一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺。

背景技术

餐厨垃圾为餐馆、饭店、单位食堂等的饮食剩余物以及后厨的果蔬、肉食、油脂、面点等的加工过程废弃物，也包含家庭厨余废弃物，因此含有丰富的淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪和无机盐等，干燥后可以制备为燃烧值较高的固体燃料，实现餐厨垃圾的回收再利用，减少环境污染。

现有的餐厨垃圾制备固体燃料，通常都采用垃圾粉碎制浆，然后再逐步干燥、固化成型的方式制备成固体燃料，其设备占地面积广、处理时间长，处理量小，单位处理成本高，难以满足城镇餐厨垃圾处理量要求。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中餐厨垃圾制备成固体垃圾时设备占地面积大、处理时间长的问题，提供一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺，将经过粗粉碎脱水脱脂的餐厨垃圾在细粉碎过程中同时采用高温热风干燥，实现餐厨垃圾的快速干燥，无需制浆，缩短餐厨垃圾的处理时间，提高餐厨垃圾的处理效率。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺，包括以下步骤：

S1：粗粉碎餐厨垃圾，并脱水脱脂至含水量不超过60％，得到预处理餐厨垃圾；

S2：细粉碎预处理餐厨垃圾，并用至少1000℃的热风干燥餐厨垃圾，分离得到干燥的粉末燃料；

S3：将得到的粉末燃料造粒得到固体燃料颗粒。

在上述技术方案中，将经过粗粉碎、脱水脱脂的餐厨垃圾在至少1000℃热风环境中粉碎、干燥，实现餐厨垃圾的快速干燥，缩短餐厨垃圾的处理时间，提高餐厨垃圾的处理效率。同时，由于高温热风的快速处理，可以实现高温灭菌、杀菌，同时也减少餐厨垃圾中的异味扩散，改善餐厨垃圾处理环境。

进一步地，在所述步骤S2中，预处理餐厨垃圾被细粉碎之前添加结焦抑制剂和增氧剂，所述结焦抑制剂的添加量以质量分数计为0.01～0.05％，避免餐厨垃圾在高温条件下发生焦化；所述增氧剂的添加量以质量分数计为0.01～0.05％，提高干燥效果，同时提高餐厨垃圾的燃烧值。

进一步地，在所述步骤S2中，用于干燥餐厨垃圾的热风通过热风炉提供，所述热风炉采用粉末燃料和固体燃料颗粒的混合物作为燃料，无需另外为热风炉提供燃料，增加餐厨垃圾的处理成本。

进一步地，所述燃料中粉末燃料和固体燃料颗粒的质量比为4:1，使餐厨垃圾制备得到的粉末燃料和固体燃料颗粒极易燃烧完全，燃烧时间长，燃烧得到温度较高。

需要说明的是，所述粉末燃料在投入热风炉时通过鼓风机鼓入燃烧的固体燃料颗粒的上部，使其快速、完全燃烧，供氧量充足，获得高温热风。

进一步地，在步骤S1中，餐厨垃圾被粗粉碎之前通过喷洒除臭剂除臭，避免餐厨垃圾在粗粉碎、脱水脱脂过程中大量的异味扩散，改善餐厨垃圾处理场所的环境。

进一步地，在所述步骤S1中，所述餐厨垃圾在200～260℃条件下压榨脱水脱脂，达到良好的脱水脱脂效果。优选的，所述餐厨垃圾在脱水脱脂之后得到的预处理餐厨垃圾的含水量不超过50％。

进一步地，步骤S1之前还包括步骤S0：预热餐厨垃圾，使餐厨垃圾在进行粗粉碎、脱水脱脂之前温度升高，减少餐厨垃圾粗粉碎、脱水脱脂的处理时间，缩短餐厨垃圾整个处理工艺的时长。

进一步地，在所述步骤S0中，通过步骤S2中排出分离的烟气为预热餐厨垃圾提供热量，无需另外提供预热餐厨垃圾的热量，减少餐厨垃圾的处理成本。进一步地，所述步骤S0具体包括以下步骤：

步骤S2中热风干燥餐厨垃圾处理后的热风分离得到高温烟气，并通入水中，用水吸收烟气，得到被加热的消烟水；将消烟水通过导热管道通入装有待处理的餐厨垃圾的料仓中，所述导热管道设置在料仓中，通过导热管道预热餐厨垃圾。

步骤S2中排出的高温烟气温度很高，如果直接用于餐厨垃圾的预热，其对料仓的耐热要求高，而且这时的餐厨垃圾中含有大量的水分、油脂和可挥发的气体，直接高温预热，容易导致大量的水分挥发，导致餐厨垃圾的异味四散，影响餐厨垃圾的处理场地工作环境。此外，高温烟气也需要处理后才能排出。因此，优选地，采用水吸收高温烟气的热量和其中的烟尘、有害气体，得到温度升高的处理水，然后再用于餐厨垃圾的预热，降低了高温烟气的温度，同时也可以实现高温烟气的消烟处理。

进一步地，所述粗粉碎餐厨垃圾的粒径不超过1cm；细粉碎餐厨垃圾的粒径不超过1mm；所述粉末燃料的粒径不超过1mm。

与现有技术相比，本发明的具有以下有益效果：

本申请公开了一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺，将餐厨垃圾通过粗粉碎、脱水脱脂、细粉碎、高温热风干燥，得到粉末燃料，进而成型得到固体颗粒燃料；其中，细粉碎和高温热风干燥同时进行，减小了餐厨垃圾处理时长和处理所需场地，提高处理效率。同时，高温热风快速干燥餐厨垃圾还可以达到餐厨垃圾高温灭菌、减少餐厨垃圾的异味散发，改善餐厨垃圾处理场所的环境。

本申请公开的餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺采用其制备的粉末燃料和固体燃料颗粒作为热风炉的燃料，为餐厨垃圾的高温干燥提供高热热风，无需另外提供燃料，降低餐厨垃圾的处理成本和节约能耗；此外，还通过预热餐厨垃圾，提高餐厨垃圾的处理效率，缩短处理餐厨垃圾的处理时长，而预热餐厨垃圾的热量通过吸收高温干燥排出的高温烟气的水提供，无需另外提供热量，降低能耗，同时也避免了高温烟气直接作用餐厨垃圾对餐厨垃圾料仓的耐温要求提高。

附图说明

图1是本发明公开的餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺的工艺流程图；

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

将餐厨垃圾制备成为固体燃料是近年来餐厨垃圾处理的重要途径。但现有的餐厨垃圾制备成固体燃料通常采用的工艺为：将餐厨垃圾粉碎成浆料，然后再干燥、成型形成固体燃料，其处理时间长，设备占地面积大、处理过程中环境恶劣，不利于推广利用。

为了解决上述技术问题，发明人在本申请中提出了一种餐厨垃圾制备固体燃料的处理工艺，参阅图1，包括以下步骤：

S1：粗粉碎餐厨垃圾，并脱水脱脂至含水量不超过60％，得到预处理餐厨垃圾；

S2：细粉碎预处理餐厨垃圾，并用至少1000℃的热风干燥餐厨垃圾，分离得到干燥的粉末燃料；

S3：将得到的粉末燃料造粒得到固体燃料颗粒。

需要说明的是，所述餐厨垃圾的粗粉碎得到餐厨垃圾的粒径不超过1cm。所述粉末燃料的粒径不超过1mm。

需要说明的是，所述步骤S2中，经过粗粉碎且脱水脱脂的预处理餐厨垃圾在粉碎的过程中，通入至少1000℃的热风，此处的热风通过燃烧热风炉燃烧得到，其热风中不含有或者几乎不含有氧，避免餐厨垃圾颗粒在干燥过程中被氧化。

需要说明的是，所述步骤S1中得到的预处理餐厨垃圾含水量需不超过60％，优选为含水量不超过50％。这是因为餐厨垃圾中通常含有大量的水和油脂，若不经过脱水脱脂后就将粗粉碎的餐厨垃圾进行高温粉碎干燥，易造成部分未及时干燥的餐厨垃圾结块，造成设备堵塞，影响处理工艺的进行；同时，由于餐厨垃圾中水和油脂含量较高时，在高温干燥过程中所需的热量和需要进行的高温干燥处理时间较长才能达到低于15％含水量的干燥标准，容易造成餐厨垃圾粉末部分焦化、氧化，降低固体燃料的燃烧值。

需要说明的是，高温干燥所需的热风至少为1000℃。这是因为，热风炉中通过燃烧获得的热风已经因为燃烧消耗了空气中本来含有的氧气，因此在预处理餐厨垃圾被高温干燥所需的热风为温度高、低含氧的热风；因此在热风与被粉碎的餐厨垃圾颗粒接触时由于其温度高，被粉碎的餐厨垃圾颗粒会被快速干燥；含氧量低，因此餐厨垃圾中可燃的碳水化合物不易被氧化、焦化，而是在被快速干燥的过程中尽量的保存下来，使得到的固体燃料燃烧值较高。

在一些实施例中，预处理餐厨垃圾在步骤S2中的停留时间不超过10min，优选的，预处理餐厨垃圾在步骤S2中的停留时间为3～5min。

在一些实施例中，在步骤S1中，餐厨垃圾被粗粉碎之前通过喷洒除臭剂除臭，避免餐厨垃圾在粗粉碎、脱水脱脂过程中大量的异味扩散，改善餐厨垃圾处理场所的环境。

在一些实施例中，在所述步骤S1中，所述餐厨垃圾在200～260℃条件下压榨脱水脱脂，达到良好的脱水脱脂效果。优选的，所述餐厨垃圾在脱水脱脂之后得到的预处理餐厨垃圾的含水量不超过50％。

在一些实施例中，在所述步骤S1中，在餐厨垃圾进行粗粉碎之后、脱水脱脂之前，还进行了餐厨垃圾地分选，筛选出餐厨垃圾中的柔性塑料。

需要说明的是，在所述步骤S1中，所述脱水脱脂餐厨垃圾采用压榨脱水，优选地，在餐厨垃圾脱水脱脂压榨脱水的过程中，采用200～260℃条件下加热，提高脱水脱脂效果。优选地，所述餐厨垃圾的压榨脱水脱油过程中采用电加热，且加热后产生的气体汇集到高温烟气中，一并进行烟气吸收。优选的，所述餐厨垃圾的压榨脱水采用可加热的螺旋压榨机压榨脱水。

优选的，所述餐厨垃圾在脱水脱脂之后得到的预处理餐厨垃圾的含水量不超过50％。

在一些实施例中，在所述步骤S2中添加有结焦抑制剂和增氧剂，所述结焦抑制剂的添加量以质量分数计为0.01～0.05％，避免餐厨垃圾在高温条件下发生焦化；所述增氧剂的添加量以质量分数计为0.01～0.05％，提高干燥效果，同时提高餐厨垃圾的燃烧值。

在一些实施例中，在所述步骤S2中，用于干燥餐厨垃圾的热风通过热风炉提供，所述热风炉采用粉末燃料和固体燃料颗粒的混合物作为燃料，无需另外为热风炉提供燃料，增加餐厨垃圾的处理成本。

在一些实施例中，所述燃料中粉末燃料和固体燃料颗粒的质量比为2～5:1，优选为4:1，使餐厨垃圾制备得到的粉末燃料和固体燃料颗粒极易燃烧完全，燃烧时间长，燃烧得到温度较高。

在一些实施例中，本发明公开的处理工艺在粗粉碎餐厨垃圾之前还包括步骤S0：预热餐厨垃圾，使餐厨垃圾在进行粗粉碎、脱水脱脂之前温度升高，减少餐厨垃圾粗粉碎、脱水脱脂的处理时间，缩短餐厨垃圾整个处理工艺的时长。

在一些实施例中，在所述步骤S0中，通过步骤S2中排出分离的烟气为预热餐厨垃圾提供热量，无需另外提供预热餐厨垃圾的热量，减少餐厨垃圾的处理成本。

在一些实施例中，所述步骤S0具体包括以下步骤：

步骤S2处理后的热风分离得到高温烟气，并通入水中，用水吸收烟气，得到被加热的消烟水；将消烟水通过导热管道通入装有待处理的餐厨垃圾的料仓中，通过导热管道预热餐厨垃圾。

步骤S2中排出的高温烟气温度很高，如果直接用于餐厨垃圾的预热，其对料仓的耐热要求高，而且这时的餐厨垃圾中含有大量的水分、油脂和可挥发的气体，直接高温预热，容易导致大量的水分挥发，导致餐厨垃圾的异味四散，影响餐厨垃圾的处理场地工作环境。此外，高温烟气也需要处理后才能排出。因此，优选地，采用水吸收高温烟气的热量和其中的烟尘、有害气体，得到温度升高的处理水，然后再用于餐厨垃圾的预热，降低了高温烟气的温度，同时也可以实现高温烟气的消烟处理。

优选地，用于预热餐厨垃圾的水的温度为60～90℃。

餐厨垃圾进行处理时，收集的餐厨垃圾先堆积在料仓中，高温烟气经过水吸收后得到吸收热水，并通过布设在料仓内侧壁的导热管道预热餐厨垃圾，预热后的餐厨垃圾经过除臭、粗粉碎后，在200～260℃脱水脱脂的餐厨垃圾在至少1000℃热风环境中粉碎、干燥，干燥后餐厨垃圾粉末随着热风排出，然后经过气-固分离，分别得到粉末燃料和高温烟气。

需要说明的是，所述粉末燃料在投入热风炉时通过鼓风机鼓入燃烧的固体燃料颗粒的上部，使其快速、完全燃烧，供氧量充足，获得高温热风。

实施例1

S0：将餐厨垃圾收集在料仓中，并进行预热，预热至至少60℃；

S1：粗粉碎餐厨垃圾，并脱水脱脂至含水量不超过60％，得到预处理餐厨垃圾；

S11：向预热的餐厨垃圾喷洒除臭剂进行除臭处理；

S12：将除臭后的餐厨垃圾投入转动筛中，并进行破碎过筛，得到破碎后的餐厨垃圾；

S13：将破碎后的餐厨垃圾投入螺旋压榨机中，并在200～260℃条件下进行压榨脱水，得到预处理餐厨垃圾，其预处理餐厨垃圾的含水量为56％；

S2：在预处理餐厨垃圾中添加0.03％的结焦抑制剂，混合均匀后投入高温粉碎烘干装置中，并吹入1100℃的热风，在热风中进行粉碎处理，细粉碎预处理餐厨垃圾，并同时用至少1000℃的热风干燥餐厨垃圾，分离得到干燥的粉末燃料；其中高温烟气用水吸收，吸收烟气后的水通过导热管道预热待处理的餐厨垃圾后再排出处理；

S3：将得到的粉末燃料采用造粒机造粒得到固体燃料颗粒A。

实施例2

在步骤S2中，预处理餐厨垃圾中还添加0.03％的增氧剂，其他步骤与实施例1基本相同，得到固体燃料颗粒B。

将实施例1和实施例2制备的固体燃料颗粒根据GB 474-2008、GB/T 211-2017、GB/T 483-2007、GB/T 214-2008、GB/T 212-2008、GB/T 19227-2008、GB/T 213-2008进行监测，其检测结果如表1所示：

表1

从表1中可以看出，本发明制备的固体燃料其燃烧值可达到16.67MJ/kg，燃烧值高，有良好的利用前景。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。