一種填埋氣場內-場外聯合處理的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及垃圾處理技術領域，具體涉及一種填埋氣場內-場外聯合處理裝 置。
【背景技術】
[0002] 填埋是我國城市垃圾最主要的處理方式，占處理量的70%以上。在填埋的過程中， 垃圾中的可降解有機質降解產生大量的填埋氣。填埋氣的主要成分是甲烷（50% -65% ) 和二氧化碳（30% -40% )，此外還含有硫化氫、硫醇、氨氣、烴類、氯化物、硅氧烷等。這些氣 體將會對周圍環境造成污染，甚至可能引發爆炸事故。另一方面，由于填埋氣富含甲烷，是 一種具有較高品味的生物質能源，對其進行資源化不但可以減少污染性氣體排放，減少大 氣污染，還可以實現資源回收，創造一定的經濟價值。
[0003] 目前常用的填埋氣處理技術包括溶劑吸收技術、生物凈化技術、深冷處理技術、膜 分離技術和吸附分離技術等。例如，公開號為CN 103159580A的中國發明專利申請文獻公 開了一種凈化提濃垃圾填埋氣中甲烷的方法，此方法包括以下步驟：（1)垃圾填埋氣壓縮 工序；（2) TSA工序；（3)耐硫催化脫氧工序；(4)脫酸氣工序；(5)提濃工序。脫酸氣工序可 選用變壓吸附（PSA)、堿洗、MDEA或者低溫甲醇洗滌，脫除氣體中的C02、S02和大部分H2S ; 所述的提濃工序是將甲烷濃縮、分離氮氣組分。
[0004][0005][0006] 這些場外預處理技術存在的主要問題有：①處理過程導致約3%的甲烷損失；② 從填埋氣分離的C02往往又被釋放至大氣環境，導致全球溫室效應；③一次性投資和運行維 護較高，增加了填埋氣的利用成本。尤其是高昂的經濟成本，成為制約填埋氣資源化的重要 因素。因此，開發低成本的填埋氣凈化技術對于促進填埋氣的資源化利用，降低填埋場的運 營成本具有重要的意義。 【實用新型內容】
[0007] 本實用新型提供一種填埋氣場內-場外聯合處理的裝置及方法，凈化填埋氣的同 時固定氣體中的二氧化碳，提高釋放氣體的質量。
[0008] -種填埋氣場內-場外聯合處理的裝置，包括位于垃圾填埋場內的原位凈化器和 位于垃圾填埋場外的凈化填料塔，
[0009] 所述原位凈化器包括殼體、位于殼體頂部的出氣口、位于殼體內的至少兩層生活 垃圾填埋層、對應設置在每層生活垃圾填埋層上的固碳層，所述固碳層為新鮮生活垃圾焚 燒爐渣顆粒；
[0010] 所述凈化填料塔包括塔體、分別位于塔底下部的氣體進口和頂部的氣體出口、位 于塔體內且設于氣體進口和氣體出口之間的至少兩層填料層、位于相鄰兩填料層之間的霧 化加濕裝置，所述填料層為風化生活垃圾焚燒爐渣顆粒；
[0011] 所述原位凈化器的出氣口與凈化填料塔的氣體進口之間由帶有風機的管道連接。
[0012] 本實用新型可提高填埋氣甲烷含量，并且可以固定填埋氣中二氧化碳，由具有原 位凈化填埋氣功能的原位凈化器和填埋氣凈化填料塔組成。原位凈化器設有填埋氣凈化固 碳層和位于該固碳層上下的生活垃圾填埋層，填埋氣凈化填料塔以經過風化處理的生活垃 圾焚燒爐渣作為填料。本實用新型以新鮮生活垃圾焚燒爐渣作為填埋器中間層和覆土層， 利用新鮮生活垃圾焚燒爐渣的酸緩沖能力原位固定填埋氣中的〇)2等酸性氣體組分，利用 經過風化處理的生活垃圾焚燒爐渣的酸緩沖能力和強吸附能力進一步去除填埋氣中〇)2和 其他微量氣體，從而提高填埋氣中的甲烷含量，提升填埋氣的資源化品味。
[0013] 優選地，位于兩個生活垃圾填埋層之間的固碳層的厚度與與之相鄰的兩個生活垃 圾填埋層的總厚度比為1:3~3. 5 ;位于頂層的固碳層的厚度為20~30cm。
[0014] 位于兩個生活垃圾填埋層之間的固碳層的厚度與相鄰兩個生活垃圾填埋層的總 厚度比經試驗結果表明，厚度比過低，填埋氣原位凈化效果明顯降低。厚度比進一步提高， 將影響填埋場垃圾處理容量，降低填埋氣的產生速率。
[0015] 優選地，位于兩個生活垃圾填埋層中間的新鮮生活垃圾焚燒爐渣顆粒的粒徑不大 于20mm ;位于頂層的新鮮生活垃圾焚燒爐渣顆粒的粒徑為10~40mm。位于兩個生活垃圾 填埋層中間的新鮮生活垃圾焚燒爐渣顆粒的粒徑進一步優選為10~20_。采用新鮮生活 垃圾焚燒爐渣是因為其含有較強的酸緩沖能力，對于填埋氣中的酸性氣體具有很好的固定 作用。通過試驗結果表明，位于兩個生活垃圾填埋層中間的新鮮生活垃圾焚燒爐渣顆粒粒 徑越小，比表面積越大，對填埋氣的原位凈化能力也越強。但是，太小的顆粒粒徑容易因為 滲濾液的滲流導致空隙堵塞，影響填埋氣在填埋場內的流通。粒徑為10-20_既可以保證 一定的原位凈化效果，也可以保證填埋氣的流通。
[0016] 同樣，位于頂層的新鮮生活垃圾焚燒爐渣顆粒越小，有利于填埋氣的凈化效果。然 而，顆粒太小不易于填埋氣的導出，也可能受到填埋氣上升動力的沖擊，導致結構遭受破 壞。
[0017] 優選地，殼體內底層生活垃圾填埋層的下方還設有碎石層，碎石層的厚度為5~ 10cm，碎石為粒徑為10~50mm的爍石。
[0018] 優選地，所述填料層的厚度為100~150cm。
[0019] 優選地，所述風化生活垃圾焚燒爐渣顆粒的粒徑不大于10mm。進一步優選為5~ 10mm〇
[0020] 生活垃圾焚燒爐渣經適度風化處理后，其吸附性物質含量增加，提高了爐渣的吸 附能力，對填埋氣中大量的有機氣體進行吸附去除。同時保留了部分的酸緩沖能力，可進一 步去除填埋氣中酸性氣體。實驗結果表明，爐渣顆粒越小，其吸附能力越強。然而，爐渣顆 粒太小，有可能造成填埋塔爐渣填料層的流化作用。一方面，爐渣填料的流失較為嚴重，另 一方面，造成填埋塔的阻力增大，提高了裝置的能耗。
[0021] 通過實驗結果表明，當填料層厚度為100-150cm時，可以達到較好的填埋器凈化 效果。填埋層厚度太小，處理效率不理想。填料層厚度進一步增加，對處理效率的提高效果 不明顯，反而提高了裝置的阻力。
[0022] 優選地，所述塔體底部帶有蓄水池，所述霧化加濕裝置與蓄水池之間由水栗連通。
[0023] 優選地，所述霧化加濕裝置包括水平貫穿塔體的主管以及均勻設置在主管上的若 干噴嘴。
[0024] 優選地，連接原位凈化器和凈化填料塔的管道上設有流量計，方便對送入凈化填 料塔內的填埋氣進行流量控制。
[0025] 優選地，所述垃圾填埋層及填料層均設置兩層。塔體的氣體進口位于底層填料層 下方。
[0026] 填料層填料濕度控制在4. 5% -5. 5%，有利于提高填埋氣與爐渣的反應速度，提 升處理效果。填料層頂層不進行加濕，利于去除填埋氣的水分，并進一步提高處理效率。
[0027] 與傳統技術相比，本方法利用填埋場原位凈化器+風化生活垃圾焚燒爐渣填料塔 的組合工藝處理填埋氣，提升填埋氣的資源化品味。該工藝以新鮮生活垃圾焚燒爐渣替代 黏土類材料或膜材料，作為填埋器的覆蓋層，節省了大量的粘土資源和經濟成本。以風化的 生活垃圾焚燒爐渣作為填料塔填料，更是一種以廢治廢的方法。新鮮的生活垃圾焚燒爐渣 具有較強的酸緩沖能力，對于填埋氣中的酸性氣體具有很好的固定作用；風化的生活垃圾 焚燒爐渣具有很強的有機氣體吸附能力，可以進一步去除填埋氣中的有機氣體雜質，提高 填埋氣的資源化水平。經場內-場外聯合處理后，填埋氣中酸性氣體和有機氣體含量均明 顯降低，甲烷濃度可達98%以上，基本滿足發電等再利用要求。傳統的填埋氣處理，運行成 約為0. 15元/m3。使用本方法，處理成本可降至0. 03元/m3,大大降低了填埋氣預處理的成 本。
[0028] 爐渣中的堿性物質可以固定填埋氣中的酸性氣體（如二氧化碳、硫化氫），而爐渣 的吸附能力可以進一步去除填埋氣中的其他微量氣體，對于填埋氣具有凈化作用，并且可 以減少填埋場C02的釋放。本實用新型以新鮮的生活垃圾生活焚燒爐渣作為填埋場中間層 和覆蓋層材料，原位凈化填埋氣。同時，利用風化的生活垃圾焚燒爐渣為填料，進一步場外 凈化填埋氣，降低填埋氣的C02釋放，提高填埋氣的資源化水平。
[0029] 新鮮生活垃圾焚燒爐渣和風化的生活垃圾焚燒爐渣的XRD圖譜如圖2所示，利用 XRD圖譜對新鮮生活垃圾焚燒爐渣和風化的生活垃圾焚燒爐渣的組分進行分析表明，新鮮 的生活垃圾焚燒爐渣中含有大量的Si02、CaC03、Al20 3和Fe 203。CaC03、Al203和Fe 203均具有 與酸性物質反應的能力，可去除填埋氣中的酸性氣體。經過風化處理后，生活垃圾焚燒爐渣 中的Si(V#量減少，表明SiO 2可能轉化為其他二次鹽類，如硅鋁酸鹽等等，這些物質的形 成，有助于提升生活垃圾焚燒爐渣的吸附能力。
[0030] 現有的研究與報導