專利名稱：利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法及其裝置，更詳細地 說，涉及如下的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法及其裝置，其中，將 食物垃圾轉換為類似于石油資源形態(tài)的氣體和油形態(tài)的生物質(zhì)能
(bio-energy)，從而減少高額的環(huán)境處理費用，另一方面，能夠?qū)①Y 源再活用，獲得進口的替代效果。
背景技術：
通常食物垃圾是吃剩的食物，根據(jù)屬于可由生物攝取的資源這一認 識，用作家禽的飼料或作為有機性資源的積肥等。
但是，隨著出臺防止土壤污染、促進資源再活用的政策，趨于逐漸 禁止埋入土壤的趨勢，而且食物垃圾由于鹽分的含量高且水分多，所以 一方面也存在不能有效進行飼料化和積肥化的問題。 尤其是，對于食物垃圾，其內(nèi)容物中含有約80%以上的水分，所以在 利用食物垃圾進行飼料化的情況下，需要巨大的干燥費用，所以難以實 現(xiàn)經(jīng)濟性，而在積肥化的情況下，根據(jù)鹽分的含量高將導致土地肥力減 少的理論，對于利用食物垃圾的資源化方法也處于兩難的局面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有問題而提出的，其目的在于，尋求一種不同 于存在積肥化及飼料化問題的食物垃圾的活用方法，實現(xiàn)能量化，從而 在食物垃圾的再活用方式方面謀求新的活路，提供一種作為具有在高油 價的時代增大石油進口替代效果的優(yōu)點的處理方法的利用食物垃圾的生 物質(zhì)能制造方法及其裝置。
本發(fā)明是為實現(xiàn)上述目的而進行的，說明其解決方式如下通過粉碎選別部將從儲藏槽供給的食物垃圾粉碎成一定大小的粒 子，并選別出食物垃圾中包含的異物，對經(jīng)過該粉碎及選別步驟后輸送
的食物垃圾實施脫水步驟，使水分含量降低到約70%左右。
利用干燥部對經(jīng)上述脫水的食物垃圾進行干燥，使水分含量達到12% 左右，執(zhí)行該干燥過程后，將經(jīng)干燥的處理物輸送到油化裝置。在上述 油化裝置中，通過壓縮供給部在切斷氧氣從外部流入的狀態(tài)下將處理物 供給到油化器，在油化器中于低氧狀態(tài)下加熱有機性材料即處理物，從 而使分子的連接鏈斷開而產(chǎn)生分解現(xiàn)象，使固態(tài)的材料轉換為油物質(zhì)， 以執(zhí)行油化工序，并且通過壓縮排出部將經(jīng)油化工序的灰形態(tài)的殘留物 排出到外部時，切斷氧氣從外部流入的同時進行排出。經(jīng)上述油化工序 中在無氧氣氛圍氣下加熱到150 450'C范圍的加熱過程產(chǎn)出的蒸汽狀態(tài) 的油物質(zhì)被輸送到熱交換機進行冷卻時， 一定量的高分子物質(zhì)冷凝成油， 提取出液態(tài)油，剩下的低分子物質(zhì)形成石油氣形態(tài)的氣體，從而得到生 物質(zhì)能。由此，確認到能夠利用食物垃圾獲得生物質(zhì)能，完成了本發(fā)明。 發(fā)明效果
在本發(fā)明中，跳出像以往那樣利用食物垃圾來進行飼料化或積肥化 的思維，活用食物垃圾來實現(xiàn)質(zhì)能化，確保能夠在高油價時代增大石油 進口替代效果的能源，減少高額的環(huán)境處理費用，另一方面，還能夠期 待將資源再活用來用作替代能等的各種效果。


圖1示出本發(fā)明的整體結構系統(tǒng)。
圖2是示出本發(fā)明中的油化器的結構圖。
圖3是本發(fā)明中的壓縮供給部的結構圖。
圖4是本發(fā)明中的壓縮排出部的結構圖。
圖5是本發(fā)明中的粉塵附著防止部的結構圖。
圖6示出本發(fā)明的其它整體結構系統(tǒng)。
附圖標記說明
10:食物儲藏槽 20:粉碎選別部30:脫水部 50:油化裝置 90:油儲藏槽
40:干燥部
60:熱交換機
100:儲氣箱(gas tank)
具體實施例方式
下面將參照附圖具體說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖l示出本發(fā)明的整體結構系統(tǒng)，參照圖l說明如下，該系統(tǒng)包括-
食物儲藏槽IO，該食物儲藏槽10具有搬入食物垃圾進行儲藏、與后 工序中粉碎選別器的處理能力對應地供給一定量的食物垃圾的功能；
粉碎選別部20，該粉碎選別部20同時執(zhí)行將從上述食物儲藏槽10 根據(jù)處理量供給的食物的粒子粉碎成一定大小的功能以及選別出異物并 排出的功能；
脫水部30，由于從上述粉碎選別部20供給的食物垃圾中水分含量達 到85%左右，所以該脫水部30對食物垃圾實施壓榨、脫水工序，將水分 含量降低到70%左右，以便容易實施干燥條件；
干燥部40，該干燥部40對通過上述脫水部30執(zhí)行的作業(yè)工序匯脫 水的食物垃圾進行干燥，使水分含量達到12%左右；
油化裝置50，該油化裝置50壓縮輸送通過上述干燥部40進行干燥 的處理物，以切斷外部空氣的流入，在低氧狀態(tài)下將作為有機性材料的 處理物加熱到150 450'C范圍的適當溫度，使處理物轉換為蒸汽狀態(tài)的 油物質(zhì)，將處理后的殘留物排出到外部，并切斷外部空氣流入到油化器 內(nèi)部；
熱交換機60，該熱交換機60具有將從上述油化裝置50排出的油化 氣體冷卻以提取油的功能；
油儲藏槽90，該油儲藏槽90儲藏經(jīng)由上述熱交換機60流出的冷凝 的油；以及
儲氣箱IOO，在上述熱交換機60中進行冷卻以提取油的過程中，剩 余的低分子物質(zhì)在常溫下不冷凝而維持氣體形態(tài)，該儲氣箱100將維持 氣態(tài)的氣體捕獲并儲藏。進一步詳細說明本發(fā)明中的上述油化裝置50如下，該油化裝置50
構成為包括
壓縮供給部51，該壓縮供給部51具有如下功能儲藏從干燥部40
輸送的經(jīng)干燥的處理物，根據(jù)處理容量以一定量進行供給，并切斷氧氣
流入，與此同時，僅將除去了氧氣的材料輸送到后工序；
油化器52，該油化器52在低氧氛圍氣下將通過上述壓縮供給部51 供給的有機性材料即處理物加熱到150 45(TC范圍，從而產(chǎn)生分子的連 接鏈斷開的分解現(xiàn)象，使得固態(tài)的材料轉換為液態(tài)及氣態(tài)的油物質(zhì)；以 及
壓縮排出部53，該壓縮排出部53將經(jīng)上述油化器52處理的殘留物 排出到外部，并切斷外部的空氣流入到油化器52內(nèi)部。
另外，在將從上述油化器排出的油化氣體輸送到熱交換機60的排氣 路徑上設置有粉塵附著防止部54，以防止油化氣體中含有的粉塵附著在 排氣管內(nèi)。
如圖2所示，在上述油化器52中，在通過位于下方的燃燒器B提供 熱量的加熱室52a上以兩段以上形成油化室52b，在各油化室52b中軸向 設置借助驅(qū)動部52c進行旋轉的輸送螺桿52d，在流入的處理物被輸送螺 桿以Z字形輸送的滯留過程中形成油化作用。
如圖3所示，在上述壓縮供給部51中，所供給的處理物被汽缸51a 連續(xù)推向壓縮管51b，在壓縮管51b中壓縮處理物的同時向后方推送處理 物，從而處理物在壓縮管51b內(nèi)以壓縮狀態(tài)輸送，所以能夠切斷外部空 氣流入。
如圖4所示，在上述壓縮排出部53中，借助汽缸53a將通過油化器 52進行處理的過程中排出的廢棄物連續(xù)推向壓縮管53b，廢棄物在被壓 縮的同時推向后方，排出到外部，并能夠切斷外部空氣借助被壓縮的廢 棄物流入到油化室。
如圖5所示，在上述粉塵附著防止部54中，借助驅(qū)動部54b使螺桿 54c旋轉，以防止油化氣體中含有的粉塵附著到排氣路徑內(nèi)，該螺桿54c 軸向設置于將從油化器排出的油化氣體輸送到熱交換機60的排氣路徑54a上。
下面按工序步驟進一步詳細說明這樣構成的本發(fā)明的作用。
利用粉碎選別器20將從食物儲藏槽10供給的食物垃圾粉碎成一定 大小的粒子，并選別出食物垃圾中包含的骨頭、塑料等異物。
經(jīng)上述粉碎和選別步驟后被輸送到脫水部30的食物垃圾經(jīng)脫水步驟 使水分含量下降到約70%左右，然后通過干燥部40進行干燥，執(zhí)行干燥 處理使得水分含量達到12%左右，在此進行干燥時，干燥熱源可以直接使 用以下說明的油化步驟中產(chǎn)生的氣體和油。
將通過上述干燥步驟進行干燥的食物垃圾輸送到油化裝置50，執(zhí)行 提取蒸汽狀態(tài)的油物質(zhì)的油化工序。
艮口，在油化工序中，當借助壓縮供給部51在切斷從外部流入氧氣的 狀態(tài)下向油化器52輸送供給食物垃圾即處理物時，在油化器52中、于 低氧氛圍氣下將有機性材料即處理物加熱到150 450°C，從而使分子的 連接鏈斷開，固態(tài)的材料轉換成被加熱的蒸汽狀態(tài)的油物質(zhì)。
利用壓縮排出部53將在上述過程中完成油化工序后剩下的灰形態(tài)的 殘留物排出到外部的過程中，切斷外部空氣流入到油化器內(nèi)部。
上述油化工序中加熱溫度加熱到200 35(TC時，能夠得到最佳的收 率，但即使加熱到150 45(TC，也能夠達到發(fā)明的目的，但從獲得全體 油的收率方面考慮，優(yōu)選200 35(TC的范圍。
然后，通過上述油化工序排出的蒸汽形態(tài)的油物質(zhì)被輸送到熱交換 機60，利用熱交換機60進行冷卻后提取的油被儲藏到油儲藏槽90中， 在此過程中即使溫度降低到常溫，低分子物質(zhì)也不冷凝而維持氣態(tài)，儲 氣箱100將維持氣態(tài)的氣體捕獲并儲藏，該儲藏的氣體可以提供給本發(fā) 明的干燥工序或油化工序，作為熱源活用。
對于適用本發(fā)明的技術思想獲得的油量，在最初處理100噸食物垃 圾時，經(jīng)干燥處理能夠獲得約16.4 20.2噸的干燥物，在考慮密度的情 況下，通過油化工序從經(jīng)干燥的處理物提取的油量為6. 3 9. 2KL。
另外，通過對經(jīng)由上述油化工序獲得的油進行分析試驗得到如下試 驗結果的數(shù)據(jù)，確認到本發(fā)明的實用性。試驗科目試驗結果試驗方法
殘留碳分(重量％)3. 34KS M 2017-2001
灰分(重量％)0.012KS M ISO 6425-2003
黃分(重量°/。)0. 069KS M ISO 8754-2003
水分及沉淀物(容積％)2.40KS M ISO 9030-2003
總發(fā)熱量(J/g)41300KS M 2057-1997
流點rc)-35.0KS M 2016-2000
引火點(coc， °c)小于25KS M 2010-1999
運動粘度(40 °C， mVs)1.626KS M 2014-1999
銅板腐蝕(100 °C， 3h)1KS M 2018-1987
密度(15 。C， kg/itf)940. 6KS M 2002-2001
金屬含量 (mg/L)Cd小于l電感耦合等離子 分析法
Cr1Pb未檢出As未檢出通過上述工序獲得的生物質(zhì)能即油產(chǎn)物為液態(tài)的油成分，容易輸送， 計劃繼續(xù)對該成分作為生物質(zhì)能原料產(chǎn)品的有用性進行研究，并且本發(fā) 明的工序中獲得的氣態(tài)成分被輸送到本申請的干燥工序或油化工序，能 夠作為熱源使用。
另一方面，圖6是示出用于實現(xiàn)本發(fā)明的目的的另一實施例的結構，
生物質(zhì)能制造裝置構成為還包括
蒸餾器70，該蒸餾器70設置于上述熱交換機60和油儲藏槽90之間， 具有將熱交換機60中冷凝的油再加熱以形成蒸汽的功能，作為用于蒸發(fā) 的能源可以使用油化工序中產(chǎn)生的氣體和油；以及
二次熱交換機80，該二次熱交換機80具有將上述蒸餾器70中蒸發(fā) 的油再次冷卻從而使其冷凝的功能，將冷凝的油輸送到油儲藏槽90，將 在此過程中產(chǎn)生的氣體輸送到儲氣箱100。
10包括上述構成的本發(fā)明適用于因通過上述熱交換機60獲得的油中包 含粉塵等而需要進一步對其進行精制來提高品質(zhì)的情況，
可以追加將通過上述熱交換機60進行的冷凝步驟冷凝得到的油輸送 到蒸餾器70、進行再加熱而蒸汽化的工序，冷凝的油通常以沒有進行精 制的狀態(tài)提供，所以對該油進行加熱，按照油成分的沸點進行分類冷凝， 得到精制的油，在此進行加熱時，加熱熱源可以使用油化步驟中產(chǎn)生的 氣體或油。
也可以通過如下方法執(zhí)行工序通過上述蒸餾器70進行蒸汽化的油
氣體被二次熱交換機80再冷卻，執(zhí)行提取油的冷凝步驟，將提取的油輸 送到油儲藏槽90，將在此過程中產(chǎn)生的氣體輸送到儲氣箱100進行儲藏。
權利要求
1. 一種利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法，該方法利用食物垃圾來獲得生物質(zhì)能，其特征在于，該方法包括粉碎及選別步驟，根據(jù)處理量供給儲藏槽中所儲藏的食物垃圾，將供給的食物的粒子粉碎成一定的大小，選別出異物并將其排出；脫水步驟，通過壓榨、脫水工序?qū)⒔?jīng)上述過程處理的食物垃圾中的水分含量降低到70％左右，以便容易執(zhí)行干燥條件；干燥步驟，對經(jīng)上述過程脫水的食物垃圾進行干燥，使水分含量達到12％左右；油化工序步驟，將經(jīng)上述干燥步驟干燥的處理物壓縮輸送，切斷氧氣流入的同時在油化過程中產(chǎn)生油物質(zhì)，將殘留物排出到外部，并切斷外部空氣從排出側流入；冷凝步驟，利用熱交換機將通過執(zhí)行上述油化工序而流出的油物質(zhì)即蒸汽狀的氣體冷凝；以及儲藏步驟，將上述冷凝過程中產(chǎn)生的油和氣體分別儲藏。
2. 根據(jù)權利要求1所述的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法，其特 征在于，該方法還包括在上述冷凝步驟和油及氣體的儲藏步驟之間設置利用蒸餾器將冷凝 的油再蒸發(fā)的步驟；以及將上述再蒸發(fā)的油氣體二次冷凝的步驟。
3. 根據(jù)權利要求1所述的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法，其特 征在于，在上述油化工序中將食物垃圾加熱到150 450°C。
4. 一種利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造裝置，該裝置用于將食物垃圾 再活用，其特征在于，該裝置包括-食物儲藏槽，該食物儲藏槽儲藏食物垃圾，并與后工序?qū)毓┙o 一定量的食物垃圾；粉碎選別部，該粉碎選別部同時執(zhí)行將上述食物垃圾的粒子粉碎成 一定大小的功能和選別出異物并排出的功能；脫水部，該脫水部通過壓榨、脫水工序來降低從上述粉碎選別部供給的食物垃圾中的水分含量；干燥部，該干燥部對經(jīng)上述脫水部脫水的食物垃圾進行干燥，二次 降低水分含量；油化裝置，該油化裝置將經(jīng)上述干燥部干燥的處理物以壓縮輸送方 式投入到油化器中，以切斷外部空氣流入，在低氧狀態(tài)下將有機性材料 即處理物加熱到適當溫度，使其轉換為液態(tài)及氣態(tài)的油物質(zhì)，將經(jīng)處理 的殘留物排出到外部，并切斷外部的空氣流入到油化器內(nèi)部；熱交換機，該熱交換機具有將從上述油化裝置排出的油化氣體冷卻 以提取油的功能；油儲藏槽，該油儲藏槽儲藏經(jīng)上述熱交換機冷凝的油；以及儲氣箱，該儲氣箱捕獲在上述熱交換機的冷卻過程中產(chǎn)生的氣體并 儲藏。
5. 根據(jù)權利要求4所述的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造裝置，其特 征在于，該裝置還包括蒸餾器，該蒸餾器設置于上述熱交換機和上述油儲藏槽之間，執(zhí)行 將從上述熱交換機冷凝的油再加熱以進行蒸汽化的功能；以及二次熱交換機，該二次熱交換機將從上述蒸餾器中蒸發(fā)的油再次冷 卻，使其冷凝，將油輸送到上述油儲藏槽，將在此過程中產(chǎn)生的氣體輸 送到上述儲氣箱。
6. 根據(jù)權利要求4所述的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造裝置，其特 征在于，該裝置還包括壓縮供給部，該壓縮供給部在輸送過程中將經(jīng)上述干燥部干燥的處 理物壓縮，以切斷外部空氣的流入，通過輸送螺桿輸送處理物；油化器，該油化器將通過上述輸送螺桿供給的有機性材料即處理物 在低氧狀態(tài)下加熱到適當溫度，使處理物轉換為液態(tài)及氣態(tài)的油物質(zhì)； 以及壓縮排出部，該壓縮排出部將經(jīng)上述油化工序的殘留物排出到外部， 并切斷外部空氣流入到油化器內(nèi)部。
7.根據(jù)權利要求6所述的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造裝置，其特 征在于，該裝置還包括粉塵附著防止部，該粉塵附著防止部設置于將從 上述油化器排出的油化氣體輸送到上述熱交換機的排氣路徑上，防止油 化氣體中含有的粉塵附著到管內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及食物垃圾的活用方法，技術思想為提供利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法及其裝置，跳出現(xiàn)有利用食物垃圾進行積肥化或飼料化的思維，活用食物垃圾實現(xiàn)能量化，在高油價時代增大石油進口替代效果。本發(fā)明的利用食物垃圾的生物質(zhì)能制造方法及其裝置中，利用粉碎選別器將從儲藏槽供給的食物垃圾粉碎并選別出異物之后，將處理物輸送到脫水部，執(zhí)行降低水分含量的脫水步驟，然后在干燥部中對經(jīng)脫水的食物垃圾進行干燥，使水分含量達到12％左右，將通過干燥處理干燥的處理物輸送到油化裝置，油化工序產(chǎn)生的蒸汽狀態(tài)的油物質(zhì)被熱交換機冷卻，一定量的高分子物質(zhì)冷凝成油獲得液態(tài)油提取物，剩下的低分子物質(zhì)以具有石油氣形態(tài)的氣體狀態(tài)用作生物質(zhì)能。
文檔編號C10G1/00GK101544900SQ200810086969
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月28日 優(yōu)先權日2008年3月28日
發(fā)明者安龍河 申請人:E&石油科技株式會社;安龍河