本發(fā)明屬于生物處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于碳化熱解技術(shù)的豬糞綜合利用方法。

背景技術(shù)：

生豬養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒓s化的發(fā)展導(dǎo)致豬糞便大量集中產(chǎn)生。據(jù)估算2011年全國(guó)鮮豬糞量約為9.22億噸。而且這一數(shù)字還將逐年遞增。大量排放的豬糞便，不但會(huì)釋放惡臭液體、固體和氣體，同時(shí)還攜帶病原微生物，抗生素和重金屬等物質(zhì)，未經(jīng)處理或處理不達(dá)標(biāo)排放至環(huán)境中會(huì)引發(fā)多種環(huán)境問(wèn)題。

豬糞便處理利用最大的問(wèn)題是它們含水量很高、氣味難聞，處理過(guò)程中氨態(tài)氮容易大量揮發(fā)損失，無(wú)害化、資源化和綜合利用畜禽糞便處理利用的基本方向。目前，國(guó)內(nèi)主要有如下兩種豬糞便處理方法：（1）堆肥還田。自然堆放或通過(guò)消毒后直接還田，但該方法占用場(chǎng)地大、容納有限，且豬糞便施用太多會(huì)導(dǎo)致耕地負(fù)荷糞便過(guò)載，造成土壤污染和作物減產(chǎn)。（2）沼氣處理。利用沼氣池處理豬糞占用場(chǎng)地大且沼渣處理較難?；诂F(xiàn)代技術(shù)的豬糞便新型處理技術(shù)主要有生化處理技術(shù)和熱化學(xué)處理技術(shù)兩大類。對(duì)畜禽糞便采用生化處理方式，如沼氣工程、燃料乙醇，這類處理方式有處理效率低、容易造成二次污染、存在技術(shù)瓶頸等問(wèn)題。熱化學(xué)處理技術(shù)通常高溫進(jìn)行，較少存在這些問(wèn)題，通過(guò)熱化學(xué)處理，豬糞便可快速轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生物質(zhì)燃料，熱效率高，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，是當(dāng)前較為理想的豬糞便處理模式，具有良好的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種豬糞便可持續(xù)資源化循環(huán)處理和利用的模式。豬糞熱解碳化工藝系統(tǒng)有著高效節(jié)能的顯著優(yōu)勢(shì)，是一種對(duì)環(huán)境較好的熱解爐型。同往復(fù)式排爐和流化床熱解爐相比，它具有熱解效率高、適應(yīng)性較強(qiáng)、煙塵原始排放濃度低、nox等排放量少、能耗低，熱灼減量低等特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

該工藝主要由豬糞多級(jí)烘干、豬糞碳化熱解和煙氣處理三部分組成，如圖1。

(1)豬糞多級(jí)烘干

豬糞由運(yùn)輸車輸送到豬糞貯坑，首先進(jìn)行計(jì)量，然后再由運(yùn)輸帶傳至豬糞烘干機(jī)熱解爐，經(jīng)雙輥給料機(jī)入熱解爐,均勻、松散地布撒在熱解爐爐排上。在熱解爐內(nèi)豬糞自上而下經(jīng)過(guò)一級(jí)烘干機(jī)干燥、二級(jí)烘干機(jī)干燥。

（2）豬糞碳化熱解

豬糞經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)烘干機(jī)干燥后，進(jìn)行碳化熱解氣化，使其中有機(jī)可燃成份高溫碳化成高燃值碳化顆粒，無(wú)機(jī)不可燃組分則在高溫下燒結(jié)形成穩(wěn)定的固態(tài)殘?jiān)?，用?lái)生產(chǎn)免燒型建材產(chǎn)品（如廣場(chǎng)地面磚、路緣石等）；熱解爐正常運(yùn)行時(shí)，主爐膛溫度控制在750～900℃，二燃室溫度控制在860～1150℃，避免因溫度過(guò)高而產(chǎn)生較多氮氧化物，同時(shí)將豬糞熱解后產(chǎn)生煙氣溫度控制在850～1000且在爐內(nèi)停留時(shí)間在2-15秒，以促使可能存在的二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)充分分解；

豬糞碳化熱解后的滲濾液通過(guò)豬糞貯存底部的通道匯集到污水井，由污水泵抽出加壓噴灑到熱源主爐脫水、熱解處理，以免造成滲濾液污水對(duì)環(huán)境的二次污染；由于本系統(tǒng)采用的是半干法煙氣凈化方式，因此，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水排放。

（3）煙氣處理

豬糞多級(jí)烘干過(guò)程中經(jīng)排煙口排出的溫度在840-860℃高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)除塵器和脫硫塔、消煙塔、冷凝器，使煙氣溫度迅速降低至190-210℃，以避免二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)的低溫再合成，煙氣經(jīng)上述凈化系統(tǒng)處理后可確保達(dá)標(biāo)排放。

豬糞碳化熱解步驟中所產(chǎn)的煙氣經(jīng)除塵器，然后經(jīng)過(guò)焦油提取和木醋提取后，進(jìn)入冷凝器液化，再次進(jìn)入碳化熱解爐的副爐進(jìn)行二次燃燒，剩余廢氣循環(huán)進(jìn)入二級(jí)烘干機(jī)，重復(fù)封閉無(wú)害化處理，使有毒有害的物質(zhì)徹底得到分解。

豬糞在一級(jí)烘干機(jī)經(jīng)80℃～90℃高溫烘干45～60分鐘除去大部分水分，二級(jí)烘干機(jī)烘干的溫度為105～110℃，烘干時(shí)間為30～40分鐘，豬糞含水量降至1%以下。

焦油提取方法:170℃前的餾分為輕油;170～210℃的餾分主要為酚油；210～230℃的餾分主要為萘油；230～300℃的餾分主要為洗油；280～360℃的餾分主要為一蒽油；二蒽油餾分初餾點(diǎn)為310℃，餾出50％時(shí)為400℃；再將各餾分混合得到焦油；木醋提取是將煙氣隔絕空氣加熱至350-400℃，餾出成分冷卻收集即得木醋。

為防止豬糞在貯存過(guò)程中產(chǎn)生的腐臭氣等有害氣體外逸污染環(huán)境，除對(duì)豬糞貯存作業(yè)點(diǎn)采取全封閉措施外，同時(shí)將這些空間的空氣抽出作為助燃空氣進(jìn)入熱解爐，使這些空間形成負(fù)壓，從而杜絕臭氣外逸。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）熱解氣化爐對(duì)豬糞適應(yīng)性，豬糞投入熱解前只需進(jìn)行烘干脫水，不必配備完整豬糞預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)豬糞實(shí)現(xiàn)了“三化”處理。

（2）熱解氣化爐完全利用豬糞自身熱值熱解，能直接燃燒不低于1000kcal/kg、含水率≤50%的豬糞，對(duì)豬糞含水率適用范圍極廣。

（3）熱解氣化技術(shù)與火床爐燃燒原理有機(jī)結(jié)合，熱效率高，余熱利用充分。優(yōu)良的保溫技術(shù)確保豬糞在高溫?zé)峤庵行纬商蓟w粒，同時(shí)產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓ā?50℃），通過(guò)脫硫，除塵和冷凝可利用回收。

（4）環(huán)保工藝完善，煙氣治理手段成熟。豬糞在爐內(nèi)干燥熱解、高溫?zé)峤鈿饣蛯?duì)煙氣的再次熱解氣化（出口煙氣＞850℃）、延長(zhǎng)煙氣在爐內(nèi)停滯時(shí)間（兩秒以上），整個(gè)熱解過(guò)程中能有效抑制pcdds/pcdfs類有害物質(zhì)的產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)高溫?zé)煔獾募崩浣禍赜行У谋苊狻岸f英”的再合成、脫硫塔、消煙塔吸附、冷凝器液化等主要措施都投入到了工藝線上，可確保達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)。

（5）豬糞經(jīng)本套熱解爐高溫?zé)峤鈿饣笮纬傻奶蓟w粒灼熱減率<3%，碳化顆粒具有較高的活性（可做活性炭材料），是優(yōu)良的吸附劑，也可以用作產(chǎn)生高能值熱源的原料。

（6）減容效果好，消毒、除臭徹底，處理效率高。

（7）整套工藝生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污水產(chǎn)生，可實(shí)現(xiàn)污水零排放。

（9）建設(shè)投資及投運(yùn)后豬糞處理成本優(yōu)勢(shì)明顯。這些優(yōu)勢(shì)來(lái)源于該熱解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工藝簡(jiǎn)便、附屬設(shè)施精簡(jiǎn)、自動(dòng)化程度高、主要設(shè)備國(guó)產(chǎn)化等特點(diǎn)，熱解氣化廠占地面積小。

附圖說(shuō)明

圖1豬糞碳化制粒工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

該工藝主要由豬糞多級(jí)烘干、豬糞碳化熱解和煙氣處理三部分組成，如圖1。

(1)豬糞多級(jí)烘干

豬糞由運(yùn)輸車輸送到豬糞貯坑，首先進(jìn)行計(jì)量，然后再由運(yùn)輸帶傳至豬糞烘干機(jī)熱解爐，經(jīng)雙輥給料機(jī)入熱解爐,以及均勻、松散地布撒在熱解爐爐排上。在熱解爐內(nèi)豬糞自上而下經(jīng)過(guò)一級(jí)烘干機(jī)干燥、二級(jí)烘干機(jī)干燥。豬糞在一級(jí)烘干機(jī)經(jīng)90℃高溫烘干50分鐘除去大部分水分，二級(jí)烘干機(jī)烘干的溫度為110℃，烘干時(shí)間為40分鐘，豬糞含水量降至1%以下。

（2）豬糞碳化熱解

豬糞經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)烘干機(jī)干燥后，進(jìn)行碳化熱解氣化，使其中有機(jī)可燃成份高溫碳化成高燃值碳化顆粒，無(wú)機(jī)不可燃組分則在高溫下燒結(jié)形成穩(wěn)定的固態(tài)殘?jiān)?，用?lái)生產(chǎn)免燒型建材產(chǎn)品（如廣場(chǎng)地面磚、路緣石等）；熱解爐正常運(yùn)行時(shí)，主爐膛溫度控制在850℃，二燃室溫度控制在1000℃，避免因溫度過(guò)高而產(chǎn)生較多氮氧化物，同時(shí)將豬糞熱解后產(chǎn)生煙氣溫度控制在900℃且在爐內(nèi)停留時(shí)間在5秒，以促使可能存在的二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)充分分解；

豬糞的滲濾液通過(guò)豬糞貯存底部的通道匯集到污水井，由污水泵抽出加壓噴灑到熱源主爐脫水、熱解處理，以免造成滲濾液污水對(duì)環(huán)境的二次污染；由于本系統(tǒng)采用的是半干法煙氣凈化方式，因此，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水排放。

（3）煙氣處理

豬糞多級(jí)烘干過(guò)程中經(jīng)排煙口排出的溫度在850℃高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)除塵器和脫硫塔、消煙塔、冷凝器，使煙氣溫度迅速降低至200℃，以避免二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)的低溫再合成，煙氣經(jīng)上述凈化系統(tǒng)處理后可確保達(dá)標(biāo)排放。

豬糞碳化熱解步驟中所產(chǎn)的揮發(fā)性混合氣體經(jīng)除塵器進(jìn)入焦油提取裝置和木醋提取裝置提取后，進(jìn)入冷凝器液化，再次進(jìn)入碳化熱解副爐進(jìn)行二次燃燒，剩余廢氣循環(huán)進(jìn)入二級(jí)烘干機(jī)，重復(fù)封閉無(wú)害化處理，使有毒有害的物質(zhì)徹底得到分解。

焦油提取方法:170℃前的餾分為輕油;170～210℃的餾分主要為酚油；210～230℃的餾分主要為萘油；230～300℃的餾分主要為洗油；280～360℃的餾分主要為一蒽油；二蒽油餾分初餾點(diǎn)為310℃，餾出50％時(shí)為400℃；再將各餾分混合得到焦油；木醋提取是將煙氣隔絕空氣加熱至400℃，餾出成分冷卻收集即得木醋。

實(shí)施例2

該工藝主要由豬糞多級(jí)烘干、豬糞碳化熱解和煙氣處理三部分組成，如圖1。

(1)豬糞多級(jí)烘干

豬糞由運(yùn)輸車輸送到豬糞貯坑，首先進(jìn)行計(jì)量，然后再由運(yùn)輸帶傳至豬糞烘干機(jī)熱解爐，經(jīng)雙輥給料機(jī)入熱解爐,以及均勻、松散地布撒在熱解爐爐排上。在熱解爐內(nèi)豬糞自上而下經(jīng)過(guò)一級(jí)烘干機(jī)干燥、二級(jí)烘干機(jī)干燥。豬糞在一級(jí)烘干機(jī)經(jīng)80℃高溫烘干45分鐘除去大部分水分，二級(jí)烘干機(jī)烘干的溫度為105℃，烘干時(shí)間為30分鐘，豬糞含水量降至1%以下。

（2）豬糞碳化熱解

豬糞經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)烘干機(jī)干燥后，進(jìn)行碳化熱解氣化，使其中有機(jī)可燃成份高溫碳化成高燃值碳化顆粒，無(wú)機(jī)不可燃組分則在高溫下燒結(jié)形成穩(wěn)定的固態(tài)殘?jiān)脕?lái)生產(chǎn)免燒型建材產(chǎn)品（如廣場(chǎng)地面磚、路緣石等）；熱解爐正常運(yùn)行時(shí)，主爐膛溫度控制在900℃，二燃室溫度控制在1150℃，避免因溫度過(guò)高而產(chǎn)生較多氮氧化物，同時(shí)將豬糞熱解后產(chǎn)生煙氣溫度控制在850℃且在爐內(nèi)停留時(shí)間在15秒，以促使可能存在的二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)充分分解；

豬糞的滲濾液通過(guò)豬糞貯存底部的通道匯集到污水井，由污水泵抽出加壓噴灑到熱源主爐脫水、熱解處理，以免造成滲濾液污水對(duì)環(huán)境的二次污染；由于本系統(tǒng)采用的是半干法煙氣凈化方式，因此，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水排放。

（3）煙氣處理

豬糞多級(jí)烘干過(guò)程中經(jīng)排煙口排出的溫度在845℃高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)除塵器和脫硫塔、消煙塔、冷凝器，使煙氣溫度迅速降低至190℃，以避免二噁英類（pcdds/pcdfs）有害物質(zhì)的低溫再合成，煙氣經(jīng)上述凈化系統(tǒng)處理后可確保達(dá)標(biāo)排放。

豬糞碳化熱解步驟中所產(chǎn)的煙氣經(jīng)除塵器進(jìn)入焦油提取裝置和木醋提取裝置提取后，進(jìn)入冷凝器液化，再次進(jìn)入碳化熱解爐的副爐進(jìn)行二次燃燒，剩余廢氣循環(huán)進(jìn)入二級(jí)烘干機(jī)，重復(fù)封閉無(wú)害化處理，使有毒有害的物質(zhì)徹底得到分解。

焦油提取方法:170℃前的餾分為輕油;170～210℃的餾分主要為酚油；210～230℃的餾分主要為萘油；230～300℃的餾分主要為洗油；280～360℃的餾分主要為一蒽油；二蒽油餾分初餾點(diǎn)為310℃，餾出50％時(shí)為400℃；再將各餾分混合得到焦油；木醋提取是將煙氣隔絕空氣加熱至350℃，餾出成分冷卻收集即得木醋。

實(shí)施例3

豬糞便為福州近郊某生豬養(yǎng)殖場(chǎng)提供。經(jīng)自然風(fēng)干至含水率約45%左右，由運(yùn)輸車輸送到豬糞貯坑，稱取約1000噸豬糞，分批次由運(yùn)輸帶傳至豬糞烘干機(jī)熱解爐，經(jīng)雙輥給料機(jī)入熱解爐,均勻、松散地布撒在熱解爐爐排上。在熱解爐內(nèi)豬糞自上而下進(jìn)行一級(jí)烘干干燥、二級(jí)烘干干燥。所產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?45℃）經(jīng)排煙口排出，通過(guò)除塵器、脫硫塔和消煙塔，進(jìn)入冷凝器，使煙氣溫度迅速降低至200℃，可達(dá)標(biāo)排放到大氣中。烘干的糞便進(jìn)入碳化熱解系統(tǒng)，主爐膛溫度控制在900℃，二燃室溫度控制在1000℃，得到高燃值碳化顆粒和固態(tài)殘?jiān)?，豬糞熱解后產(chǎn)生的煙氣溫度控制在950℃且在爐內(nèi)停留10秒，揮發(fā)性混合氣體再經(jīng)除塵器進(jìn)入焦油提取裝置和木醋提取裝置提取后，進(jìn)入冷凝器液化，再次進(jìn)入碳化熱解副爐進(jìn)行二次燃燒，剩余廢氣循環(huán)進(jìn)入二級(jí)烘干機(jī)，重復(fù)封閉無(wú)害化處理。達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

上述整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)廢水產(chǎn)生。煙氣經(jīng)凈化系統(tǒng)處理后可達(dá)標(biāo)排放到大氣中。

表1污染物排放指標(biāo)要求

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。