專利名稱：將垃圾處理成建材原料及有機復合肥原料的方法
技術領域：
本發明涉及城市生活垃圾的處理技術。
當前，對城市垃圾的技術處理，概括起來有下列幾種方法，分述如下第一種是填埋法。它是在少人區的一塊大面積的土地上，建一個離地面數米深的坑場，坑場底部用膨潤土鋪成厚厚的防滲層，其中設置適當數量的管道，以收集所產生的垃圾滲瀝液和沼氣。垃圾運來后，傾卸坑場內，逐漸堆積，當坑場填滿后，用土石填埋壓實。其中垃圾即全部被消除。這種方法的優點是建設周期短，處理量大。但無法避免的缺點是，1.土地占用多，并且由于垃圾發酵后產生沼氣和地熱，以及垃圾中含有的較大量的塑料和玻璃難于分解，填埋后的土地，在上百年的時間內無法進行綠化和耕種，因地基差，也不宜在其上建造房屋。2.存在地下水污染的隱患，一但防滲層被破壞——如出現地震，水質污染在所難免。3.建設投資大，而使用周期卻不長。例如建一占地60公傾的填埋場，需投資1億2千萬元，若每日垃圾處理量為2千噸，只能使用11年。到期后需要重新占用土地和投資建設新的填埋場。這勢必導致垃圾處理進入不斷破壞土地資源，不斷投資的惡性循環。4.填埋前垃圾長時間處于開放狀態，在此期間，垃圾在發酵、腐爛后，滋生蚊蠅鼠類，產生有害氣體和有機廢液，傳播疾病，污染空氣。
第二種是分類處理法。它是先將垃圾按例如食物殘渣及紙類、橡塑化纖廢棄物、玻璃陶瓷灰土、金屬等類進行分揀，然后分別采用相關工藝及其設備制成可利用的再生制品。如食物殘渣及紙做堆肥或有機復合肥，橡塑化纖類做成塑膠，玻璃陶瓷灰土做建筑用品，金屬回爐冶煉軋制成材料等。采用這種方法要求將垃圾詳細分類，前處理工作量很大，實際上是分揀工序加上多個專業工廠。為了減少分揀難度和工作量，在倒垃圾時就要求將垃圾分類，這做起來涉及到社會管理水平及公眾素質等非技術因素。由于此種方法只能對可分揀的成份進行處理，還有不少于40％的剩余物最終只能采取填埋。這種處理方法，雖然在很大程度上避免了填埋法的弊端，且能回收部分資源，但對垃圾分揀程度和能達到的分揀量要求高，在垃圾成份復雜的國家和地區，這一點卻不易做到。這一點做不好，不僅運行成本高，垃圾處理量也小。另外，分揀工序勞動環境惡劣，工人須戴衛生防護面具。
第三種是焚燒法。它是當今國際上比較先進且較成熟的處理垃圾方法。它是將垃圾集中、干燥后，送入一特制燃燒爐，在爐中混配一定比例的燃料(如燃油)，進入燃燒室燃燒。燃燒時產生的熱可用于供熱、發電，產生的爐渣經粉碎后可作為生產空心磚、混凝土等建材原料。所述燃燒爐是一特大型設備，包括大型傳送機構、干燥機構、混配室、燃燒室、引風系統、排渣系統、循環水系統、供熱系統、發電系統。此方法的優點是1.垃圾勿需分揀；2.做到無剩余處理，且處理周期短；3.資源回收率高；4.占地少。但由于焚燒爐結構復雜龐大，大大超過同等規模發電廠的建設，因而投資巨大。例如建一個日處理400噸垃圾的焚燒爐，需要投資2億元以上。除此之外，實施此方法還需消耗大量的燃料。另一方面，由于高溫燃燒，垃圾中的化學物質特別是高分子化合物發生裂解，不斷向空中釋放有毒物質，如二哦等致癌物質，這使人類健康受到極大威脅，現已引起嚴重關注。
本發明的目的，在于提供一種能將垃圾全部處理成建材原料和有機復合肥原料的方法，并使垃圾的處理不需分揀，無毒害，處理量大又耗資低廉。
實現上述目的方法，包括提供小于整磚體積的待處理垃圾，將這樣的垃圾置于密閉裝置中，在120～220℃溫度和3～15個大氣壓力下保持1-5小時，然后減壓至0.5-4大氣壓力將密閉裝置內的垃圾向外噴出，對噴出后自然形成分類的可制作建材原料類物和可制作有機復合肥類物分別進行干燥、磁分、粉碎、收集。
根據本發明的方法，提供小于整磚體積的待處理垃圾，可通過在通往密閉裝置的傳送帶上設置振動篩和粉碎機的辦法，較好的方式是采用將傳送帶設置成兩層，上層傳送帶于末端與垂直于它并傾斜向下的振動篩相連，振動篩低端連接粉碎機進口，粉碎機出口又回過來與上層傳送帶相連，下層傳送帶于前端置于振動篩之下，而末端接近密閉裝置的進口這樣一種篩分粉碎循環機構，以保證能連續地提供小于整磚體積的待處理垃圾。如果垃圾中無大塊，即可直接送進密閉裝置。
密閉裝置內所需的溫度和壓力，可通過鍋爐送入高壓蒸氣來提供，壓力的控制應用常規方法即可。
垃圾中能制作有機復合肥原料的成份為食物殘渣、紙等動植物一類有機物，為了能將它們分離出來，并對整體垃圾進行滅菌除臭，采取對密閉裝置內的垃圾保溫保壓一段時間的措施，所述密閉裝置可采用高壓熱解釜，為取得效果，釜內壓力、溫度及保持時間較好的是溫度120～220℃，大氣壓力3～15個，時間1.5～5小時，而更好的是溫度150～210℃，大氣壓力3～10個，時間2～5小時。
盛接從密閉裝置噴出的垃圾，應有一個不小于800m2的落料場。為使密閉裝置內的垃圾全部噴出，應保持該裝置內外壓差至垃圾全部噴出。
由于垃圾從密閉裝置噴出時帶有水份，而最終要處理為細粒，為便于粉碎，兩類垃圾烘干最終都應達到10％～20％的濕度。烘干可用電熱，紅外及熱風干燥，較好的方式是采用熱風烘干。若將熱風干燥爐的風管引至鍋爐煙道并在其上裝置熱交換器，還可利用鍋爐的余熱。
磁分選可在一段通磁的傳送帶上進行。比如將傳送帶做成閉合的，并不停地繞心旋轉，將下層的一段不通磁，而其它部分通磁。垃圾進入處于上層的傳送帶時，其中鐵件被吸住，垃圾走到盡頭落下后，剩下的鐵件隨傳送帶進入下層無磁段，鐵件即被分選出來。
被烘干后又經過磁分選的垃圾，軟硬物皆有，如作為建材原料類物中的陶瓷、塵土、木塊、橡塑物、建筑垃圾、玻璃等，作為有機復合肥原料類物中的紙類、菜類、肉皮、骨頭等，所以用于粉碎的設備是軟硬物粉碎機。對已分出的將制作成建材原料一類的垃圾，按所制建材的需要，調整軟硬物粉碎機內裝置，粉碎成80-200目粒度，即成為各類建材原料；對將制作成有機復合肥原料一類的垃圾，經過軟硬物粉碎機粉碎成100目以上粒度，成為有機復合肥原料。夾雜在有機肥原料中的少數不含營養成份塑料、化纖等垃圾經粉碎只能成為細條狀，可在隨后的篩選中篩出后歸入建材原料。
為了形成大規模處理垃圾的能力，可以將主要設備密閉裝置、鍋爐、干燥裝置、軟硬物粉碎機等按不同規格或數量進行配比組合，形成不同規模的生產線。如將8m3高壓熱解釜5個，2噸鍋爐4個，20kg/min熱風干燥爐5-座，25kg/min軟硬物粉碎機3臺等配比組合，就可形成日處理100噸垃圾的生產線；將10m3高壓熱解釜10個，4噸鍋爐4個，60kg/min熱風干燥爐4座，25kg/min軟硬物粉碎機10臺等配比組合，就可形成日處理300噸垃圾的生產線。
從上述說明可以看出，本發明的方法只對垃圾有低的體積要求，不需進行分揀，而且處理過程中只需使用普通設備，這使垃圾的處理大為簡單，而且投產和運行都耗費低廉，十分適用于垃圾成份復雜的國家和地區。
由于該方法使垃圾在密閉狀態下經過了高于對人體、動物、農作物有害生物耐受溫度的高溫(120-220℃)，因而無論在處理過程中還是處理后成為產品的細粒都是無菌、清潔的(參照附件122種對人體、動物、農作物有害生物耐受溫度表)；另一方面，由于溫度不超過220℃，垃圾中的高分子化合物(如烯、烴類等)不能發生裂解，因而不會有有毒物質(如三哦)釋放出來污染大氣。
由于該方法中適當的溫度和壓力，垃圾中能作為有機復合肥原料的動植物一類有機物分子長鏈分解成短鏈以致熔縮、脫水、細化，使之在體積、重量、形態方面與其它垃圾成份形成較大的懸殊，從而孕育出噴出后顯然不同的分布趨勢，得到前15米左右80％以上為所述有機類，后至50米左右90％以上為其它成份的近乎扇形的分布，較輕易和較準確的解決了分類問題，而分出的兩類垃圾(除剔出的金屬外)又分別全部可制作成建材原料和有機復合肥原料。因而本發明的方法幾乎具有100％的資源回收率。
由于設備可進行多臺配置組合，使垃圾處理量大。在城市垃圾量上升后，調整該方法中涉及的某些設備的規格或數量，即可滿足更大量的垃圾處理。
下面談一實施例98年10月20日，按本發明的方法在所組成的小型生產線上進行了小批量生產。
圖1是根據本發明的設備示意圖。
圖2是根據本發明的工藝設備布置方框圖。
圖1中，1為篩分粉碎循環機構，2為鍋爐(2噸)，3為高壓熱解釜(2.5m3)，4為落料場，5為熱風干燥爐(JBS-LG-RFL)，6為磁分選機構，7為軟硬物粉碎機(LFH-660)，8為吸粉機，9為空壓機，10為熱交換器，11為除雜篩。
過程1300用垃圾車傾倒20車垃圾，共1噸，因無大塊，勿需篩分和粗粉碎，直接經提升機送入高壓熱解釜。
1330裝料完畢，密封進出料口。
1335開進氣閥，升壓升溫。
1354壓力升至12個大氣壓，溫度升至210℃。
1354～1540釜內垃圾在上述壓力和溫度下熱解。
1540開減壓閥。
1545釜內壓力減至4個大氣壓。
1545～1556開動控制機構，噴射口開放，釜內垃圾在釜內壓力下，向外形成長80米，寬15米的扇形分布區，經鑒別，從噴射口起18米的扇形范圍中，基本上是細碎的可和為有機復合肥原料的有機類，其余部分是垃圾中其它成份。
1556～1620按分布區域將各類集中收集，分別送入熱風干燥機干燥。
1620～(630)干燥完畢，濕度為10％-15％。出爐后，經過磁分選機剔除金屬，送入軟硬物粉碎機，根據有機復合肥原料的要求，將該類逐級粉碎至120目；按制作建材原料的要求將該類逐級粉碎至80-120目。
經統計，處理垃圾總重量1噸，經高壓熱解噴流后，垃圾體積共減少68％，經干燥后，垃圾重量為620公斤，共減少32％，其中作建材原料的垃圾約420公斤，作有機復合肥原料的垃圾約190公斤。
權利要求
1.將垃圾處理成建材原料及有機復合肥原料的方法，其特征在于包括提供小于整磚體積的待處理垃圾，將這樣的垃圾置于密閉裝置中，在120～220℃溫度和3～15個大氣壓力下保持1-5小時，然后減壓至0.5-4大氣壓力將密閉裝置內的垃圾向外噴出，對噴出后自然形成分類的可制作建材原料類物和可制作有機復合肥類物分別進行燥干、磁分、粉碎、收集。
2.根據權利要求1所述的將垃圾處理成建材原料及有機復合肥原料的方法，其特征在于干燥所達到的濕度為10％-20％。
3.根據權利要求1所述的將垃圾處理成建材原料及有機復合肥原料的方法，其特征在于對做建材原料的垃圾粉碎粒度為80-200目，對做有機復合肥原料的垃圾粉碎粒度為不小于100目。
全文摘要
本發明是一種將垃圾處理成建材原料和有機復合肥原料的垃圾處理方法,通過將垃圾置于密閉裝置經過一段保溫保壓的過程,使垃圾被分解、滅菌、除臭并減量,然后減壓噴出,形成能作為建材原料和有機復合肥原料的垃圾分類,再將已分出的兩類垃圾分別進行干燥、磁分選、粉碎、收集。經本方法處理的垃圾除所剔除的金屬外全部成為建材原料和有機復合肥原料產品,本方法還具有不需分揀、無毒害,處理量大,耗資低廉的特點。
文檔編號C04B18/30GK1262253SQ9911632
公開日2000年8月9日 申請日期1999年1月22日 優先權日1999年1月22日
發明者黃永鑫, 石勇, 祁實, 孔繁坤, 龍昌慶, 袁宏道, 鄒晨鐘, 姚裕寬, 甘建國, 曹新明, 馬寧 申請人:湖北匯中集團股份有限公司, 黃永鑫