[发明专利]一种固液含碳废弃物综合处理与资源化利用系统

权利要求书

1.一种固液含碳废弃物综合处理与资源化利用系统，包括自热式热解炉，其特征在于，还包括气化炉、半焦过渡仓、冷渣装置、粗煤气处理系统、合成气预处理系统和混合气体处理系统；其中，

在自热式热解炉的炉体侧壁设有进料口、氧化剂进口和流化风进口；炉底设出渣口，炉顶出口依次连接一级旋风分离器和二级旋风分离器，一级旋风分离器的底部出口连接炉体；二级旋风分离器的顶部出口连接粗煤气处理系统，其底部出口与半焦过渡仓连接；粗煤气处理系统包括依次连接的急冷塔、一级电捕焦油器、间冷器和二级电捕焦油器，二级电捕焦油器的出口依次连接煤气排送风机和煤气缓冲罐，两级电捕焦油器还连接至焦油储罐；

气化炉顶部设有进料口、氧化剂进口和气化剂进口，进料口与半焦过渡仓的底部出口连接，气化炉底部的出渣口接至冷渣装置；合成气预处理系统包括余热锅炉和混合罐，在气化炉侧壁上设有出气口，出气口接至余热锅炉；余热锅炉的合成气出口与煤气缓冲罐均接至混合罐，混合罐与混合气体处理系统相连；

混合气体处理系统包括流化气加压装置，以及依次连接的一氧化碳变换装置、脱碳装置、气体排送风机、变压吸附装置和气柜；其中，一氧化碳变换装置设进水口、进气口和和出汽口，进水口与冷渣装置的循环冷却水出口相连，进气口与混合罐相连，出汽口接至气化炉的气化剂进口；脱碳装置设CO₂出口，变压吸附装置设H₂出口和混合气出口，混合气出口同时连接气柜和流化气加压装置；流化气加压装置的出口连接至自热式热解炉的流化风进口；

所述各系统或设备之间，是通过管路实现连接的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷渣装置是一个密闭容器，包括冷水槽和设置在冷水槽中的换热器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述半焦过渡仓是一个密闭筒形容器，其底部出口通过下端连接管接至气化炉顶部的进料口；在下端连接管上设有压力阀门。

4.利用权利要求1所述系统实现固液含碳废弃物综合处理与资源化利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过进料口将经过研磨或切碎预处理的含碳废弃物送入自热式热解炉中，从氧化剂进口送入氧气，从流化风进口送入流化风；自热式热解炉为常压低温热解炉，温度控制在500～600℃；在炉内，部分含碳废弃物在氧气条件下燃烧放热，为热解过程提供热量来源；其余含碳废弃物在无氧条件下进行热解；热解产物经过一级旋风分离器和二级旋风分离器后，得到热解气和半焦；热解气送去粗煤气处理系统进行净化处理；

(2)送至粗煤气处理系统的热解气先进入急冷塔，经喷水降温后携水汽一起依次经过一级电捕焦油器、间冷器和二级电捕焦油器，将粗煤气中的焦油和水分别分离出来；焦油被送入焦油储罐储存，液态水作为急冷塔的冷却水循环使用，得到的纯净煤气经煤气排送风机送入煤气缓冲罐储存；

(3)一级旋风分离器底部收集的粉末送回自热式热解炉继续反应，二级旋风分离器底部收集的半焦粉经半焦过渡仓暂时存储后，从气化炉顶部的进料口进料；在炉顶氧化剂进口送入的氧气和气化剂进口送入的饱和蒸汽的携带下，半焦粉在炉中进行裂解气化，生成的合成气通过炉体的出气口送入合成气预处理系统，液态灰渣通过炉底的出渣口排出至冷渣装置中；所述气化炉为高温加压气化炉，炉内温度控制在1500～1600℃，压力为0.2～2MPa；

(4)送至合成气预处理系统的合成气先进入余热锅炉，释放的热量将余热锅炉内冷却水加热成为饱和蒸汽输出用于供暖或发电；降温后的合成气与来自煤气缓冲罐的净煤气一并进入混合罐中混合成为均热均质的混合气，然后被送至混合气体处理系统；

(5)来自混合罐的混合气先进入一氧化碳变换装置，混合气中的一氧化碳与来自冷渣装置的循环冷却出水反应，生成氢气和二氧化碳，多余的水被一氧化碳变换反应释放的热量加热成饱和蒸汽，送去气化炉作气化剂；经一氧化碳变换后的混合气再进入脱碳装置，将混合气中的二氧化碳气体分离出来后送出；剩余的混合气通过气体排送风机进入变压吸附装置，将氢气提取出来；提取氢气后的剩余混合气送入气柜；抽取其中一部分气体经流化气加压装置送入热解炉，用作热解炉的流化风以保证床料流态化。