一种城市生活垃圾处理方法与流程

本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种城市生活垃圾处理方法。

背景技术：

1、水热碳化（hydrothermal carbonization，简称htc）是一种将生物质在高温高压水环境下转化为炭质产物的过程。它模拟了自然界中的地下煤炭形成过程，通过在特定条件下对生物质进行加热和反应，使其发生热解、水解和重排等反应，最终转化为高碳含量的炭质产物。

2、反应机理：

3、htc的反应机理包括以下主要步骤：

4、水解：在高温高压水中，水分子与生物质中的多糖和纤维素等化合物发生水解反应，产生溶解性的糖类和有机酸。

5、缩合：水解产物在高温高压的环境下发生缩合反应，形成具有芳香结构的聚合物，同时释放水分和小分子化合物。

6、碳化：聚合物在高温下继续发生热解和重排反应，形成炭质产物，其中包括炭黑、炭球和炭纤维等。

7、反应产物：

8、水热碳化过程中生成的产物主要有以下几种形态：

9、固态产物：包括炭黑和炭球等。炭黑通常呈黑色颗粒状，具有高碳含量和独特的多孔结构，可用作吸附材料、催化剂载体等。炭球则是球状的固体颗粒，具有较高的孔隙度和比表面积，适用于土壤改良、能源存储等领域。

10、液态产物：主要为水溶性的有机酸、糖类和酚类等。这些化合物可以用作生物质燃料、生物肥料、化学品合成原料等。

11、气态产物：包括水蒸气、二氧化碳、甲烷等。这些气体可以在反应过程中被释放出来，其中甲烷具有可燃性，可用作能源来源。

12、在水热碳化的应用方面，污泥的处理已日趋成熟，实际上水热碳化工艺还可应用于城市生活垃圾处理等其他领域，城市生活垃圾中含有大量的厨余垃圾、包装材料等有机质。

技术实现思路

1、技术问题，本发明旨在提供一种应用水热碳化工艺处理城市生活垃圾的方法。

2、技术方案：本发明还提供了一种城市生活垃圾处理方法，该处理方法应用水热碳化工艺，处理方法还包括：

3、使用破碎机构将垃圾破碎；

4、使用浮选机构将已破碎的物料筛分出无机质；

5、将筛分后的物料应用水热碳化工艺进行处理。

6、水热碳化工艺包括如下步骤：

7、s1：研磨机构将物料研磨至 20-50目，研磨完成后送入储料仓备用；

8、s2：将研磨好的物料送入反应器，加入水以及催化剂，加热；其中加水分为两个阶段，第一阶段作为反应介质在升温前加入，第二阶段在升温至90~100℃时，进行脉冲注水，对反应器进行脉冲加压，注水的温度为80~90℃；注水时反应温度过低，导致反应釜内压力没有升起来，导致加压效果不明显，若温度过高，突然注入水会迅速降低反应系统的温度，导致压力变化，可能引起剧烈的气体释放、产物喷溅或容器破裂等危险情况。因此须在反应釜内温度在90~100℃之间进行注水，并且注水温度为80~90℃，不宜与反应器内温差过大。

9、其中，水与反应物料的质量比为1:3~1:5之间，选择适当的原料到水的比例对于反应的效果和产物的形成至关重要。过高的水量可能会稀释反应物质，导致反应效果降低。相反，过低的水量可能会限制反应的进行并影响产物的生成；水与反应物的总量不宜超过反应釜容积的70%，这是因为反应过程中可能会产生气体或液体膨胀，如果反应物过多，可能会导致压力过高，从而引发安全隐患。同时，留出一定的空间也有助于反应更加均匀和高效地进行。；

10、s3：加热完成后泄压、冷却至室温，气体收集；

11、s4：反应器内外压差平衡时，打开出料口阀门将反应器内物料送入碳水分离机构进行碳水分离；

12、s4：分离完成后将固液混合物送入陶瓷膜过滤器进行过滤，将滤物与滤液进行收集。

13、进一步地，步骤s2中加热温度为180~250℃，压力为10~50bar。

14、进一步地，碳水分离机构进行负压加热，对水分进行分馏，抽真空管上设置冷凝水收集装置，抽真空管连接气体收集机构。

15、本发明的有益效果为：加水分为两个阶段，第一阶段作为反应介质在升温前加入，第二阶段在升温至90~100℃时，进行脉冲注水，对反应器进行脉冲加压，注水的温度为80~90℃；注水时反应温度过低，导致反应釜内压力没有升起来，导致加压效果不明显，若温度过高，突然注入水会迅速降低反应系统的温度，导致压力变化，可能引起剧烈的气体释放、产物喷溅或容器破裂等危险情况。因此须在反应釜内温度在90~100℃之间进行注水，并且注水温度为80~90℃，不宜与反应器内温差过大。

16、将水热碳化工艺应用到生活垃圾处理中，能够对生活垃圾彻底高效的进行处理，高温高压作用下能够消杀一切病菌虫害，并且对能源进行有效的再利用。

技术特征：

1.一种城市生活垃圾处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：

2.如权利要求1所述的一种水热碳化方法，其特征在于，所述步骤s2中加热温度为180~205℃，压力为10~50bar。

技术总结本发明是申请号：202410159466.X名称为：一种水热碳化反应器、生产线、水热碳化方法及其在生活垃圾处理中的应用的分案申请；本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种城市生活垃圾处理方法。本方法采用破碎、浮选、研磨、水热碳化处理等步骤，实现了城市生活垃圾的无害化处理。技术研发人员：赵罡,何志鹏,白永辉,王焦飞,祁振辉,王成香,吴斌,赵帅受保护的技术使用者：宁夏信利汇通技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15