[发明专利]一种生物质熔融气化的方法和系统

说明书

本发明公开了一种生物质熔融气化的方法和系统。将生物质输入并压缩成块，升温、干燥、热解后得到预处理后的生物质和热解气；预处理后的生物质和热解气在高温下熔融气化，生成高温熔融物和气化气。本技术开发用于处理各种城市垃圾、工业垃圾、危险废物、污泥等废物，变废为宝，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于生物质气化技术领域，特别涉及一种生物质熔融气化的方法和系统。

背景技术

诸如城市生活垃圾、医疗垃圾、市政污泥这些废弃生物质的累积问题日益严重，现今国内外处理城市生活垃圾、医疗垃圾、市政污泥的方法一般有：卫生填埋、直接焚烧法、等离子气化法等。

卫生填埋不仅占用大量的土地，上述垃圾和污泥等生物质还含有大量的重金属和细菌，会产生恶臭造成水体、土壤和大气的严重污染。随着垃圾和污泥等生物质产生量逐年增加，许多地方已出现了垃圾和污泥无地可埋、无处可堆的尴尬局面，垃圾填埋污染引起的环境和生态安全问题已十分严峻。

垃圾和污泥等生物质的直接焚烧可实现生物质减量化，在减少占地的同时可进行发电，创造一定的经济效益。但直接焚烧也带来了一系列问题：①由于焚烧温度不高，容易产生二噁英和呋喃等致癌物质；②焚烧产生的飞灰和残渣中富含有毒有害重金属物质，容易造成地下水源污染；③焚烧产生大量烟气，碳排放量大。

等离子气化技术原理是利用等离子体的物理特性，高温等离子体能量密度很高，中性粒子温度与电子温度相近，各种粒子的反应活性都很高，一般处理含油污泥废物采用的等离子体火炬，火炬中心温度最高可达30000℃，边缘温度也可达到3000℃左右，当高温的等离子体去冲击被处理对象时，被处理物体很快被气化分解，重新组合产生新的物质，从而使被处理的有害物质变成了无害物质。但此法能耗高、等离子矩寿命较短，设备更换频繁，处理成本高。

因此，寻找和研究开发出一种针对垃圾和污泥等生物质处理的绿色环保新技术，尽可能减少和消除含油污泥处理过程中造成的环境污染问题，已成为当前垃圾和污泥等生物质处理领域的一个新课题。特别是随着近年来经济的高速发展和能源资源的日益短缺，垃圾和污泥等生物质处理的无害化、减量化和资源化已成为当前此行业的一个新发展方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种生物质熔融气化的方法和系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种生物质熔融气化的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将生物质输入并压缩成块；

步骤2：将压缩成块的生物质升温、干燥、热解后得到预处理后的生物质和热解气；

步骤3：将预处理后的生物质和热解气在高温下，在纯氧或富氧的条件下熔融气化，生成高温熔融物和气化气；将所述高温熔融物进行均质流动获得性状均一、结构稳定的熔融玻璃体；

步骤4：将所述气化气进行激冷、洗涤后，洗除可溶有害物、飞尘杂质得到净化气，所述净化气组成的体积含量为：CO含量为10％～45％，H₂含量10％～50％，CH₄含量0％～30％，CO₂含量为0％～15％，N₂含量为5％～30％。

进一步的，步骤1压缩成块采用多级、高压、连续压缩成型、连续出料的生物质压缩成型方法，压缩腔体截面长宽比为1.5:1～4:1，压缩包块压缩后厚度与压缩腔体截面宽度比值为0.2～1.2，生物质受压成型压强为2～16MPa，预压缩保压时间不小于2秒，压缩成型保压时间不小于2秒；生物质预压缩压强为受压成型压强的10％～50％。

进一步的，步骤3中的熔融气化的温度为1200～2000℃。

一种生物质熔融气化的系统，包括：进料单元、预热单元、气化单元和后处理单元；

其中所述进料单元用于将生物质运输至系统并压缩成块；