[实用新型]一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，属于废固利用领域。

背景技术

伴随着中国经济的快速增长和城镇化水平的提高，固体废物尤其是城镇生活垃圾的产生量也迅速上升，造成了严重的环境和社会问题。卫生填埋和垃圾焚烧是目前我国处理生活垃圾的主要手段，在一定时期内对缓解因垃圾过量而带来的环境和社会问题起到了积极作用，但是卫生填埋不能有效的利用生活垃圾中的热量，且占用大量的土地，生活垃圾在填埋坑中会发酵产生渗滤液和甲烷气体，渗滤液会对周围土壤、地下水构成长期的威胁，甲烷则对全球温室效应产生负面影响。垃圾焚烧具有减量化，资源化处理生活垃圾的特点，但是二噁英类有毒有害物质的低浓度排放和飞灰的无害化处理是垃圾焚烧面临的技术难题。随着国内外环保要求的日益提高，垃圾热解气化逐渐受到人们的关注和研究。

垃圾热解气化技术中按照对热解气的利用方式可分为两大类：1、炉内直接燃烧热解气，利用蒸汽轮机发电或供热；2、对热解气进行净化储存，利用燃气轮机发电。第一种利用方式与垃圾焚烧相比可以显著减少过量空气系数，降低烟气处理量。第二种利用方式根据对热解气中焦油的处理方法可细分为三类：1、直接水洗焦油净化；2、催化剂催化裂解焦油净化；3、高温裂解焦油净化。水洗焦油会损失掉焦油热值和热解气的显热，同时焦油转移到洗涤水中会带来二次污染。催化剂催化裂解焦油需要大量的催化剂，且气体中的酸性气体如H₂S会使催化剂中毒失活。高温裂解焦油通过热解气的部分燃烧形成高温，焦油在高温气氛中重整转化为小分子气体(CO、H₂和CO₂等)。焦油高温裂解净化技术是通过热解气的部分燃烧形成高温，因此热解气的初始温度越高，则达到相同温度时，热解气部分燃烧的量越少，最终可燃气的热值越高。提高热解气初始温度的有效方法就是降低垃圾的水分，因此本申请对垃圾预干燥的气化方法进行了研究。

实用新型内容

针对现有固体废弃物，尤其是城镇生活垃圾气化技术中存在的缺陷和不足，提供了一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，通过垃圾预干燥提高合成气的热值，通过换热系统充分利用高温合成气的显热，最终实现气化炉的高效率运行，同时避免焦油堵塞及二噁英类气体造成的二次污染。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，包括干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、气化风机、补燃风机、干燥风机、引风机、1#动力波洗涤塔、2#动力波洗涤塔、储气罐和垃圾储坑；

干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、换热室和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环；

干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、1#动力波洗涤塔、引风机和储气罐通过管路依次连通；

垃圾储坑、补燃风机、换热室和重整净化室通过管路依次连通；

垃圾储坑、气化风机、换热室和炉排气化炉通过管路依次连通。

高温干燥气与固体废弃物在干燥装置内进行逆流换热和传质，通过与干燥风的逆流换热降低固体废弃物的水分，提高固体废弃物的热值。

气化炉出口的粗合成气在重整净化室与高温补燃空气混合燃烧形成1100-1300℃的高温，在高温作用下焦油被裂解成小分子气体，二噁英等有害气体也被分解。

换热室对高温合成气的显热进行梯级回收，用于加热气化空气、补燃空气和干燥气。

重整净化室的操作温度范围在1100-1300℃，最优操作温度在1200℃左右。粗合成气和补燃空气在重整净化炉内非完全燃烧形成高温，将大分子焦油裂解成小分子气体，二噁英等有毒有害物质彻底分解。

1#动力波洗涤塔主要用于合成气的冷却、酸性气体的脱除及除尘。2#动力波洗涤塔主要用于干燥气的冷却和除尘。储气罐用于洁净合成气的储存。

本实用新型对固体废弃物的热值有较强的适应性，生产的合成气可用来发电、合成液体燃料和用于精细化工。

为了进一步提高垃圾的热值，干燥装置为回转窑。干燥装置采用回转窑对垃圾进行初步干燥脱水处理，提高进入炉排气化炉的热值。

为了进一步提高热利用率，换热室内设有第一换热器、第二换热器和第三换热器；垃圾储坑、补燃风机、第一换热器和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、第二换热器和炉排气化炉通过管路依次连通；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、第三换热器和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环。