[发明专利]一种生活垃圾制造陶粒的资源化循环利用生产工艺

摘要

本发明公开了一种生活垃圾制造陶粒的资源化循环利用生产工艺。工艺步骤生活垃圾处理，垃圾焚烧，飞灰储存，按20％的粘土或页岩、35％的生活垃圾焚烧飞灰、45％生活垃圾焚烧的焦渣配方陶粒制粒；陶粒煅烧。优点一是工艺步骤详尽明晰，技术参数经反复实验、研究确定，科学准确，充分公开，可确保技术方案的完全实现。二是使用的粘土是建筑废弃物筛分出来细粉料。三是将生活垃圾焚烧飞灰、焦渣及经处理后的渗滤液中水和建筑垃圾废弃粘土为生产原料制成陶粒生料球，再利用生活垃圾热解气化产生的可燃气体为燃烧介质替代燃煤及天然气对陶粒生料球进行干燥煅烧制成陶粒轻集料产品。四是工艺达到垃圾的“吃干榨净”，同时又减少了二次污染。

主权项

一种生活垃圾制造陶粒的资源化循环利用生产工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)生活垃圾由专用运输车辆运入处理厂区，经过地磅称重后卸入密封的垃圾储存发酵池内，发酵池的四周为40‑50cm厚的钢筋混凝土维护墙，发酵池的底部成梯型，发酵池底部安装有垃圾发酵产生的垃圾渗沥液过滤装置，过滤后的垃圾渗沥液经收集池收集后送入污水处理装置，采用混凝沉淀+UASB+MBR+NF处理工艺进行污水处理，将处理后达到排放标准的中水排入中水回用系统中用作陶粒的搅拌、制粒的用水，而经处理后产生的污泥，经浓缩脱水后送入热解气化炉的进料系统中由给料机均匀的送入热解气化焚烧炉内进行热解气化；而垃圾发酵产生的可燃气体沼气由安装在发酵池顶部的引风机将其和空气送入热解气化焚烧炉燃烧室用于垃圾的助燃；(2)经发酵后的垃圾由电动抓斗抓起放置在热解气化焚烧炉顶端的给料机的受料斗内，由喂料器均匀连续地将垃圾投入热解气焚烧炉，垃圾进入热解气化炉后，通过干燥、500℃～850℃高温热解气化，部分可燃物质分解为一氧化碳、气态烃类，具体步骤如下：第一步，垃圾中的树叶、木质物、蔬菜叶、塑料橡胶包装物、废纸、布有机可燃物，从炉顶部加入热解气化炉中，在下降的过程中与温度在80‑120℃的热解燃气接触，在1‑2小时内不断脱去附着水，水变成蒸汽和热解燃气一起排出炉外，垃圾逐步变干燥；第二步，干燥后的垃圾可燃物，在部分反应层上升过来的温度高达200‑450℃的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类、一氧化碳、焦油可燃气体和水蒸气，塑料橡胶中的氯元素生成氯化氢气体，硫元素生成硫化氢气体，上述所有气体一起从炉体上部排出；第三步，经过干馏后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土不可燃物，在1100‑1200℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳、氢可燃气体，从炉体中部排出，主要反应如下：C+O2＝CO2+408840kJ/kmolC+1/2O2＝CO+123217kJ/kmolCO2+C＝CO‑162405kJ/kmolC+H2O＝CO+H2‑118821kJ/kmolC+2H2O＝CO2+2H2‑75237kJ/kmol第四步，垃圾可燃物气化完成，变为含少量固定碳的无机熔渣，燃尽后的结焦状残渣受到燃烧室底部的一次供风冷却，再经燃烧室炉排下的机械除渣机排出至燃烧室炉的水封槽内，最后通过湿式出渣系统的输送机将焦渣作为生产陶粒的原料输送至陶粒生产线到焦渣储存仓内；采用热解气化工艺时，可热解气化垃圾由上料系统液压推进送料，进入热解气化炉；在高温、空气、水蒸气的共同作用下，经过热解反应产生可燃气体；再经过除尘、电捕焦油、冷却降温、净化、脱氯、脱硫、加压、干燥、储存工艺，得到热值为5500‑6500kj/Nm3、压力为11000～25000Pa的纯净商品燃气，而所得的商品燃气由管道连接至陶粒生产线的回转窑上给烧结陶粒提供气源；(3)生活垃圾热解气化产生的可燃气体经由电捕油装置过滤出烟气中的焦油则由管道输回至热解气化焚烧炉内进行焚烧如此循环；经除尘、净化、脱氯、脱硫、干燥产生的占垃圾总量1.5‑3％的飞灰，由输送机将其作为生产陶粒的原料送至陶粒生产线的飞灰储存仓内；(4)烧结陶粒的原料配方：20％的粘土或页岩、35％的生活垃圾焚烧飞灰、45％生活垃圾焚烧的焦渣；(5)将粘土或页岩、焦渣按照配方比例由输送机从各储存仓输送至陶粒生产线的破碎机内进行破碎研磨，制成粒径为2毫米以下的细骨料；按原料配方比例将细骨料送入陶粒生产线中的搅拌机内，再按原料配方比例将飞灰送入搅拌机内，注入中水回用系统中的中水进行搅拌，搅拌均匀后再由输送机将其送入陈化仓内进行4‑5小时的陈化，经陈化后的原料由输送机送至陶粒生产线的造粒机的暂存仓中，由暂存仓的给料机给造粒机均匀给料的同时喷入中水回用系统中的中水进行制粒；(6)将造好的陶粒生料球，由输送机送入陶粒生产线的回转窑内，回转窑接入生活垃圾热解气化收集的可燃气体进行燃烧，对陶粒生料球进行预热、烘干、煅烧；陶粒生料球在回转窑内，先将陶粒生料球以恒定速率从室温增温至190～200℃，在190～200℃保持55～60min，然后以2～3℃/min的速率分别加热至最高温度1000～1200℃，在最高温度时保持55～60min，使陶粒生料球中飞灰、焦渣中的二噁英、重金属在高温煅烧中分解生成无害的盐类物质固化在陶粒中，然后再以2～3℃/min的速率降温至480～500℃，将降温产生的热气由引风机送至回转窑生料球的预热和烘干部位用于生料球的预热和烘干以达到余热回用的效果，部分需排放的烟气经烟气处理系统脱硫、除尘等处理后达标排放；烧成的陶粒经风冷至30～40℃时逐步排出炉外进行自然冷却至常温再进行筛分分级出厂。