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一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统及其方法.pdf

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一种 城市生活 垃圾 深度 资源 利用 系统 及其 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910026663

申请日:

20190111

公开号:

CN109536191A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: C10G1/00 主分类号: C10G1/00
申请人: 周一新
发明人: 周一新;汤宇
地址: 214000 江苏省无锡市锡山区斗山花苑195-5号
优先权:
专利代理机构: 11471 代理人: 韩国强
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910026663

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类?#20572;?/td>

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统及方法,包括垃圾分选系统和资源化利用系统;其中,所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统,所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统,所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接。利用本发明的系统将城市生活垃圾进行分类,将各类物质有序的分类,进行充分的回收利用,将有机物进行裂解、纯化处理得到清洁柴油,从而减少了垃圾?#28304;?#27668;、水体和土壤的污染问题。

权利要求书

1.一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,包括垃圾分选系统和资源化利用系统; 其中,所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统,所述的磁选系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统,所述的有机物回收系统与所述的资源化利用系统连接; 所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统,所述的裂解系统包括有机化合物预处理结构,所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接,所述的裂解炉分别连接有废气处理装置、气固分离塔和储气罐,所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置,所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接;所述的油品纯化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装?#29028;统?#21697;油罐。 2.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖成形机和可燃物制粒机。 3.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的废气处理装置包括除尘脱硫洗涤塔,所述的除尘脱硫洗涤塔依次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置。 4.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的气固分离塔下端连接有渣油罐A。 5.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的油气分离装置还连接有阻火器,所述的阻火器与所述的储气罐连接,所述的有机化合物预处理结构包括粉碎机和料斗仓。 6.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的裂解炉中进行无氧?#20174;Γ从?#28201;度为250-300℃,所述的催化塔A中进行的催化温度为325-375℃。 7.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的催化塔A中的催化剂为氧化锌、氢氧化铝、三氧化铁和活性白土组成,优选的,按照百分比,氧化锌为3%、氢氧化铝5%、三氧化铁2%和活性白土90%。 8.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的蒸馏塔还连接有渣油罐B,所述的渣油罐B与所述的裂解炉连接。 9.根据权利要求1所述的城市生活垃圾深度资源化利用的系统,其特征在于,所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接。 10.一种权利要求1-9任意一项所述的城市生活垃圾深度资源化利用的方法,其特征在于,包括如下步骤: (1)将城市生活垃圾首先放入垃圾分选系统,经过垃圾粉碎系统、磁选系统,将城市生活垃圾分为无机物、金属和有机物,分别进入到无机物回收系统、金属回收系统和有机物回收系统进行回收处理; (2)有机回收系统与资源化利用系统连接,将有机化合物以1吨/小?#26412;?#21248;连续的置于有机化合物预处理结构中进行粉碎处理,然后经过料斗?#32440;?#20837;裂解炉中进行裂解?#20174;Γ?#22312;250-300℃下进行可逆?#20174;Γ?#35010;解成高温油气; (3)高温油气依次经过气固分离塔、异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离装置分离出的液体油进入到中间原料罐中,分离出的不可凝气体通过阻火器进入到储气罐中; (4)从中间原料罐输出的液体油依次进入到蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装?#29028;统?#21697;油罐,得到清洁柴油。

说明书


一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统及其方法
技术领域


本发明属于环?#25345;?#29702;和修复技术领域,具体涉及一种城市生活垃圾深度资源化利
用的系统及其方法。


?#23576;?#25216;术


能源和环境问题总是全球关注和迫切需要解决的问题,随着人类现代化进程人口
迅速向城镇化集中,又因工业现代化高速发展,石油、煤炭、天然气等不可再生?#21248;?#36164;源被
大量消耗,环境的问题越来越突出,土地资源越来越紧缺。城镇生活垃圾治理和资源化利
用,是世界性难题,目前尚没有?#28982;?#20445;又能资源化利用又不占用?#31579;?#22320;的最佳处置方法。


城镇生活垃圾是各类物质的完全?#21344;?#24223;弃物质,各类物质无序混合一起,不仅无
法利用,而是?#28304;?#27668;、水体和土壤的?#29616;?#27745;染,极易滋生各种有毒害昆虫及病菌(毒),给人
类带来极大危害。如何对城镇生活垃圾进行合理有效的环保处理和资源化利用,一直是全
世界要解决的问题。西方发达国家城镇化历?#26041;?#38271;,生活垃圾的分类比较完善,因此城镇生
活垃圾的环保处理及资源化利用比较成熟,而发展中国家,对生活垃圾几乎完全未分类,造
成了日后处理的极大困?#36873;?#30446;前对百万人口的城市主要采取“焚烧发电”处理方式,而对于
绝大多数城镇由于投资等各种客观原因,?#21248;?#37319;用填埋处理的方式。随着我国城镇化的迅
速发展,城镇化生活垃圾的“焚烧发电”处理面临投资大、选址?#36873;?#22522;建周期长,性价比低,运
营效益差、二次污?#38236;壤?#38590;,要改变日益?#29616;?#30340;城镇生活垃圾处理越来越迫?#23567;?br>

我国的城镇生活垃圾主要以填埋和直接焚烧发电的处置模式,“填埋”占用了大量
的?#31579;?#22320;,并留下长期的二次污染的隐患;造成资源的极大浪费?#29615;?#28903;发电不可避免的产生
“二噁英?#20445;?#19988;投资昂贵,收回期长,资源利用率低。


鉴于以上原因,特提出本发明。


发明内容


为?#31169;?#20915;现有技术存在的以上问题,本发明提供了一种城市生活垃圾深度资源化
利用的系统及其方法,本发明的方法首先将垃圾进行分类处理,处理后得到不同用途的物
质,将有机物进行深度加工成清洁柴油,制备柴油的过程中?#25442;?#20986;现二噁英等有毒气体及
重金属的污染问题,通过该方法制备的油料的含硫低、热值高、闪点高的清洁车用柴油,无
废水、无固废,将生活垃圾作为产业,提供再生替代能源,实?#21482;?#20445;大产业化。


为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:


一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统,包括垃圾分选系统和资源化利用系
统;


其中,所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统,所述的磁选
系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统,所述的有机物回收系
统与所述的资源化利用系统连接;


所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统,所述的裂解系统包括有机
化合物预处理结构,所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接,所述的裂解炉分别连接
有废气处理装置、气固分离塔和储气罐,所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化
塔A、热交换器、油气分离装置,所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接;所述的油品纯
化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油
气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装
?#29028;统?#21697;油罐。


进一步的,所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖
成形机和可燃物制粒机。


进一步的,所述的废气处理装置包括除尘脱硫洗涤塔,所述的除尘脱硫洗涤塔依
次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置。


进一步的,所述的气固分离塔下端连接有渣油罐A。


进一步的,所述的油气分离装置还连接有阻火器,所述的阻火器与所述的储气罐
连接,所述的有机化合物预处理结构包括粉碎机和料斗仓。


进一步的,所述的裂解炉中进行无氧?#20174;Γ从?#28201;度为250-300℃,所述的催化塔A
中进行的催化温度为325-375℃。


进一步的,所述的催化塔A中的催化剂为氧化锌、氢氧化铝、三氧化铁和活性白土
组成,优选的,按照百分比,氧化锌为3%、氢氧化铝5%、三氧化铁2%和活性白土90%。


本发明的催化是根据高分子材料合成和分解的基本原理,采用一条定向和专向的
分子裂解与分?#21448;?#26500;的?#24223;擼?#22312;裂解的过程中,不仅包括大分子裂解过程,也包括了小分子
重构的过程。在重构过程中,充分考虑了生产汽柴油组分的方向,以重构异构烷分子为主要
目标,以热共振方式在工业化过程中,完成?#20174;?#36807;程的?#20174;?#22120;和?#20174;?#24037;艺的生产和制造,采
用专向和定向的?#38382;?#24418;成柴油组分,与现有的工艺不同。


进一步的,所述的蒸馏塔还连接有渣油罐B,所述的渣油罐B与所述的裂解炉连接。


进一步的,所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接。


一种所述的城市生活垃圾深度资源化利用的方法,包括如下步骤:


(1)将城市生活垃圾首先放入垃圾分选系统,经过垃圾粉碎系统、磁选系统,将城
市生活垃圾分为无机物、金属和有机物,分别进入到无机物回收系统、金属回收系统和有机
物回收系统进行回收处理;


(2)有机回收系统与资源化利用系统连接,将有机化合物以1吨/小?#26412;?#21248;连续的
置于有机化合物预处理结构中进行粉碎处理,然后经过料斗?#32440;?#20837;裂解炉中进行裂解反
应,在250-300℃下进行可逆?#20174;Γ?#35010;解成高温油气;


(3)高温油气依次经过气固分离塔、异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离
装置分离出的液体油进入到中间原料罐中,分离出的不可凝气体通过阻火器进入到储气罐
中;


(4)从中间原料罐输出的液体油依次进入到蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油
气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装
?#29028;统?#21697;油罐,得到清洁柴油。


与现有技术相比,本发明的有益效果为:


(1)利用本发明的系统将城市生活垃圾进行分类,将各类物质有序的分类,进行充
分的回收利用,将有机物进行裂解、纯化处理得到清洁柴油,从而减少了垃圾?#28304;?#27668;、水体
和土壤的污染问题;


(2)利用本发明的系统进行生活垃圾有机化合物的裂解?#25442;?#20986;现二噁英等有毒气
体及重金属的污染问题,裂解过程中?#25442;?#20135;生氯的污染,一小部分氯存在液体油中,另一部
分氯存在固态碳中,通过该方法制备的塑料油的闪点高,热值高、含硫低,可纯化为清洁车
用柴油,无废水、无固废,避免了二次污染问题,将生活垃圾作为产业,提供再生替代清洁能
源,实?#21482;?#20445;大产业化,取得可观经济效益及社会效益;


(3)本发明的资源化利用方法可以解决城镇化发?#26500;?#31243;中生活垃圾处理的瓶颈问
题,保护了环境,也可以将过去填埋或堆积成山的生活垃圾重新资源了利用,生活垃圾全部
利用,真正做到变废为宝,为社会创造新的价值,适应生态环境的发展。


附图说明


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性?#25237;?#30340;前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。


图1是本发明的城市生活垃圾深度资源化利用的系统结构示意图。


具体实施方式


为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行
详细的描述。?#21248;唬?#25152;描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基
于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性?#25237;?#30340;前提?#28388;?#24471;到的所有
其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。


实施例1


如图1所示,本实施例的一种城市生活垃圾深度资源化利用的系统,包括垃圾分选
系统和资源化利用系统;


其中,所述的垃圾分类系统包括依次连接的垃圾粉碎系统、磁选系统,所述的磁选
系统分别连接有金属回收系统、无机物回收系统和有机物回收系统,所述的有机物回收系
统与所述的资源化利用系统连接;


所述的资源化利用系统包括裂解系统和油品纯化系统,所述的裂解系统包括有机
化合物预处理结构,所述的有机化合物预处理结构与裂解炉连接,所述的裂解炉分别连接
有废气处理装置、气固分离塔和储气罐,所述的气固分离塔依次连接有异构烷调整炉、催化
塔A、热交换器、油气分离装置,所述的油气分离装置还与油品纯化系统连接;所述的油品纯
化系统包括与油气分离装置依次连接的中间原料罐、蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油
气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装
?#29028;统?#21697;油罐。


所述是无机物回收系统依次包括破碎机、滚筒筛、弹跳分选机、免烧砖成形机和可
燃物制粒机。


回收的无机物可以用于免烧砖的制备和可燃物粒的制备;筛选出去金属直接出
售,进行二次利用;有机物进行资源化利用,最终生成清洁柴油。


裂解炉中采用真空无氧的环境,这样使得高温裂解产生的氯一部分进入到燃烧废
气中,经过废气处理装置将?#28909;?#38500;,另一部分氯存在与液体油中,经过碱?#28304;?#21270;剂的裂解和
吸附及中和处理掉。


裂解采用连续式生产方式,加热方式采用热风炉,连续运转20小时(10小时一班,
两班制),停顿4小时,待裂解炉?#21248;?#20919;却,冷却一小时炉温约下降50℃,4小时炉温下?#26723;?#23567;
于100℃,自动清除裂解炉中碳渣,然后进入第二个生产周期。


所述的裂解炉产生的废气经过废气处理装置处理,废气处理装置包括除尘脱硫洗
涤塔,所述的除尘脱硫洗涤塔依次连接有臭氧、紫外线及纳米级金属钛的光氧处理装置、抽
风机和排烟装置。裂解炉加热产生的燃烧废气经过除尘脱硫洗涤塔将、臭氧、紫外线及纳米
级金属钛的光氧处理装置、抽风机和排烟装置,将其中的二硫化物、臭气、PM2.5、氮化物等
污染物进行去除及净化,从而符合环保排放标准,进而排放到大气中。


本实施例的催化塔A中进行的?#20174;?#28201;度为325-375℃。所述的催化塔A中的催化剂
为氧化锌、氢氧化铝、三氧化铁和活性白土组成,优选的,按照百分比,氧化锌为3%、氢氧化
铝5%、三氧化铁2%和活性白土90%。与传统的加氢法不同,将气态烷烃中的碳?#27492;?#30701;重
组,?#22266;?#27682;化合物重组为C
12H
26-C
20H
42柴油馏分,70%以上转化为柴油,采用本发明的催化剂
的吸附率高,?#20174;?#36895;度快,转化率高,成?#38236;汀?br>

本实施例的热交换器采用水循?#26041;?#34892;热交换,其中的水封闭循环利用,?#25442;?#20135;生
水资源的浪费和污染。


热交换器出口出来液体油和不可凝气,经过油气分离装置将液体油和不可凝气分
开,液体油进入到油品纯化系统中进行纯化,不可凝气经过阻火器进入到储气罐中,用于裂
解炉加热燃料,其中,液体油的主要成分为CH
3OH、CH
3COCH
3、C
2H
5COOH、CH
3CHO,不可凝气体成
分为甲烷。


所述的油气分离装置还连接有阻火器,所述的阻火器与所述的储气罐连接。


经过油气分离装置将分离出的气体经过阻火器输入到储气罐中,用于裂解炉中的
加热;分离出的液体油进入到中间原料罐,在油品纯化系统内进行提纯。


所述的蒸馏塔还与列管式加热炉连接,通过列管式加热炉对原料油进行加热,进
入蒸馏塔进行蒸馏按馏?#22336;?#31867;。蒸馏塔还连接有渣油罐B,蒸馏塔中?#20174;?#21097;余的渣油进入到
渣油罐B中,然后运输到裂解炉中在进行重新的?#20174;Α?br>

本实施例中处理的有机化合物来源于城市生活垃圾,内含废水及其他有机废物,
?#35782;?#25918;处或破碎?#24065;?#20570;好空气除臭及废水收集处理。空气纯化除臭安装大功率大容量臭氧
紫外光及纳米金属钛的光氧处理器,空气净化率达到99.99%;废水收集后经过“工业污水
处理一体机20T/h”处理后达标排放。


实施例2


本实施例的一种所述的城市生活垃圾深度资源化利用的方法,包括如下步骤:


(1)将城市生活垃圾首先放入垃圾分选系统,经过垃圾粉碎系统、磁选系统,将城
市生活垃圾分为无机物、金属和有机物,分别进入到无机物回收系统、金属回收系统和有机
物回收系统进行回收处理;


(2)有机回收系统与资源化利用系统连接,将有机化合物以1吨/小?#26412;?#21248;连续的
置于有机化合物预处理结构中进行粉碎处理,然后经过料斗?#32440;?#20837;裂解炉中进行裂解反
应,在250-300℃下进行可逆?#20174;Γ?#35010;解成高温油气;


(3)高温油气依次经过气固分离塔、异构烷调整炉、催化塔A、热交换器、油气分离
装置分离出的液体油进入到中间原料罐中,分离出的不可凝气体通过阻火器进入到储气罐
中;


其中,催化塔A中的催化剂按照质量?#20219;?#27687;化锌为30%、氢氧化铝50%和活性白土
20%,催化塔A中进行的催化温度为325-375℃;


(4)从中间原料罐输出的液体油依次进入到蒸馏塔、催化塔B、列管式热交换器、油
气分离罐、半成品罐、调质搅拌装置、沉淀罐A、调和搅拌装置、沉淀罐B、中和罐、脱色过滤装
?#29028;统?#21697;油罐,得到清洁柴油。


以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻?#32043;?#21040;变化或替换,?#21152;?#28085;
盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应?#36816;?#36848;权利要求的保护范围为准。


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