本發(fā)明公開了一種城市生活垃圾焚燒爐顆粒燃料的生產(chǎn)方法，它包括分選、破碎，瀝水蒸發(fā)，二次粉碎，造粒，烘干幾個(gè)步驟，通過(guò)本發(fā)明所提供的方法制備好顆粒燃料后，再進(jìn)行焚燒，是改變現(xiàn)有焚燒爐工作狀況的最佳途徑，同時(shí)減小了垃圾焚燒處理對(duì)原料、熱值及水份的要求，提高了焚燒法處理垃圾的適用范圍，減小能耗及成本，提高處理能力和熱能輸出，并極大降低尾氣所造成之二次污染，是一項(xiàng)重要技術(shù)突破，此外，利用該技術(shù)可將現(xiàn)已停產(chǎn)的焚燒爐重新啟動(dòng)使用，極大地節(jié)約了投資，富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒燃料。
1、一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：(1)分選、破碎：對(duì)城市垃圾進(jìn)行分選，分選出可燃垃圾，再將這些可燃垃圾破碎成粒徑≤100mm的垃圾塊料；
(2)瀝水蒸發(fā)：將上述垃圾塊料在壓力為2900～3300Pa的瀝離倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行混合和瀝水，蒸發(fā)垃圾塊料中的水份，至垃圾塊料含水量≤40%;
(3)二次粉碎：將含水量≤40%的垃圾塊料進(jìn)行二次粉碎，形成粒徑≤50mm的垃圾塊料；
(4)造粒：向粒徑≤50mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量3-8%的助劑，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成垃圾顆粒料；
(5)烘干：將上述垃圾顆粒料在100-200℃之間烘干，至含水量≤20%，即得城市垃圾焚燒爐顆粒燃料。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在分選、破碎步驟中，混合垃圾的破袋率≥950h。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在瀝水蒸發(fā)步驟中的2900-3300Pa壓力是充氧形成的。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在造粒步驟中所添加的助劑是氧化鈣、碳酸鈣或熟石灰其中的任意一種。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在造粒步驟中，形成的垃圾顆粒料的粒徑為20-30 mm、長(zhǎng)度為40~100mm。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在造粒步驟中，形成的垃圾顆粒料的含水量≤36%。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于在烘干步驟中所采用的溫度為150℃。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種城市生活垃圾焚燒爐顆粒燃料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)
城市垃圾中含有許多容易發(fā)酵的有機(jī)物質(zhì)，不經(jīng)過(guò)處理，放置則會(huì)產(chǎn)生臭味和污染性滲濾液，影響環(huán)境。傳統(tǒng)的垃圾處理方式中，如衛(wèi)生填埋法，其占地面積很大，處理費(fèi)用較高，不僅浪費(fèi)大量土地資源，而且還帶來(lái)了環(huán)境污染，適用價(jià)值越來(lái)越低，該方法已逐漸被淘汰；又如堆肥法，其有機(jī)物的利用不完全，加之肥料成份復(fù)雜，減量化較小等因素，也正逐步被淘汰。
城市垃圾處理的無(wú)害化、減量化和能源化是當(dāng)今垃圾處理發(fā)展的重要方向，主要是以焚燒垃圾的方法為主，垃圾的焚燒因其具有的許多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)將逐步成為城市生活垃圾無(wú)害化處理的主流，主要表現(xiàn)在：一、垃圾經(jīng)焚燒處理后，垃圾中的病原體徹底消滅，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體和煙塵經(jīng)處理后達(dá)到排放要求，無(wú)害化程度較高；二、垃圾經(jīng)焚燒后可減重80%，減容90%以上，減量效果好，熱解后體積大大減小，可節(jié)約大量土地。三、產(chǎn)生的尾氣、熱能可充分回收和利用，使垃圾處理能夠獲得經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)垃圾處理的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)城市垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)80年代中期，“八五”期間被列為國(guó)家科技攻關(guān)技術(shù)�，F(xiàn)在正處于發(fā)展和研究階段，技術(shù)成熟程度較低，設(shè)備普遍運(yùn)行效果差，總計(jì)運(yùn)行工廠數(shù)，在各種垃圾處理方式中不足10%。工廠運(yùn)行各項(xiàng)指標(biāo)長(zhǎng)期達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；主要運(yùn)行指標(biāo)如下：平均垃圾電能熱回收率在5%~8%，最高為10%，垃圾的減容率為60%~80%，爐渣中有機(jī)物含量≥3%，爐渣熱灼減率≥5%，受垃圾水份和發(fā)熱值限制，長(zhǎng)期添加大量的助燃物質(zhì)煤或重油，添加量高達(dá)15%~30%，大幅提高處理成本。尾氣中粉塵濃度較高，長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)排放。
基于此：我國(guó)垃圾焚燒爐處理運(yùn)行費(fèi)用，約為60~90元／t鮮垃圾，整個(gè)焚燒廠長(zhǎng)期虧損運(yùn)行，同時(shí)尾氣及爐渣的二次污染問(wèn)題至今尚未完全解決，為政府背上沉重包袱，阻礙了整個(gè)技術(shù)和推廣及應(yīng)用。
現(xiàn)有的焚燒垃圾的方法主要是，將垃圾投入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行堆燒，在生爐發(fā)火時(shí)和焚燒過(guò)程中隨時(shí)添加煤、重油等助燃物質(zhì)，使垃圾的燃燒更加充分，垃圾燃燒后所產(chǎn)生的熱量被用于蒸氣鍋爐進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到能源利用的目的，所產(chǎn)生的尾氣處理后排放，在垃圾焚燒前，有的還進(jìn)行了垃圾的分選和破碎。但是，這種垃圾焚燒的方法存在如下缺點(diǎn)：
一、由于國(guó)內(nèi)垃圾含水率高，發(fā)熱值低，需添加大量助燃物質(zhì)和熱能補(bǔ)充物質(zhì)；
二、受垃圾粒度及各組分燃燒特性影響，焚燒過(guò)程停留時(shí)間不易控制，不完全燃燒情況突出，既加大排渣量，又影響尾氣排放質(zhì)量，熱能利用率低；
三、受垃圾不穩(wěn)定成份影響，爐內(nèi)溫度分布不均勻，焚燒質(zhì)量差：
四、垃圾經(jīng)簡(jiǎn)單處理，甚至于不處理，直接進(jìn)焚燒爐，爐內(nèi)孔隙率低，爐膛填充系數(shù)大，故與空氣混合程度低，不利于燃燒；
五、原生垃圾受熱后因其著火點(diǎn)差距大，容易出現(xiàn)局部塌陷，影響氧氣供應(yīng)，造成尾氣排放質(zhì)量差。
因此要提高焚燒爐的運(yùn)行質(zhì)量，加大熱能利用率，減少尾氣治理成本，首先應(yīng)在垃圾進(jìn)爐前進(jìn)行更有效的預(yù)處理，為焚燒創(chuàng)造有利條件。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種含水量低、發(fā)熱值高、所含熱值基本一致、燃燒效果好的城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，在焚燒爐中使用該顆粒燃料可以提高焚燒爐的運(yùn)行質(zhì)量，加大熱能利用率，提高尾氣排放質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)分選、破碎：對(duì)城市垃圾進(jìn)行分選，分選出可燃垃圾，再將這些可燃垃圾破碎成粒徑≤100mm的垃圾塊料；
(2)瀝水蒸發(fā)：將上述垃圾塊料在壓力為2900-3300Pa的瀝離倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行混合和瀝水，蒸發(fā)垃圾塊料中的水份，至垃圾塊料含水量≤40%;
(3)二次粉碎：將含水量≤40%的垃圾塊料進(jìn)行二次粉碎，形成粒徑≤5 0mm的垃圾塊料；
(4)造粒：向粒徑≤50mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量3-8%的助劑，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成垃圾顆粒料；
(5)烘干：將上述垃圾顆粒料在100-200℃之間烘干，至含水量≤20%，即得城市垃圾焚燒爐顆粒燃料。
其中，在分選、破碎步驟中，混合垃圾的破袋率≥95%，所謂破袋率是指針對(duì)中國(guó)垃圾特性而言的概念，中國(guó)城市生活垃圾以未分類混合袋裝為主，如果對(duì)包裝袋不能有效解破，將無(wú)法進(jìn)行有效分揀，將對(duì)后續(xù)加工造成極大影響。對(duì)此提出破袋率概念，用其代表加工過(guò)程中對(duì)垃圾包裝袋的破解百分比。
在瀝水蒸發(fā)步驟中的2900-3300Pa壓力是靠充入空氣形成的，在此過(guò)程中沖入空氣的作用在于：一、通過(guò)空氣循環(huán)帶走大部分水份；二、利用空氣中氧氣的作用保證瀝離過(guò)程中垃圾不產(chǎn)生甲烷等有害氣體，從而降低有害氣體含量；三、沖入空氣可以減少惡臭氣體的產(chǎn)生或減輕其濃度。
在造粒步驟中所添加的助劑是氧化鈣或碳酸鈣、熟石灰其中的任意一種，其作用在于：一、有效提高顆粒燃料強(qiáng)度；二、顆粒燃料在保存過(guò)程中不再產(chǎn)生二次發(fā)酵；三、在顆粒燃料燃燒過(guò)程中起脫氯劑作用。
在造粒步驟中，形成的垃圾顆粒料的粒徑為20 ~ 30mm、長(zhǎng)度為40 ~ 100mm;最好是粒徑為20mm、長(zhǎng)度為6 0-8 0mm;
在造粒步驟中，形成的垃圾顆粒料的含水量≤36%;
在烘干步驟中所采用的溫度最好為1 5 0℃。
按照本方法制得的焚燒爐顆粒燃料性能如下表：
本城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的使用方法非常簡(jiǎn)單，即將該顆粒燃料投入焚燒爐內(nèi)，在生爐發(fā)火時(shí)添加一定量的煤、重油等助燃物質(zhì)，使垃圾的啟燃更加容易，該顆粒燃料燃燒后利用自身的可燃性和產(chǎn)生的熱量在焚燒爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)了垃圾燒垃圾的局面，無(wú)須再次添加助燃物質(zhì)，所產(chǎn)生的熱量被用于蒸氣鍋爐進(jìn)行熱交換，熱量被充分利用，尾氣處理后排放；當(dāng)然，為優(yōu)化操作環(huán)境，還可以在中間過(guò)程中配置污水處理、除嗅、充氧等操作，這些技術(shù)屬于公知技術(shù)。
采用本發(fā)明制得的顆粒燃料具有相比于現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：
一、有效提高了垃圾的發(fā)熱值。經(jīng)物料恒算，低位發(fā)熱值800Kcal/kg的垃圾，經(jīng)上述過(guò)程加工后熱值可達(dá)1500～1600Kcal/kg；在此條件下極大提高了焚燒法處理垃圾的運(yùn)用范圍，在原來(lái)垃圾熱值達(dá)不到焚燒爐操作條件的城市，現(xiàn)在可以采用此方法進(jìn)行垃圾焚燒處理：
二、水份含量降低，著火點(diǎn)降低。由于本顆粒燃料的水份含量只有20%，極易點(diǎn)燃，除生爐發(fā)火除外，可以不加任何助燃物質(zhì)，即可實(shí)現(xiàn)垃圾的焚燒作業(yè)，充分節(jié)約了能源：
三、熱值穩(wěn)定。經(jīng)上述加工后的顆粒燃料，其內(nèi)在熱值基本一致，熱值相差較小，幾乎在同等條件均可燃燒或燒盡，從而提高了焚燒爐運(yùn)行穩(wěn)定性；
四、燃燒更加充分。上述顆粒燃料堆入焚燒爐后，由于顆粒之間的孔隙率較高，使其與空氣接觸程度大大提高，在有氧的環(huán)境下，顆粒燃料燃燒更加充分；
五、焚燒后顆粒燃料減量明顯。經(jīng)上述過(guò)程加工的顆粒燃料在焚燒爐內(nèi)燃燒后，垃圾減量60%，從而有效提高焚燒爐處理能力近1倍左右：
六、熱能利用率提高、尾氣排放質(zhì)量提高。由于燃燒條件的改善，焚燒爐輸出的有效熱能的利用率可提高40%左右，扣除原料加工成本，總系統(tǒng)能量回收利用率可提高近20%，尾氣粉塵排放減少近80%，排放質(zhì)量有效提高。
實(shí)施例1：
一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)分選、破碎：對(duì)城市垃圾進(jìn)行分選，除掉玻璃、卵石、金屬、骨頭等硬性物質(zhì)，分選出可燃垃圾，再將這些可燃垃圾破碎成粒徑≤100mm的垃圾塊料，并同時(shí)保證可燃垃圾的破袋率≥95%;
(2)瀝水蒸發(fā)：將上述垃圾塊料在充氧壓力為2900Pa的瀝離倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行混合和瀝水，蒸發(fā)垃圾塊料中的水份，至垃圾塊料含水量≤40%;
(3)二次粉碎：將含水量≤40%的垃圾塊料進(jìn)行二次粉碎，形成粒徑≤5 0mm的垃圾塊料；
(4)造粒：向粒徑≤5 0mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量3%的氧化鈣，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成粒徑為20mm、長(zhǎng)度為40~100mm的垃圾顆粒料；
(5)烘干：將上述垃圾顆粒料在100℃的溫度下烘干，至含水量≤20%為止，即得城市垃圾焚燒爐顆粒燃料。
實(shí)施例2：
一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)分選、破碎：對(duì)城市垃圾進(jìn)行分選，除掉玻璃、卵石、金屬、骨頭等硬性物質(zhì)，分選出可燃垃圾，再將這些可燃垃圾破碎成粒徑≤100mm的垃圾塊料，并同時(shí)保證可燃垃圾的破袋率≥95%;
( 2)瀝水蒸發(fā)：將上述垃圾塊料在充氧壓力為3300Pa的瀝離倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行混合和瀝水，蒸發(fā)垃圾塊料中的水份，至垃圾塊料含水量≤40%;
(3)二次粉碎：將含水量≤40%的垃圾塊料進(jìn)行二次粉碎，形成粒徑≤5 0mm的垃圾塊料：
(4)造粒：向粒徑≤50mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量8%的碳酸鈣，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成粒徑為30mm、長(zhǎng)度為60~80mm的垃圾顆粒料；
(5)烘干：將上述垃圾顆粒料在1 50℃的溫度下烘干，至含水量≤20%為止，即得城市垃圾焚燒爐顆粒燃料。
實(shí)施例3：
一種城市垃圾焚燒爐顆粒燃料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1) 分選、破碎：對(duì)城市垃圾進(jìn)行分選，除掉玻璃、卵石、金屬、骨頭等硬性物質(zhì)，分選出可燃垃圾，再將這些可燃垃圾破碎成粒徑≤100mm的垃圾塊料，并同時(shí)保證可燃垃圾的破袋率≥95%;
(2) 瀝水蒸發(fā)：將上述垃圾塊料在充氧壓力為3300Pa的瀝離倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行混合和瀝水，蒸發(fā)垃圾塊料中的水份，至垃圾塊料含水量≤40%;
(3)二次粉碎：將含水量≤40%的垃圾塊料進(jìn)行二次粉碎，形成粒徑≤5 0mm的垃圾塊料；’
(4)造粒：向粒徑≤5 0mm的垃圾塊料中添加垃圾塊料重量5%的熟石灰，混合均勻后再進(jìn)行擠壓造粒，形成粒徑為25mm、長(zhǎng)度為60~80mm的垃圾顆粒料；
(5)烘干：將上述垃圾顆粒料在200℃的溫度下烘干，至含水量≤20%為止，即得城市垃圾焚燒爐顆粒燃料。
總之，通過(guò)本發(fā)明所提供的方法制備好顆粒燃料后，再進(jìn)行焚燒，是改變現(xiàn)有焚燒爐工作狀況的最佳途徑，同時(shí)減小了垃圾焚燒處理對(duì)原料、熱值及水份的要求，提高了焚燒法處理垃圾的適用范圍，減小能耗及成本，提高處理能力和熱能輸出，并極大降低尾氣所造成之二次污染，是一項(xiàng)重要技術(shù)突破，此外，利用該技術(shù)可將現(xiàn)已停產(chǎn)的焚燒爐重新啟動(dòng)使用，極大地節(jié)約了投資。
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