[发明专利]一种城市生活垃圾的气化装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种城市生活垃圾的资源化利用方法，更具体地说是一种以城市生活垃圾为原料，在加入气化剂条件下，采用气化法处理生活垃圾制取可燃气体的方法。

背景技术 

21世纪，人类进入知识经济、循环经济时代。世界各国正把“发展循环经济"和"建立循环型社会”作为实现可持续发展的重要途径，循环经济要求以废旧物资 “减量化，无害化，资源化，再使用，再循环”为社会经济活动的行为准则。  

可用于生活垃圾处理的技术多种多样，包括填埋技术、堆肥技术和焚烧技术。近年来，世界各国纷纷开发多种生活垃圾资源化技术，通过回收生活垃圾中的有用成分实现生活垃圾的减量化和资源化。由于我国的生活垃圾处理技术基础非常薄弱，以致有一些项目因为技术适应性或成熟性问题而失败。因此，生活垃圾处理技术的适应性成为一个非常重要的问题。

城市生活垃圾处理技术现状：

1、填埋

所谓卫生填埋，就是能对渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在很多问题，表现在：

（1） 设计理念比较落后，土地填埋利用率不高，占用了大量土地资源，大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施，由于生活垃圾中含水率往往高达50%～60%，同时由于缺乏有效的雨污水分流措施，缺乏压实和覆盖，导致渗滤液产量大、浓度高，没有有效处理，地下水污染地表水的污染事故不断出现；

（2） 生活垃圾中可以实现资源回收的部分被一并填埋，即使考虑填埋气的回收利用，混合垃圾填埋的资源化水平仍很低；

（3） 分期建设没有得到很好的实施，运行粗放，没有分区分单元，大面积、大厚度填埋较为普遍，大多没有能够在填埋作业过程中做到按照标准压实、覆盖；

（4） 填埋气体处理与利用系统刚刚开始发展，多为敞开式排放或通过竖井排放，绝大部分填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态，没有有效利用，不仅引起了温室效应，而且也是产生恶臭的主要原因。

2、堆肥

高温堆肥可以使生活垃圾中的有机成分成为可供施用的农田肥料，同时消除其环境污染，杀灭垃圾中的病菌，具有无害化和资源化特征。但我国的堆肥厂主要处理混合生活垃圾，其局限性主要表现在：

（1） 由于我国目前还没有开展普遍的生活垃圾分类收集，因此入厂垃圾中含有石块、金属、玻璃、塑料等多种不可降解组分，这些废弃物必须分拣出来，另行处理，分选工艺复杂，费用很高；

（2） 即使采用了分选工艺，生活垃圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除，许多有毒、有害物质会进入堆肥，如农田长期大量使用堆肥，可能会造成潜在污染，特别是一些重金属在土壤中富集将随食物链进入人体。

3、 焚烧

垃圾焚烧与填埋处理相比，具有占地小、处理时间短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点，在发达国家得到越来越广泛应用。但焚烧混合垃圾有以下缺陷：

（1）我国生活垃圾含水率高，热值低，需要更多的辅助燃料，此外生活垃圾中灰土含量多也会影响焚烧效果，最终导致焚烧成本上升。我国目前除少数经济较发达的城市外，其它城市的混合生活垃圾热值低，含渣量高，不适宜焚烧；

（2）另一方面，由于我国混合垃圾中厨余垃圾较多，含盐量较高，对烟气中氯化物贡献较大，HCl会腐蚀焚烧炉，也增加了烟气处理的难度和污染控制成本。焚烧产生的二噁英问题，难以解决。

 生活垃圾气化是将生活垃圾中的有机成分在还原性气氛下与气化剂反应生成燃气的过程。整个气化过程分为热解阶段、氧化阶段和还原阶段。在热解过程中，高分子有机物受热后分解为低碳链的有机化合物，其中一部分挥发分在常温下以气态形式存在，也有一部分发生脱水聚合反应生成焦油。热解阶段产生的挥发分会与通入气化反应器的氧气发生气化燃烧反应，在此阶段，生活垃圾气化反应体系的温度迅速升高。物料通过氧化区以后便进入还原阶段，热解和氧化阶段产生的CO₂和未参加反应的固定碳进一步反应形成CO，同时也伴随着H₂O和CO₂、CO反应形成CH₄等其他气态物质的反应。气化产生的合成气不仅可以用来发电供暖，还可以用来生产化工原料。

与填埋、焚烧、堆肥等生活垃圾处理方法相比，气化法具有资源利用灵活、效益高和环境污染小等特点，更符合废弃物处理的资源化、无害化和减量化原则。

发明内容