專利名稱：廚余垃圾轉(zhuǎn)化生物燃料的成套技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化生物燃料技術(shù)工藝，屬于環(huán)境保護(hù)與資源綜 合利用領(lǐng)域的固體廢棄物資源化技術(shù)研發(fā)，尤其適合于食品類廢棄物高附加值 資源化利用。
背景技術(shù)：
廚余垃圾是一種重要的生物質(zhì)資源。我國(guó)每天廚余垃圾的產(chǎn)生量超過(guò)2萬(wàn) 噸，僅北京市每天廚余垃圾產(chǎn)生量為1600噸，上海市為1200噸，這些垃圾的容 積占全部生活垃圾的30%以上。目前處理廚余垃圾的主要手段有焚燒、填埋、生 物轉(zhuǎn)化、作飼料等。焚燒法處理廚余垃圾減容減量效率明顯，但由于廚余垃圾 含水率高，熱值較低，燃燒時(shí)需添加輔助燃料需要消耗大量的能量；垃圾填埋 造成的垃圾圍城現(xiàn)象越來(lái)越突出，填埋場(chǎng)地日益緊缺，并且垃圾滲濾液污染地 下水的問(wèn)題也越來(lái)越被人們所關(guān)注，因此填埋方式并不適合用于廚余垃圾的處 置；生物轉(zhuǎn)化法的周期比較長(zhǎng)，再加上廚余垃圾中伴有塑料包裝材料等難以生 物降解的成分使這類垃圾的生物轉(zhuǎn)化受到較大程度的限制；近年來(lái)由于廚余垃 圾作飼料而派生的"垃圾豬""潲水油"等問(wèn)題日益突出，危害人民健康，引 起了社會(huì)的極大關(guān)注。因此，開(kāi)發(fā)高效、潔凈的廚余垃圾資源化處理技術(shù)已經(jīng) 成為迫切需要研究的課題。將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為燃料添加劑或化工原料的前驅(qū)體既可以防止環(huán)境污染 又可以緩解當(dāng)前的能源危機(jī)。熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方法主要有熱裂解法和高溫高壓轉(zhuǎn)化 法。相對(duì)于裂解而言，高溫高壓水處理方法采用環(huán)境友好的水作為溶劑，特別 適合于廚余垃圾這類含水量高的有機(jī)廢棄物(轉(zhuǎn)化無(wú)需干燥的過(guò)程)，能夠?qū)?現(xiàn)產(chǎn)物的有效分離，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容廚余垃圾中既包含有食品垃圾，如淀粉、纖維素類碳水化合物等，又包含 有聚乙烯、聚苯乙烯等人工合成的高分子化合物。本發(fā)明根據(jù)廚余垃圾的組成 特點(diǎn)，通過(guò)高溫高壓水熱處理，將這類廢棄物轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。在處理溫度400'C，反應(yīng)時(shí)間40分鐘的條件下，液體產(chǎn)物收率可達(dá)55%。 GC-TCD 分析結(jié)果顯示氣體產(chǎn)物主要成分為CH" C2H4、 C2H6、 C3H6、 C3H8、 C晶以及少量 的C0和C02，這些產(chǎn)物主要來(lái)源于廚余垃圾中塑料的裂解；GC-MS分析結(jié)果顯示， 液態(tài)產(chǎn)物中主要含有丙酸、丙二醇、甲基苯甲醇、二甲基苯甲醇、二苯基丙烷、 環(huán)戊烯酮、環(huán)戊烯酮、二苯基丙垸、二苯基環(huán)丙烷、3-(2-環(huán)戊烯基)-2-甲基-1， 1-二苯基-1-丙烯、3-甲基-1， 4-二苯基-1， 3-丁二烯、乙酸乙酯、苯乙烯、臨苯 二酚、二甘醇等，熱值高達(dá)32.6 MJ/Kg;對(duì)固體產(chǎn)物的分析結(jié)果表明其元素組 成為C:74.20/。， H:5.2%， N:1.2%， 0:11.48%，熱值為30. 5 MJ/Kg。通過(guò)以上結(jié)果 可以看出三種狀態(tài)的、尤其是液體產(chǎn)物(生物油)，均具有較高的熱值，完全可 以當(dāng)作生物燃料使用。


圖1是廚余垃圾水熱合成燃料油工藝流程示意圖。圖2是以廚余垃圾為原料利用該技術(shù)工藝轉(zhuǎn)化的燃料油，其中左邊為粗油， 右邊為萃取純化油。
具體實(shí)施方式
將廚余垃圾放入高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)，按干物重的30倍加入水，混合后密封，用氬氣置換反應(yīng)釜內(nèi)殘留的空氣，然后按每分鐘2crc的升溫速度加熱至反應(yīng)釜加熱到400。C，恒溫40分鐘，停止加熱，自然冷卻至室溫。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的 氣體通過(guò)氣閥排出并用氣袋收集，冷卻后的液固混合物抽濾分離，固態(tài)物質(zhì)烘 干后得含碳燃料，液態(tài)物質(zhì)經(jīng)乙醚萃取后的燃料油。
權(quán)利要求
1. 廚余垃圾高溫高壓水熱轉(zhuǎn)化生物燃料成套技術(shù)，其特征在于將廚余垃圾與一定比例的水混合，用氬氣置換反應(yīng)釜內(nèi)殘留的空氣后升溫至所需溫度，反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻至室溫。反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體通過(guò)氣閥排出并用氣袋收集，冷卻后的液固混合物抽濾分離，固態(tài)物質(zhì)烘干后得含碳燃料，液態(tài)物質(zhì)經(jīng)萃取后得燃料油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)l所述廚余垃圾轉(zhuǎn)化生物燃料成套技術(shù)，其特征在于使 用的是高溫高壓水熱反應(yīng)技術(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述廚余垃圾轉(zhuǎn)化生物燃料成套技術(shù)，其特征在于反 應(yīng)釜中按廚余垃圾干物質(zhì)重的30倍加入水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述廚余垃圾轉(zhuǎn)化生物燃料成套技術(shù)，其特征在于反應(yīng)釜升溫速度為每分鐘2(TC，最佳反應(yīng)溫度為40(TC，恒溫時(shí)間為40分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述廚余垃圾轉(zhuǎn)化生物燃料成套技術(shù)，其特征在于生物油萃取劑為乙醚。
全文摘要
針對(duì)我國(guó)目前廚余垃圾資源化利用難的現(xiàn)狀，本發(fā)明利用廚余垃圾中主要包含有食品垃圾和塑料等人工合成的高分子化合物的特點(diǎn)，通過(guò)高溫高壓水熱處理，將這類廢棄物轉(zhuǎn)化為以液態(tài)為主的燃料，熱值高達(dá)32.6MJ/Kg。本發(fā)明為廚余垃圾開(kāi)辟了一條行之有效的資源化途徑和最終處理處置方法。
文檔編號(hào)C10L5/46GK101280206SQ20081010131
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者劉振剛, 吳建芝, 張付申 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心