1.本发明涉及农村生活垃圾和农业废物处理技术领域，具体涉及一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺。
背景技术：2.大部分农村地区周边没有大城市的垃圾焚烧厂或垃圾填埋场，导致农村生活垃圾无害化处理处置的运输成本高，加重农村负担，甚至导致很多地区违规处置，如露天焚烧、随意倾倒和填埋等，造成了严重的环境污染。
3.与此同时，农村大量的农业废弃物没有得到合理处置，阻碍了农业生产。现在推广的秸秆粉碎还田等，导致了较多的农作物病虫害，以及水体污染等情况。而国家推行的生物质发电则由于农户分散广，收集困难等原因，发展情况较差。据了解，大量生物质电厂处于亏本或停运状态。更有甚者，农民依然在农田中进行违规的露天焚烧。
4.综上所述，目前我国农村的生活垃圾和农业废物均没有得到较好的处理处置，是较难解决的“三农”问题。现有技术经济性差，或有其他的衍生问题产生。因此，目前亟需一种适合我国国情的新技术，来解决农村的生活垃圾和农业废物处理处置问题。
技术实现要素：5.本发明的目的在于解决上述农村生活垃圾以及农业废物处理处置难的问题，提出了一种使农村生活垃圾便于集中存储，转化为可重新利用的清洁能源，还具有经济效应的基于农村生活垃圾和农业废物制备绿色环保成型燃料的工艺。
6.本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，包括如下步骤：（1）将农村生活垃圾投入粗破碎机中破碎，收集粗破碎过程中产生的粗破碎物和渗滤液；（2）将粗破碎物输送至细破碎机中并添加农业废物共同破碎，收集细破碎过程中产生的细破碎物和渗滤液；（3）将细破碎物和多功能复合添加剂输送至造粒机中，同时加入粗破碎和细破碎产生的渗滤液；（4）压缩成型产出成型燃料。
7.作为一种较优选的技术方案，步骤（1）中，所述的粗破碎是指破碎后的颗粒粒径小于100mm。
8.作为一种较优选的技术方案，步骤（2）中，所述的农业废物添加质量为农村生活垃圾质量的20~30%；农业废物种类可以是稻草、玉米秸秆、豆类和秋杂粮作物秸秆。
9.作为一种较优选的技术方案，步骤（2）中，所述的细破碎是指破碎后的颗粒粒径小于30mm。
10.作为一种较优选的技术方案，步骤（3）中，所述的多功能复合添加剂是由生石灰和高岭土组成，二者质量比为10:1-20:1；添加量为农村生活垃圾的8-10%。
11.作为一种较优选的技术方案，步骤（4）中，所述的压缩成型条件为造粒机设置压强为60~80mpa，温度为100~120℃，成型之前得含水量控制在15~20%。
12.作为一种较优选的技术方案，步骤（4）中，所述的成型颗粒为长圆柱状（长度200~250mm，直径70~80 mm）或长条方状（长度200~250mm，宽55~64mm，高55~64mm）。
13.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）本发明可以省掉昂贵的渗滤液处理环节，农村生活垃圾破碎过程中会产生一定量的渗滤液，将其输送到造粒机中回用，破碎后的农村生活垃圾和农业废物在压缩成型过程中正好利用渗滤液来增加物料的粘性，从而降低成型所需的最高压强，减小能耗。同时成型过程中渗滤液可以与多功能复合添加剂反应，促进吸收添加剂向高活性物质转变，清洁处理渗滤液中的重金属和氯，具体描述见（3）；同时也可以增加添加剂的粘性，从而降低成型所需的最高压强，减小能耗。该造粒成型过程中需要加热，且挤压过程中也会放热，可以蒸发部分渗滤液。因此，利用渗滤液回用原理可以降低工艺复杂性，提升工艺经济性，除了可以降低成型所需压强和增加粘性。
14.（2）目前国内农村处理生活垃圾和农业废物多采用垃圾填埋和垃圾焚烧，有一定的处理成本，无盈利，而本工艺产出的成型燃料可以用来作为可再生燃料售卖以及农村供暖炊事。
15.（3）本发明设计了一种多功能复合添加剂，是由高岭土和生石灰组成的，其中高岭土可以与重金属蒸气发生反应，生成不挥发的重金属硅铝酸盐，从而将重金属固定在燃烧底渣或者易除尘的飞灰大颗粒中，最终实现重金属排放的抑制。生石灰可以消纳渗滤液且除臭、消毒生石灰的组分为cao，接触渗滤液中的水分时，发生公式（3-1）中反应，从而吸收水分，并且抑制垃圾腐败，避免产生异味和滋生细菌等有害物质。
16.（3-1）而生石灰与渗滤液反应生成的熟石灰，其组分主要是ca(oh)2。成型燃料燃烧过程中，ca(oh)2吸收气态hcl等含氯气体，其反应如公式（3-2）所示。垃圾焚烧产生二噁英主要有以下两个途径：
①
炉内生成——在燃烧过程中，若缺氧燃烧,会生成二噁英的前驱物,这些前驱物与垃圾中的氯化物、o2、o离子进行复杂化学反应,生成二噁英类物质；
②
尾部再合成——不完全燃烧反应所生成的二噁英的前驱物以及垃圾中未燃尽的环烃物质,在烟尘中的cu、ni、fe等金属粒子催化作用下，与烟气中的氯化物发生反应，生成二噁英类物质
2.。熟石灰吸收含氯气体后，生成的cacl2不与二噁英的前驱物反应生成二噁英，从而实现二噁英生成的抑制。
17.ꢀꢀ
（3-2）因此，该多功能复合添加剂可以实现成型燃料燃烧过程中重金属排放的抑制和二噁英生成的抑制。
18.（4）生活垃圾平均热值通常为5781kj∕kg，农业废物如秸秆平均热值高达19341kj∕kg，因此混合压缩可以显著提高成型燃料的热值。农业废物（如秸秆）本身具有较多纤维结构，有较好的吸水性，可以辅助成型。
附图说明
19.图1为一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺流程图。
具体实施方式
20.下面结合实施例，对本发明做进一步阐述。但实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
21.实施例1实验模拟农村生活垃圾组分如下所示，面粉占比47%为3.76g，玻璃粉占比31%为2.48g，木屑占比12%为0.96g，pvc占比5%为0.4g，pe占比5%为0.4g。总计质量为8g。选取cd、pb作为重金属的代表。cd质量为0.1104g，pb质量为0.000872g。添加多功能复合添加剂质量是总计模拟农村生活垃圾的8%。多功能复合添加剂中高岭土和生石灰为10：1，将农村生活垃圾投入粗破碎机中破碎到其粒径小于100mm，收集粗破碎过程中产生的粗破碎物和渗滤液；将粗破碎物输送至细破碎机中破碎到其粒径小于30mm并添加农业废物共同破碎，收集细破碎过程中产生的细破碎物和渗滤液；将细破碎物和多功能复合添加剂输送至造粒机中，同时加入粗破碎和细破碎产生的渗滤液；压缩成型产出长圆柱状成型燃料。造粒机设置压强为60mpa，温度为100℃，成型之前得含水量控制在15%。最后燃烧测量本实验结果表明，该样品平均热值为9776.4kj∕kg，与农村生活垃圾直接焚烧相比，可多产能3995 kj∕kg，其中固氯率达98.64%，二噁英和重金属固留率达97.61%。
22.实施例2实验模拟农村生活垃圾组分如下所示，面粉占比47%为3.76g，玻璃粉占比31%为2.48g，木屑占比12%为0.96g，pvc占比5%为0.4g，pe占比5%为0.4g。总计质量为8g。选取cd、pb作为重金属的代表。cd质量为0.1205g，pb质量为0.000964g。添加多功能复合添加剂质量是总计模拟农村生活垃圾的10%。多功能复合添加剂中高岭土和生石灰为20：1，将农村生活垃圾投入粗破碎机中破碎到其粒径小于100mm，收集粗破碎过程中产生的粗破碎物和渗滤液；将粗破碎物输送至细破碎机中破碎到其粒径小于30mm并添加农业废物共同破碎，收集细破碎过程中产生的细破碎物和渗滤液；将细破碎物和多功能复合添加剂输送至造粒机中，同时加入粗破碎和细破碎产生的渗滤液；压缩成型产出长条方状成型燃料。造粒机设置压强为80mpa，温度为120℃，成型之前得含水量控制在20%。最后燃烧测量本实验结果表明，该样品平均热值为10533.4kj∕kg，与农村生活垃圾直接焚烧相比，可多产能4057.3kj∕kg，其中固氯率达96.64%，二噁英和重金属固留率达95.41%。
技术特征：1.一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）将农村生活垃圾投入粗破碎机中破碎，收集粗破碎过程中产生的粗破碎物和渗滤液；（2）将粗破碎物输送至细破碎机中并添加农业废物共同破碎，收集细破碎过程中产生的细破碎物和渗滤液；（3）将细破碎物和多功能复合添加剂输送至造粒机中，同时加入粗破碎和细破碎产生的渗滤液；（4）压缩成型产出成型燃料。2.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于步骤（1）中，所述的粗破碎是指破碎后的颗粒粒径小于100mm。3.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述的农业废物为添加质量为农村生活垃圾质量的20~30%；农业废物种类可以是稻草、玉米秸秆、豆类和秋杂粮等作物秸秆。4.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述的细破碎是指破碎后的颗粒粒径小于30mm。5.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述的多功能复合添加剂是指由生石灰和高岭土组成，二者质量比为10:1-20:1；添加量为农村生活垃圾的8-10%。6.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，步骤（4）中，所述的压缩成型条件为压强为60~80mpa，温度为100~120℃，成型之前得含水量控制在15~20%。7.根据权利要求1所述的一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，其特征在于，步骤（4）中，所述的成型颗粒为长圆柱状（长度200~250mm，直径70~80 mm）或长条方状（长度200~250mm，宽55~64mm，高55~64mm）。
技术总结一种基于农村生活垃圾和农业废物制备成型燃料的工艺，主要涉及农村生活垃圾和农业废物处理技术领域。将农村生活垃圾投入粗破碎机中破碎，收集粗破碎过程中产生的粗破碎物和渗滤液；将粗破碎物输送至细破碎机中并添加农业废物共同破碎，收集细破碎过程中产生的细破碎物和渗滤液；将细破碎物和多功能复合添加剂输送至造粒机中，同时加入粗破碎和细破碎产生的渗滤液；压缩成型产出成型燃料。成型燃料清洁属性好，具有较好的经济效应，创新性低成本处理渗滤液。理渗滤液。理渗滤液。
技术研发人员：王昕晔 谢鑫磊 高珊琳 谢浩 王乙竹 杨青山
受保护的技术使用者：南京师范大学镇江创新发展研究院
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
