一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，包括破袋工序、初級(jí)破碎工序、磁選工序、風(fēng)選工序、二次破碎、滅菌干燥、混合、成型、催化減壓解聚合反應(yīng)、精餾等步驟。本發(fā)明克服了當(dāng)前垃圾處理帶來的有價(jià)值垃圾浪費(fèi)、土地資源占用和有害氣體排出的問題。本發(fā)明中由篩選出的可燃垃圾制取柴油的催化低壓解聚合工藝反應(yīng)溫度和壓力要求不高，但合成效率非常理想，為今后大規(guī)模裝置的產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【專利說明】一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，垃圾處理與處置問題已經(jīng)成為我國(guó)大中城市發(fā)展中必須解決的問題。到2010年，全國(guó)城市生活垃圾總產(chǎn)量已達(dá)1.52億噸，2015年估計(jì)達(dá)到1.79億噸。解決我國(guó)城市生活垃圾的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)垃圾減量化、資源化及無害化處理。目前我國(guó)采用的垃圾處理方法主要有:衛(wèi)生填埋、堆肥以及焚燒發(fā)電。
[0003]與傳統(tǒng)的垃圾填埋相比，將城市垃圾制成垃圾衍生燃料和柴油，可節(jié)約填埋土地資源，變廢為寶，是城市的生活垃圾處置最佳方式。
[0004]壓縮成型后的垃圾衍生燃料，具有優(yōu)秀的運(yùn)輸性，其能量密度大大提高，熱值接近煤炭，適當(dāng)加入添加劑燃燒后，燃燒效率比焚燒原生垃圾要高，而且在技術(shù)上完全解決了二噁英的污染問題，有效提高了垃圾處理效益，同時(shí)為節(jié)能減排產(chǎn)生積極作用，有著極大的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
[0005]自然界化石燃料的產(chǎn)生要上萬年，而催化減壓解聚合反應(yīng)生成柴油把上萬年的碳循環(huán)過程減少到短短的三分鐘。而且產(chǎn)出的這種柴油燃料，具有近乎無限耐用的年限，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)不會(huì)有粘性有機(jī)物質(zhì)存在。相比之下，由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得出的生物柴油，具有有限耐用年限，并且會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)留有不良粘性有機(jī)物質(zhì)，作為機(jī)車燃料存在一定使用隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種可充分利用城市垃圾、方便、易操作的城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:包括下列步驟:
(1)破袋工序:將袋裝垃圾進(jìn)行破袋、碾壓；
(2)初級(jí)破碎工序:將垃圾混合物用破碎設(shè)備進(jìn)行初級(jí)破碎成較小的碎塊，其直徑2-4
cm ；
(3)磁選工序:將廢金屬物質(zhì)從以上混合物碎塊中分離去除；
(4)人工篩選和風(fēng)選工序:將以上步驟得到的初級(jí)破碎物，先進(jìn)行人工篩選，選出廚余垃圾和有害垃圾物質(zhì)，再進(jìn)行風(fēng)選篩選出無機(jī)廢固物和可燃物；篩選出的可燃物轉(zhuǎn)入以下工序；
(5)二次破碎:將以上得到的可燃物垃圾進(jìn)行二次破碎成細(xì)小的碎塊，其直徑為3-8mm ；
(6 )滅菌干燥:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊進(jìn)行高溫蒸汽滅菌，再進(jìn)行干燥至含水率在12%以內(nèi)；
(7)混合:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊在混合攪拌設(shè)備中和添加劑混合均勻； (8)成型:將以上得到的一部分可燃物垃圾小碎塊混合物成型為固體垃圾衍生燃料；
(9)催化減壓解聚合反應(yīng):將得到的其余可燃物垃圾小碎塊混合物投入流體旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)的熱油懸浮液中進(jìn)行催化減壓解聚合反應(yīng)，分子將在催化轉(zhuǎn)換器的作用下裂解，生成液態(tài)油質(zhì)混合物，同時(shí)產(chǎn)生少量溫室氣體C02和灰分；C02通入反應(yīng)器:將生成的CO2通入原反應(yīng)器中循環(huán)利用。
[0008]催化減壓解聚合反應(yīng)將產(chǎn)生70-80%柴油(C16)、10%蒸餾水、7%_9%灰分和少量C02。其中灰分可用于堆肥。
[0009](10)精餾:將液態(tài)油質(zhì)混合物在精餾塔內(nèi)進(jìn)行蒸餾分離，分別生成液態(tài)柴油(C16)和蒸餾水。生成的柴油可作為熱量供應(yīng)給催化反應(yīng)。
[0010]步驟(7)中的添加劑為Ca(OH) 2或CaO，以減少固體垃圾衍生燃料燃燒后產(chǎn)生酸性氣體如HCl。
[0011]所述固體垃圾衍生燃料為粉筆狀固體，直徑為15-20mm,長(zhǎng)度為50mm，含水量低于10%?？捎米龉徨仩t、發(fā)電鍋爐、水泥窯爐的燃料。燃燒后的灰渣可作為制造水泥的有效成分。
[0012]所述催化減壓解聚合反應(yīng)為一步法制得液體油制混合物，反應(yīng)溫度為2800C -3500C ;反應(yīng)壓力為常壓或微負(fù)壓，轉(zhuǎn)化效率高于80%。催化減壓解聚合反應(yīng)使用的催化劑為一種納米級(jí)晶體粉末，其成分是鈉鋁硅酸鹽沸石或鈣鋁硅酸鹽沸石，作用是裂解長(zhǎng)鏈聚合分子獲得短鏈柴油分子，催化反應(yīng)后以鹽晶體NaCl、CaC12的形式存在排出?；厥战馕胶罂蛇M(jìn)行回用。
[0013]經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括玻璃、石塊、建筑垃圾的無機(jī)廢固物送至垃圾綜合治理廠處理；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的廚余垃圾送去堆肥；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括廢電池、燈管、過期藥品的有害垃圾物質(zhì)送至專業(yè)處理廠。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:1.本發(fā)明克服了當(dāng)前垃圾處理帶來的有價(jià)值垃圾浪費(fèi)、土地資源占用和有害氣體排出的問題。2.發(fā)明技術(shù)中可燃垃圾一步法制取液體柴油，比當(dāng)前技術(shù)兩步法制取柴油(先由垃圾轉(zhuǎn)化為天然氣，再由費(fèi)托合成生成柴油)技術(shù)先進(jìn)、步驟簡(jiǎn)化，節(jié)省了廢氣處理系統(tǒng)的投資。3.本發(fā)明中由篩選出的可燃垃圾制取柴油的催化低壓解聚合工藝反應(yīng)溫度和壓力要求不高，但合成效率非常理想，為今后大規(guī)模裝置的產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，包括下列步驟:
(1)破袋工序:將袋裝垃圾進(jìn)行破袋、碾壓；
(2)初級(jí)破碎工序:將垃圾混合物用破碎設(shè)備進(jìn)行初級(jí)破碎成較小的碎塊，其直徑2-4
cm ；
(3)磁選工序:將廢金屬物質(zhì)從以上混合物碎塊中分離去除； (4)人工篩選和風(fēng)選工序:將以上步驟得到的初級(jí)破碎物，先進(jìn)行人工篩選，選出廚余垃圾和有害垃圾物質(zhì)，再進(jìn)行風(fēng)選篩選出無機(jī)廢固物和可燃物；篩選出的可燃物轉(zhuǎn)入以下工序；
(5)二次破碎:將以上得到的可燃物垃圾進(jìn)行二次破碎成細(xì)小的碎塊，其直徑為3_8mm ；
(6)滅菌干燥:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊進(jìn)行高溫蒸汽滅菌(溫度115-135?，時(shí)間10-30min)，再進(jìn)行干燥至含水率在12%以內(nèi)；
(7)混合:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊在混合攪拌設(shè)備中和添加劑混合均勻；
(8)成型:將以上得到的一部分可燃物垃圾小碎塊混合物成型為固體垃圾衍生燃料；
(9)催化減壓解聚合反應(yīng):將得到的其余可燃物垃圾小碎塊混合物投入流體旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)的熱油懸浮液中進(jìn)行催化減壓解聚合反應(yīng)，分子將在催化轉(zhuǎn)換器的作用下裂解，生成液態(tài)油質(zhì)混合物，同時(shí)產(chǎn)生少量溫室氣體C02和灰分；C02通入反應(yīng)器:將生成的CO2通入原反應(yīng)器中循環(huán)利用。
[0018]催化減壓解聚合反應(yīng)將產(chǎn)生70-80%柴油(C16 )、10%蒸餾水、7%_9%灰分和少量C02。其中灰分可用于堆肥。
[0019](10)精餾:將液態(tài)油質(zhì)混合物在精餾塔內(nèi)進(jìn)行蒸餾分離，分別生成液態(tài)柴油(C16)和蒸餾水。生成的柴油可作為熱量供應(yīng)給催化反應(yīng)。
[0020]步驟(7)中的添加劑為Ca(OH)2或CaO (用量一般為可燃物垃圾小碎塊重量的
0.1-5%)，以減少固體垃圾衍生燃料燃燒后產(chǎn)生酸性氣體如HCl。
[0021]所述固體垃圾衍生燃料為粉筆狀固體，直徑為15-20mm,長(zhǎng)度為50mm，含水量低于10%?？捎米龉徨仩t、發(fā)電鍋爐、水泥窯爐的燃料。燃燒后的灰渣可作為制造水泥的有效成分。
[0022]所述催化減壓解聚合反應(yīng)為一步法制得液體油制混合物，反應(yīng)溫度為2800C -3500C ;反應(yīng)壓力為常壓或微負(fù)壓，轉(zhuǎn)化效率高于80%。催化減壓解聚合反應(yīng)使用的催化劑為一種納米級(jí)晶體粉末，其成分是鈉鋁硅酸鹽沸石或鈣鋁硅酸鹽沸石，作用是裂解長(zhǎng)鏈聚合分子獲得短鏈柴油分子，催化反應(yīng)后以鹽晶體NaCl、CaC12的形式存在排出?；厥战馕胶罂蛇M(jìn)行回用。催化劑的用量為參與催化減壓解聚合反應(yīng)的反應(yīng)物總重量的1_2%。
[0023]經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括玻璃、石塊、建筑垃圾的無機(jī)廢固物送至垃圾綜合治理廠處理；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的廚余垃圾送去堆肥；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括廢電池、燈管、過期藥品的有害垃圾物質(zhì)送至專業(yè)處理廠。
【權(quán)利要求】
1.一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:包括下列步驟: (1)破袋工序:將袋裝垃圾進(jìn)行破袋、碾壓； (2)初級(jí)破碎工序:將垃圾混合物用破碎設(shè)備進(jìn)行初級(jí)破碎成較小的碎塊，其直徑2-4cm ； (3)磁選工序:將廢金屬物質(zhì)從以上混合物碎塊中分離去除； (4)人工篩選和風(fēng)選工序:將以上步驟得到的初級(jí)破碎物，先進(jìn)行人工篩選，選出廚余垃圾和有害垃圾物質(zhì)，再進(jìn)行風(fēng)選篩選出無機(jī)廢固物和可燃物；篩選出的可燃物轉(zhuǎn)入以下工序； (5)二次破碎:將以上得到的可燃物垃圾進(jìn)行二次破碎成細(xì)小的碎塊，其直徑為3-8mm ； (6 )滅菌干燥:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊進(jìn)行高溫蒸汽滅菌，再進(jìn)行干燥至含水率在12%以內(nèi)； (7)混合:將以上得到的可燃物垃圾小碎塊在混合攪拌設(shè)備中和添加劑混合均勻； (8)成型:將以上得到的一部分可燃物垃圾小碎塊混合物成型為固體垃圾衍生燃料； (9)催化減壓解聚合反應(yīng):將得到的其余可燃物垃圾小碎塊混合物投入流體旋轉(zhuǎn)裝置內(nèi)的熱油懸浮液中進(jìn)行催化減壓解聚合反應(yīng)，分子將在催化轉(zhuǎn)換器的作用下裂解，生成液態(tài)油質(zhì)混合物，同時(shí)產(chǎn)生少量溫室氣體C02和灰分； (10)精餾:將液態(tài)油質(zhì)混合物在精餾塔內(nèi)進(jìn)行蒸餾分離，分別生成液態(tài)柴油和蒸餾水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:步驟(7)中的添加劑為Ca(OH)2或CaO。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:所述固體垃圾衍生燃料為粉筆狀固體，直徑為15-20mm,長(zhǎng)度為50mm，含水量低于10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:所述催化減壓解聚合反應(yīng)為一步法制得液體油制混合物，反應(yīng)溫度為280°C -350°C ;催化減壓解聚合反應(yīng)使用的催化劑為一種納米級(jí)晶體粉末，其成分是鈉鋁硅酸鹽沸石或鈣鋁硅酸鹽沸石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種城市垃圾制取垃圾衍生燃料和柴油的方法，其特征是:經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括玻璃、石塊、建筑垃圾的無機(jī)廢固物送至垃圾綜合治理廠處理；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的廚余垃圾送去堆肥；經(jīng)步驟(4)風(fēng)選篩選出的包括廢電池、燈管、過期藥品的有害垃圾物質(zhì)送至專業(yè)處理廠。
【文檔編號(hào)】C10L5/46GK104263398SQ201410558365
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】馮曦 申請(qǐng)人:馮曦