[发明专利]一种城市生活垃圾极度减量化和高度资源化处理过程和装备

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市生活垃圾处理技术领域，尤其涉及一种城市生活垃圾极度减量化和高度资源化处理过程和装备。

背景技术

伴随城镇化进程的加快，城市生活垃圾与日俱增。现有生活垃圾处置方法主要有两种：一是采用卫生填埋的方法；二是将垃圾送往垃圾焚烧厂进行焚烧发电。生活垃圾卫生填埋不仅占用大量土地、填埋场使用年限短，而且垃圾填埋场产生的垃圾渗滤液和散发的恶臭气体对环境造成严重污染。直接焚烧法可实现城市生活垃圾的减容化和资源化，但是其致命缺陷是焚烧过程产生的SO_X、NO_X、HCl、粉尘和残渣中的重金属，与当今我国雾霾天气增多的关系密切。垃圾焚烧烟气和飞灰中剧毒有机物二噁英含量较大，严重危害人类健康。

未分类的城市生活垃圾中含有大量的餐厨垃圾、园林垃圾、动物粪便和污水处理厂排放的剩余活性污泥等生物质废弃物。它们含有丰富的营养和大量水分，非常容易腐败，散发恶臭，是垃圾污染环境的主要因素。人们曾试图采用好氧堆肥或者厌氧发酵的方法消除城市生活垃圾中的生物质垃圾对环境的危害，但是由于这些处理过程或者存在环境污染问题，或者处理成本过高、发酵效率低下不能被推广应用。

随着城市人口的增长和工业发展，空气污染物排放和悬浮物大量增加，空气质量逐渐恶化，雾霾天气现象出现增多。除了气象条件，工业生产、机动车尾气排放、冬季取暖烧煤等导致的大气中颗粒物浓度增加，生活垃圾直接焚烧产生的SO_X、NO_X、HCl、粉尘、二噁英等二次污染物也是形成雾霾的一个重要因素。

在目前的垃圾热处置技术中，除了已比较成熟的垃圾焚烧发电技术外，还有垃圾热解气化技术。热解是指在无氧条件下，利用高温使固体废物中的有机成分发生裂解，产生挥发性气体物质、焦油和固体焦炭的过程。气化是指反应物热解过程中产生的炽热炭粒在还原性气氛下与气化剂发生反应，生成以一氧化碳和氢气及低分子量的烷烃组成的可燃气为主的转化过程。由此可以看出，对城市生活垃圾进行热解气化处理是使垃圾极度减量化和高度资源化利用的最好途径。在这里，气化剂主要包括水蒸气、二氧化碳等。在实际热解过程中，热解、气化往往同时存在于反应过程中。热解气化过程是在缺氧气氛下进行，从原理上减少了二噁英的生成，同时大部分的重金属在热解气化过程中溶入灰渣，减少了污染物排放量。与此同时，也使经过热解气化处理的垃圾转变成少量的热解炭和灰烬，使垃圾得到极大的减量化和高度的资源化。

就发明人所知，现有规模化的垃圾热解气化处理技术或者采用垃圾作为燃料的水煤气发生炉技术，或者采用焚烧垃圾对热解装置进行外围加热的垃圾热解技术。他们实质上完全是一种变相的垃圾焚烧技术。由于在处理过程中焚烧的垃圾都是含水量大的原生垃圾，垃圾燃烧前需要大量的热量烘干垃圾中的水分，因此，这些处理技术不仅存在着与焚烧垃圾发电相似的环境污染问题，而且因为热效率低造成垃圾资源化程度更低。

发明内容

为克服现有城市生活垃圾直接焚烧发电处理产生二次污染和采用煤气发生炉式热解气化装置处理垃圾技术产生二次污染及热效率低的不足，本发明揭示了一种城市生活垃圾极度减量化和高度资源化处理过程和装备。该发明是建立在发明人已申请的“一种城市生活垃圾压榨脱水装置”发明专利（专利申请号201110049074.0）基础上的一种城市生活垃圾处理技术。经过此种超高压垃圾压榨机的压榨处理，城市生活垃圾被一次性分类成含水量低的（在25%以下）、主要由垃圾中除了生物质废弃物之外的垃圾成分组成的干组分和含水量在60%以上的由垃圾中生物质废弃物细胞质浆料组成的湿组分。干组分通过本发明揭示的内热式热解气化系统转化成高热值的燃气和少量的炭渣及灰烬。湿组分通过发明人同时申请的另一项发明专利（申请号201410235737.1，专利名称：一种生物质废弃物低温湿热碳化处理技术和装置）揭示的低温湿热碳化装置转化成高热值的生物炭和鸟粪石。上述燃气、炭渣和生物炭除了可以直接作为上述处理过程的能源外，还可以作为能源供作它用。此外，湿组分还可以作为沼气发酵的原料生产沼气，发酵后的残渣——沼渣投入上述低温碳化装置被转化成生物炭。

以下通过对技术方案的描述，更加明确地揭示本发明所述的城市生活垃圾极度减量化和高度资源化处理过程和装备：

（1）城市生活垃圾预处理：由城市垃圾转运站收集的城市生活垃圾被装载设备（例如，抓斗）投入垃圾压榨机进行超高压压榨处理，被一次性分类成含水量很低（＜25%＝的干组分和主要由生物质废弃物浆料组成的湿组分；