[发明专利]制革废弃物气化制备燃气的方法及专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种制革废弃物气化制备燃气的方法及专用设备。

背景技术

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SO₂和NO_x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SO₂、NO_x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。发明内容

本发明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。

本发明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；