[发明专利]利用城市垃圾制备燃气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气制备技术领域，尤其涉及一种利用城市垃圾制备燃气的方法。

背景技术

城市生活垃圾，又称城市固体废弃物，是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，其主要成分包括厨余、废纸、废塑料、废织物、废木料等。随着我国经济的快速发展，城镇化的程度不断加大，城市生活垃圾问题已日益突出，越来越受到人们的关注。国内调查表明，目前我国城市人均年产生活垃圾440kg，并以每年8％～10％的速度增长，年产量已达1.42×108t。资料显示，中国目前668座城市中有2/3的城市被垃圾所包围，严重损害城市环境卫生，恶化居住条件，城市生活垃圾已成为非常突出的一个城市环境问题而阻碍城市的建设发展。

因此，城市生活垃圾的处理技术，与保护生态、防治污染、协调经济发展和环境保护等方面息息相关，如何经过科学处理使其达到减量化、资源化、无害化的目的，已成为我国乃至全世界环境界共同关注的课题。

近年来，发达国家逐渐开发利用垃圾的热解和气化技术来更有效、更安全地垃圾进行资源化处理。热解和气化法是把有机物加热到450℃～750℃，用热能使化合物的化合键断裂，把大分子有机物转化成小分子的可燃气体、液体燃料和残余半焦的过程。城市垃圾热解技术具有如下优点：1、废弃物热解处理后产生气体，焦油和半焦等产物。热解气体可用作气体燃料，焦油可加工成燃料油或化工原料；半焦则可用作活性炭或进一步气化制造可燃气；2、热解是在无氧或低氧的条件下进行的，因此产生的SO_x,NO_x,HC1等物质较少，产生的废气量较少，燃气中灰分含量较少；3、热解可处理不适用于燃烧的难处理物；4、热分解残渣中，腐败性有机物量少，能防止重金属喷溶出；5、城市生活垃圾中含有大量的水分，加热蒸发后形成水蒸气既可以与热解残留的半焦发生水煤气反应，又可以与热解生成的焦油发生重整反应，提高热解中可燃气含量，用于干燥垃圾的热量可以通过上述反应进行回收；6、属类物质大部分会存在在炭黑中，可以回收利用，提高资源化处理的效率；城市生活垃圾气化是将有机垃圾在还原气氛下与气化剂反应生成燃气的过程，垃圾气化的副产品包括焦油和焦炭。垃圾气化介质一般为空气、氧气、水蒸气或者是空气、氧气与水蒸气的混合气，气化介质的选择可以影响燃料气的组成和焦油处理的难易。气化技术的基本原理就是在过量空气系数小于1的情况下的不完全燃烧，通过利用垃圾自身的热量，在高温和缺氧的条件下，垃圾中的有机碳与氧气、水蒸气和CO₂等发生反应，最后生成以CO、H₂和CH₄等为主的可燃气体。垃圾气化过程还会产生少量的焦油和焦炭，焦油在高温条件下是气态，随温度降低而凝结；焦炭残留在垃圾本身的惰性物质中。垃圾气化技术不仅耗能量低，经济性优于焚烧处理，而且气化法处理的最终产物可作为化工原料和能源加以回收利用，对环境的危害较小，具有较好的经济效益、环境效益和资源化效益，是较有前景的处理方法。

垃圾气化将固态的垃圾转化成气态的合成气，方便运输与存储，使得垃圾的利用价值得到了很大的提升。同时气化产气不仅可以用于燃烧发电、供热，也可以作为化工行业的原料，多途径、综合利用价值相对于焚烧更高。而且由于气化温度较焚烧更低，过程中没有尾气、废水排放，更加环保。同时，垃圾气化和高温熔融技术相结合而成的垃圾气化熔融技术被称为第二代垃圾焚烧技术在减少重金属等污染方面有着其他技术无可企及的优势。

目前，垃圾气化技术还处于探索和发展阶段，已开发应用的气化工艺技术大都设备复杂，成本较高。同时气化技术还存在产品气中焦油含量高、气体的热值较低、气化温度高和产气率较低等问题，其中焦油含量是目前城市生活垃圾裂解气化技术研究要解决的重难点问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的利用城市垃圾制备燃气的方法，其能够避免城市生活垃圾气化后产生大量的焦油，气化温度低，产气率较高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃气产生装置，其包括水蒸气发生器、旋转进料器、固定床热解气化炉、加热电炉、旋风分离器、冷凝装置，所述水蒸气发生器与固定床热解气化炉的进口相连接，旋转进料器与固定床热解气化炉的进口相连接，加热电炉外包裹固定床热解气化炉，旋风分离器与固定床热解气化炉的出口相连接，冷凝装置与旋风分离器相连接。

其中，所述固定床热解气化炉的内径200mm，高400mm，气化炉内的催化床内径88mm，高1200mm。