垃圾生物质多联产处理系统及设备技术方案

垃圾生物质多联产处理系统及设备，涉及到垃圾生物质气化、液化设备系统，包括以垃圾、生物质为原料生产清洁能源、建材、肥料、电能、供热和环境保护的多联产处理。系统主要由气相循环气化炉、烟气循环风管、烟气循环风机、除尘／净化塔、二氧化碳吸收塔、合成反应器和分离塔组成，其特征是气相循环气化炉内的烟气通过循环风管和烟气循环风机返回到炉内的氧化区，进行气相循环反应，生成富氢合成气，并有效瓦解剧毒物二恶英。气化炉内生产的富氢合成气通过后级处理，生产城市煤气或甲醇或二甲醚或氢气。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及垃圾、生物质处理及化工生产设备系统，特别涉及到垃圾生物质气化、液化设备系统。
技术介绍
当前，能源紧张，环保形势严峻，垃圾泛滥成灾。垃圾随着我国国民经济的发展及城市规模的不断扩 大正以10%的速度迅速增加，并且其有害成分的含量也越来越高，如处理不好，将会污染环境，威胁人民 的身体健康，这不仅会制约社会的进步，也会影响到国民经济的可持续发展。当前，我国大部分地区采用 填埋法处理城市生活垃圾，这不但需占用大量的土地、浪费资源，而且有害物容易泄漏造成二次污染；焚 烧法可以做到减量化、资源化处理生活垃圾，但焚烧法处理生活垃圾所追求的主要目标是能把垃圾在焚烧 炉内充分燃烧，其次才是能量的回收，由于生活垃圾焚烧烟气具有含水量大、氯化氢浓度高，对材料有较 大的腐蚀性，不能把热能回收装置设置在强辐射区而使热能回收率受到影响，所以焚烧法处理生活垃圾的 资源化应用程度有限；有些地区用垃圾焚烧发电来处理城市生活垃圾，但垃圾焚烧发电存在下列缺点1. 以处理垃圾为主要目标，能量利用率仅为20%左右，有近80°/。的能量被浪费掉了； 2.烟气、二氧化碳排放 量大，烟气中污染物有粉尘、氯化氢、氟化氢、硫氧化物、氮氧化物、致癌剧毒物(二恶英、呋喃)、重 金属(汞、铅、铬等)，虽有烟气净化系统，但难以完全消除，特别是二恶英、呋喃超标排放，目前还缺 乏技术可靠的N(X和二恶英等的末端净化工艺；3.只能在经济发达的大城市建垃圾焚烧发电厂，中小城市 的垃圾资源量不适宜建垃圾发电厂，因而不能普及应用。我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、芦苇、竹子等非木材纤维就年产超过10 亿吨，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源"仓库"。生物质能在使用过程中几乎不产生污染，没 有S02排放，产生的C02气体与植物生长过程中需要吸收的大量C02在数量上保持平衡，被称之为co2 中性的燃料。用生物质能代替化石燃料，不仅可永续利用，而且环保和生态效果突出，对改善大气酸雨环 境，减少大气中二氧化碳含量，从而减轻温室效应都有极大的好处。然而，我国目前的农林剩余物质资源 浪费^(人，除小部分农村用来发酵生产沼气外，大部分都被直接燃烧、填埋、腐烂掉了。把垃圾、生物质 通过气化或液化的方法转化为清洁的二次能源，可以取得双重的有益效果， 一是可以解决环境污染问题， 二是可以减少对石袖煤炭资源的依赖。由于生活垃圾的特点是含水率高、热值低、含氯物多易生成剧毒物 二恶英，因此，对生活垃圾的焚烧处理技术要求高，工艺及设备复杂，而生物质同样存在含水率高、热值 低的特点，用一般的工艺设备只能生产热值不高的合成气或生物油，再把这种低热值的合成气或生物油进 行提炼成满足使用要求的产品，将会使生产成本大幅提高，过高的生产成本限制了垃圾生物质转化项目的 商业化应用。二甲醚作为燃料应用是最近几年提出来的，二甲醚很容易液化，稍加压即为液体易贮存，作为民用燃 料及车用燃油的替代燃料，二甲醚液化气的性质比石油液化气优越，二甲醚其自身含氧，能够充分燃烧不 冒黑烟，不析碳、无残液，在使用过程中没有S02排放，污染物及C02排量低、对臭氧层无损害，是一种 理想的清洁燃料。当前，石油液化气的使用己相当普及，作为汽车燃料和民用燃料替代领域，二甲醚有着 非常美好的市场前景。当前，国内外生产二甲醚主要由煤、天然气等不可再生能源转化而来，在转换过程 中浪费了近一半的能量，仍没有摆脱对煤炭、天然气等化石能源的依赖，未来煤或天然气的消耗压力将会 加大，从而无法从根本上解决能源问题。如用垃圾、生物质为原料二甲醚，就可以取得双重的有益效果， 一是可以解决环境污染问题，减少大气中二氧化碳含量，从而减轻温室效应都有极大的好处；二是能代替 化石燃料，可以减少对石油煤炭资源的依赖。针对当前能源紧张、环保形势严峻的局面，我国政府的相关部门及科技工作者都致力于可再生新能源 的研发，生物质能的开发应用及城市垃圾的资源化应用成为研发的热点，并有许多成果问世，但都是单一 化处理工艺，存在资源不能充分利用、处理成本过高、目标产物品位不高的缺点，还存在废气、废水、废 渣的处理问题。现有技术和设备还普遍存在烟气直接出炉，为不仅污染环境，还造成排烟热损失及气体不完全燃烧热损失、气化不完全的现象。
技术实现思路
本技术的目的是要克服现有技术的垃圾、生物质处理过程中的缺点，提出一种垃圾生物质多联产 处理的系统及设备，包括以垃圾生物质为原料生产清洁能源、建材、肥料、电能、供热和环境保护的多联 产处理，包括跨企业、跨行业多联产处理系统，主产品为城市煤气或甲醇或二甲醚，副产水泥或砖制品、 碳酸氢钾或二氧化碳、发电、供热。所述的垃圾原料包括城市生活垃圾、医疗垃圾和工业高分子废弃物， 所述的生物质原料包括农业废弃物、林业废弃物、木材加工废弃物、水生植物、野生植物以及建筑装璜工 地的木基质废料。为了达到上述目的，本技术采取垃圾生物质多联产处理的措施，包括垃圾、生物质、煤的气化技 术和间接液化技术，是把垃圾、生物质和煤作为气化原料送入气相循环气化炉内进行烘干、热解、还原和 残炭氧化，控制氧化区的温度为100(TC 120(TC,还原区的温度为70(TC 100(TC，热解区的温度为 50(TC 800'C，烟/气/汽出口处和烘干区的操作压力为负压20 30Pa;对炉内烘干和热解产生的烟气、水 蒸汽、氢气、 一氧化碳、二氧化碳、甲烷、气态烃和气态焦油混合的气态物通过循环回路返回到炉内的氧 化区进行循环处理，用氧化区燃烧残炭产生的1000 120(TC高温来裂解气态混合物中的气态烃和焦油、 化解烟气、瓦解剧毒物二恶英，用还原区700 100(TC的高温把氧化区生成的二氧化碳还原为一氧化碳， 用热解区500 800'C的温度使固态原料中的挥发分逸出，用炉内余热把进入炉内的原料进行烘干，烘出的水蒸汽作为反应所需的气化剂，其中在氧化区以炭与氧气进fim化反应为主，同时伴有烟气中的水蒸汽与炭进行的水煤气反应、水蒸汽与甲烷变换反应及水蒸汽与焦油变换反应，生成一氧化碳和氢气，在还原区 进行以炭与二氧化碳还原反应为主，并伴有水煤气反应、 一氧化碳变换反应，在烘干区和热解区产生的气 态物通过气相循环反应，转化为富氢合成气或富甲垸合成气。气化炉内固态物流程和气态物的流程是 固态原料由喂料口进入气相循环气化炉内，氧气由鼓氧接口进入气相循环气化炉内的氧化区，原料在炉内 以自身重力进行垂直运动或由进料机推送进行横向运动，通过烘干、热解、还原和残炭氧化，燃烬的灰渣排入水封式渣仓；炉内产生的烟气、水蒸汽、氢气、 一氧化碳、甲烷、气态烃、气态焦油混合的气态物与固态原料逆向而行，由氧化区依次向还原区、热解区、烘干区运行，然后由烟气出口经炉外的烟气循环回 路返回炉内的氧化区进行气相循环处理，生成以氢气、 一氧化碳为主要成分的富氢合成气或以甲垸、 一氧 化碳、氢气为主要成分的富甲烷合成气，把富氢合成气或富甲垸合成气从气相循环气化炉的热解区与还原 区结合部位抽出，送到后续处理工序。上述流程中，在氧化区进行反应的化学式有c+o2—co21C+H20—CO t +H2 t CnHm+nH20—nCO t +(n+m/2)H2个 CH4+H20—CO+3H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垃圾生物质多联产处理系统，包括垃圾、生物质、煤的气化技术，其特征是系统主要由喂料机（６）、气相循环气化炉（７）、烟气循环风管（８）、烟气循环风机（９）、余热锅炉（１２）、抽气风机（１３）、除尘／净化塔（１４）、压缩机（１９）、冷却器（２０）和气柜（２１ｂ）构成，其中：喂料机（６）上有料斗（４），喂料机（６）的出料口连接到气相循环气化炉（７）的喂料口；气相循环气化炉（７）的烟／气／汽出口通过烟气循环风管（８）连接到烟气循环风机（９）的吸风口，烟气循环风机（９）的出风口连接到气相循环气化炉（７）的氧化区；气相循环气化炉（７）的合成气输出接口连接到余热锅炉（１２），余热锅炉（１２）通过管道连接到抽气风机（１３）的吸风口；抽气风机（１３）的出风口通过管道连接到除尘／净化塔（１４），除尘／净化塔（１４）连接到压缩机（１９），压缩机（１９）连接到冷却器（２０），冷却器（２０）连接到气柜（２１ｂ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：周开根，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]