一種生活垃圾熱解制氣工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種生活垃圾熱解制氣工藝，其特征在于：按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的，用二段式熱解氣化爐連續(xù)制氣，空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓3000-6000Pa,經(jīng)過止回閥從熱解氣化爐底部風(fēng)管經(jīng)過爐柵進(jìn)入氣化爐內(nèi)，氣化劑進(jìn)入爐內(nèi)后經(jīng)灰層預(yù)熱，在氧化層與垃圾干餾形成半焦?fàn)钗镔|(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成 CO2，并釋放出大量熱量，氧化層溫度約1100 - 1200 ℃左右，在還原層CO2 和氣化劑中所攜帶的水和半焦?fàn)钗镔|(zhì)反應(yīng)，一起由上段煤氣出口排出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可以連續(xù)不斷把垃圾氣化，正常生產(chǎn)無廢氣，做到變廢為寶；垃圾熱解氣化遏制二惡英的產(chǎn)生；避免了垃圾大量填埋，節(jié)約土地；可以殺滅各種有害菌，垃圾氣化的灰渣可以作為鋪路的材料；生產(chǎn)中無廢水產(chǎn)生。
【專利說明】-種生活垃圾熱解制氣工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及垃圾處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及針對一種生活垃圾熱解制氣工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 城市生活垃圾的組成成分相當(dāng)復(fù)雜。城市工業(yè)發(fā)展程度、居民的生活習(xí)慣和生活 水平的不同以及季節(jié)的轉(zhuǎn)換，都與生活垃圾的組成成分與理化特性密切相關(guān)。城市生活垃 圾性狀和特征受居民生活、能源結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化等因素等影響，使得垃圾組分具有復(fù)雜性、 多變性和地域差異性。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，城市垃圾成份也發(fā)生了很大 變化，例如87年垃圾中60?70%是煤渣，30?40%為有機(jī)物、廢品等生活用品；到2001年 10月垃圾中煤渣成份小于30%，有機(jī)物及廢品占60%以上，2003年垃圾中煤渣占20%，有機(jī) 物及廢品達(dá)59. 8%。可見垃圾成份由以前的煤渣為主改變?yōu)楝F(xiàn)在的以有機(jī)物為主，煤渣大量 減少，廢品含量有所上升；這就急需更改垃圾處理設(shè)備，以滿足現(xiàn)在垃圾中含有的成份，徹 底分解的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種生活垃圾熱解制氣工藝， 無污染，處理快，產(chǎn)氣率高，特別是能滿足現(xiàn)有狀況下的垃圾處理情況的工藝。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種生活垃圾熱解制氣工藝，其特征在于：按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的， 用二段式熱解氣化爐連續(xù)制氣，爐體水夾套自產(chǎn)的低壓蒸汽和鼓風(fēng)空氣混合組成的飽 和氣作為氣化劑，飽和溫度一般控制在40?65°C之間。
[0005] 空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓到3000_6000Pa，經(jīng)過止回閥從熱解氣化爐底部風(fēng)管經(jīng)過 爐柵進(jìn)入氣化爐內(nèi)，氣化劑進(jìn)入爐內(nèi)后經(jīng)灰層預(yù)熱，在氧化層與垃圾干餾形成半焦?fàn)钗镔|(zhì) 發(fā)生氧化反應(yīng)，生成C0 2，并釋放出大量熱量，氧化層溫度約1100 - 1200 °C左右，在還原 層C02和氣化劑中所攜帶的水和半焦?fàn)钗镔|(zhì)反應(yīng)，生成了煤氣（C0和H2 )，約2/3的煤 氣經(jīng)過環(huán)型爐墻內(nèi)的通道導(dǎo)出形成底煤氣，溫度為400-600 °C，由下段煤氣出口排出；約 1/3的煤氣上升到干餾層，依靠煤氣自身的顯熱和下段煤氣通過隔墻傳導(dǎo)的熱量加熱垃圾 物料，進(jìn)行中低溫干餾，和干餾煤氣混合形成頂煤氣，溫度約為70-120°C，一起由上段煤氣 出口排出。
[0006] 1、上段煤氣的產(chǎn)生 入爐的垃圾被氣化段產(chǎn)生的熱煤氣加熱，首先脫去內(nèi)外水分70?150°C，逐步干燥；繼 而被干餾150?550°C脫出揮發(fā)分，揮發(fā)分成份為焦油、烷烴類氣體、酚及H2、C02、C0、H 2(^g 合物，其中，焦油、輕焦油隨頂煤氣進(jìn)入后續(xù)凈化被脫除，而烷烴類及H2、C0 2、C0類做為干餾 煤氣和氣化段產(chǎn)生的部分煤氣混合成為頂煤氣；干餾氣具有較高熱值，混合的上段煤氣熱 值一般可達(dá)到1200?1550 KCaL/Nm3。
[0007] 2、下段煤氣的產(chǎn)生 垃圾原料在干餾段被下段煤氣干餾后，形成熱半焦進(jìn)入氣化段。熱半焦的揮發(fā)份一般 為3?5%。熱半焦因脫去其中的活性組份，氣化活性比垃圾有所降低，在火層的溫度一般為 1000?1200°C之間還原、氧化；熱半焦與蒸汽或空氣混合氣發(fā)生以下反應(yīng) ：

【權(quán)利要求】
1. 一種生活垃圾熱解制氣工藝，其特征在于：按照如下步驟實(shí)現(xiàn)的，用二段式熱解氣 化爐連續(xù)制氣，爐體水夾套自產(chǎn)的低壓蒸汽和鼓風(fēng)空氣混合組成的飽和氣作為氣化劑，飽 和溫度一般控制在40?65°C之間；空氣由空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓到3000-6000Pa，經(jīng)過止回閥從 熱解氣化爐底部風(fēng)管經(jīng)過爐柵進(jìn)入氣化爐內(nèi)，氣化劑進(jìn)入爐內(nèi)后經(jīng)灰層預(yù)熱，在氧化層與 垃圾干餾形成半焦?fàn)钗镔|(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成C02，并釋放出大量熱量，氧化層溫度約1100 -1200 °C左右，在還原層C02和氣化劑中所攜帶的水和半焦?fàn)钗镔|(zhì)反應(yīng)，生成了煤氣（CO 和H2 )，約2/3的煤氣經(jīng)過環(huán)型爐墻內(nèi)的通道導(dǎo)出形成底煤氣，溫度為400-600 °C，由 下段煤氣出口排出；約1/3的煤氣上升到干餾層，依靠煤氣自身的顯熱和下段煤氣通過 隔墻傳導(dǎo)的熱量加熱垃圾物料，進(jìn)行中低溫干餾，和干餾煤氣混合形成頂煤氣，溫度約為 70-120°C，一起由上段煤氣出口排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活垃圾熱解制氣工藝，其特征在于：按照如下步驟實(shí) 現(xiàn)的， 1) 、上段煤氣的產(chǎn)生 入爐的垃圾被氣化段產(chǎn)生的熱煤氣加熱，首先脫去內(nèi)外水分70?150°C，逐步干燥；繼 而被干餾150?550°C脫出揮發(fā)分，揮發(fā)分成份為焦油、烷烴類氣體、酚及H2、C02、C0、H 2(^g 合物，其中，焦油、輕焦油隨頂煤氣進(jìn)入后續(xù)凈化被脫除，而烷烴類及H2、C02、CO類做為干餾 煤氣和氣化段產(chǎn)生的部分煤氣混合成為頂煤氣；干餾氣具有較高熱值，混合的上段煤氣熱 值一般可達(dá)到1200?1550 KCaL/Nm3; 2) 、下段煤氣的產(chǎn)生 垃圾原料在干餾段被下段煤氣干餾后，形成熱半焦進(jìn)入氣化段；熱半焦的揮發(fā)份一般 為3?5% ;熱半焦因脫去其中的活性組份，氣化活性比垃圾有所降低，在火層的溫度一般為 1000?1200°C之間還原、氧化；熱半焦與蒸汽或空氣混合氣發(fā)生以下反應(yīng)： C+02=C02+408840 千焦 / 千摩爾 C+1/202=C0+123217 千焦 / 千摩爾 C02+C=2C0-162405 千焦 / 千摩爾 C+ H20 =C0+ H2-l 18821 千焦 / 千摩爾 C+ 2H20 =C02+ 2H2-75237 千焦 / 千摩爾 下段煤氣為氣化煤氣，幾乎不含焦油；但含少量灰塵，其熱值一般為700?1000 KCaL/Nm3； 3) 、凈化流程 由于熱解氣化爐分為上、下2個出口，所以配套的凈化回收工藝也分為上段部分和下 段部分；上段煤氣凈化處理過程為煤氣先進(jìn)間冷器，其工作溫度為70?130°C之間，脫除重 質(zhì)焦油（焦油熱值可達(dá)8200 KCaL/kg以上)，其產(chǎn)量因垃圾品種不同而定，一般為入爐垃圾 總量的0. 5?2. 5%，是優(yōu)質(zhì)化工原料或燃料；經(jīng)初步脫焦油后的上段煤氣接著進(jìn)入帶灰斗 的煤氣總管；下段煤氣先進(jìn)入旋風(fēng)除塵器除去大顆?；覊m后，進(jìn)入盤型閥后，匯入煤氣總管 與上段煤氣混合； 3.1)旋風(fēng)除塵器 下段煤氣出口溫度約400-600 °C，進(jìn)入內(nèi)砌筑耐火磚的旋風(fēng)除塵器，除去50 iim以上 的灰塵，除塵效率60-75% ; 3.2 )盤型閥 從旋風(fēng)除塵器出來的煤氣進(jìn)入盤型閥，盤型閥內(nèi)砌耐火磚，可以利用水封快速切斷煤 氣，同時調(diào)節(jié)上下出口煤氣的產(chǎn)量，達(dá)到控制爐膛內(nèi)的溫度作用； 3. 3)間冷器 由于熱解氣化爐產(chǎn)生的煤氣有時〇2會高于〇. 6%，取消電捕焦油器新增間冷器，脫除重 質(zhì)焦油，同時煤氣與水不直接接觸，避免產(chǎn)生大量廢水；不會增加煤氣中水蒸氣的含量，焦 油的產(chǎn)量因垃圾品種不同而定，一般為入爐垃圾總量的〇. 5?2. 5% ; 3.4 )逆止閥 安裝在熱解氣化爐進(jìn)風(fēng)口前，主要作用是在停電時，防止煤氣倒流； 3. 5)鐘罩閥 安裝在上段煤氣出口處，在點(diǎn)爐時不合格煤氣排空，生產(chǎn)時如系統(tǒng)壓力突然升高，自動 放散，起到泄壓作用； 3. 6)垃圾熱解氣化中控制及解決生成二惡英的辦法 垃圾分類處理，清除氯化銅、氯化鐵等物質(zhì)，與生活垃圾中的含氯高分子化合物分開處 理； 垃圾進(jìn)入熱解氣化爐內(nèi)后，在干餾段進(jìn)行缺氧干餾，溫度200-500°C，由于在缺氧的條 件，利用干餾熱能使有機(jī)物的化合鍵斷裂，由大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿恿康腃O、H2、 CH4等可燃?xì)怏w；由于缺氧，氯化銅、氯化鐵的催化作用被抑制；垃圾被干餾后進(jìn)入還原層， 溫度800-90(TC，即使有二惡英，也會被分解；還原層往下進(jìn)入氧化層，溫度約120(TC，二惡 英徹底分解； 二惡英在高溫的熱解是在〇2進(jìn)行氧化，反應(yīng)如下： Dioxins + n o2- m co 2 + 3 HC1 3. 7)煙氣洗滌 氯化銅、氯化鐵隨灰渣排出爐外，不會進(jìn)入煙氣系統(tǒng)，減少二惡英合成機(jī)率，為了扼制 焚燒煙氣在凈化過程中再合成，同時解決尾氣的HC1氣體，噴射堿水，抑制二惡英的生產(chǎn)， 同時處理尾氣中HC1，達(dá)到環(huán)保效果； 反應(yīng)如下： 2HC1 + Ca(0H)2 = CaCl2 + 2H20。
【文檔編號】C10J3/60GK104449873SQ201410682909
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】李明澤, 白天, 何峰 申請人:新密市環(huán)新生活垃圾處理有限公司