專利名稱：無臭味垃圾燃料的制作方法
本申請涉及無臭味垃圾燃料由辦公部門、家庭等排出的垃圾大部分都是進(jìn)行填埋處理的，但其一部分往往成為蒼蠅和老鼠的發(fā)源地，產(chǎn)生衛(wèi)生上的問題，或者發(fā)出惡臭氣味、以及由于滲出液造成對周圍水域的污染，進(jìn)而由于發(fā)生的有害氣體使得樹木枯萎等而產(chǎn)生環(huán)境上的問題。
另一方面，對于每年都在增加垃圾量的大都市來說，確保填埋的場所愈來愈困難，因此，社會上強烈呼吁要減少垃圾的量。
作為上述的對策之一，提出了將可燃性的生活垃圾進(jìn)行干燥成形，作為燃料使用(例如發(fā)電)，試圖達(dá)到垃圾的減量和有效地利用資源的方法。
但以往的垃圾燃料，由于殘存有惡臭氣味，并產(chǎn)生粉塵，在使用上很是不便?；蛘咴诿酚昙竟?jié)時，不能保持形狀，膨脹，發(fā)霉，當(dāng)一沾水時，則完全崩解，使得垃圾中的溶出成分流出，發(fā)生惡臭氣味，存在著不可避免的二次公害的問題。
再者，由于燃燒時產(chǎn)生的氯化氫腐蝕設(shè)備，使得熱效率下降。
可是，例如為了使得發(fā)電廠穩(wěn)定且有效地運行，需要經(jīng)常貯存可以確保一定燃燒條件的并與發(fā)電量相平衡的必需量的垃圾?；?。
但如上所述，由于發(fā)生惡臭氣味，將大量的垃圾貯存在發(fā)電廠內(nèi)，不僅在衛(wèi)生和環(huán)境上是極其困難的，而且由于體積膨脹大，需要很大的占地面積。還有垃圾中的各種成分發(fā)熱量不同，所以得到一定的燃燒條件是困難的。
因此，在現(xiàn)階段中，對于垃圾的利用只是停留在利用其燃燒時的排熱來補充電力資源的程度。
本發(fā)明提供了以垃圾為熱源加以利用的無臭味的粒狀燃料，該粒狀燃料運輸容易并可長時間貯藏、保存及運輸，而且產(chǎn)生的氯化氫少，燃燒條件的變化少。為此，其目的是在于減少垃圾的量和促進(jìn)資源的利用，同時也減少了確保填埋地的困難。進(jìn)而可以解決由于填埋處理的填埋地的困難和臭味問題。
本發(fā)明是根據(jù)天然的褐煤或煤中的黑腐酸由于離子交換而具有脫臭性、和煤或褐煤的干燥粒子具有疏水性以及煤或褐煤中硫的作用使得燃燒氣體中的氯化氫減少的這些事實來完成的，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明由以下內(nèi)容構(gòu)成的，即，一種無臭味垃圾，其特征是將垃圾的粉碎物和破碎或粉碎了的煤或褐煤的混合物成形為固體而成的，在上述第1發(fā)明記載的無臭味垃圾燃料中混入具有吸附性的微粒物質(zhì)在上述第1或第2發(fā)明中分別記載的無臭味燃料中加入結(jié)合劑和水的固體化并干燥。
在上述第1、第2或第3發(fā)明中分別記載的在無臭味垃圾燃料中混入具有厭濕性的微粒物質(zhì)，上述第1-第4發(fā)明中分別記載的無臭味垃圾燃料，其中煤的粒徑在2.5mm以下、水含量在20%以下的粉碎煤，垃圾的粉碎物是由一般家庭和辦公室排出的垃圾干燥粉碎物，按上述第5發(fā)明記載的無臭味垃圾燃料，其中的煤或褐煤中的黑腐酸量是60-80重量%。
本發(fā)明中所說的煤是指源煤、亞碳煤、褐煤、瀝青煤、無煙煤等，其中的褐煤是指比泥煤的煤化度高，尚未達(dá)到的瀝青煤的煤。
另外，在本發(fā)明中，所稱破碎是指粒徑25mm以下，粉碎是指粒徑為2.5mm以下的過程。通過將煤或褐煤粉碎，可增大比表面積，因而增大吸附性。另外通過干燥，可增加疏水性(增大厭濕程度)。
特別是當(dāng)煤的粒徑在2.5mm以下，水含量20%以下時，可以顯著地產(chǎn)生上述無臭味性和貯存性。進(jìn)而，最好使煤或褐煤中含有的黑腐酸量控制在60-80重量%。
垃圾粉碎物和破碎或粉碎了的煤或褐煤的固體化方法并沒有特殊的限制，例如可用混合的進(jìn)行擠壓的方法。煤或褐煤對垃圾的混合比例是在20重量%以上，優(yōu)選的是50重量%以上。用于本發(fā)明中的垃圾種類可舉出一般家庭和辦公室排出的垃圾干燥粉碎物、粗垃圾等。
在本發(fā)明中為了提高消臭性，最好向垃圾燃料中混入具有吸附性的微粒物質(zhì)。作為具有吸附性的微粒物質(zhì)可以舉出具有離子交換能力的膨潤土，沸石，活性炭，離子交換樹脂。
另外，在本發(fā)明中，最好可向垃圾、煤或褐煤的混合物中加入結(jié)合劑和水使其固體化，并進(jìn)行干燥時，使其可成為堅固體，進(jìn)一步提高貯存性。用于此目的的結(jié)合劑，可舉出如水泥、石膏、石灰等，這些材料的用量，相對于垃圾燃料是10-50重量%的比例，同時加入的水是相當(dāng)于干燥垃圾的10-40重量%。
進(jìn)而在本發(fā)明中，混入具有厭濕性的微粒的物質(zhì)時，可起到防止霉發(fā)生、防止溶出成分流出、防止惡臭發(fā)生的效果。作為這種具有厭濕性的微粒物質(zhì)可以舉出如臘、焦油、碳粉、粉碎的塑料等。
本發(fā)明具有以下的作用。
①由于煤或褐煤的吸附性，可使垃圾的惡臭無臭味化。
②由于煤或褐煤的吸水性，可以減輕垃圾粉碎品的干燥工序負(fù)擔(dān)。
③由于混入對褐煤或煤具有厭濕性的微粒物質(zhì)，在梅雨季節(jié)和沾水時也可以保持形狀，防止霉的發(fā)生，防止溶出成分的流出，防止惡臭發(fā)生。
④由于混入褐煤或煤，垃圾燃料難以崩解，不會發(fā)生粉塵，對操作健康是有利的。
⑤由于混入適當(dāng)量褐煤或煤的發(fā)熱量，使得即使垃圾的發(fā)熱量發(fā)生變化也能得到大致一定的燃燒條件，可得到的均一的燃燒狀態(tài)，所以可以穩(wěn)定的發(fā)電。
⑥由于混入適當(dāng)量的煤或褐煤，所以可以減少燃燒氣體中的氯化氫。由此，可減少對鍋爐的腐食，增加熱效率。另外還可以減少在水泥工場中成為問題的，即在制造工序中的予熱器內(nèi)部由于氯化合物的復(fù)蓋物的生成，擴散而引起的堵塞事故。
也就是說垃圾的惡臭，通過混入最適量的上述褐煤或煤所產(chǎn)生的吸附性，不僅可消除臭味，而且由于結(jié)合劑作用使其堅固，把垃圾包封起來，所以幾乎沒有滲出液和有害氣體的發(fā)生。進(jìn)而，由于褐煤或煤的疏水性，即使與水接觸也不會變形，并由于褐煤或煤中的硫的作用，可以減少氯化氫的發(fā)生，所以幾<乎沒有滲出液和有害氣體的發(fā)生。因此，貯存容易，而且由于粒狀化使用也容易，并可以大量的貯存。
另外，由于混入適當(dāng)量的褐煤或煤而產(chǎn)生的發(fā)熱量，使得即使垃圾的發(fā)熱量改變，也可得到大致一定的燃燒條件，得到大致均一的燃料狀態(tài)，所以可以進(jìn)行穩(wěn)定的發(fā)電。進(jìn)而，還可以用于填埋工程。
另外，在工廠內(nèi)的垃圾槽內(nèi)與干燥的粉碎煤混合時，可以大幅度地抑制工廠內(nèi)的令人討厭的氣味。
參考例1例如，在俄國的諾伯夏庫青斯基市郊的巴甫洛夫斯基露天煤礦生產(chǎn)的褐煤，具有如表1所示的各種物質(zhì)，黑腐酸為70-80重量%。
作為參考例，首先試驗此褐煤對于農(nóng)藥二嗪農(nóng)的吸附性。即，把農(nóng)藥二嗪農(nóng)的40%乳劑(日本化藥化劑)稀釋到1000倍，配制成1000ml的水溶液，將此水溶液用過濾法吸附在200cc的褐煤的褐煤的粉碎物上(粒徑大小2mm)，除去褐煤，配制成試樣S1。另外作為對比，省去將二嗪農(nóng)稀釋水溶液吸附在褐煤上的工序，配制成試樣S2。將這樣配制的試樣S1，及試樣S2的規(guī)定量加以塑料容器中，比較二嗪農(nóng)的濃度時，如以下表2所示(日本化藥株式會社調(diào)查)，褐煤顯示了極高的吸附性。再者，由于上述的塑料容器吸附了若干的二嗪農(nóng)，所以分別測定水溶液及塑料容器中的二嗪農(nóng)濃度，將兩者的濃度之和作為全二嗪農(nóng)濃度。
另外，在試管中加入上述褐煤的粉碎物和香煙的煙霧后，進(jìn)行振蕩的結(jié)果，可以看出具有去除臭味等高的消臭性。
此外，使用亞甲蘭進(jìn)行脫色試驗，也可以得到很高的脫色結(jié)果。進(jìn)而還可確認(rèn)上述褐煤粉碎物具有被水難以潤濕的性質(zhì)。
表2
通過將具有消臭性(吸附性)、厭濕性的褐煤或煤與垃圾混合成形，可以作成大致一定的發(fā)熱量的無臭味以及貯存性良好的垃圾燃料。
也就是說，在垃圾的粉碎物和破碎后的具有吸附性的煤或褐煤的混合物中加入水泥等公知的結(jié)合劑來使其固體化。
此外，為了提高消臭性也可向其中混入具有離子交換功能的膨潤土、沸石等公知的具有吸附性物質(zhì)、混入殺蟲劑以防止害蟲的發(fā)生、混入使得褐煤或煤的吸附性持續(xù)的微生物，例如土壤菌，進(jìn)而是其營養(yǎng)劑，例如市售的有機肥料，必要時，進(jìn)而混入一種乃至數(shù)種上述的添加物，為了防止霉的發(fā)生和減少燃燒時的氯化氫，也可混入具有厭濕性的微粒物質(zhì)。
接著，調(diào)查了上述俄國產(chǎn)褐煤的其他特性。其結(jié)果如以下表3所示。此外，碘的吸附力按JIS K1474標(biāo)準(zhǔn)、焦糖脫色力按JISK1470標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定(1)吸附特性(褐煤的粒徑0.3mm以下)表3
從表3可以看出具有優(yōu)良的吸附力及脫色力。
另外，在實驗時使用的褐煤的粒度分布如表4所示。
表4
以下用實施例說明本發(fā)明。
實施例1將調(diào)整為粒徑2.5mm以下，水含量20%以下的煤(黑腐酸含量70-80%)50重量份和經(jīng)干燥的、份粉碎到粒徑為10mm左右的含有粗垃圾的一般生活垃圾50重量份，用混合機混合，用成形機擠壓成形。得到的垃圾燃料形狀是碳棒狀，直徑10-15mm、長度20-40mm。
用這種方法配合的燃料幾乎沒有惡臭感覺，而且由于其致密，還可得到大致一定的燃燒條件，在用作發(fā)電時氯化氫的量產(chǎn)生的少，通過燃燒實驗確認(rèn)了作為發(fā)電用及其他的燃料也是合適的。另外，通過實驗還證實了即使與水接觸也能保持原來形狀，并且由于黑腐酸可抑制霉的產(chǎn)生和、大幅度地控制流出成分的流出，為其長期保存創(chuàng)造條件。
再者，成形時的形狀可以選擇最適合燃燒爐的爐床結(jié)構(gòu)的形狀。
實施例2除了使用褐煤50重量份以外，其他重復(fù)實施例。結(jié)果得到與實施例1相同的優(yōu)良結(jié)果。
實施例3將粉碎到2mm左右以下的煤50重量份加入到容器中，并向其中混入可以延長煤的吸附時間的微生物，即土壤菌類以及作為微生物營養(yǎng)源的市售有機肥料。接著密閉此容器，使其中成為真空狀態(tài)后，向大氣開口，使微生物可進(jìn)入褐煤的細(xì)孔內(nèi)。而后加入干燥的并粉碎成粒徑10mm左右的含有粗垃圾的一般生活垃圾50重量份，按實施例1方法混合，用成形機進(jìn)行擠壓成形。
實施例4除了使用粉碎成2mm左右以下的褐煤50重量份以外，其他重復(fù)實施例3。
實施例5向攪拌機加入破碎到2mm左右以下粒徑的，具有吸附性的煤70重量份，和干燥并粉碎成粒徑為2mm左右的可燃性垃圾25重量份和作為結(jié)合劑的水泥5重量份，并一邊加水一邊攪拌，將得到的均勻混合物用造粒機造粒成粒徑為10mm左右顆粒后，進(jìn)行干燥。
實施例6除了使用破碎成2mm左右以下粒徑的褐煤70重量份以外，重復(fù)實施例5。
上述實施例3-6中配合的垃圾燃料，若放在手心上用鼻子聞一下幾乎感覺不到惡臭氣味，另外，由于其中大量地混合了煤或褐煤，所以可以得到大致一定燃燒條件下的燃燒，通過燃燒已證實可適用于發(fā)電和其他燃料上。
此外，為了增加垃圾的量，可進(jìn)行順次減少煤或褐煤的混入量實驗，當(dāng)然隨著煤或褐煤的混入量減少會感到臭味，這時就有必要混入微粒狀的沸石等吸附劑。
另外，在造粒時的粒徑要選定最適合于燃燒爐的爐床結(jié)構(gòu)的粒徑。
實施例7準(zhǔn)備A、B、C三個槽，在A槽中裝入干燥后，并粉碎成粒徑2mm左右的可燃性垃圾(含有粗垃圾的一般生活垃圾)30重量份。另外在B槽內(nèi)加入粉碎成粒徑2mm左右的褐煤70重量份和可延長褐煤吸附時間的微生物，即土壤菌類以及作為微生物營養(yǎng)源的市售有機肥料。而且，密閉B槽，一旦其中成為真空狀態(tài)后，向大氣開口，使得微生物進(jìn)入褐煤的微細(xì)孔內(nèi)。然后，將A槽和B槽的物料移到C槽，向其中加入水泥10-50重量份和水10-40重量份，并攪拌，用造粒機造粒后干燥，得到垃圾燃料。得到的垃圾燃料的消臭性及燃燒性與實施例1-6的結(jié)果相同，是個良好的產(chǎn)品。
實施例8在實施例7的垃圾燃料中，省略土壤菌及其營養(yǎng)源、水泥及水的添加，試驗得到的垃圾燃料的各種特性。其結(jié)果如以下所示。
實驗結(jié)果水浸漬特性(1)膨脹率表示在

圖1中。由圖1可以看出在混有褐煤的垃圾燃料與未混入褐煤的試樣比較，其抵抗水的浸漬力很強。
(2)溶出成分表5
×-大 ▲-少 ○-無從表5可以看出通過使用一定程度的褐煤，溶出成分便消失了。
另外，由于褐煤中的硫的作用，可以降低燃燒時氯化氫的發(fā)生，提高燃燒效率。
防臭特性(1)對于垃圾的防臭特性(功能試驗)
由表6及表7可以看出通過使用一定量以上的褐煤，可以得到優(yōu)良的消臭性。
再者，在圖2中表示了使用褐煤的細(xì)孔徑分布曲線。
參考例2為了測定不同水含量的、粒徑2.5mm以下的粉碎煤的厭濕性，將試樣放入裝有水的燒杯中，并攪拌幾次，而后，測定位于水面上部的試樣重量(如圖3所示)。
這里，厭濕性(%)是按照以下方式｛水面上部試樣(g)/試樣全重量(g)｝×100來計算的。
從圖3可以看出水含量在約20%之前可以得到優(yōu)良的厭濕性。
從以上可明顯地看出，按照本發(fā)明，可利用在世界上用途不大的褐煤和難以處理的垃圾，或者活用了煤所具有的特性，通過與垃圾的混合成形，可以除去臭味、得到易于搬運貯存，并且燃燒時可減少氯化氫的發(fā)生，增大熱回收效率，能得到大致一定燃燒條件的發(fā)電用或其他用的燃料，進(jìn)而可解決填埋問題，因此對于垃圾處理可發(fā)揮很大的效果。即可發(fā)揮以下的效果。
①由于褐煤或煤的吸附性，可使垃圾消除臭味。
②由于煤的吸水性，可以減少垃圾粉碎品的干燥工序。
③由于褐煤或煤的厭濕性，所以可以長期貯存，并可以作為特殊用燃料使用。
④由于在褐煤或煤中混入垃圾，使得混合物難以崩解，不發(fā)生粉塵，在操作上對健康有利。
⑤由于適當(dāng)量混入的褐煤或煤的發(fā)熱量，即使垃圾的發(fā)熱量改變，也可得到大致一定的燃燒條件，得到均勻的燃燒狀態(tài)，所以能夠進(jìn)行穩(wěn)定的發(fā)電等。
圖1是本發(fā)明的無臭味垃圾燃料抵抗水浸漬力的試驗表。
圖2是使用的褐煤的細(xì)孔徑分布曲線。
圖3是粉碎煤的水含量和厭濕性的關(guān)系圖。
權(quán)利要求
1.無臭味垃圾燃料，其特征是將垃圾的粉碎物和破碎或粉碎了的煤或褐煤的混合物成形固體化而制成的。
2.權(quán)利要求1記載的無臭味垃圾燃料，其中混入具有吸附性的微粒物質(zhì)。
3.權(quán)利要求1或2記載的無臭味垃圾燃料，其中加入結(jié)合劑和水后，固體化并干燥而成的。
4.權(quán)利要求1、2或3中分別記載的無臭味垃圾燃料，其中向該燃料中混入具有厭濕性的微微粒物質(zhì)。
5.權(quán)利要求1-4中分別記載的無臭味垃圾燃料，其中煤的粒徑在2.5mm以下，水含量在20%以下的粉碎煤，垃圾的粉碎物是由一般家庭和辦公室排出的垃圾干燥粉碎物。
6.權(quán)利要求5記載的無臭味垃圾燃料，其中煤或褐煤中的黑腐酸量是60-80重量%
全文摘要
本發(fā)明提供了以垃圾為熱源而加以利用的無臭味的粒狀燃料。該粒狀燃料運輸容易，并可長時間貯藏保存及運輸，而且產(chǎn)生的氯化氫少，燃燒條件的變化少。
文檔編號C10L5/46GK1095097SQ9410275
公開日1994年11月16日 申請日期1994年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月1日
發(fā)明者小石原健治, 長谷川武, 深井哲, 吉瀨寬 申請人:麻生水泥株式會社