[发明专利]蒸汽与压缩空气联合爆破法

说明书

技术领域

本发明属于蒸汽爆破技术领域，涉及城市固体废弃物的预处理方法，具体涉及一种利用蒸汽与压缩空气联合爆破对固体废弃物进行预处理的方法。

背景技术

我国城市生活垃圾产量每年以接近9%的速度增长，少数城市增长率更高达l5%～20%；城市生活垃圾中的有机物含量也在大幅度增长，有机垃圾的含量已达到城市生活垃圾的一半以上，在一些发达城市，有机垃圾所占比例甚至高达70%。有机物含量越高，垃圾的资源化利用潜质越大，但若处置不当则易产生以下问题：易腐烂、变质、发酵并滋生蚊蝇；成为各种细菌和病原菌的载体传播疾病；产生大量毒素，散发恶臭气体，污染水体和大气。我国城市生活垃圾无害化处理率约62%，其中50.6%为填埋、9.4%为焚烧、1.6%为堆肥。这三种处理方式各具特点和适应性，但也存在很多丞待解决的问题，例如：垃圾填埋场占地面积大；焚烧处理投资成本较高，且易产生烟尘和二恶英污染；好氧堆肥忽视了能源的回收利用，经济效益达不到预期目标。

利用蒸汽爆破对城市固体有机垃圾进行预处理能够改善有机物的物化性质，提高后期发酵过程中微生物对难降解有机物的降解效率。经蒸汽包括处理后的有机垃圾无论是用来制沼还是用来乙醇生产，都不需要在发酵前再对物料进行熟化处理。同时，蒸汽爆破处理还能够杀死垃圾中的致病细菌和杂菌，除去垃圾的臭味。但对于城市固体有机垃圾而言，目前文献报道的所谓蒸汽爆破处理实际上都属于蒸煮和汽喷，不仅蒸汽消耗量，喷出时间也比较长，其物料全部爆出一般需要几秒到几分钟不等。

发明内容

本发明的目的在于针对城市固体有机垃圾提供了一种预处理方法。

为达上述目的，本发明采取的技术方案为：蒸汽与压缩空气联合爆破法，步骤包括：1）向装载了物料的爆缸中通入高压蒸汽，升压至所需压力值后关闭高压蒸汽阀门；2）向爆缸中通入压缩空气，待压力升至爆破压力值后关闭压缩空气阀门；3）保压一段时间后爆出物料。

所述物料为生活垃圾。

所述步骤1）中，通入高压蒸汽升压至爆破压力值的一半后关闭高压蒸汽阀门。

所述爆破压力值为2.0~3.5MPa。

所述步骤3）中，保压时间为90~180s。

利用本发明提供的蒸汽与压缩空气联合爆破法对生活垃圾进行预处理，能够使垃圾中的油脂、蛋白质、木质素、纤维素等难降解有机物获得一定程度的降解，同时还可以杀死垃圾中的致病病原体及其他细菌和杂菌，去除垃圾中的臭味。对经磁选后的爆出物进行厌氧发酵产生沼气，与未经预处理的物料相比，前者沼气产量大幅度提升，且沼气中甲烷含量高，杂气含量小，发酵周期短；发酵后的沼渣和沼液可制取肥料，实现了生活垃圾的无害化处理和资源化利用，具有良好的环境效益和经济效益。与单独使用蒸汽爆破的预处理方法相比，本发明的联合爆破法虽然在产气量方面略微逊色，但该技术方案具有更好的综合效益，具体表现在：①可节约蒸汽40~50%，有效降低了能耗；②所需蒸汽压力仅为单独蒸汽爆破时的一半，能够有效降低爆破处理所用蒸汽压力，突破了2.5MPa以上高压蒸汽难以获取的瓶颈；③保压时间短，只需要90~180s，提高了生产效率；④瞬间释压，爆出时间在0.01s之内（在实际试验中，爆出时间只有0.00875s），实现了真正意义上的爆破；⑤爆出垃圾含水率大大降低，后续工艺中不需进行沥水处理，减少了二次污染。

附图说明

图1是生活垃圾经不同方法预处理后发酵制沼时日产气量的变化图；

图2是生活垃圾经不同方法预处理后发酵制沼时累计产气量的变化图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

蒸汽与压缩空气联合爆破法，步骤包括：1）向装载了物料（生活垃圾，有机物含量为62%）的爆缸中通入高压蒸汽，升压至爆破压力值的一半（1.5MPa），关闭高压蒸汽阀门；2）向爆缸中通入压缩空气，待压力升至爆破压力值（3.0MPa）后关闭压缩空气阀门；3）保压120s后爆出物料，物料爆出完成时间为0.00875s。

实施例2

蒸汽与压缩空气联合爆破法，步骤包括：1）向装载了物料（生活垃圾，有机物含量为62%）的爆缸中通入高压蒸汽，升压至爆破压力值的一半（1.0MPa），关闭高压蒸汽阀门；2）向爆缸中通入压缩空气，待压力升至爆破压力值（2.0MPa）后关闭压缩空气阀门；3）保压180s后爆出物料，物料爆出完成时间为0.00875s。

实施例3