一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法及裝置，實行了一次機械脫水+破碎+水熱濕解處理+閃蒸脫水+烘干處理，具有運行時間短、能耗低的特點，系統(tǒng)工藝過程采取逐步取水分干燥的方法，相比一步法直接熱干燥工藝節(jié)能50%以上；經過水熱濕解高溫高壓處理后，細菌被處理，易腐爛部分進入液相制油，生成的飼料具有含鹽低的特點（<1%），不影響動物生長，無菌、安全、易保存，現(xiàn)了生物柴油原料回收和動物飼料生產的多聯(lián)產目標。
【專利說明】一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法及裝置
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及餐廚垃圾處理【技術領域】，具體涉及一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法及裝置。
【背景技術】:
[0002]餐廚垃圾是指家庭、企事業(yè)單位和餐飲行業(yè)等餐飲中產生的食物廢料和殘余，是城市生活垃圾的重要組成部分。餐廚垃圾產生量逐年增加，大都市餐廚垃圾占城市生活垃圾的比例達到50%，如按照全國餐廚垃圾占生活垃圾30%計算，2010年餐廚垃圾產量就達到了 4500萬噸。餐廚垃圾具有含水率高、易腐爛、營養(yǎng)豐富、組分多樣的特點。對餐廚垃圾進行有效的處置利用，可實現(xiàn)資源化和能源化，防止對環(huán)境構成擴散性污染，實現(xiàn)環(huán)境效益和經濟效益的統(tǒng)一。餐廚垃圾飼料化是一個不錯的選擇，其能夠回收餐廚垃圾中的蛋白質、月旨肪及微量元素等營養(yǎng)成分。并且我國國內飼料缺口嚴重，蛋白質原料對外依存度接近70%，餐廚垃圾飼料化技術將有效增加動物飼料供應，并形成餐廚垃圾的有序收集、利用和管理系統(tǒng)。
[0003]餐廚垃圾直接喂養(yǎng)動物，存在致病風險，《中華人民共和國畜牧法》禁止了餐廚垃圾直接作為動物飼料。國家《廢物資源化科技工程“十二五”專項規(guī)劃》指出餐廚垃圾資源化利用的技術重點是利用餐廚垃圾生產飼料無害化處理技術與裝備。餐廚垃圾飼料化產品比堆肥具有更廣闊的市場，在日韓等國餐廚垃圾源動物飼料已被養(yǎng)殖戶廣泛接受。餐廚垃圾飼料化技術主要有生物法和物理法。生物法存在菌種選擇和培育管理復雜，存在腐臭、周期長等不足；而物理法可較短時間內實現(xiàn)餐廚垃圾的無害化和飼料化。常規(guī)物理法是將餐廚垃圾脫水后進行干燥消毒，粉碎后制成干飼料。但這種方法能耗高，工藝初級，并且產物單一，不能實現(xiàn)餐廚垃圾的最大資源化利用。

【發(fā)明內容】
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[0004]本發(fā)明的目的是提供一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法及裝置。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案予以實現(xiàn)的:
[0006]一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法，包括如下步驟:
[0007]a、收集的餐廚垃圾首先進入脫水機進行機械脫水，得到固相垃圾、液相固相摻雜的混合相垃圾；
[0008]b、將步驟a分離出來的固相垃圾進入機械分選段進行分選，分選出塑料、金屬及玻璃等不可用組分，得到可用固相垃圾組分；
[0009]C、將步驟b分選后的固相垃圾在破碎機中進行破碎處理；
[0010]d、步驟c得到的破碎后固相垃圾進入水熱濕解罐，然后通入飽和蒸汽進行濕解，溫度為140°C?160°C，壓力為0.4?0.7MPa，60min?80min完成濕解，濕解后的餐廚垃圾由濕解罐底部產物出口排出；所述濕解罐包括底部設有支架的罐體、設在罐體頂部的餐廚垃圾進料口、蒸汽入口、安全閥、壓力計和小排氣閥，設在罐體底部的產物出口 ；
[0011]e、步驟d經濕解處理后的餐廚垃圾由濕解罐中噴入噴放罐發(fā)生膨化、閃蒸而脫水；
[0012]f、步驟e得到的產物送到干燥機進行進一步干燥；
[0013]g、干燥后的餐廚固相物添加適當?shù)奶砑觿?即營養(yǎng)配料)后在自動裝袋機上計量、充裝、封口完成包裝；
[0014]h、將步驟a得到的液相固相摻雜的混合相垃圾經油、水、渣三相分離機進行分離，分離出來的油脂收集后可作為生物柴油原料出售，分離出的廢水在廢水處理池內進行凈化處理后回用或排放，分離出來的渣直接送進濕解罐中水熱濕解。
[0015]首先進行一次機械脫水，為了脫除餐廚垃圾的自由油水混合物。
[0016]由于餐廚垃圾中含有部分不可用組分，包括塑料、金屬及玻璃等，因此需要進行分揀。
[0017]為了強化水熱濕解效果，進罐前需對垃圾進行破碎。
[0018]所述水熱濕解罐罐體還設有溫度計和保溫層。
[0019]水熱濕解罐使得餐廚垃圾的進料和出料方便、濕解反應充分、余熱回收效率高。
[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]以較低的能耗成本實現(xiàn)餐廚垃圾的飼料生產和生物柴油原料回收，具有系統(tǒng)簡單、運行穩(wěn)定，適用性強等特點，符合資源節(jié)約和環(huán)境保護的要求。具體優(yōu)點有:
[0022]1.由于餐廚垃圾飼料化過程實行了一次機械脫水+水熱濕解處理+閃蒸脫水+烘干處理，這種在工藝過程中逐步去水干燥的方式，具有時間短、能耗低的特點；
[0023]2.經過濕解過程改善了垃圾的脫水性能，加上濕解后的垃圾從濕解罐中噴放出來，進入噴放罐中，由于壓力的突然降低，水分會快速蒸發(fā)掉，并隨蒸汽一起由噴放罐的閥門排氣口進入蒸汽混合器里，用來干燥濕解后的產物，做到余熱循環(huán)利用。因此，對于整個工藝過程具有明顯的節(jié)能效果；
[0024]3.經過機械脫水和水熱濕解處理生成的飼料具有含鹽低的特點(<1%)，不影響動物生長；
[0025]4.經過本發(fā)明處理后，餐廚垃圾實現(xiàn)了生物柴油原料回收和動物飼料生產的多聯(lián)產目標；
[0026]5.經過水熱濕解高溫高壓處理后，病菌源被消滅，生成的飼料無菌、安全、易保存?！緦＠綀D】

【附圖說明】:
[0027]圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的水熱濕解罐結構示意圖；
[0029]其中，1、罐體；2、保溫層；3、餐廚垃圾進料口 ；4、安全閥；5、壓力計；6、小排氣閥；
7、蒸汽入口 ；8、溫度計；9、檢修口 ；10、支架；11、產物出口。
【具體實施方式】:
[0030]以下是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。[0031]如圖1所示，統(tǒng)一收集后的餐廚垃圾進入廠區(qū)后，首先在脫水機上進行機械擠壓濾淋脫水，將固相垃圾水含量降低到50%左右，得到固相垃圾、液相固相摻雜的混合相垃圾；分離出來的固相垃圾進入機械分選段進行分選，分選出塑料、金屬及玻璃等不可用組分，得到可用固相垃圾組分在破碎機中進行破碎處理，使垃圾大小均勻化，增強垃圾脫水性能；破碎后的固相垃圾進入水熱濕解罐進行濕解，通入飽和蒸汽加熱使溫度達到140°C?160°C，壓力為0.4?0.7MPa，反應并維持60min?80min，在水熱濕解罐同時進行消毒、改善脫水性能；濕解完成后，濕解后的餐廚垃圾由濕解罐底部產物出口排出；所述濕解罐包括底部設有支架的罐體、設在罐體頂部的餐廚垃圾進料口、蒸汽入口、安全閥、壓力計和小排氣閥，設在罐體底部的產物出口 ；濕解后的餐廚垃圾由濕解罐底部產物出口快速噴出并進入噴放罐中，進入噴放罐的垃圾由于壓力突然降低，發(fā)生膨化和閃蒸，水分迅速氣化并由排氣口排出，膨化后的垃圾被截留在噴放罐中暫存；噴放罐中的垃圾經閃蒸脫水后含水率可降到30%左右，然后再送到干燥機進行進一步的干燥，將水含量降低到5%以下；根據最終產品需要向干燥后的餐廚固相物添加適當?shù)奶砑觿?即營養(yǎng)配料)后在自動裝袋機上計量、充裝、封口完成包裝。
[0032]在脫水機上機械脫水后得到的液相固相摻雜的混合相垃圾經油、水、渣三相分離機進行分離，分離出來的油脂收集后可作為生物柴油原料出售，分離出的廢水在廢水處理池內進行凈化處理后回用或排放，分離出來的渣直接送進濕解罐中水熱濕解。
[0033]本發(fā)明在實際實施中分三個階段逐步對餐廚垃圾進行脫水，與一步法直接加熱干燥脫水相比具有良好的節(jié)能效果。例如:在餐廚垃圾溫度為25°C，含水率為70%時，每噸餐廚垃圾中含有700kg水，將其干燥至5%的含水率時需要蒸發(fā)650kg水，耗煤約133kg (60%的熱能用于蒸發(fā)水分)。而本發(fā)明經過前兩部的脫水后，最終需要用熱能干燥蒸發(fā)的只有大約300kg的水，只需耗煤61.4kg，節(jié)能約54%。若進一步考慮余熱利用節(jié)能可達70%
[0034]實現(xiàn)上述工藝的核心設備是水熱濕解罐，如圖2所示，水熱濕解罐包括底部設有支架10的罐體1、設在罐體I頂部的餐廚垃圾進料口 3、蒸汽入口 7、安全閥4、小排氣閥6，設在罐體I底部的產物出口 11 ;所述罐體I設有保溫層2、溫度計8、檢修口 9。
[0035]工作過程如下:
[0036]破碎后的固相垃圾進入水熱濕解罐，裝填到濕解罐體積2/3左右后停止裝料，封閉餐廚垃圾進料口 3 ;通過蒸汽入口 7向水熱濕解罐通入過熱蒸汽，觀察設在罐體I的壓力計5和溫度計8，使溫度在140°C?160°C，壓力在0.4?0.7MPa范圍內，維持60min?80min ;水熱濕解完成后，快速打開產物出口 11，濕解產物噴入噴放罐，閃蒸脫水。
【權利要求】
1.一種餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法，包括如下步驟: a、收集的餐廚垃圾首先進入脫水機進行機械脫水，得到固相垃圾、液相固相摻雜的混合相垃圾； b、將步驟a分離出來的固相垃圾進入機械分選段進行分選，分選出不可用組分，得到可用固相垃圾組分； C、將步驟b分選后的固相垃圾在破碎機中進行破碎處理； d、步驟c得到的破碎后固相垃圾進入水熱濕解罐，然后通入飽和蒸汽進行濕解，溫度為140°C?160°C，壓力為0.4?0.7MPa，60min?80min完成濕解，濕解后的餐廚垃圾由濕解罐底部產物出口排出；所述濕解罐包括底部設有支架的罐體、設在罐體頂部的餐廚垃圾進料口、蒸汽入口、安全閥、壓力計和小排氣閥，設在罐體底部的產物出口 ； e、步驟d經濕解處理后的餐廚垃圾由濕解罐中噴入噴放罐發(fā)生膨化、閃蒸而脫水； f、步驟e得到的產物送到干燥機進行進一步干燥； g、干燥后的餐廚固相物添加適當?shù)奶砑觿┖笤谧詣友b袋機上計量、充裝、封口完成包裝； h、將步驟a得到的液相固相摻雜的混合相垃圾經油、水、渣三相分離機進行分離，分離出來的油脂收集后可作為生物柴油原料出售，分離出的廢水在廢水處理池內進行凈化處理后回用或排放，分離出來的渣直接送進濕解罐中水熱濕解。
2.根據權利要求1所述的餐廚垃圾水熱濕解聯(lián)產動物飼料和生物柴油原料的方法，其特征在于，所述水熱濕解罐罐體還設有溫度計和保溫層。
【文檔編號】C10L1/02GK103480634SQ201310439206
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】熊祖鴻, 魯敏, 嚴密, 郭華芳, 陳勇, 范根育 申請人:中國科學院廣州能源研究所