1%的比例混合均匀；所述的碱性添加剂由55%重量份的造纸黑液和45%重量份的氧化I丐组成；将上述生活垃圾与煤、碱性添加剂的混合物输送至成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。实施例3 将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；对干燥后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机不燃物，获得可燃生活垃圾；用鄂式破碎机分别把生物秸杆和可燃生活垃圾破碎至粒径60_，再用剪切式破碎机把煤破碎至粒径为3 6_ ；将可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂按占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为25%、50%、20%和5%的比例混合均匀；所述的碱性添加剂由60%重量份的造纸黑液和40%重量份的氧化钙组成；将上述生活垃圾与煤、碱性添加剂的混合物输送至成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。实施例4:将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；对干燥后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机不燃物，获得可燃生活垃圾；用鄂式破碎机分别把生物秸杆和可燃生活垃圾破碎至粒径45mm，再用冲击式破碎机把煤破碎至粒径为3 6_ ；将可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂按占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为60%、20%、16%和4%的比例混合均匀；所述的碱性添加剂由65%重量份的造纸黑液和35%重量份的氧化I丐组成；将上述生活垃圾与煤、碱性添加剂的混合物输送至成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。实施例5 将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；对干燥后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的金属、砖瓦、灰土、玻璃等无机不燃物，获得可燃生活垃圾；用鄂式破碎机分别把生物秸杆和可燃生活垃圾破碎至粒径55mm，再用冲击式破碎机把煤破碎至粒径为3 6_ ； 将可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂按占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为40%、45%、13%和2%的比例混合均匀；所述的碱性添加剂由70%重量份的造纸黑液和30%重量份的氧化钙组成；将上述生活垃圾与煤、碱性添加剂的混合物输送至成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。
权利要求
1.一种生活垃圾与生物秸杆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤 (1)生物干燥将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下； (2)垃圾筛分将经步骤(I)干燥处理后的生活垃圾进行筛分处理，去除垃圾中的无机不燃物，获得可燃生活垃圾； (3)破碎利用破碎机分别破碎生物秸杆、煤和步骤(2)获得的可燃生活垃圾； (4)混匀、挤压成型、干燥将碱性添加剂和经过步骤(3)破碎处理的生物秸杆、煤以及可燃生活垃圾按照一定的比例混合均匀后送入成型机挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的筛分为磁选、滚筒筛选、重力分选、风选中的一种或几种。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的破碎机为剪切式破碎机、鄂式破碎机、冲击式破碎机或锤式破碎机。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中经破碎后的生活垃圾和经破碎后的生物秸杆的粒径为4(T60mm，经破碎后的煤的粒径为3飞mm。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的碱性添加剂为造纸黑液和干电石渣的混合物，其中造纸黑液为50 70%重量份，干电石渣为30飞0%重量份。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述的可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂占可燃生活垃圾、生物秸杆、煤和碱性添加剂总重量的比例依次为25 79%、10 50%、10 20%、I 5%。
全文摘要
本发明公开了一种生活垃圾与生物秸秆制备水泥窑用垃圾衍生燃料的方法，属于垃圾处理技术领域。本发明提供的方法是首先将生活垃圾输送至反应仓中，向其中强制通风，利用好氧微生物堆肥发酵，使垃圾的含水率降低至40%以下；然后将干燥处理后的生活垃圾进行筛分处理，去除无机不燃物，获得可燃生活垃圾；再利用破碎机分别破碎生物秸秆、煤和可燃生活垃圾；将碱性添加剂和经破碎处理的生物秸秆、煤以及可燃生活垃圾按照一定的比例混合均匀后挤压成型，然后自然通风晾晒，即得垃圾衍生燃料。本发明提供的方法生产成本低，环保安全，实现了工业废物的资源化、无害化处理；获得的垃圾衍生燃料颗粒均匀，燃烧稳定、充分，产生的波动小，可持续性强。
文档编号C10L9/10GK102807905SQ20121032379
公开日2012年12月5日 申请日期2012年9月4日 优先权日2012年9月4日
发明者金宜英, 刘富强, 秘田静 申请人:清华大学