申请日2017.09.27
公开(公告)日2018.01.09
IPC分类号C10L5/46
摘要
本发明涉及一种垃圾与污泥混合燃料的制备方法和制备系统。所述方法包括步骤：对垃圾进行干燥、破碎、筛分预处理，得到预处理后垃圾;将污泥干燥至含水率为50～60wt%，得到干燥污泥;将预处理后垃圾和干燥污泥混合均匀，得到混合料;混合料经成型处理，得到型料;将型料烘干得到混合燃料。本发明的方法可以有效减少二噁英和飞灰的产生，并降低存储或运输过程中产生的臭气、污水等，节约成本，燃料产品强度大，稳定性高。
权利要求书
1.一种制备垃圾与污泥混合燃料的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
对垃圾进行干燥、破碎、筛分预处理，得到预处理后垃圾;
将污泥干燥至含水率为50～60wt%，得到干燥污泥;
将所述预处理后垃圾和所述干燥污泥混合均匀，得到混合料;
所述混合料经成型处理，得到型料;
将所述型料烘干得到混合燃料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的预处理过程包括步骤：
(1)干燥：将垃圾干燥至含水率<15%;
(2)筛分：干燥后的垃圾进行筛分处理，将无机物筛分出来;
(3)破碎：将经筛分处理的垃圾破碎至粒径≤10mm，得到所述预处理后垃圾。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾的预处理过程包括步骤：
(1)粗破碎：将垃圾粗破碎至粒径≤100mm;
(2)筛分：经粗破碎的垃圾进行筛分处理，将无机物筛分出来;
(3)磁选：经筛分处理的垃圾进行磁选，将铁质金属磁选出来;
(4)干燥：将经磁选处理的垃圾干燥至含水率<15wt%;
(5)细破碎：将干燥后的垃圾进行细破碎至粒径≤10mm，得到所述预处理后垃圾。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合料中，所述预处理后垃圾和所述干燥污泥的质量比为：(1:1)～(1:3)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向所述混合料中加入添加剂并混合均匀，所述添加剂为红土镍矿粉料，所述添加剂的质量占所述混合料质量的10%～20%。
6.一种用于权利要求1-5任一所述方法的制备垃圾与污泥混合燃料的系统，其特征在于，所述系统包括垃圾预处理单元、污泥干燥装置、混合装置、成型装置、烘干装置;
所述垃圾预处理单元用于对垃圾进行干燥、筛分、磁选、破碎处理，所述垃圾预处理单元具有垃圾入口和预处理后垃圾出口;
所述污泥干燥装置具有污泥入口、干燥污泥出口;
所述混合装置具有预处理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口;所述预处理后垃圾入口与所述垃圾预处理单元的预处理后垃圾出口连接，所述干燥污泥入口与所述污泥干燥装置的干燥污泥出口连接;
所述成型装置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口连接;
所述烘干装置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口与所述成型装置的型料出口连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元包括依次连接的干燥装置、筛分装置、破碎装置，依次对垃圾进行干燥、筛分、破碎，所述干燥装置具有所述垃圾入口，所述破碎装置具有所述预处理后垃圾出口，所述破碎装置的预处理后垃圾出口与所述混合装置的预处理后垃圾入口连接。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述破碎装置包括粗破碎装置和细破碎装置，所述粗破碎装置对垃圾进行粗破碎处理，所述细破碎装置对经粗破碎处理后的垃圾进行细破碎处理，所述粗破碎装置的粗破碎料出口与所述细破碎装置的粗破碎料入口连接。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元包括依次连接的粗破碎装置、筛分装置、磁选装置、干燥装置、细破碎装置，依次对垃圾进行粗破碎、筛分、磁选、干燥、细破碎，所述粗破碎装置具有所述垃圾入口，所述细破碎装置具有所述预处理后垃圾出口，所述细破碎装置的预处理后垃圾出口与所述混合装置的预处理后垃圾入口连接。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述混合装置具有添加剂入口，所述混合装置的添加剂入口处、预处理后垃圾入口处、干燥污泥入口处均设置有重量计量仪。
说明书
一种垃圾与污泥混合燃料的制备方法和制备系统
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种垃圾与污泥混合燃料的制备方法和制备系统。
背景技术
随着城市的扩张和人们对环境保护的关注，如何有效应对日益增长的生活垃圾和污水污泥已经成为一个至关重要的问题。目前，我国生活垃圾年产量大约有2.5亿吨，污水污泥年产量达3000万吨，垃圾、污泥等在自然存放或运输过程中极易泄露并产生污水、臭气等污染物，若不进行妥善处理将对周围环境造成二次污染。但是垃圾和污泥的处理能力有限，导致我国有2/3的城市被垃圾、污泥等固体废弃物包围。城市垃圾及其引发的环境污染已成为当前城市建设与发展中迫切需要解决的重大问题之一。
目前，国内外污泥的处理方法主要有填埋、农用、焚烧等。但是，这些处置方法或多或少都存在一些问题。填埋法存在处置效率低、占地面积大、处理成本高、易产生二次污染等问题，且无法从根本上实现垃圾和污泥的减量化和无害化。焚烧法处理垃圾和污泥时虽然可以实现减量化和无害化，但是设备投入大，经济性差，并且飞灰与二噁英污染难以监测与控制，存在落地难和“邻避”等问题。
近年来，国内研究提出，垃圾、污泥等有机固体废弃物中含有丰富的有机质，具有可观的热值，可将垃圾或污泥单独压制成型烘干，进行碳化处理或作为燃料，实现有机固体废弃物的资源化。例如，垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，简称RDF)具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二噁英类物质排放量低等特点，已广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。
现有技术中，将垃圾和污泥混合制备燃料产品的技术及案例较少，由垃圾或污泥制备燃料产品的技术工艺过于简单，制备的燃料产品稳定性差，使用效果不佳，应用于燃烧时，仅仅是降低了二次污染物的产量，并不能从根本上避免二次污染。
发明内容
本发明采用与现有技术不同的处理思路，将垃圾与污泥混合后制备燃料产品，不仅实现了固体废弃物的资源化利用，而且相比于单独将垃圾制备成燃料产品，本发明的燃料产品热值更高、稳定性更强，减少了有害物质的排放。
本发明首先提出了一种制备垃圾与污泥混合燃料的方法，所述方法包括步骤：
对垃圾进行干燥、破碎、筛分预处理，得到预处理后垃圾。
将污泥干燥至含水率为50～60wt%，得到干燥污泥。
将所述预处理后垃圾和所述干燥污泥混合均匀，得到混合料。
所述混合料经成型处理，得到型料。
将所述型料烘干得到混合燃料。
作为本发明的其中一种实施方案，所述垃圾的预处理过程包括步骤：
(1)干燥：将垃圾干燥至含水率<15%。
(2)筛分：干燥后的垃圾进行筛分处理，将无机物筛分出来。
(3)破碎：将经筛分处理的垃圾破碎至粒径≤10mm，得到所述预处理后垃圾。
作为本发明的其中一种实施方案，所述垃圾的预处理过程包括步骤：
(1)粗破碎：将垃圾粗破碎至粒径≤100mm。
(2)筛分：经粗破碎的垃圾进行筛分处理，将无机物筛分出来。
(3)磁选：经筛分处理的垃圾进行磁选，将铁质金属磁选出来。
(4)干燥：将经磁选处理的垃圾干燥至含水率<15wt%。
(5)细破碎：将干燥后的垃圾进行细破碎至粒径≤10mm，得到所述预处理后垃圾。
进一步地，所述混合料中，所述预处理后垃圾和所述干燥污泥的质量比为：(1:1)～(1:3)。
进一步地，向所述混合料中加入添加剂并混合均匀，所述添加剂为红土镍矿粉料，所述添加剂的质量占所述混合料质量的10%～20%。
本发明还提出了一种用于上述方法的制备垃圾与污泥混合燃料的系统，所述系统包括垃圾预处理单元、污泥干燥装置、混合装置、成型装置、烘干装置。
所述垃圾预处理单元用于对垃圾进行干燥、筛分、磁选、破碎处理，所述垃圾预处理单元具有垃圾入口和预处理后垃圾出口。
所述污泥干燥装置具有污泥入口、干燥污泥出口。
所述混合装置具有预处理后垃圾入口、干燥污泥入口、混合料出口。所述预处理后垃圾入口与所述垃圾预处理单元的预处理后垃圾出口连接，所述干燥污泥入口与所述污泥干燥装置的干燥污泥出口连接。
所述成型装置具有混合料入口、型料出口;所述混合料入口与所述混合装置的混合料出口连接。
所述烘干装置具有型料入口、混合燃料出口;所述型料入口与所述成型装置的型料出口连接。
作为本发明的其中一种实施方案，所述垃圾预处理单元包括依次连接的干燥装置、筛分装置、破碎装置，依次对垃圾进行干燥、筛分、破碎，所述干燥装置具有所述垃圾入口，所述破碎装置具有所述预处理后垃圾出口，所述破碎装置的预处理后垃圾出口与所述混合装置的预处理后垃圾入口连接。
进一步地，所述破碎装置包括粗破碎装置和细破碎装置，所述粗破碎装置对垃圾进行粗破碎处理，所述细破碎装置对经粗破碎处理后的垃圾进行细破碎处理，所述粗破碎装置的粗破碎料出口与所述细破碎装置的粗破碎料入口连接。
作为本发明的其中一种实施方案，所述垃圾预处理单元包括依次连接的粗破碎装置、筛分装置、磁选装置、干燥装置、细破碎装置，依次对垃圾进行粗破碎、筛分、磁选、干燥、细破碎，所述粗破碎装置具有所述垃圾入口，所述细破碎装置具有所述预处理后垃圾出口，所述细破碎装置的预处理后垃圾出口与所述混合装置的预处理后垃圾入口连接。
进一步地，所述混合装置具有添加剂入口，所述混合装置的添加剂入口处、预处理后垃圾入口处、干燥污泥入口处均设置有重量计量仪。
本发明为多种固体废弃物的综合处理提供了一种新的思路和方法，通过将垃圾与污泥混合制备成燃料产品，将燃料产品焚烧或进行绝氧热解处理时，可以有效减少二噁英和大量飞灰的产生，并实现重金属的稳定化。并且，本发明的处理方法能够有效降低垃圾与污泥在存储或运输过程中产生的臭气、污水等污染物。
将含水率高于50wt%的干燥污泥和低含水率的预处理后垃圾混合后再进行烘干处理，可以使污泥直接跨过“粘滞”“结壳”水分点(污泥的含水量为45～50wt%时)，易于污泥烘干，并降低对烘干装置的要求，节约成本。
本发明的方法中在垃圾与污泥的混合料中加入具有一定粘结性的廉价添加剂，提高了燃料产品的强度和稳定性。
