[发明专利]一种等离子体气化生活垃圾与生物质发电的方法和装置无效

专利信息
申请号: 201110029554.0 申请日: 2011-01-27
公开(公告)号: CN102061196A 公开(公告)日: 2011-05-18
发明(设计)人: 盛宏至;李要建;徐永香 申请(专利权)人: 中国科学院力学研究所
主分类号: C10J3/18 分类号: C10J3/18;C10J3/20;C10J3/84;C10J3/72;C10J3/86;F02B63/04;F02C6/00;C03C6/00
代理公司: 北京中创阳光知识产权代理有限责任公司 11003 代理人: 尹振启
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 等离子体 气化 生活 垃圾 生物 发电 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种等离子体气化生活垃圾与生物质发电的方法,其特征在于,该方法具体为:

1)对待处理的物料进行预处理,将其连续地加入到等离子体反应器内;

2)在等离子体反应器内采用若干支等离子体炬产生等离子体射流来加热物料,加入设定比例的经过预热的气化剂将有机成分转化成合成气,加入设定比例的造渣剂将无机成分转化成玻璃体;

3)合成气流出等离子体反应器后进入冷却净化系统,经过气水换热器降温和脱酸除尘处理,和经过除雾后贮存到储气罐;

4)洁净的合成气供给发电机发电,尾气先经余热锅炉降温回收余热,再脱除酸性气体和飞灰后排出。

2.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中所述物料包括生活垃圾或生物质。

3.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中采用螺旋进料系统进行进料。

4.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中预处理包括分类收集垃圾和生物质进行常规的破碎和烘干的工艺,或者对原生混合垃圾进行人工分选、湿解、筛分、破碎和烘干的工艺;所述物料破碎之后粒径小于50mm,烘干之后含水率为10~40%;湿解或烘干的能量来自合成气及发电机尾气的余热。

5.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2)中的气化剂中的氧气含量相当于按照化学当量比计算的物料完全燃烧需要的氧气量的0.25~0.4,气化温度为1000~2000K。

6.  如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述气化剂为富氧气体、空气、水蒸气或水。

7.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2)中等离子体炬采用直流或交流电源,功率为100~3000kW,等离子体工作气体为氩气、氮气、水蒸气、空气或富氧气体;富氧气体的氧气浓度可高达95%。

8.  如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述等离子体工作气体为富氧气体,所述等离子体炬中加入保护电极的气体,该气体为氩气或氮气。

9.  如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述造渣剂为氧化钙、二氧化硅和碳酸钠,其加入的份量为保证使所述玻璃体的氧硅摩尔比在2~3之间。

10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中气水换热器设计为能够抵抗HCl的高温与低温腐蚀,不采用喷水急冷,回收合成气余热产生蒸汽,同时实现对合成气的快速降温,使合成气在气水换热器内停留的时间不足1s。

11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述冷却净化系统内设置有多级水封和阻燃器,所述余热锅炉后采用水环压缩机增压,使所述合成气净化系统在正压状态下运行。

12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤3)的脱酸除尘工艺中,脱酸处理采用常规干法、半干法和/或湿法脱酸,除尘处理采用袋式除尘器,或者采用小型强化湿法喷淋脱酸设备,之后布置活性炭吸附床,吸附重金属和二噁英类有机污染物。

13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述脱酸处理中加入用于中和合成气中酸性物质的碱性物质,该碱性物质包括:氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾。

14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤4)中洁净的合成气采用合成工艺合成液体燃料。

15.一种等离子体气化生活垃圾与生物质发电的装置,包括,预处理系统、合成气冷却净化系统、发电系统,其中,预处理系统包括若干支离子体反应器,该离子体反应器产生等离子体射流加热物料,使物料中的有机成分转化成合成气,合成气经由合成气冷却净化系统处理后输送入发电系统进行发电。

16.如权利要求15所述的装置,其特征在于,若干支所述等离子体炬沿圆周方向均布设置,各支等离子体炬均与法线方向形成设定角度,以形成高温气体环流。

17.如权利要求15所述的装置,其特征在于,所述发电系统中的发电机为内燃式气体发动机或小型燃气轮机发电机。

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