[发明专利]一种生活垃圾热解制气工艺

说明书

技术领域

    本发明涉及垃圾处理技术领域，具体涉及针对一种生活垃圾热解制气工艺。

背景技术

城市生活垃圾的组成成分相当复杂。城市工业发展程度、居民的生活习惯和生活水平的不同以及季节的转换，都与生活垃圾的组成成分与理化特性密切相关。城市生活垃圾性状和特征受居民生活、能源结构、季节变化等因素等影响，使得垃圾组分具有复杂性、多变性和地域差异性。随着经济发展和人民生活水平的提高，城市垃圾成份也发生了很大变化，例如87年垃圾中60～70%是煤渣，30～40%为有机物、废品等生活用品；到2001年10月垃圾中煤渣成份小于30%，有机物及废品占60%以上，2003年垃圾中煤渣占20%，有机物及废品达59.8%。可见垃圾成份由以前的煤渣为主改变为现在的以有机物为主，煤渣大量减少，废品含量有所上升；这就急需更改垃圾处理设备，以满足现在垃圾中含有的成份，彻底分解的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种生活垃圾热解制气工艺，无污染，处理快，产气率高，特别是能满足现有状况下的垃圾处理情况的工艺。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

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。

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