[发明专利]一种新型城市固体垃圾富氧气化的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市固体废弃物处理技术领域，尤其是一种减少二次污染、极大的提高产物热值及节能的垃圾富氧热解气化方法。

背景技术

垃圾处理方法很多，像填埋法、堆肥法和焚烧等是较为成熟的方法。垃圾热解处理法以其具有的能源回收率高，污染小等优点受到广泛的关注，热解法将会成为取代传统垃圾处理手段的一种非常有前途的垃圾处理方法。热解技术的研究早在上个世纪的三十年代就已经开始了。热解燃烧技术具有气体和焦炭特性均匀、燃烧充分等特点，目前应用于如日本制铁研制的竖井炉方式直接气化--熔融固体废弃物焚烧系统、三井造船和夕夕甲株式会社为代表的回转窑炉式的固体废弃物气化--熔融等方面。近年来有关热解理论的研究，国内外的专家学者提出了一些很有价值的理论和方法。这些方法多集中在单一组分垃圾热解的实验分析或理论分析上，与实际应用还有一段距离。与生物质热解不同的是，垃圾的成分复杂，每种垃圾成分的最佳热解温度不尽相同，使得理论分析与实际应用之间有较大的差异。

富氧燃烧技术，是由Horne和Steinburg于1981年提出的，其具有燃烧充分、大幅减少排烟量、高效等优点。富氧燃烧技术目前的主要研究应用领域有电站锅炉、磁流体发电技术、燃料电池、IGCC及联合能源生产系统等，燃烧对象有煤粉、垃圾、天然气及焦炉气等；但是现有的热解燃烧仍存在燃烧效率低、排烟量大、二氧化碳排放等问题；单纯的城市生活垃圾的富氧燃烧，还不能从根本上解决固相(非均相)燃烧、控制难度大等问题。

发明内容

本发明的目的在于将富氧与气化相结合，确定固体生活垃圾富氧热解气化工艺路线和方法，并设计系统处理方法，旨在解决上述各方法存在的问题，实现垃圾减量化、无害化、资源化的目的。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种新型城市固体垃圾富氧气化的处理方法，包括如下步骤：

(1)城市生活垃圾预处理：将城市生活垃圾储存在垃圾坑中，经破碎、筛分、压榨后，输入到回转窑中烘干脱水，将水分含量控制在25％以内；

(2)垃圾富氧热解气化：将经预处理后的城市生活垃圾通过给料机送入气化炉内，利用富氧气作为气化介质，在缺氧氛围中，垃圾在气化炉内不完全燃烧，发生气化反应，生成可燃气体；

(3)气化气净化：可燃气体经过由文丘里和至少两级水洗塔组成的净化系统净化，除去燃气中的灰、焦油后存入气柜；

(4)气化气再利用；

(5)污水处理及节能：经过上述步骤(1)和步骤(2)后的垃圾渗滤液经格栅截留水中较大杂质和漂浮物后自流进入污水调节池，污水调节池出水经泵提升至混凝沉淀气浮一体池，经混凝沉淀气浮处理后的出水进入厌氧水解酸化池，水解酸化池出水用泵提升至厌氧处理阶段；利用泵抽出垃圾坑内产生的气体，直接输送到气化炉内，在第一级水洗塔的水洗过程中产生大量的热蒸汽经过换热器把热量供给回转窑烘干垃圾，同时内燃机内燃烧后的尾气也通入回转窑烘干垃圾。

城市生活垃圾属于固体燃料，其元素组成主要是C、H和O，此外，虽然还包含N、S和其它一些微量元素，但是对于气化反应而言，由于N、S等元素含量很少，从而可以忽略不计。同时与煤相比，城市生活垃圾的含碳量较低，而H/C和O/C比相当高，从而使其具有较高的挥发份含量，但热值比一般煤低。此外，由于城市生活垃圾中N、S等元素含量较少，这样在热转化过程中由N和S成份所形成的污染排放量相对较低，同时其固定碳的活性比煤高得多。这些特点决定了城市生活垃圾更适宜于气化。

为了使垃圾在进入气化炉前能够充分的脱水、混合，达到改善气化炉运行状况，提高入炉垃圾的热值，首先将垃圾储存在垃圾坑中，延长垃圾在坑内的停放时间(停留时间约为7-10天)，同时，在垃圾进入气化炉前通过回转窑进行进一步的烘干；经过步骤1后将城市生活垃圾的水分含量控制在25％内，再将经过预处理的城市生活垃圾输送到气化炉中，本发明开发的气化过程利用富氧气作为气化介质，具有分区控制运行温度的特点，燃气组份为O₂、CO、H₂、CH₄和CnHm等，产出的气体热值可达到3000kcal/m³；