專(zhuān)利名稱：一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衍生燃料的制造方法，特別涉及一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃 料的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)是人口眾多，正處于工業(yè)高速發(fā)展階段，而且又是農(nóng)業(yè)大國(guó)，因此，城鄉(xiāng)生活 垃圾產(chǎn)量大，工農(nóng)林業(yè)廢棄物也相當(dāng)多，目前，全國(guó)城市生活垃圾年產(chǎn)量已超過(guò)1億噸，全 國(guó)工業(yè)固體垃圾年產(chǎn)量也超過(guò)7億噸，而廢棄生物質(zhì)中僅農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為5 6億 噸，如果不對(duì)其處理，則垃圾與廢棄物的污染將對(duì)人類(lèi)環(huán)境造成極大危害，并將嚴(yán)重制約著 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生存與生活質(zhì)量的提高，此外也是資源與能源的巨大浪費(fèi)。雖然在 野地?zé)淖兎适且环N利用，但嚴(yán)重污染環(huán)境。鄉(xiāng)村生活垃圾與廢棄的生物質(zhì)復(fù)合壓制成型 塊燃料，既使生物質(zhì)再生能源得到充分利用，同時(shí)又可解決鄉(xiāng)村垃圾污染問(wèn)題，改善鄉(xiāng)村生 活質(zhì)量。目前，我國(guó)二氧化碳的排放總量已超出美國(guó)居世界第一位，二氧化碳排放量的70%、 二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的66. 7%均來(lái)自燃煤。生物質(zhì)能源來(lái)自綠色植物， 在進(jìn)行光合作用時(shí)消耗的二氧化碳與它燃燒時(shí)的排放量相當(dāng)，所以被稱為零排放能源。以 生物質(zhì)燃料替代煤炭，可減少二氧化碳排放，減少碳?xì)浠?、氮氧化物等?duì)大氣的污染，減 少酸雨現(xiàn)象的發(fā)生。將為改善能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用效率、減輕環(huán)境壓力作出巨大的貢 獻(xiàn)。城市污水處理廠是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是目前國(guó)內(nèi)外用以“防治污染，保護(hù)環(huán) 境”的重要措施之一。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，到2008年，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率大約為30%，日處理量 約5000萬(wàn)噸，年產(chǎn)生污泥大約900萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)，污泥產(chǎn)量將達(dá)到2700萬(wàn)噸/年。 如何處理污水處理廠的污泥，成了影響城市污水處理的重要因素。城市污水處理過(guò)程中剩 余污泥的主要成分是水份(含水率約70% 85%)，以及其他微生物及其殘?jiān)?以有機(jī)物為 主，約60% 70%)。 污泥成分與污水水質(zhì)及處理工藝有關(guān)，生活污水污泥含有氮、磷等 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，使其具備了制造肥料和作為燃料的基本條件。城市混合污水(含生活 污水和工業(yè)廢水)污泥一般也含有重金屬離子或有毒有害化學(xué)物質(zhì)，如可吸附性有機(jī)鹵素 (A0X)、陰離子合成洗滌劑(LAS)、多環(huán)芳烴(PAH)、多氯聯(lián)苯(PCB)等。目前，提高城市污水 處理率已成為各地共識(shí)，然而污水處理殘留的高濃度污染物遺留在污泥中，被隨意拋棄、 填埋，造成嚴(yán)重的二次污染。這是中國(guó)水務(wù)系統(tǒng)長(zhǎng)期存在的“重水輕泥”問(wèn)題。中國(guó)的污泥 無(wú)害化處理率非常低，污水處理廠中有污泥無(wú)害化處置設(shè)施的還不到1/4，即使在北京和 上海，污泥處理率也僅為20%至25%。隨著城市污水處理率不斷提高，污泥的污染隱患日 益凸顯。國(guó)內(nèi)對(duì)污水處理廠污泥大多采取拋棄、填埋等簡(jiǎn)單處理方式。這種不規(guī)范的處置方 式不僅占用寶貴的土地資源，還會(huì)產(chǎn)生二次污染，影響周?chē)h(huán)境、河道和地下水源。國(guó)內(nèi)某 污水處理廠，每天產(chǎn)生污泥1500噸左右，每年堆放占地250畝，年處理費(fèi)用高達(dá)1億元。 目前世界上有衛(wèi)生填埋、生物堆肥、再發(fā)酵沼氣發(fā)電、干化焚燒等多種污泥處置方式。為了 避免污泥中含有的重金屬等污染成分通過(guò)肥料-瓜果蔬菜-食品的途徑進(jìn)入人體，日本、歐洲等地一般都采用高溫焚燒方式。傳統(tǒng)的脫水污泥填埋、堆肥、棄置等方法處理污泥會(huì)帶來(lái) 如下問(wèn)題(1)污泥含水率高會(huì)帶來(lái)運(yùn)輸費(fèi)用高，大量占用填埋空間，影響垃圾壓實(shí)操作等 系列問(wèn)題；(2)簡(jiǎn)易填埋、堆肥，易使污泥受雨水沖刷，漫流到地表水體或滲入地下引起污 染；(3)露天堆放的污泥易產(chǎn)生惡臭、滋生蚊蠅，嚴(yán)重影響周邊環(huán)境衛(wèi)生。隨著規(guī)劃中污水 處理廠的陸續(xù)建成，污泥量將越來(lái)越多，污泥的處理處置將成為污水處理行業(yè)健康發(fā)展的 瓶頸問(wèn)題。污水廠污水處理，污泥處理和污泥處置是三個(gè)獨(dú)立又相互緊密聯(lián)系的組成部分， 是一個(gè)完整的體系。實(shí)現(xiàn)污泥“減量化”、“無(wú)害化”、“資源化”處理，才能保證污水治理系統(tǒng) 工程真正達(dá)到保護(hù)環(huán)境，造福人類(lèi)的目的。目前國(guó)內(nèi)污泥處理技術(shù)一般可以劃分為兩大類(lèi) 一是拋棄型技術(shù)，采用填埋等方法處理，把污泥作為廢物不再利用；二是資源化技術(shù)，充分 利用污泥中的有益成分，實(shí)現(xiàn)變廢為寶。后者符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，近年來(lái)得到廣 泛關(guān)注。(1)污泥堆肥，堆肥化是利用微生物的作用，將不穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)降解和轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定 的有機(jī)質(zhì)，并使揮發(fā)性有機(jī)質(zhì)含量降低，減少臭氣；物理性狀明顯改善，便于貯存、運(yùn)輸和使 用；高溫堆肥還可以殺滅堆料中的病原菌、蟲(chóng)卵和草籽，使堆肥產(chǎn)品更適合作為土壤改良劑 和植物營(yíng)養(yǎng)源。自然堆肥過(guò)程主要靠自然通風(fēng)或表面擴(kuò)散向堆料供氧，由于供氧不充分，不 能作為大規(guī)模處理、生產(chǎn)高質(zhì)量堆肥產(chǎn)品的手段。污泥堆肥過(guò)程的主要技術(shù)措施比較復(fù)雜， 主要包括調(diào)整堆料的含水率和適當(dāng)?shù)腃/N比；選擇填充料改變污泥的物理性狀；建立合適 的通風(fēng)系統(tǒng)；控制適宜的溫度和PH值等。(2)污泥制沼氣，污泥厭氧消化是污泥穩(wěn)定化工 藝。厭氧消化較其他穩(wěn)定化工藝獲得廣泛應(yīng)用的原因是它具有如下優(yōu)點(diǎn)可以產(chǎn)生能量、減 小污泥體積、可以消除部分惡臭、殺死部分病源微生物。但當(dāng)處理廠規(guī)模較小，污泥數(shù)量少， 綜合利用價(jià)值不大時(shí)，雖然可采用污泥好氧消化，但運(yùn)行費(fèi)用大、能耗多。(3)污泥燃燒化 技術(shù)，隨著污泥量的不斷增加及污泥成分的變化，現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)逐漸不能滿足要求， 例如燃燒含水率80%的污泥，每噸污泥的輔助燃料需消耗304 565L重油，能耗大；污泥填 埋必須預(yù)先脫水到含水率至少小于70%，而達(dá)到這樣的含水率目前的污泥脫水技術(shù)需要消 耗大量的藥劑，既增加了成本，也增加了污泥量；土地還原是目前污泥消納量最大的處理方 法，但很多工業(yè)廢水中含有重金屬和有毒有害的有機(jī)物，不能作肥料或土壤改良劑。因此尋 找一種適合處理所有污泥，又能利用污泥中有效成分，實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化和資源 化的污泥處理技術(shù)，是當(dāng)前污泥處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的方向。污泥燃料化被認(rèn)為是有望取代 現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)最有前途的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種用污泥、秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄 物、生活垃圾中的可燃物制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種制造復(fù)合固 態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，該方法包括以下步驟
一)污泥的脫水干化處理，采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污 泥的重量比為1 2. 5 5，得到干燥污泥顆粒；
二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎，秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物干燥后，用粉碎機(jī)粉碎成碎段；
三)生活垃圾處理，采用垃圾分選設(shè)備分選出篩上可燃物，再用粉碎機(jī)粉碎成可燃物顆粒；四)成型處理，將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物 碎段和步驟三)中獲得的可燃物顆粒按照重量比1 3:5 8 :5 8混合均勻，進(jìn)入成型 機(jī)擠壓成型，獲得固態(tài)廢棄物衍生燃料。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案
所述步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒的粒徑為3 5mm，所述步驟二)中獲得的秸稈類(lèi) 農(nóng)業(yè)廢棄物碎段的長(zhǎng)度為3 5mm，所述步驟三)中獲得的可燃物顆粒的粒徑為4 6mm。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1)將污泥、秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物、生活垃圾處理三 位一體，利用現(xiàn)有水泥廠、發(fā)電廠、垃圾處理廠的設(shè)施，解決了污泥單一焚燒、垃圾單一焚燒 選址難、污染環(huán)境的問(wèn)題；2)在RDF中添加氧化鈣等添加劑和秸稈、垃圾可燃物，提高熱值， 燃燒時(shí)可減少HC1、S02排放，減少尾部煙道腐蝕，減少二惡英排放；3)利用該方法制造的固 體燃料，比直接燃燒垃圾具有燃燒穩(wěn)定，二次污染低等特點(diǎn)；4)在各個(gè)分散處理場(chǎng)制造固體 燃料，減容除臭，便于運(yùn)輸和儲(chǔ)藏；綜上所述，本發(fā)明解決了污泥、垃圾長(zhǎng)期以來(lái)污染環(huán)境， 占用大量土地資源，影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)性發(fā)展的難題，為水泥廠、發(fā)電廠和垃圾處理廠等 提供了可燃燒的燃料，節(jié)約了大量的煤炭資源并降低了成本，達(dá)到了環(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡、 節(jié)約資源的目的，做到垃圾的資源化、無(wú)害化和減量化，具有廣闊的前景和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖
詳細(xì)說(shuō)明如下
實(shí)施例1
一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，包括以下步驟 一)污泥的脫水干化處理
采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污泥的重量比為1 :2.5，得 到粒徑3 5mm的干燥污泥顆粒，污泥干燥機(jī)優(yōu)選天津百利陽(yáng)光環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 污泥快速干燥機(jī)。污泥干化的機(jī)理 1)有機(jī)污泥無(wú)機(jī)化
采用高活性生石灰遇水發(fā)生強(qiáng)烈的化合反應(yīng)，并產(chǎn)生高熱，在這樣的環(huán)境中，任何有機(jī) 物都無(wú)法完整保留，通過(guò)分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)機(jī)理，轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。因此 該工藝可以有效地消滅污泥中存在的各種病源菌及病毒。2)污泥大量的脫水
上述干化處理方法與燃燒、流化床式熱干化等相比較，無(wú)火焰形成的化合熱，有效地避 免了溫室效應(yīng)，大幅度降低了二氧化碳的排放。在處理過(guò)程中可以使污泥迅速升溫至100 V以上，使污泥中的水分(包括細(xì)胞水)大量蒸發(fā)。3)重金屬等有害物質(zhì)固化
堿性發(fā)熱劑+細(xì)胞水一強(qiáng)堿+水蒸氣，強(qiáng)堿+重金屬離子一金屬氧化物，強(qiáng)堿 +鈣鎂鋁離子一氧化物膠體，堿性氧化物膠體與粘土架橋并吸附，使重金屬離子處于被 鈍固狀態(tài)從而有效地控制了重金屬離子的活性。4)污泥的穩(wěn)定化過(guò)程上述污泥干化處理方法，使被處理的污泥始終處于強(qiáng)堿及高溫的環(huán)境中，污泥中水份 大量蒸發(fā)，將很不穩(wěn)定的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，從而有效地實(shí)現(xiàn)了污泥的減量 化和穩(wěn)定化。5)處理過(guò)程中的除臭作用
在污水處理過(guò)程中，大量的腐殖質(zhì)沉積在污泥內(nèi)，在細(xì)菌的作用下，發(fā)酵并產(chǎn)生帶有惡 臭的有害氣體，使污泥處理及運(yùn)輸過(guò)程都伴隨著令人難以忍受的惡臭。該處理方法利用強(qiáng) 堿、高溫的環(huán)境，破壞并分解了污泥中產(chǎn)生惡臭氣體的有機(jī)物使處理后的污泥臭味大幅度 下降。二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎
秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物干燥后，用粉碎機(jī)粉碎成3 5mm的碎段。秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物在農(nóng) 田收獲后可利用廣闊的空間自然干化，污染小，成本低廉，簡(jiǎn)單方便。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明對(duì) 秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物干燥的方式不做限定，也可以用干燥設(shè)備等其它方式進(jìn)行干燥。三)生活垃圾處理
生活垃圾進(jìn)場(chǎng)預(yù)處理，分選出篩上可燃物，用粉碎機(jī)粉碎成可燃物顆粒。粒徑最好為 4 6mm。分選設(shè)備可采用滾筒篩，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明對(duì)此不做限定，也可以采用綜合風(fēng)選 機(jī)等其它設(shè)備進(jìn)行篩分。四)成型處理
將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物碎段和步驟三) 中獲得的可燃物顆粒按照重量比1:8 5混合均勻，進(jìn)入成型機(jī)擠壓成型。經(jīng)檢測(cè)采用上述方法制成的固態(tài)燃料的有關(guān)數(shù)據(jù)為灰分12% ；揮發(fā)物質(zhì)60% ； 固態(tài)碳13% ；發(fā)熱量:15000kJ/kg ；燃點(diǎn):220V.實(shí)施例2:
一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，包括以下步驟 一)污泥的脫水干化處理
采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污泥的重量比為1 :4，得到 粒徑3 5mm的干燥污泥顆粒，污泥干燥機(jī)優(yōu)選天津百利陽(yáng)光環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的污 泥快速干燥機(jī)。污泥干化的機(jī)理與實(shí)施例1相同。二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎，與實(shí)施例1相同。
三)生活垃圾處理，與實(shí)施例1相同。四)成型處理
將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物碎段和步驟三) 中獲得的可燃物顆粒按照重量比3:7:7混合均勻，進(jìn)入成型機(jī)擠壓成型。經(jīng)檢測(cè)采用上述方法制成的固態(tài)燃料的有關(guān)數(shù)據(jù)為灰分19% ；揮發(fā)物質(zhì)55% ； 固態(tài)碳10% ；發(fā)熱量:17500kJ/kg ；燃點(diǎn):230°C。實(shí)施例3
一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，包括以下步驟 一)污泥的脫水干化處理
采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污泥的重量比為1 :5，得到粒徑3 5mm的干燥污泥顆粒，污泥干燥機(jī)優(yōu)選天津百利陽(yáng)光環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的污 泥快速干燥機(jī)。污泥干化的機(jī)理與實(shí)施例1相同。二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎，與實(shí)施例1相同。三)生活垃圾處理，與實(shí)施例1相同。四)成型處理
將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物碎段和步驟三) 中獲得的可燃物顆粒按照重量比2:5:8混合均勻，進(jìn)入成型機(jī)擠壓成型。經(jīng)檢測(cè)采用上述方法制成的固態(tài)燃料的有關(guān)數(shù)據(jù)為灰分25%;揮發(fā)物質(zhì) 75% ；固態(tài)碳7% ；發(fā)熱量:12500kJ/kg ；燃點(diǎn):210°C。上述實(shí)施例由于在制作燃料的過(guò)程中水分減少了，且在生產(chǎn)過(guò)程中加入添加劑 CaO,可防止惡臭產(chǎn)生便于貯存。適合水泥廠參燒，爐灰又可作為水泥廠的原料，達(dá)到資源化 和無(wú)害化、節(jié)能減排的目的。
權(quán)利要求
一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟一)污泥的脫水干化處理，采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污泥的重量比為12.5～5，得到干燥污泥顆粒；二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎，秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物干燥后，用粉碎機(jī)粉碎成碎段；三)生活垃圾處理，采用垃圾分選設(shè)備分選出篩上可燃物，再用粉碎機(jī)粉碎成可燃物顆粒；四)成型處理，將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物碎段和步驟三)中獲得的可燃物顆粒按照重量比1～3:5～85～8混合均勻，進(jìn)入成型機(jī)擠壓成型，獲得固態(tài)廢棄物衍生燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，其特征在于，所述步 驟一)中獲得的干燥污泥顆粒的粒徑為3 5mm，所述步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物 碎段的長(zhǎng)度為3 5mm，所述步驟三)中獲得的可燃物顆粒的粒徑為4 6mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制造復(fù)合固態(tài)廢棄物衍生燃料的方法，包括以下步驟一)污泥的脫水干化處理，采用污泥干燥機(jī)干化污泥，污泥中添加生石灰，生石灰與污泥的重量比為12.5～5，得到干燥污泥顆粒；二)秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物的干燥、粉碎，秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物干燥后，用粉碎機(jī)粉碎成碎段；三)生活垃圾處理，采用垃圾分選設(shè)備分選出篩上可燃物，再用粉碎機(jī)粉碎成可燃物顆粒；四)成型處理，將步驟一)中獲得的干燥污泥顆粒、步驟二)中獲得的秸稈類(lèi)農(nóng)業(yè)廢棄物碎段和步驟三)中獲得的可燃物顆粒按照重量比1～3:5～85～8混合均勻，進(jìn)入成型機(jī)擠壓成型。本發(fā)明解決了污泥、垃圾污染環(huán)境，占用土地的難題，為水泥廠、發(fā)電廠和垃圾處理廠提供了燃料。
文檔編號(hào)C10L5/46GK101987984SQ201010264708
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者于金瑞, 任慶斌, 李梓沛, 王嘉琦, 項(xiàng)佩琳 申請(qǐng)人:天津百利陽(yáng)光環(huán)保設(shè)備有限公司