專利名稱：一種城市生活垃圾綜合處理工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市生活垃圾綜合處理工藝。
背景技術：
生活垃圾已成為公認的環境公害，是環保行業尚未完全突破技術瓶頸的一個國內外公認的難題，現有處理方法雖然很多，但均不理想，隱患較多。目前國內外垃圾普遍采用的方法，到目前為止主要有普通焚燒法、填埋法、堆肥法、熱解焚燒法、等離子熱熔融法、分揀法等，其存在的缺陷分別如下
1)焚燒法
焚燒法投資大，煙氣等排放仍然污染環境。從國外多年的經驗分析，盡管尾氣排放污染物達到環境排放標準，但尾氣凈化設備價格昂貴，而且在焚燒爐附近居民中的癌患病比例仍然大于其他地區多倍。因此，要徹底消除二惡英等有毒物質，投資龐大，沒有政府的高額經濟補貼，經濟效益非常差。2)填埋法
填埋法占用大量寶貴的土地；眾所周知，垃圾天天產生，是無限的，而耕地則是有限的。 對于我們這個耕地貧乏的國家，填埋絕不是好辦法。何況填埋后處理不當，垃圾滲濾液將嚴重污染地下水，產生沼氣等。對土地和大氣環境將產生持續的影響。若想避免上述缺點，需加大在防滲漏等環節的投資。3)堆肥法和有機無機復合肥
堆肥法是把垃圾發酵制成堆肥，有機無機復合肥是在垃圾發酵的基礎上，在其中加入化肥、或其他有機肥，如動物糞便、植物秸桿來增加其肥效；由于垃圾中的重金屬尚無有效方法去除，會產生重金屬污染農產品同時垃圾堆肥的肥力不足，農民不愿意接受這樣的不成熟的產品，在推廣方面出現嚴重困難。4)分揀法
將裝袋垃圾先破袋，再將其所含的紙類、金屬類、合成聚酯類、瓶類、織物類分別揀出， 銷售。但是由于中國的國情，有機垃圾所占的比例高達60%，因此一般的分揀法是無法徹底解決生活垃圾的困擾，另外分揀的工作條件惡劣，影響工人健康。因此綜上所述各種處理方法，都還沒有提出一種潔凈無害、有效的防止合成二惡英的生活垃圾綜合處理工藝。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種城市生活垃圾潔凈無害、無剩余特別是能夠有效地防止合成二惡英的垃圾處理工藝以及利用垃圾循環發電的綜合利用方法。本發明所采取的技術方案為本發明涉及的綜合處理工藝主要包括幾大步驟 (1)預處理及濕解步驟將原始生活垃圾經過大孔篩清除大塊垃圾后送入垃圾濕解罐
3在160 230°C條件下進行中溫高壓濕解1 2小時，脫水后得到蓬松狀垃圾；
(2)分選步驟將蓬松狀垃圾經輸送帶依次經過磁分選機、有色金屬分離機分離出鐵和有色金屬，再經過中孔篩分選出篩上物和篩下物；
(3)熱解氣化步驟將上述篩上物經烘干處理后送入熱解氣化爐內在800 120(TC條件下進行干餾氣化處理，轉化為可燃的生物質氣體；
(4)尾氣及污水處理步驟將生成的生物質氣體通過煙氣凈化設備進行除焦油、脫硫、 除塵處理；同時上述步驟(1)中垃圾濕解罐所產生的污水通入污水處理設備作凈化處理；
(5)發電輸出步驟經凈化的生物質氣體供給燃氣輪發電機做功發電，其余熱能量經余熱鍋爐加熱產生蒸汽，并帶動蒸汽輪機發電，實現燃氣蒸汽聯合循環發電并網輸出。進一步，所述步驟(2)中篩下物經粉碎成顆粒及粉末，根據其中有機物的含量，用來制作環保肥料或者建材材料。進一步，可以在所述步驟(5)中余熱鍋爐產生蒸汽的一部分可通入步驟(1)中特定溫度和壓力的垃圾濕解罐中蒸煮，形成能量的循環利用。更加具體的，所述步驟(2)中分選出來的篩上物首先進入垃圾干燥庫在110°C 150°C條件下烘干處理后再進行熱解氣化步驟。更加具體的，在所述步驟(1)的中溫高壓濕解工藝將原始生活垃圾60 80%的含水率脫水至20 25%，并清除大部分的苯和氯，防止后續產生二惡英。更加優選的，所述中溫高壓濕解工藝的條件為加熱到溫度為180°C，壓力為 1. OMPa。本發明的有益效果主要體現在 1)處理功能全、時間短
垃圾在綜合處理器(濕解罐)內，在一定壓力、溫度和加入的改性劑的綜合作用下，進行濕解處理，僅需80 120分鐘即可，同時完成十個作用如下①消毒；②滅菌；③去臭；④ 減容；⑤脫氯；⑥脫水；⑦脫滲；⑧脫苯；⑨脫袋；⑩降解(發酵)。2)有機物降解、腐熟時間短(60-80分鐘)
垃圾中可制肥有機物降解腐熟成有機肥，僅需70分鐘左右(隨溫度壓力而變)，而一般生活垃圾生物發酵需10-30天，國外最快也要3天。3)脫苯效果好
現有焚燒垃圾的煙氣中的最危險的污染物為二惡英，二惡英有巨毒，它可在人體內積累而無法排出，使人致病，可使人致畸、致癌、致基因突變等。而采用本發明的工藝在預處理階段即可清除大部分苯，有效的避免了后續工藝中二惡英的產生。4)生活垃圾處理受垃圾含水率影響較小
在垃圾處理過程中，垃圾含水不同，南方雨多，含水多，如果采用焚燒的方法則必須先進行脫水再在其中加入煤等輔助燃料，大大增加了成本；而本發明的垃圾中的水在濕解罐處理中自動脫除，產生蓬松狀的垃圾。5)垃圾熱值達1800 2300大卡，保證充分燃燒
在濕解罐處理器中脫水后，其蓬松狀垃圾熱值達1800 2300大卡，在其熱解氣化過程中，不必再添加輔助燃料，使燒成本降低。6)自動處理垃圾滲液垃圾處理中的脫水及原有垃圾滲液，經高溫高壓處理成液體基肥，用于制肥造粒或經中水處理設備回用。7)自動或半自動清除垃圾中重金屬和有色金屬銅、鋁、不銹鋼、電池。尤其鈕扣電池和依拉罐小鋁蓋等，為隔絕產生二惡英的催化劑產生了關鍵作用。8)消毒、滅菌、去臭徹底，不招致蚊蠅，防止疾病傳播。本發明的工藝技術是目前世界上除臭成本最低也是產生臭氣最少的垃圾處理工藝。9)自動破袋，無臭氣污染
一般的垃圾處理，都要先破袋，導致臭氣外泄，需添加許多除臭生物酶。而經本發明工藝處理后，自動膨脹破袋。在處理過程中，由于“美拉德反應”后，臭味基本消除。10)污染少
利用本發明工藝所建的廠，污染少，花園化環境，可建在市近郊。產品方式為發電利用， 無惡臭和二惡英等污染。11)可處理有毒廢物如電池、聚苯材料、含氯塑料等。12)資源化全面，可為后續資源化利用垃圾提供基礎，熱電聯產，除自用以外，可以對外銷售電、熱；可生產多種有機復合肥(環保肥)；可生產各類戶外建筑材料等。13)投資回收時間短 一般3 5年，主要回收途徑為
1、銷售電、熱；
2、銷售生物質燃料，代替煤、油等燃料；
3、自用垃圾燃料代替煤、油等。14) 可同時有效的解決污水污泥處理問題
本發明與現有的焚燒方式不同，能夠處理含有高水分污水污泥的生活垃圾，是目前世界上垃圾處理綜合指標最高的一種方法，隨著科技發展，會日臻完善，造福世界，實現人類產生垃圾一無害化處理一資源化處理的良性循環。
圖1是本發明的工藝基本流程圖2是本發明的工藝所采取的系統示意圖。
具體實施例方式本工藝技術首先對原始垃圾用“濕解反應罐”、有色金屬分離機”進行處理，有效的清除原始垃圾中存在的1)含水率使其由60-80%脫水到20-25%，且穩定不變；2)氯在濕解罐特定的溫度和壓力以及催化劑的作用下，大部分被清除；3)苯同樣被清除大部分； 4)重金屬可通過磁分選機、有色金屬分離機基本被清除；5)熱值由800 1200大卡升到2200 3000大卡左右；6)可燃性通過濕解罐特殊的減壓工藝處理后，垃圾結構變的膨松、易燃。由于濕解反應技術為成熟的現有技術，已廣泛應用，在此就不作太多敖述；生活垃圾經過濕解處理以及分選步驟后再進行烘干，將處理干燥后的垃圾進入熱解氣化爐進行熱解，生成可燃氣體，供給燃氣輪機燃燒做功發電以及余熱推動蒸汽輪機來聯合發電。
下面以具體實施例對本發明的工藝以及整個系統作進一步說明，如圖1及圖2所示，采用該工藝的系統包括以下幾大部分
第一部分，垃圾預處理及濕解部分包括大孔篩、濕解罐(中溫高壓濕解處理釜)、磁選機、有色金屬分離機、中孔篩、垃圾輸送機、垃圾干燥庫等。該部分的具體工藝流程為
原始垃圾經過磅后一送入大孔分離機(大孔篩400*400)，清除其內超過500mm的大件垃圾后一垃圾濕解罐(其直徑Φ 3. 5m，高8m)，將其加熱至160_230°C，實際中可采用180°C， 壓力為1. OMPa，用蒸汽蒸煮1 2小時左右并保溫保壓Ih后，達到消毒、滅菌、去臭、脫苯、 脫氯、脫水、降解(腐熟)、減量、破袋、脫滲濾液等十個關鍵目標后一將處理后的蓬松狀垃圾輸到密封的中長皮帶運輸機上一磁性分選機，去除鐵一有色金屬分離機，去除重金屬、電池和有色金屬一中孔篩，其篩上物(塑膠類、紙質類、竹木類、花草葉秸殼類、織布類、無機類等)進垃圾干燥庫(溫度110°C 150°C )進行烘干處理，其篩上物和篩下物的具體后續處理過程如下 A:篩上物
塑料類、織物類、竹木類、紙品類、革皮類、無機類等進入熱解氣化爐一燃氣輪機發電一余熱爐一蒸氣循環發電一尾氣處理一煙囪一渣灰一環保建材； B 篩下物
小于IOmm的粉末及顆粒，經磁選、有色金屬分離機去除金屬一粉碎機一粉碎到a、60 目b、100目C、150目。并根據其含有機物量，決定其用于作環保肥或環保建材。第二部分，垃圾熱解部分包括流化床式熱解氣化爐、分離塔、鼓風機、可燃氣體緩
沖罐等。將預處理烘干后的垃圾經皮帶輸送機送至800°C -1200°C熱解氣化爐內停留2秒， 進行雙端溫度干餾氣化處理，其中70%的干物質經干餾后轉化為可燃的生物質氣體，大概 5%的灰渣排出后統一填埋或制成無害化環保建材。第三部分，尾氣污水處理部分包括污水處理設備、煙氣凈化設備(除焦油、脫硫、 除塵)。第四部分，發電輸出系統包括燃汽輪發電機、余熱鍋爐、蒸汽輪機、輸配電系統寸。約70%的干物質經干餾后轉化為可燃的生物質氣體一燃氣輪機發電一輸出的電能。經干餾后轉化為可燃的生物質氣體熱值約1300-2000大卡，將其供給燃氣輪機燃燒做功發電并網，燃氣輪機排氣余熱和氣化島顯熱回收熱量經余熱鍋爐加熱給水產生過熱蒸汽，帶動蒸汽輪機發電，從而實現了燃氣蒸汽聯合循環發電過程。第五部分，綜合加工部分(主要用于制肥，圖中未示出)包括粉碎機、螺旋輸送機、 微孔篩、制肥/建材成型線等。
權利要求
1.一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，包括以下步驟預處理及濕解步驟將原始生活垃圾經過大孔篩清除大塊垃圾后送入垃圾濕解罐在 160 230°C條件下進行中溫高壓濕解1 2小時，脫水后得到蓬松狀垃圾；分選步驟將蓬松狀垃圾經輸送帶依次經過磁分選機、有色金屬分離機分離出鐵和有色金屬，再經過中孔篩分選出篩上物和篩下物；熱解氣化步驟將上述篩上物經烘干處理后送入熱解氣化爐內在800 120(TC條件下進行干餾氣化處理，轉化為可燃的生物質氣體；尾氣及污水處理步驟將生成的生物質氣體通過煙氣凈化設備進行除焦油、脫硫、除塵處理；同時上述步驟(1)中垃圾濕解罐所產生的污水通入污水處理設備作凈化處理；發電輸出步驟經凈化的生物質氣體供給燃氣輪發電機做功發電，其余熱能量經余熱鍋爐加熱產生蒸汽，并帶動蒸汽輪機發電，實現燃氣蒸汽聯合循環發電并網輸出。
2.根據權利要求1所述的一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，所述步驟(2) 中篩下物經粉碎成顆粒及粉末，根據其中有機物的含量，用來制作環保肥料或者建材材料。
3.根據權利要求1所述的一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，在所述步驟 (5 )中余熱鍋爐產生蒸汽的一部分可通入步驟(1)中特定溫度和壓力的垃圾濕解罐中蒸煮。
4.根據權利要求1所述的一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，所述步驟(2) 中分選出來的篩上物首先進入垃圾干燥庫在110°C 150°C條件下烘干處理后再進行熱解氣化步驟。
5.根據權利要求1所述的一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，在所述步驟 (1)的中溫高壓濕解工藝將原始生活垃圾60 80%的含水率脫水至20 25%。
6.根據權利要求5所述的一種城市生活垃圾綜合處理工藝，其特征在于，所述中溫高壓濕解工藝的條件為加熱到溫度為180°C，壓力為l.OMPa。
全文摘要
本發明公開了一種城市生活垃圾潔凈無害、無剩余特別是能夠有效地防止合成二惡英的垃圾處理工藝以及利用垃圾循環發電的綜合利用方法。該方法主要由預處理及濕解步驟→分選步驟→熱解氣化步驟→尾氣及污水處理步驟→發電輸出步驟以上步驟完成；在對生活垃圾的預處理濕解反應中，完成脫水、脫苯、脫氯等作用，有效的避免了二惡英的產生，且處理時間相比現有工藝要短很多；在預處理濕解步驟中產生的蓬松狀垃圾具有可燃性，其熱值達1800～2300大卡，在其后熱解氣化過程中，相比現有的焚燒工藝來說不必再添加輔助燃料，使燒成本降低。本發明能處理含水量很高的城市生活垃圾，真正解決了生活垃圾難于處理的公認難題。
文檔編號C10B53/00GK102430560SQ20111030819
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年10月12日
發明者陳小剛 申請人:陳小剛