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固体废弃物(生活垃圾)的处理工艺和技术浅析

1固体废弃物(生活垃圾)的预处理

1.1 破碎固体废弃物的破碎方法有干式、湿式和半湿式破碎三种方式。

1.1.1 、干式破碎:破碎方法要根据固体废弃物的机械强度及硬度来选择破碎方法和破碎机 。对于坚硬的废物采用挤压破碎和冲击破碎较好;对于韧性废物采用剪切破碎和冲击破碎或剪切破碎和摩擦破碎较好;对脆性废物采用劈碎、冲击破碎较好;对于橡胶类废物,采用低温破碎较好;对于纸类、纤维类废物,采用湿式破碎较好。

1.1.2、 湿式破碎:是用湿式破碎机在水中将纸类废物通过剪切破碎和水力机械搅拌作用而成为浆液的过程,废纸变成均质浆状物,可按流体处理法处理。

1.1.3、 半湿式破碎:其特点是利用不同物质强度和脆性(耐冲击性、耐压缩性、耐剪切力)的差异,在一定的湿度下破碎成不同粒度的碎块,然后通过筛孔大小不同的筛网加以分离回收的过程,该过程同时兼有选择性破碎和筛分两种功能。

1.2 分选与分离1.2常用固体废弃物分选技术与应用范围

分选技术

分选的物料

预处理要求

应用场合

手工分选

废纸、钢铁类、非铁金属、木材等

不需要

商业、工业与家庭垃圾收集站检选皱纹纸、高质纸、金属、木材等,经济消息取决于市场价格。

筛选

玻璃类、粗细骨料

可不预处理或先破碎或风选

从重组分中分选玻璃或获得不同粒级的物料。

风选

费报纸、皱纹纸等可燃性物料

不需要

轻组分中可燃性物料或重组分中的金属、玻璃等资源的分选。

重介质分选

铝及其他非铁金属

破碎、风选

通过调整重介质的密度,可分离多种金属。

浮选

有机有用成分

破碎、浆化

细小有用组分的分选。

磁选

铁金属

破碎、风选

大规模用于工业固体废物和城市垃圾的风选。

静电分选

玻璃类、粉煤灰等

 破碎、风选、

筛选

含铅和玻璃废物的分选或从粉煤灰中分选煤炭。

光电分选

玻璃类

破碎、风选

从不透明的废物中分选玻璃或从彩色玻璃中分选硬质玻璃。

      为了经济而有效地回收固体废弃物中的有用物质,分选操作常常需要根据废物的性质和要求,将两种或两种以上的分选单元操作组合成一个有机的分选回收工艺系统及分选回收工艺流程。

2 热化学分解技术简介

2.1、“热解”说明:热解在英文中使用“Pyrolysis”一词,在工业上也称为干馏。它是将有机物在无氧或缺氧状态下加热,使之分解为:

a) 以氢气、一氧化碳、甲烷等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体;

b) 在常温下为液态的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在的可燃油;

c) 纯碳与玻璃、金属、土砂等混合形成的炭黑的化学分解过程。

2.2、垃圾的热解法和焚烧法是两个完全不同的过程焚烧是一个放热过程,而热解是吸热过程。焚烧的主要产物是二氧化碳和水,而热解的主要产物是可燃的低分子化合物:气态的氢气、甲烷、一氧化碳;液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等;固态的主要是焦炭和炭黑。热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性,在对其进行加热蒸馏,使有机物产生裂解,经冷凝后形成各种新的气体、液体和固体,从中提取燃料油、可燃气的过程。

2.2.1、垃圾热解气化是将含有有机可燃物的垃圾在缺氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂,由大分子量的有机物转变为小分子量的CO、H2、CH4等可燃气体。其抑制二噁英的途径主要有:减少了二噁英前体物的生成垃圾中的有价金属没有被氧化,垃圾中的Cu、Fe等金属不易生成促进二噁英生成的催化剂。同时垃圾的热解气化还有其优点:制备出可燃气体。热解气体燃烧时空气过剩系数较低,能大大减低排烟量、提高能量利用率,降低NOx排量、减少烟气处理设备投资和处理费;现有国际国热解技术研究主要停留在等离子体快速热解工艺,这种工艺运行成本非常高,现在还无法做成大型化的工业装置。本公司设计建造的装置突破了现有研究方向,实现了热解装置工业化首次运行。

2.2.2、城市垃圾分级热解气化处理技术简介:在充分分析中国垃圾品质和生物质快速热解设备的基础上,针对城市垃圾与生物质的不同,我们创新出一套低成本、适合中国国情的城市生活垃圾热解气化的清洁综合利用技术。该项技术以循环流化床分级热解气化技术为核心,配以烟气干燥、特殊的进料和排渣系统,并从源头上对二噁英的污染进行了有效地控制,从而实现垃圾资源化利用。

垃圾循环流化床分级热解气化工艺流程框图

2.2.3、城市垃圾分级热解气化处理工艺流程经粉碎机粉碎后提升到上部料仓的城市垃圾经星型进料器进入旋筒干燥器与气化燃气换热干燥后,通过中间料仓和螺旋输送机加入到气化炉中部,与循环上行的热灰和高温燃气迅速实现掺混;较细颗粒垃圾向上流动,升温、温度700℃左右高温热解和脱氯,消除了垃圾受热后快速热解产生的焦油、酚和轻油等,主要生成CH4等小分子;较粗颗粒垃圾向下落入炉底,在沸腾状炉料中,气、固两相发生剧烈传质和传热,并发生燃烧反应和水煤气反应生成CO、H2、CO2等,石灰石作为脱硫剂脱除了燃气中的硫,反应温度为900—1100℃。一级旋风分离器分离得到的半焦和灰经返料装置被水蒸气送回到循环流化床底部,二级旋风分离器分离得到的细粉经返料装置被水蒸气和空气切向带入气流床,螺旋式斜向下流动发生高温1300℃左右气化和煅烧反应,液体熔渣和气体流入循环流化床。分离后的燃气流入旋筒干燥器换热和干燥,然后作为原料气发电或转化利用。低含碳灰渣经由换热式螺旋出渣机排于密闭灰斗,定期排到炉底渣车,再倒运入渣仓,经短皮带送到临时储渣场。由于上部热解时为还原性气氛,脱氯不会产生二噁英;下部燃烧和气化半焦无氯存在,因此也不会生成二噁英。

2.2.4、城市垃圾分级热解气化处理技术特点

a) 一个设备同时具有气流床和循环流化床两部分,实现了垃圾的分级热解和气化;通过设置分级分离器,使夹带半焦按粒度的不同进入不同的床层。

b) 气流床为切线进料,液体排渣;气流床中生成的高温气和液态灰渣同时为循环流化床供热,液体渣落入炉底的床料中,降温变为玻璃体,消除了流化床燃烧、热解或气化的飞灰重金属污染。

c) 从源头上避免生成二噁英,实现了反应器部分脱硫,简化了净化过程;生成气中含有大量甲烷,热值高,适合于做燃气。

d) 通过设置垃圾预热干燥和渗透液高温热解干燥,解决了国垃圾含水过高和渗透液无害化处理的难题。

e) 气化强度大,设备体积小,钢材耗量低,固定投资大大降低;操作简单,开停车方便,连续性好,垃圾适应性强。

f) 垃圾灰中残碳含量低,固体灰渣排出,排灰过程简单。

 

发布时间:2022/3/4 9:27:34 查看:425次

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