[发明专利]一种生活垃圾热解制气工艺

权利要求书

1.一种生活垃圾热解制气工艺，其特征在于：按照如下步骤实现的，用二段式热解气化炉连续制气，炉体水夹套自产的低压蒸汽和鼓风空气混合组成的饱和气作为气化剂，饱和温度一般控制在40～65℃之间；空气由空气鼓风机加压到3000-6000Pa,经过止回阀从热解气化炉底部风管经过炉栅进入气化炉内，气化剂进入炉内后经灰层预热，在氧化层与垃圾干馏形成半焦状物质发生氧化反应，生成 CO₂，并释放出大量热量，氧化层温度约1100 - 1200 ℃左右，在还原层CO₂ 和气化剂中所携带的水和半焦状物质反应，生成了煤气（ CO 和 H₂ ），约 2/3 的煤气经过环型炉墙内的通道导出形成底煤气，温度为 400-600 ℃，由下段煤气出口排出；约 1/3 的煤气上升到干馏层，依靠煤气自身的显热和下段煤气通过隔墙传导的热量加热垃圾物料，进行中低温干馏，和干馏煤气混合形成顶煤气，温度约为 70-120℃，一起由上段煤气出口排出。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾热解制气工艺，其特征在于：按照如下步骤实现的，

     1）、上段煤气的产生

入炉的垃圾被气化段产生的热煤气加热，首先脱去内外水分70～150℃，逐步干燥；继而被干馏150～550℃脱出挥发分，挥发分成份为焦油、烷烃类气体、酚及H₂、CO₂、CO、H₂O混合物，其中，焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化被脱除，而烷烃类及H₂、CO₂、CO类做为干馏煤气和气化段产生的部分煤气混合成为顶煤气；干馏气具有较高热值，混合的上段煤气热值一般可达到1200～1550 KCaL/Nm³；

     2）、下段煤气的产生

垃圾原料在干馏段被下段煤气干馏后，形成热半焦进入气化段；热半焦的挥发份一般为3～5%；热半焦因脱去其中的活性组份，气化活性比垃圾有所降低，在火层的温度一般为1000～1200℃之间还原、氧化；热半焦与蒸汽或空气混合气发生以下反应：

C+O₂=CO₂+408840千焦/千摩尔

C+1/2O₂=CO+123217千焦/千摩尔

CO₂+C=2CO-162405千焦/千摩尔

C+ H₂O =CO+ H₂-118821千焦/千摩尔

C+ 2H₂O =CO₂+ 2H₂-75237千焦/千摩尔

下段煤气为 气化煤气，几乎不含焦油；但含少量灰尘，其热值一般为700～1000 KCaL/Nm³；

    3）、净化流程

由于热解气化炉分为上、下2个出口，所以配套的净化回收工艺也分为上段部分和下段部分；上段煤气净化处理过程为煤气先进间冷器，其工作温度为70～130℃之间，脱除重质焦油（焦油热值可达8200 KCaL/kg以上），其产量因垃圾品种不同而定，一般为入炉垃圾总量的0.5～2.5%，是优质化工原料或燃料；经初步脱焦油后的上段煤气接着进入带灰斗的煤气总管；下段煤气先进入旋风除尘器除去大颗粒灰尘后，进入盘型阀后，汇入煤气总管与上段煤气混合； 

    3.1） 旋风除尘器

   下段煤气出口温度约400-600 ℃，进入内砌筑耐火砖的旋风除尘器，除去50μm以上的灰尘，除尘效率60-75%；

   3.2 ）盘型阀

从旋风除尘器出来的煤气进入盘型阀，盘型阀内砌耐火砖，可以利用水封快速切断煤气，同时调节上下出口煤气的产量，达到控制炉膛内的温度作用；             

   3.3）间冷器                

    由于热解气化炉产生的煤气有时O₂会高于0.6%，取消电捕焦油器新增间冷器，脱除重质焦油，同时煤气与水不直接接触，避免产生大量废水；不会增加煤气中水蒸气的含量，焦油的产量因垃圾品种不同而定，一般为入炉垃圾总量的0.5～2.5%；

    3.4 ）逆止阀

    安装在热解气化炉进风口前，主要作用是在停电时，防止煤气倒流；                        

    3.5）钟罩阀

    安装在上段煤气出口处，在点炉时不合格煤气排空，生产时如系统压力突然升高，自动放散，起到泄压作用；

    3.6）垃圾热解气化中控制及解决生成二恶英的办法

    垃圾分类处理，清除氯化铜、氯化铁等物质，与生活垃圾中的含氯高分子化合物分开处理；

    垃圾进入热解气化炉内后，在干馏段进行缺氧干馏，温度200-500℃，由于在缺氧的条件，利用干馏热能使有机物的化合键断裂，由大分子量的有机物转变为小分子量的CO、H₂、CH₄等可燃气体；由于缺氧，氯化铜、氯化铁的催化作用被抑制；垃圾被干馏后进入还原层，温度800-900℃，即使有二恶英，也会被分解；还原层往下进入氧化层，温度约1200℃，二恶英彻底分解；

    二恶英在高温的热解是在0₂进行氧化，反应如下：

Dioxins + n o₂→  m co₂ + β HCl

    3.7）烟气洗涤

氯化铜、氯化铁随灰渣排出炉外，不会进入烟气系统，减少二恶英合成机率，为了扼制焚烧烟气在净化过程中再合成，同时解决尾气的HCl气体，喷射碱水，抑制二恶英的生产，同时处理尾气中HCl，达到环保效果；

反应如下：

2HCl + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + 2H₂O。