[发明专利]以高湿生活垃圾、城市污泥制备衍生燃料的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生活垃圾和城市污泥的处理方法，具体是一种以高湿生活垃圾和城市污泥制备衍生燃料的工艺方法。

背景技术

用生活垃圾和污泥制备成衍生燃料的工艺过程，国内外已有很多的研究，但鲜见有实现工艺过程产业化者。究其原因，主要是无法逾越以下几个公认的“高能耗”难题。

1、现有的利用生活垃圾与污泥制备衍生燃料工艺，大多数都是采用“干成型”。即成型前垃圾、污泥必须经过脱水或专门的烘干工序。那么这就面临以下几个主要问题：

问题一：垃圾脱水后产生的污水量大，处理成本高。国内外许多科研院所、企业在研究利用生活垃圾制造衍生燃料工艺过程中（国外称为RDF），大多数都有脱水工序。生活垃圾的含水率一般在45%~70%左右，如果是雨水较多的季节占比会更高。按人均产生生活垃圾1.25kg/天计算，一个50万人口的城市每天产生生活垃圾量达625吨。假设脱水后垃圾含水率为20%~25%，那么仅仅是垃圾脱水，每天产生的污水量就达180~300吨，又形成另一个更可怕的污染源。这无疑加重的污水处理厂的负担，同时也大大增加了垃圾处理的成本。

问题二：对生活垃圾直接烘烤工序能耗过高，大大提高了处理过程的运营成本。很多基于生活垃圾制备衍生燃料的工艺过程涉及了生活垃圾直接烘烤工序。实际生产中，由于生活垃圾的组成非常复杂，烘烤时都面临一个尴尬的局面，易燃物已经燃烧了，但含水量大的生活垃圾水分蒸发还远远不够。将生活垃圾破碎后再烘烤会明显改变这一现象，但效果仍然有限。将1公斤水变成水蒸汽，需要耗电量是1度。生活垃圾含水量一般在45%~70%左右，假定最后的衍生燃料含水量降至15%以下才适合燃烧。按每天处理150吨的生活垃圾处理生产线计算，如果将生活垃圾含水量降至15%~20%左右，则需要耗电量将近4.5万度。使用自然风干或阳光晒干这些方式的生产周期长，要实现大批量处理生活垃圾，基本上没有可操作性。

问题三：污泥脱水难。国内外许多科研院所、企业在研究污泥处理的难题。现在一般都是采用压滤法或用叠螺机进行脱水，出厂的污泥含水率一般都在80%以上。使用机械设备降低其含水率主要有以下两种方法：一是必须加大絮凝剂投入量导致处理成本提高，二是延长生产周期导致每天的污水处理能力下降。

问题四：污泥干燥难。一个人口在30万左右的城市，每天产生的污水经处理后滤出的污泥量在20吨左右。从污水处理厂排放出来的污泥含水率按80%，现有利用城市污泥制备衍生燃料的技术要求污泥的含水量一般在50%以下。按1公斤水变成水蒸汽需要耗电1度计算，蒸发水分需要消耗电能是（80%-50%）×20吨×1000度/吨=6000度/天，直接烘烤需要的能耗看似并不高，但是直接烘烤根本不可行。这是因为城市污泥的组成复杂，是粘稠状的油泥混合物，其表面被烘干了，内部含水率基本是保持不变的。我们参加过一污泥处理厂堆放了三年污泥，只有表层风干了，内部含水率基本是保持不变的，用脚轻轻地踩在污泥上面，脚很容易陷下去。这也证明了自然风干、阳光晒干是不可行的。

2、有些发明采用了先将垃圾粘合成燃料再烘烤的工艺，但是也难以实现产业化。主要是因为：

(1) 垃圾破碎后颗粒度不够细，成型效率不高，能耗过高。将生活垃圾粉碎至2mm以下，并添加适当的粘合剂混合，是很容易制成衍生燃料的。目前将生活垃圾粉碎至粉末状的方法有研磨、挤压、反复破碎，要达到2mm以下这个粉碎效果，所用的机器每小时耗电都在30度以上且其处理能力小于1吨/小时。仅此一项能耗就非常高，致使大批量处理生活垃圾基本上不可行。

(2) 生产流程过长，工艺复杂，无法实现当天收集的生活垃圾当天处理。

综上分析，生产过程成本高，无法达到“零排放”的环保要求，是制约其产业化的主要原因。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出了一种以高湿生活垃圾、城市污泥为主要成分，制备衍生燃料的工艺，是一种节能高效的产业化制备工艺。

实现本发明目的的技术方案是：

一种以高湿生活垃圾、城市污泥制备衍生燃料的工艺，包括以下工序：

(1)抓破及磁选工序：用破碎机对袋装的生活垃圾进行破袋，拆分；同时对大块石头、砖块、玻璃进行挤裂、破碎；金属经磁选出后，垃圾输送至筛土工序。 

(2)筛土工序：用滚筒筛将挤碎的石头、砖块、玻璃筛选出去，其余的筛上物输送至粗破及磁选工序。

(3)粗破及磁选工序：用破碎机对上工序送来的生活垃圾进行粗级破碎，磁选后输送至中破及磁选工序；经本工序破碎后，90%的生活垃圾的长和宽小于50mm×120mm。