制革废弃物气化制备燃气的方法及专用设备技术

本发明专利技术公开制革废弃物气化制备燃气的方法及专用设备。该设备包括第一气流床气化炉和第二气流床气化炉；第一气流床气化炉气体出口与第二气流床气化炉气体入口连通；第一气流床气化炉上下分气化区和渣池；气化区顶部设第一进料喷嘴和第二进料喷嘴；渣池有使用时最大盛液位，第一气流床气化炉气体出口设于第一气流床气化炉下部且高于渣池最大盛液位；第二气流床气化炉包括炉体和置于炉体内辐射废锅，炉体上部成气化区；气化区上部设气体入口，顶部设第三进料喷嘴；辐射废锅包括燃气入口、燃气出口和灰渣出口，燃气入口与气化区连通，燃气出口为第二气流床气化炉燃气出口。该方法为使用该设备将制革废弃物气化制备燃气，成本低、效率高且不污染环境。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制革废弃物气化制备燃气的方法及专用设备。
技术介绍
近年来，随着经济和社会的快速发展，中国已经在世界上确立了皮革生产大国、贸易大国和消费大国的地位，主要产品的产量均居世界前列；其中，制革产量7. 2亿平方米， 约占世界总量的1/5。中国皮革行业产品50%以上用于出口，皮革产品出口金额占全国货物出口总额的4%，年均出口创汇达400多亿美元，为国内出口创汇大户。在制革工业的快速发展和繁荣的背后，由于产业形态和加工方式所致，却加重了对环境的污染，很多制革聚集区域显现出严重的环境污染。仅污泥一项，每年约产生多达100万吨(污泥含水率为 70% )，约占全国污泥总量的1/10。皮革污泥成分复杂，既有蛋白质和油脂类有机污染物，又有铬化物、硫化物以及大量的钙、钠的氯化物和硫酸盐以及其它重金属盐等无机污染物，还含有病原菌及寄生虫 (卵)等。因此，皮革污泥性质很不稳定，极易腐化，散发恶臭，处理不当容易造成严重的环境污染。随着全球性生态问题的日益严峻，污泥处理的减量化、无害化和资源化发展趋势已成为普遍的共识和新的研究热点问题。据资料显示，铬离子具有相当的毒性，六价铬离子比三价铬离子的毒性高一百倍，导致多种疾病甚至癌症的发生。特别是“毒胶囊”事件出现，对高铬(VI)含量的皮革废弃物(主要为皮革污泥，还有包括少量的皮革碎料和皮革脂肪等)进行处理就显得更加迫在眉睫。目前我国现有的皮革污泥处理方法主要有填埋、堆肥农用和焚烧。填埋时易污染地下水环境、排放大量甲烷等温室气体。堆肥农用则存在着污泥中的重金属成分对土壤的污染问题。通过焚烧处理可以迅速和较大程度地使污泥达到减量化，又利用了污泥中的能源；但是，焚烧前一般需要对污泥进行干燥处理，不仅消耗能量，而且还会产生大量难治理的恶臭尾气；此外，污泥焚烧时会排放大量的SOjP ^,等污染物，而且还会产生二噁英等有机污染物。更为严重的是，由于制革污泥中含有三价铬元素，在氧化性气氛中燃烧，三价铬就会变成剧毒的六价铬，会导致更为严重的环境污染。经机械脱水后的脱水皮革污泥含水率一般为80%左右，污泥干基热值约为10 20MJ/Kg，是煤热值的1/2左右。近年来为减少污泥焚烧过程中污染物的排放，人们提出了污泥高温气化的方法。污泥高温气化过程是在高温和还原性气氛下进行，所有有机物几乎瞬时分解，不会生成S02、N0x和二噁英等污染物；最为重要的是，在此高温和还原性气氛中， 铬元素主要以Cr2O3形式固化在玻璃态的炉渣中，可用于建筑材料和铺路等，可有效解决铬污染的问题。目前公开报道的制革废弃物处理仅限于皮革污泥，对制革过程中产生的大量的皮革碎料和皮革油脂尚未有有效的处理，而皮革碎料经燃烧或气化后的灰渣中铬含量 (以Cr2O3计)达到40 60%，回收利用价值非常高。现有污泥高温气化工艺主要采用固定床和流化床气化炉，如JP20010127739，CN201120341172. 7，CN201120552371. 2的相关技术。其中，固定床气化炉采用一定尺寸的固体块为原料，与气化剂逆流接触。流化床气化炉利用流态化的原理和技术，使颗粒通过气化介质达到流态化，当气体以某种速度通过颗粒床层而使颗粒物料悬浮，并能保持连续的随机运动状态时，便出现了颗粒床层的流化。国际上公开报道的污泥高温气化工艺，对于固定床气化炉和流化床气化炉，污泥进气化炉前均需要将污泥干燥，再制成合适的污泥块或颗粒进行气化，处理能力较小，气化效率较低，难以进行大规模的工业生产。因此，污泥干燥后单独高温气化的工艺很难具有较好的环境和经济效益。综上所述，目前制革工业中迫切需要对制革废弃物进行无害化处理和资源化利用的技术。该现状亟待解决。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中制革废弃物需要预先干燥、污染严重且重金属Cr回收困难的缺陷，提供一种成本低、效率高且不污染环境的制革废弃物气化制备燃气的方法及其设备。本专利技术提供一种制革废弃物气化制备燃气的设备，包括一第一气流床气化炉和一第二气流床气化炉；该第一气流床气化炉的气体出口与该第二气流床气化炉的气体入口通过管道连通；该第一气流床气化炉由上至下分为一气化区和一渣池；该气化区的顶部间隔设置一第一进料喷嘴和若干第二进料喷嘴，该第一进料喷嘴为多通道组合式喷嘴；该渣池的出口为该第一气流床气化炉的液体与熔渣的出口 ；该渣池具有一个使用时的最大盛液位，该第一气流床气化炉的气体出口设置于该第一气流床气化炉下部、且高于该渣池的最大盛液位；该第二气流床气化炉包括一炉体和一置于该炉体内的辐射废锅，该炉体的上部形成一气化区，该辐射废锅固设于该气化区的底部；该气化区的上部设置一气体入口，该气化区的顶部间隔设置若干第三进料喷嘴；该辐射废锅包括一燃气入口、一燃气出口和一灰渣出口，该辐射废锅的燃气入口与该气化区连通，该辐射废锅的燃气出口为该第二气流床气化炉的燃气出口。本专利技术中，该第一气流床气化炉和该第二气流床气化炉均为本领域常规使用的气流床气化炉，内部中空，内壁材料较佳的为耐火材料,更佳的为耐火砖。本专利技术中，该第一气流床气化炉较佳的还包括一锁斗，该锁斗与该第一气流床气化炉的液体与熔渣出口(同该渣池的出口)通过设有一阀门的管道连通，用于收集固态熔渣。本专利技术中，该第一进料喷嘴较佳的为三通道组合式气化喷嘴，用于将制革污泥煤浆与氧化剂在各自的通道内输送至该第一气流床气化炉。本专利技术中，该第二进料喷嘴的个数较佳的为1 10个。该些第二进料喷嘴较佳的为两通道组合式气化喷嘴，用于将皮革油脂经氧化剂雾化后，与氧化剂一起输送至该第一气流床气化炉。本专利技术中，该第一气流床气化炉的渣池为本领域常规，一般为侧壁面被水冷夹套保护的筒体构造。该渣池接收来自该气化区的液态熔渣，该渣池具有一个使用时的最大盛液位，用于盛装冷却水冷却液态熔渣，在渣池底部形成固态熔渣层，本领域技术人员均知按照收集量，定时出料固态熔渣。本专利技术中，该些第三进料喷嘴较佳的均为一同轴双通道的喷嘴。本专利技术中，该辐射废锅按本领常规一般还包括一水入口、一水与蒸汽的出口，一般冷却水经该辐射废锅的水入口进入，吸收热能而产生水与蒸汽的混合物经该水与蒸汽的出口导出。所述的水与蒸汽的混合物按本领域常规经过汽包进行汽、水分离后获得蒸汽，实现热能利用。本专利技术中，该第二气流床气化炉较佳的还包括一灰斗，该灰斗与该辐射废锅的灰渣出口通过管道连通，用于收集气化灰渣。本专利技术还提供了一种制革废弃物气化制备燃气的方法，其使用前述设备，包括如下步骤(I)将制革污泥煤浆与氧化剂经该第一进料喷嘴进入该第一气流床气化炉，将皮革油脂与氧化剂经该第二进料喷嘴进入该第一气流床气化炉，进行气化反应得到燃气和液体熔渣，所述的液体熔渣经冷却为固态，后经渣池的出口出料，所述的燃气经第一气流床气化炉的气体出口进入该第二气流床气化炉；其中，所述的制革污泥煤浆包括皮革污泥、含碳物质、水煤浆分散剂和水；(2)将皮革碎料与氧化剂经该第三进料喷嘴进入该第二气流床气化炉，与步骤(I)得到的燃气混合，利用该燃气的热量进行气化反应得到燃气和气化灰渣，所述的燃气通过该辐射废锅，再经该辐射废锅的燃气出口出料，所述的气化灰渣经辐射废锅出料。本专利技术中，所述的制革污泥煤浆一般为经机械搅拌制得的浆态物质，较佳的为在IOOs^1剪切速率下的表观本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，其包括：一第一气流床气化炉和一第二气流床气化炉；该第一气流床气化炉的气体出口与该第二气流床气化炉的气体入口通过管道连通；该第一气流床气化炉由上至下分为一气化区和一渣池；该气化区的顶部间隔设置一第一进料喷嘴和若干第二进料喷嘴，该第一进料喷嘴为多通道组合式喷嘴；该渣池的出口为该第一气流床气化炉的液体与熔渣的出口；该渣池具有一个使用时的最大盛液位，该第一气流床气化炉的气体出口设置于该第一气流床气化炉下部、且高于该渣池的最大盛液位；该第二气流床气化炉包括一炉体和一置于该炉体内的辐射废锅，该炉体的上部形成一气化区，该辐射废锅固设于该气化区的底部；该气化区的上部设置一气体入口，该气化区的顶部间隔设置若干第三进料喷嘴；该辐射废锅包括一燃气入口、一燃气出口和一灰渣出口，该辐射废锅的燃气入口与该气化区连通，该辐射废锅的燃气出口为该第二气流床气化炉的燃气出口。

【技术特征摘要】
1.一种制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，其包括一第一气流床气化炉和一第二气流床气化炉；该第一气流床气化炉的气体出口与该第二气流床气化炉的气体入口通过管道连通； 该第一气流床气化炉由上至下分为一气化区和一渣池；该气化区的顶部间隔设置一第一进料喷嘴和若干第二进料喷嘴，该第一进料喷嘴为多通道组合式喷嘴；该渣池的出口为该第一气流床气化炉的液体与熔渣的出口 ；该渣池具有一个使用时的最大盛液位，该第一气流床气化炉的气体出口设置于该第一气流床气化炉下部、且高于该渣池的最大盛液位； 该第二气流床气化炉包括一炉体和一置于该炉体内的辐射废锅，该炉体的上部形成一气化区，该辐射废锅固设于该气化区的底部；该气化区的上部设置一气体入口，该气化区的顶部间隔设置若干第三进料喷嘴；该辐射废锅包括一燃气入口、一燃气出口和一灰渣出口，该辐射废锅的燃气入口与该气化区连通，该辐射废锅的燃气出口为该第二气流床气化炉的燃气出口。2.如权利要求I所述的制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，该第一气流床气化炉和该第二气流床气化炉均为内部中空的气流床气化炉，所述的气流床气化炉的内壁材料为耐火材料，较佳的为耐火砖。3.如权利要求I所述的制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，该第一进料喷嘴为三通道组合式气化喷嘴；该第二进料喷嘴的个数为I 10个；该些第二进料喷嘴为两通道组合式气化喷嘴；该些第三进料喷嘴均为一同轴双通道的喷嘴。4.如权利要求I所述的制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，该第一气流床气化炉的渣池为侧壁面被水冷夹套保护的筒体构造；该辐射废锅还包括一水入口、一水与蒸汽的出口，冷却水经该辐射废锅的水入口进入，吸收热能而产生水与蒸汽的混合物经该水与蒸汽的出口导出。5.如权利要求I所述的制革废弃物气化制备燃气的设备，其特征在于，该第一气流床气化炉还包括一锁斗，该锁斗与该第一气流床气化炉的液体与熔渣出口通过设有一阀门的管道连通；该第二气流床气化炉还包括一灰斗，该灰斗与该辐射废锅的灰渣出口通过管道连通。6.一种制革废弃物气化制备燃气的方法，其特征在于，其使用如权利要求1-5任一项所述的制革废弃物气化制备燃气的设备，包括如下步骤 (1)将制革污泥煤浆与氧化剂经该第一进料喷嘴进入该第一气流床气化炉，将皮革油脂与氧化剂经该第二进料喷嘴进入该第一气流床气化炉，进行气化反应得到燃气和液体熔渣，所述的液体熔渣经冷却为固态，后经渣池的出口出料，所述的燃气经第一气流床气化炉的气体出口进入该第二气流床气化炉；其中，所述的制革污泥煤浆包括皮革污泥、含碳物质、水煤浆分散剂和水； (2)将皮革碎料与氧化剂经该第三进料喷嘴进入该第二气流床气化炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟锋，赵辉，张涛，于华，刘海峰，王辅臣，于广锁，龚欣，王亦飞，许建良，梁钦锋，周志杰，代正华，陈雪莉，郭晓镭，王兴军，陆海峰，
申请(专利权)人：华东理工大学，淄博大桓九宝恩皮革集团有限公司，
类型：发明
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