專利名稱：垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方法
垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方法技術領域本發明涉及固體或液體廢棄物的破壞或將其轉變為有用或無害物，同時還 涉及主要基于污物、家庭或市、鎮垃圾的固體燃料的技術領域。 背聚技術城市垃圾無害化的處理是一個比較難于解決且又必須解決的問題。初始的 填埋、簡單焚燒，不僅造成環境的二次污染，占用河流、海洋、土地資源，而 且也浪費其中還可以利用的資源，物質和經濟損失較重。無害化處理并使其加工成燃料的報道比較多，大致可分為垃圾經粉粹后加可燃物(煤、高分子材 料或其他燃料)、粘結劑，成型(有的也加氧化劑)為再生燃料；將垃圾進行干 餾制取可燃氣和型燃料。如DL97105046是利用生活垃圾、粉煤、粘結劑、和 添加劑制成型煤，其中生活垃圾和粉煤的量是1: 1。類似的專利還有 CN1167815， CN 1635062 ， CN1701865等。DL02128993所提供供的技術是將 垃圾中的塑料膜、袋和廢塑料加熱縮聚后粉碎，與經過粉碎的竹木制品、硬塑 料、化纖織物、橡膠制品、硬質果殼混合，加粘結劑、鈣氧化物混合成型的再 生燃料。DL 88103704則是利用可燃廢棄物在無空氣條件下干餾，得到的氣體 通過含碳物制成氫、 一氧化碳等有用物。DL 99121646的方法有類似之處，其 干餾后得到固體燃料和可燃氣體，可燃氣作為垃圾干燥時的能源。上述兩類方 法中前者需加相當量的燃料；后者設備和工藝較為復雜；兩類方法目前經濟 上很難過關。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明旨在提供一種利用垃圾和植物廢棄物為 主要原料，制造工藝簡單并經濟的方法獲得高質量的再生燃料的技術。本發明的技術方案是 (一)原料的選擇(1)可燃物包括兩部分①垃圾包括工業垃圾和生 活垃圾，都需要進行篩選，除去那些不可燃的建筑垃圾、金屬垃圾、電子產品元件垃圾等，剩余的垃圾經干燥、粉粹成碎塊、碎粒即可，最好是5 15mm碎粒；②植物碎屑包括種植物和天然植物的根、秸稈、葉全部，樹木的枝、葉、 桿全部，以及草、蔓、藤、條全部，木質制品部件及其加工過程產生的屑、末、刨花等。都需要經干燥、粉碎成碎塊、碎粒、碎末，最好是5 15mm的碎粒。 工業垃圾和生活垃圾可單用，也可以任意比例混合使用。(2) 固化劑異氰酸酯(包括TDI、 MDI、 PAPI等)，或帶有異氰酸酯基的 膠，如JQ-1膠等。(3) 電解液由5 10%濃度的硫酸、5%的鹽酸或由5 10%濃度的硫酸和 5%的鹽酸任意比例復配而成。(4) 催化劑氧化鎂。(5) 乳化劑吐溫系列或司本系列的品種。(二) 原料的配方(1)可燃物;可燃垃圾碎塊、碎粒40 60%，植物碎碎 塊、碎粒、碎末60 40%。(2) 電解液為可燃物總量的10 15%。(3) 固化劑為可燃物總量的10 20%。(4) 催化劑為可燃物總量的2 5%。(5) 乳化劑為可燃物總量的0 5%。(三) 工藝條件和制造方法電極材料為Ru02-Ir02-TiO/Ti，電流密度為 10A/dm氣電極間距為lcm， [Cl"]為10000 15000mg/L，在此條件下電解30 60min。(四) 生產的工藝步驟可將上述原料按配比稱量，將其混合均勻置入電 解窯的槽內，插入電極即可進行電解。最好是將可燃垃圾與植物碎屑混合均勻， 置入電解窯的槽內，然后將電解液、固化劑和乳化劑混合均勻后與可燃物混合 均勻，最后加入催化劑，混勻后插入電極，通電進行熱電解。由于電解作用、 異氰酸與原料中的水、帶有羥基的化合物等的反應均都有放熱效應，物料固有 的水和反應生成的水不斷蒸發，以及異氰酸酯的聚合反應，使得物料發泡而迅 速膨脹并很快固化，固化時物料的高度能增高至300 500cm。電解畢，抽出電 極打開電解槽即得定型的再生燃料。本發明的再生燃料，可以直接用于鍋爐或其他燃燒器具作為燃料使用。這 種再生燃料使用時能和燃煤一樣燃燒，由于是定型的，使用起來更為方便快捷。 特別是這種再生燃料的熱值相當高，為2000 3000大卡/克。曾在蒸汽鍋爐上 使用，爐膛溫度達到800 90(TC，燃燒效率》99%，鍋爐效率》81%。與現有技術相比本發明所具有的優點是:a)利用垃圾中可燃部分和天然草
木，加入電解液、固化劑、催化劑和乳化劑，以電熱解的方法能使其成為再生燃料，這條工藝路線是前人從未涉足過的方法。具有簡便、經濟、高效率。(2)再 生燃料的熱值高、可定型、使用方便、燃燒效率高。(3)在垃圾燃燒處理的現有 技術中，大都加入燃料(油、煤等)，這些燃料價高且是不可再生的能源。而本 發明是可以不斷取之于大自然的燃料(每年都在生長的草、木)，成本低。因此， 本發明的技術既處理了大量垃圾的污染，又利用了垃圾和天然可再生的草木資 源，開辟一個可觀的能源。
具體實施例方式實施例1:再生燃料的生產。工業垃圾經分揀，除去金屬材料、建筑垃圾中的磚瓦、石塊、玻璃水泥、 電子元器件、電池等不燃物，留下的如損壞或淘汰的橡膠、塑料制品及零部件、清洗機器設備油渣和抹布等可燃物，經破碎、粉碎而得粒徑為5 15mm碎粒。 生活垃圾經分揀，除去電池、金屬物品等不燃物，經干燥、粉碎而得粒徑為5 15mm碎粒。種植物秸稈經干燥、粉碎而得粒徑為5 15mm碎粒。工業和生活垃圾碎粒的等量混合物600 kg，種植物秸稈碎粒400 kg混合均 勻；將100 kg電解液(10%的硫酸10 kg和5%鹽酸90 kg復配而成)和180 kg異 氰酸酯PAPI、 2 kg土溫-80混合均勻，與上述垃圾碎粒、秸稈碎粒混合物混合 均勻，最后將40kg催化劑氧化鎂加入并混合均勻，置入20m3電解窯中的電解 槽中，插入電極，電極材料為Ru02-Ir02-TiO/Ti，電流密度為10A/ dm 電極間 距為lcm，[Cr']為10000 15000mg/L，在此條件下電解30min.用電量6000瓦。 停止電解后取出100個長方形固體，每個0.1 m3的立方體再生燃料。實施例2:再生燃料的生產。取實例1的可燃工業垃圾碎粒500 kg，秸稈碎粒500 kg混合均勻，150 kg 電解液(5%的鹽酸)和110kg異氰酸酯MDl混合均勻后與上述可燃碎粒混合 均勻，最后加入30kg催化劑氧化鎂混合均勻后置入實施例1同樣的電解槽進行50min的電解熱固化。得到同樣的再生燃料。 實施例3:再生燃料的生產。取實例1所述的可燃工業垃圾碎粒400 kg、秸稈碎粒600 kg混合均勻，130kg電解液(10%濃度的硫酸30 kg和5%濃度的鹽酸100 kg混合而成)和150 kg 異氰酸酯TDI混合均勻后與上述可燃碎粒混合均勻，最后加入20 kg催化劑氧 化鎂混合均勻后置入實施例1同樣的電解槽中進行50 min的電解熱固化。得 到同樣的再生燃料。實施例4:再生燃料的生產。所有原料和生產工藝步驟同實例1，僅用JQ-1膠(三苯基甲烷三異氰酸酯) 代替氰酸酯PAPI，取得同樣的再生燃料。 實施例5:再生燃料的生產。取實例1所述的生活垃圾碎粒600 kg、秸稈碎粒400 kg、 5%濃度的鹽酸 100 kg、 TDI 120 kg、司本-60 50kg、氯化鎂20kg，混合均勻后迅速置入電解槽中，在實例1同樣條件下電解60min，制出O.Olm3的立方體再生燃料1000 個。實施例6:再生燃料的生產。工業垃圾除去不燃物經干燥、截斷、破碎成大、小不一的碎塊，碎塊直徑 從5mm到30mm不等。生活垃圾中大多是家庭裝修的木屑、鋸末、刨花，以 及家居用品的包裝盒、食品的廢料等，經干燥和簡單破碎后與工業垃圾等重量混合待用。玉米和高粱秸桿經干燥、破碎成大小不一的碎粒，粒徑從3mm至 25mm不等。取混合垃圾600 kg和玉米和高粱秸桿的碎粒400 kg，用實例1的方法生產再生燃料，取得同樣的效果。實施例7:再生燃料的使用及效果。將上述的立方形的再生燃料作為燃料用于發電機組。平均以55MW為標 準，處理量以600t/h(RDF)為基數，蒸汽流量可達到28.80 kg/s ，溫度維持440 500°C，壓力為6.2MPa。燃燒率>99%，鍋爐效率>81% (HHV)，負荷調解范 圍可達50 100%，燃燒床層溫度可保證800 900°C。燃燒后CO< 50cm3/m3(av)。
權利要求
1.一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方法，其特征在于是一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方法；所用原料為可燃物、電解液、固化劑、催化劑和乳化劑；其中的可燃物是垃圾可燃物碎塊、碎粒和植物碎塊、碎粒、碎末，重量配比分別為40～60％和60～40％；其它原料均以可燃物為100％，其重量配比為電解液10～15％固化劑10～20％催化劑2～5％乳化劑0～5％其中所述的垃圾可燃物為工業或/和生活垃圾中可燃物；所述電解液為由5～10％濃度的硫酸、5％濃度的鹽酸或由5～10％濃度的硫酸和5％的鹽酸任意比例復配而成；所述固化劑為異氰酸酯或帶有異氰酸酯基的膠；所述催化劑為氧化鎂；所述乳化劑未吐溫系列或司本系列的品種；生產的工藝步驟為按比例稱取各組原料，將其混合均勻后置入電解窯中的電解槽內，插入電極，進行30～60min的電解即成定型固體再生燃料。
2. 根據權利要求1所述的一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方 法，其特征在于所述垃圾可燃物碎屑是工業和生活垃圾經篩選，除去不可燃的 建筑垃圾、金屬垃圾、電子產品元器件垃圾等，剩余的垃圾經干燥、粉粹至 5 15mm。
3. 根據權利要求1所述的一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方 法，其特征在于所述植物碎屑是包括種植物和天然植物的根、秸稈、葉全部， 樹木的枝、葉、桿全部，以及草、蔓、藤、條全部，木質制品部件及其加工過 程產生的屑、末、刨花等，經干燥、粉粹至5 15mm。
4. 根據權利要求1所述的一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方 法，其特征在于所述固化劑為異氰酸酯為TDI、 MDI、 PAPI;所述帶有異氰酸 酯基的膠為JQ-1膠。
5.根據權利要求1所述的一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方 法，其特征在于所述生產的工藝步驟為按比例稱取各組原料，將可燃垃圾與 植物碎屑按比例稱量并混合均勻；電解液、固化劑和乳化劑混合均勻后與可燃 物混合均勻；最后加入催化劑混合均勻，置入電解窯的槽內，插入電極，通電 進行熱電解；其電解條件為電極材料為Ru02-Ir02-TiO/n，電流密度為10A/dm 電極間 距為lcm， [C1"]為10000 15000mg/L，在此條件下電解30 60min。
全文摘要
一種垃圾可燃物經熱電解固化生產再生燃料的方法，其主要原料為可燃物垃圾可燃物碎塊(40～60％W)和植物碎塊(60～40％W)；以可燃物為100％，其他原料為電解液(5～10％濃度的硫酸、5％的鹽酸或其混合物，10～15％)，固化劑(異氰酸酯，10～20％)，催化劑(氧化鎂，2～5％)和乳化劑(土溫、司本系列，0～5％)。將其混合均勻，置入電解窯的槽中，插入電極通電熱電解30～60分鐘，得定型的再生燃料。本發明工藝路線簡便、經濟；再生燃料熱值高、可定型、使用方便、燃燒效率高；取之于大自然每年都在生長的草、木，成本低。既處理了大量垃圾的污染，又利用了垃圾和可再生的草木資源，開辟一個可觀的能源。
文檔編號B09B3/00GK101130706SQ20061004755
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月23日 優先權日2006年8月23日
發明者于文波 申請人:大連百川通水務有限公司