[发明专利]利用城市生活垃圾生产燃料气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及将废物转变为有用物质的方法，进一步而言，涉及将城市垃圾转变为燃料气体的方法，特别涉及甲烷燃料气。

背景技术

城市垃圾日益增多，而能源危机却日益加剧。目前，对于城市生活垃圾，已经有许多处理方法。例如中国专利98111279.X号“城市垃圾的气化方法及垃圾气化炉”、200410011274.7号“一种垃圾型煤及生产方法”、200510004873.0号“一种从垃圾填埋气中体制取甲烷的方法及其设备”、200610008464.2号“一种新型城市垃圾无害化资源化处理装置”等。这些方法均有一定处理垃圾、使其资源化的效果，但这些方法尚未满足彻底消化城市生活垃圾的要求，其改善环境的状况、耗费能量的情况、回收成本的高低，尚无法判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用城市生活垃圾生产燃料气的方法，以达到大量回收源源不断产生的大量城市生活垃圾、保护生态环境、提供永不枯竭的廉价生活能源的目的。

发明人从天然油气形成的原理得到启示，所发明的利用城市生活垃圾生产燃料气的方法包括：首先将城市生活垃圾经过分捡，除去不能用来制燃料气的固体杂质；接着将垃圾和城市的阴沟污油泥水在分离池中混合，搅拌，清除细小的杂质；然后将生活垃圾与污油泥水、人畜粪尿贮存在临时贮存池，定时再将混合物料送入闭封闷罐大池，进行加热菌解，产生含甲烷燃料气体；最后将含甲烷燃料气体经过两次降温，制得高纯度的甲烷气体，便可贮存或供应居家作燃料气。

上述第一步的分捡，是将可捡出的砖块、瓦片、玻璃、铁钉、废电池、煤渣、废塑料等不能用来制燃料气的固体杂质分别捡出，分别送到专门的处理场地去。

上述第二步垃圾和由城市餐馆等排出的污油泥水混合与搅拌，是使细小的碎石、泥沙、铁屑、瓦砾等沉入池底，以便从底部清除。

上述第三步是将人畜粪尿直接倒入临时贮存池中，与上一步的物料混合，制成在闭封闷罐大池中制燃料气的预混物料。

上述第四步在闭封闷罐大池中加热菌解，是本发明的关键工序，该闭封闷罐大池是一个模拟形成天然气油田的地球、地壳夹缝空间似的缺氧还原环境，从上一步送来的预混物料在这样的环境中被加热菌解，大量水生低等生物菌群在其中繁衍，在适宜的温度和压力条件下，甲烷分解菌、纤维素分解菌、蛋白质分解菌等等多种菌群相互作用，在其产生热量的作用下较短时间内生成大量含甲烷的气体，其主要成分为：

甲烷，占总量的60％～80％，

二氧化碳，占总量的20％～40％，

水分，约为30～160g/m³，

硫化氢，约为5g/m³。

上述第五步含甲烷燃料气体的两次降温，是在管道内完成的，第一次降温是使含甲烷燃料气体的温度降至10℃～1℃，其中的水汽就冷凝在管道的壁上，汇聚后流回闭封闷罐大池；第二次降温是使含甲烷燃料气体的温度降至-32℃以下，使其中的二氧化碳液化后流回闭封闷罐大池。其余的气体就是纯度达到95％的甲烷气体。

上述闭封闷罐大池的结构如下：大池内空间地面的中心安装有一块既耐腐蚀又耐热的圆形不锈钢板，作为加热面板；其周围有锥形圆周面从四周向中心倾斜，供进入大池的混合物料从四周向中心流动；其下有供热的炉灶，给混合物料加温，创造菌解条件。大池中心槽安装有螺旋输送机，可将产气后的渣输送到槽口，出渣又从槽口离开闭封闷罐大池出去，进入液封中。大池的上部是一个闭封大闷罐，它可以堆放很多由垃圾制得的混合物料，其四周都密闭，物料进出口都有液封，确保大闷罐内处于缺氧还原状态，以利于厌氧水生菌群的繁衍；大闷罐顶部用来收集含甲烷的气体，因为甲烷比重小于空气；该顶部安装有气体排出管，含甲烷的气体由该管道进入降温室。大池的锥形圆周面还安装有伸缩型推板，用计算机程序控制其控制杆，将混合物料从进口液封推送入中心槽。

从闭封闷罐大池出来的渣采用卷叶输送机从液封中拉出，堆放在地面上自然干燥后，送到肥料厂加工成有机复合肥料。

发明人指出，甲烷(CH₄)是无色无味的可燃性气体，其产生的能量可达到37.3MJ/m³，其燃烧时热值可达到25000kJ/m³，其燃烧后产生二氧化碳和水，几乎没有污染。因此甲烷是一种高质量的燃料。