[发明专利]生活垃圾气化甲烷化发电系统

说明书

本发明公开了生活垃圾气化甲烷化发电系统，包括分选制粒系统、气化净化系统、甲烷化系统以及联合循环发电系统；分选制粒系统将生活垃圾净化后制成RDF颗粒；气化净化系统籍由上吸式气化炉将RDF颗粒与气化介质反应形成高温可燃气体；气化介质采用纯氧和水蒸气；水蒸气经净化处理后作为原料气源；甲烷化系统将原料气源，在催化剂的作用下，转化为甲烷气体；甲烷气体经过燃气内燃机燃烧，通过发电机发电，烟气通过余热锅炉吸收余热后，通过蒸汽轮机发电机组发电；净化处理和甲烷化中产生的水蒸气通入分汽缸回收利用。本发明能够提高发电效率并降低污染物排放，实现生活垃圾进入厂区后，完全的资源化和无害化利用。

技术领域

本发明涉及生活垃圾发电技术领域，特别涉及生活垃圾气化甲烷化发电系统。

背景技术

生活垃圾已经成为制约城市发展的重要问题，急需进行减量化、资源化和无害化处理。焚烧技术是目前世界上主流的生活垃圾热化学转化技术，能够实现生活垃圾的减量化和资源化利用，但是未经预处理的生活垃圾成分复杂、热值偏低，导致在焚烧发电过程中存在污染物排放和发电效率低等问题。

气化技术能够将生活垃圾转化成可燃气体，经净化工艺处理后，可燃气体燃烧产生的烟气中几乎不含有污染物。上吸式气化炉结构简单、运行稳定、气化效率高，而且能够与熔融技术一体化，在气化炉中形成局部高温熔融区，一方面可以将灰渣熔融，使其冷却后转化成惰性玻璃渣，不会对环境造成污染。另一方面高温熔融区也为气化和热解反应提供了热量，促使有机物受热分解形成小分子可燃气体。加拿大Alter NRG公司、以色列EER公司、日本Nippon Steel公司和日本JFE公司已经在世界各地建立了多座生活垃圾气化熔融示范和商业装置。但是生活垃圾气化产生的可燃气体热值较低，只能采用燃气锅炉和蒸汽轮机等效率较低的发电设备。

内燃机发电机组发电效率高，但对可燃气体的热值有较高的要求。为进一步提高可燃气体的热值，可从三方面着手：1.通过将生活垃圾干燥制粒提高燃料本身热值。2.采用纯氧和水蒸气作为气化介质提高气化炉出口可燃气体热值。3.对气化炉中产生的可燃气体进行甲烷化使可燃气体的热值进一步提高。

在甲烷化技术方面，德国Lurgi公司、英国Davy公司和丹麦Topsoe公司处于世界领先，在世界各地建有甲烷化商业装置。依托煤化工产业，目前甲烷化技术已实现国产化，建成了多座焦炉煤气甲烷化商业装置。但在生物质气化甲烷化方面，世界范围内仅在瑞典、瑞士、荷兰等地建有一些以生物质流化床气化甲烷化的实验和示范装置。生活垃圾的气化甲烷化则鲜有报道。

因此，急需一种针对生活垃干燥制粒、气化、净化、甲烷化和联合循环发电等技术的系统，能够提高发电效率并降低污染物排放，实现生活垃圾进入厂区后，完全的资源化和无害化利用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供生活垃圾气化甲烷化发电系统，实现的目的之一是能够提高发电效率并降低污染物排放，实现生活垃圾进入厂区后，完全的资源化和无害化利用，克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本发明公开了生活垃圾气化甲烷化发电系统，包括分选制粒系统、气化净化系统、甲烷化系统以及联合循环发电系统。

其中，所述分选制粒系统从所述生活垃圾中去除无机物和金属，并采用热风干燥器降低所述生活垃圾中的水分含量，然后将所述生活垃圾中的有机物压制成RDF颗粒输送至所述气化净化系统的燃料仓库。

所述气化净化系统籍由上吸式气化炉将所述RDF颗粒在气化介质的作用下，经过干燥、热解、还原和氧化一系列反应后，形成高温可燃气体和灰渣；所述气化介质采用纯氧和水蒸气；所述高温可燃气体以一氧化碳和氢气为主经过净化处理后储于气罐作为所述甲烷化系统的原料气源。

所述甲烷化系统包括串联的三级甲烷化反应器，将所述原料气源，在催化剂的作用下，转化为甲烷气体；所述甲烷气体经过干燥塔和二氧化碳分离器提纯后输送至甲烷储气罐存储，为所述联合循环发电系统供气。