[发明专利]一种生活垃圾热解气化净化方法

说明书

技术领域

   本发明涉及一种生活垃圾处理方法，具体涉及一种生活垃圾热裂解成可燃性气体及其利用该可燃性气体同时合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素的方法，属于废物利用技术领域。

背景技术

用纯生物质（如秸秆、稻壳）气化技术商业化运营的探索，已取得突破性进展；化石品作原料的“煤气化”技术也已很成功，但生活垃圾多元结构，成分复杂，其中既含生物质又含化石等成分，处理起来比较复杂。

目前采用的煤气化炉尽管有多种类型，典型的如德士古、鲁奇、凯洛格、托普索、ICI、温克勒等，其工艺流程大同小异，气化原理基本一致，均经含C素原料的干燥干馏、热解、氧化-还原等处理过程。今天的各种生物质、非生物质气化炉皆衍生于此。在加工过程中会有大量焦油产生，焦油是芳烃如苯类与酚、萘等的混合物，无论何种工艺过程，焦油的产生和存在，的确极大地阻碍气化所产生的可燃性气体的进一步合理利用，而且生活垃圾直接焚烧发电其热效率只有约20%左右，并且产生二次污染，排放大量温室气体。

可燃性气体的要更好地进一步合理利用，避免焦油的产生才是消除障碍的有效途径。经过研究发现：温度升高、焦油含量减少，同时气化的可燃性气体显著增加。气化炉内温度升高到900℃时，焦油几乎在“氧化区”域完全被烧掉或转化成可燃性气体，而1000℃以上时，焦炭也可以在“还原区”域与水蒸气作用而转化为可燃性气体，而其他组分含量接近于零。

本发明的目的是提供一种无温室气体排放的生活垃圾热裂解为含一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、氢气（H₂）、甲烷气（CH₄）、氮气（N₂）、惰性气体氩气（Ar）等的可燃性气体，并综合利用该气体（暂称生物煤气）进行整体循环发电（IGCC）并同时生产甲醇和/或二甲醚、合成尿素的多联产企业优化集合的方法。甲醇和二甲醚均是极为重要的化工原料，同时又是高清洁燃料，用途十分广泛；电是目前世界范围内最普遍最高清洁的能源产品；尿素是一种优良的氮肥。

在热解气化炉内，干馏是析出可燃性挥发组分的吸热过程，氧化（指不完全或部分氧化）是主要含碳素的可燃物与氧作用产生可燃性气体的放热过程，还原是可燃物与水作用生成可燃性气体的吸热过程。吸热过程所吸收的热量是由放热过程所产生的热量提供，因此气化炉内的气化过程可以认为自热的平衡过程。在热解气化炉中，尽可能避免消耗H₂的所有氧化-还原反应的发生，否则使温度降低，可燃性气体质量下降，焦油凝聚严重，所以炉内要维持较高的温度，保证气化过程顺利进行。本发明采用全气化工艺，在热解气化炉内，将生活垃圾全部热裂解为可燃性气体，综合利用该可燃性气体，首先合成甲醇/二甲醚，合成甲醇/二甲醚后的可燃性尾气发电，（烟气余热再二次发电），烟气中含大量二氧化碳（CO₂）利用来合成尿素。

申请人还发现，用含石灰乳的除尘洗涤水参与炉内的气化反应，可显著提高可燃性气体中H₂的含量同时降低CO含量，使氢碳比升高，使之接近甲醇合成条件。

申请人还特别注意到，除硫之外的其他杂质如卤族化物、碱金属、汞、砷等对可燃性气体的综合利用和人畜安全可能产生的危害，并有相应的预案措施。

本发明能将生活垃圾通过热解气化产生的可燃性气体通过合成甲醇/二甲醚、发电和合成尿素的手段，调节合成反应所需的成分的最佳比例，特别是CO、CO₂、H_2 、N₂的综合利用，实现生活垃圾资源化；利用生物质煤气发电其热效率可达30~40%，接近于常规传统能源发电水平，加之本发明的综合利用技术，可实现零排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种生活垃圾热裂解成可燃性气体及其利用该可燃性气体同时合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素的方法。

为实现上述发明的目的，本发明采取的技术方案如下： 

一种生活垃圾热解气化净化方法，包括以下步骤：