[0001] 本发明涉及衍生燃料制备技术领域，具体涉及一种利用餐厨垃圾制备衍生燃料资源化处理方法。

[0002] 随着我国现代化进程的加快，人民的生活水平日益提高，消费水平的提升带动餐饮行业的迅速壮大，随之而来的餐厨垃圾数量也急剧上升，特别是在经济发达城市或生活品质较高的地区，我国餐厨垃圾的资源化处置能力仍存在巨大缺口。

[0003] 我国餐厨垃圾具有含水率高、高油高盐等特点，餐厨垃圾的随意堆放容易发酵腐败、发酸发臭并滋生细菌和蝇虫，进而造成水体污染，引发食品安全隐患；若在收集转运过程中发生泄漏还会污染空气、土壤及水源，严重危害人们的正常生活。

[0004] 垃圾衍生燃料(RDF)可作为垃圾减量化、无害化、资源化的有效途径，RDF不仅具有良好的能源替代效果，也降低二氧化碳排放率，是一种绿色环保、物美价廉的替代燃料。RDF垃圾衍生燃料在未来水泥行业以及燃煤锅炉行业需求量较大，具有较大的前景。

[0005] 但是，目前由于餐厨垃圾成分复杂且多变，不同地区、不同时间的垃圾组成差异较大，导致原料的热值、水分含量等关键指标不稳定，进而造成衍生燃料热值不理想的问题。因此，亟需开发一种新的能够提高并保证衍生燃料热值的餐厨垃圾资源化腐熟技术。

[0025] 下面通过具体实施方式进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施方式所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；所用的实验方法均为常规方法；所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。

[0026] 方案总述：

[0027] 一种餐厨垃圾制备的衍生燃料，该衍生燃料的原料按照如下质量份配比：腐熟料10～30份、生活垃圾60～85份、添加剂1～10份。

[0028] 其中，添加剂包括除氯剂、助燃剂，除氯剂与助燃剂的混合比值为1.5～4；

[0029] 除氯剂为氧化钙、粉煤灰、钢渣、大理石锯、烧结赤泥中的至少一种；

[0030] 助燃剂为炉渣、煤矸石、铝渣、赤泥中的至少一种，煤矸石及铝渣中含有Al2O3等氧化物，炉渣、赤泥中含有CaO、FeO等氧化物，它们都可以作为催化剂在氧传递过程中起到重要作用。

[0031] 如图1所示，一种利用餐厨垃圾制备衍生燃料资源化处理方法，包括如下步骤：

[0032] 步骤一、人工分选：将垃圾为干类组分和湿类组分，干类组分为生活垃圾，包括可燃物(废纸、废塑料、废纺织物、废木屑)；湿类组分为餐厨垃圾。

[0033] 步骤二、破碎及分选：将湿类组分和干类组分分别破碎，将湿类组分破碎后进入微生物处理系统，高温好氧发酵后得到腐熟料；本实施例中，是利用生化处理系统对湿类组分进行高温好氧发酵后得到腐熟料。高温好氧发酵采用的生物菌剂包括表皮短杆菌(Brevibacterium epiderm idis)、指状青霉(Penicillium digitatum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、甘蔗渣、核桃壳、柚子皮、橘子皮和木屑，且生物菌剂中菌种的总添加量为2～3％；好氧发酵的工艺参数为：初始含水率≤70％，初始温度为0～45℃，发酵期间介质温度为30～50℃，原料的C/N为20～35，pH为6.5～7.5，氧气浓度14～17％，发酵时间2～7d，发酵降解后腐熟料的含水率＜30％。高温好氧发酵阶段产生的废气经喷淋溶解，除臭净化(活性炭吸附除臭)后排出。

[0034] 干类组分粗破碎至粒径≤100mm备用，粗破碎的干类组分经过筛网筛分后粒径＞100mm的再次经过粗破碎，直至破碎粒径达标后进入下一工序。

[0035] 步骤三、精破碎：将粗破碎后干类组分送入细级破碎机，精破碎后的颗粒粒径≤20mm。

[0036] 步骤四、混合添加剂：将精破碎的干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂按照比例送入搅拌机，进行充分混合。

[0037] 步骤五、成型：将混合后的物料经皮带运输至造粒机造粒，得到成型燃料。成型压强为5～30MPa，成型温度80～100℃，成型后含水率10％～30％。

[0038] 步骤六、低温干燥：将成型燃料运输至低温干燥机内，干燥温度30～45℃，干燥30‑60min，完成衍生燃料制备过程。

[0039] 实施例1

[0040] 本实施例中一种利用餐厨垃圾制备衍生燃料资源化处理方法整体过程基本如上述方案总述部分，通过好氧降解得到的腐熟料热值约7.3MJ/kg，含水率控制在30％。步骤四中，干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂的质量比为0.8:0.15:0.05，其中，添加剂为氧化钙、煤矸石等质量比的混合物。经混合、细破碎、挤压成型，加工成垃圾衍生物燃料(RDF)得到的衍生燃料通过测量，其热值为10.6MJ/kg。

[0041] 实施例2

[0042] 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，步骤四中，干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂的质量比为0.75:0.2:0.05，其中，添加剂为氧化钙、煤矸石等质量比的混合物，经混合、细破碎、挤压成型，加工成垃圾衍生物燃料(RDF)得到的衍生燃料通过测量，其热值为10.3MJ/kg。

[0043] 实施例3

[0044] 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，步骤四中，干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂的质量比为0.7:0.25:0.05，其中，添加剂为氧化钙、煤矸石按照等质量比的混合物。经混合、细破碎、挤压成型，加工成垃圾衍生物燃料(RDF)得到的衍生燃料通过测量，其热值为10.1MJ/kg。

[0045] 实施例4

[0046] 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，步骤四中，干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂的质量比为0.65:0.3:0.05，其中，添加剂为氧化钙、煤矸石按照等质量比的混合物。经混合、细破碎、挤压成型，加工成垃圾衍生物燃料(RDF)得到的衍生燃料通过测量，其热值为9.8MJ/kg。

[0047] 实施例5

[0048] 本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中，步骤四中，干类组分(生活垃圾)、腐熟料、添加剂的质量比为0.6:0.3:0.1，其中，添加剂为氧化钙、赤泥等质量比的混合物。经混合、细破碎、挤压成型，加工成垃圾衍生物燃料(RDF)得到的衍生燃料通过测量，其热值为9.3MJ/kg。

[0049] 对比例1

[0050] 本对比例与实施例1的不同之处在于：本对比例中，干类组分(生活垃圾)与腐熟料比例由0.8：0.15降至0.6：0.3，RDF中干类组分(生活垃圾)增加，由于干类组分(生活垃圾)较腐熟料热值高，当干类组分(生活垃圾)与腐熟料比例降低时，RDF的热值相应的减少。

[0051] 对比例2

[0052] 本对比例与实施例1的不同之处在于：本对比例中，干类组分(生活垃圾)与腐熟料比例由0.75：0.2降至0.6：0.3，RDF中干类组分(生活垃圾)增加，由于干类组分(生活垃圾)较腐熟料热值高，当干类组分(生活垃圾)与腐熟料比例降低时，RDF的热值相应的减少。

[0053] 实验例一主要原料元素分析

[0054] 对RDF进行元素分析，元素分析参考国标GB476‑91，使用自动元素分析仪对样品中的C、H、N、S元素进行分析。O元素含量则使用差减法，利用100减去C、H、N、S以及水分和灰分含量，得到空气干燥基下的O元素含量。实施例1生活垃圾衍生燃料原料元素分析结果如表1所示。

[0055] 表1生活垃圾衍生燃料原料元素分析

[0056]碳C 氢H 氧O 氮N 硫S
RDF 44.77 5.28 44.06 0.05 0.03

[0057] 工业分析参照GB/T 212‑2008，对样品的水分、灰分、挥发分以及固定碳含量进行了分析。其中，水分的测定方法为：称取1g待测样品，置于105℃的干燥箱中，停留2小时，干燥到质量恒定，然后根据质量损失计算出水分的质量分数。灰分测定时，将1g样品平铺放入灰皿并放置于马弗炉内，随后在空气气氛下将样品以15℃/min升温速率815℃并停留1小时，去除灰样后测定灰皿中的残余量。挥发分测定时，称取1g样品放在带盖的瓷坩埚中，在马弗炉900℃的条件下隔绝空气加热7min，以减少的质量分数减去水分质量分数。固定碳含量则采用差减法，利用100减去对应的灰分、水分、挥发分的质量分数获得。实施例1生活垃圾衍生燃料原料分析结果如表2所示。

[0058] 表2实验原料工业分析

[0059]干基％ 灰分 挥发分 固定碳 热值(MJ/kg)
生活垃圾 1.60 4.21 83.20 10.99 15.71
腐熟料 0.96 62.83 31.56 4.65 7.3

[0060] 实验例二衍生燃料力学性能及燃烧性性能测试对上述各实施例制备得到的燃料进行力学性能及燃烧性能测试，测试其落下强度、着火性能、低位发热量，落下强度参考方法为MT/T2004采用落球试验法测定；着火温度采用日本岛津差热‑热重分析装置(型号)，将RDF研磨制粉，取3～5mg样品与Al2O3坩埚中，升温速率为10K/min，终温为1073K，空气流速为30ml/min。低位发热量参考GB/T212‑2008《煤的工业分析方法》测试方法，测试结果如表3所示。

[0061] 表3衍生燃料力学性能及燃烧性性能测试

[0062]

[0063] 从表3可知，好氧降解得到的腐熟料热值约7.3MJ/kg，含水率控制在30％。设置了五组不同配比，干类组分(生活垃圾)与腐熟料比例分别为0.8：0.15、0.75：0.2、0.7：0.25、0.65：0.3、0.6：0.3，并加相应比例的氧化钙、煤矸石等的混合物作为添加剂。得到的衍生燃料通过测量，其热值分别为10.8MJ/kg、10.3MJ/kg、10.1MJ/kg、9.8MJ/kg、9.3MJ/kg，热值随着生活垃圾的比例增加而增加。

[0064] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。