[发明专利]垃圾生物质多联产处理的工艺、系统及设备

摘要

垃圾生物质多联产处理的工艺、系统及设备，涉及到垃圾生物质气化、液化处理系统，把垃圾生物质进行气化处理，气体用来生产清洁能源和化工原料，炉渣用来生产建材或肥料，余热用来发电和供热，实现环境友好的处理城市生活垃圾，保护生态环境。系统主要由气相循环气化炉、烟气循环风管、烟气循环风机、除尘/净化塔和合成反应器组成，其特征是把气化炉内的烟气、水蒸汽和热解生成的气态物进行气相循环反应，生成富氢合成气，同时瓦解剧毒物二恶英；富氢合成气通过后级处理，生产城市煤气或甲醇或二甲醚或氢气。本系统固态原料气化完全，无污染物排放，废气排放量极低，容易进行净化处理，设备大小灵活，易于普及。

主权项

1.一种垃圾生物质多联产处理的工艺，包括垃圾、生物质、煤的气化技术和间接液化技术，其特征是把垃圾、生物质或煤作为气化原料送入气相循环气化炉内进行烘干、热解、还原和残炭氧化，同时把氧气或空气或水蒸汽作为氧化剂及气化剂送入炉内，控制氧化区的温度在1000～1600℃，还原区的温度在700～1000℃，热解区的温度在500～800℃，烘干区的温度≥120℃，烟/气/汽出口处和烘干区的操作压力为负压20～30Pa；对炉内产生的烟气、水蒸汽、氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、气态烃和气态焦油混合的气态物通过循环回路返回到炉内的氧化区进行循环处理，用氧化区燃烧残炭产生的1000～1600℃高温来裂解混合气态物中的气态烃和焦油、化解烟气、瓦解剧毒物二恶英，同时进行水煤气反应，用还原区700～1000℃的高温把二氧化碳还原为一氧化碳，同时伴有水煤气反应和一氧化碳变换反应，用热解区500～800℃的温度使固态原料中的挥发分逸出，用反应余热把进入炉内的原料进行烘干，烘出的水蒸汽作为反应所需的气化剂，通过气相循环反应，把固态原料转化为富氢合成气或富甲烷合成气；其中：固态原料由喂料口进入气相循环气化炉内，固态物料充满自喂料口至氧化区的炉腔，固态物料在炉内以自身重力进行垂直运动或由喂料机推送进行横向运动，通过烘干、热解、还原和残炭氧化，燃烬的灰渣排入水封式渣仓；氧气/空气由鼓氧/鼓风接口进入气相循环气化炉内的风室，再由风室进入氧化区，或水蒸汽通过等离子体喷枪喷入炉内的氧化区，炉内氧化生成的热能、二氧化碳、一氧化碳和热解产生的氢气、甲烷、气态烃、气态焦油、烟气和水蒸汽混合的气态物通过固态物料间的空隙与固态原料逆向而行，由氧化区依次向还原区、热解区、烘干区运行，然后由烟气出口经炉外的烟气循环回路返回到炉内的氧化区进行气相循环处理，生成以氢气、一氧化碳为主要成分的富氢合气或以甲烷、一氧化碳、氢气为主要成分的富甲烷合成气，把富氢合成气或富甲烷合成气从气相循环气化炉的热解区与还原区结合部位抽出；从气相循环气化炉抽出的富氢合成气或富甲烷合成气通过下列工序中的一种或几种进行后级处理：把富氢合成气或富甲烷合成气直接送入锅炉、窑炉，输入氧气或空气进行燃烧；把富氢合成气或富甲烷合成气通过除尘/净化处理，送入锅炉或窑炉或内燃机作燃料使用；把富氢合成气或富甲烷合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，再经过压缩，贮存在气柜内，作为城市煤气使用；把富氢合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，送入甲醇合成反应器或二甲醚合成反应器内，催化合成甲醇产品或二甲醚产品；把富氢合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，送入一氧化碳变换反应器，用水蒸汽和一氧化碳反应，使合成气中氢气与一氧化碳的摩尔比例达到2∶1，再送入二氧化碳吸收塔内用碳酸钾溶液脱去二氧化碳，再把富氢合成气送入甲醇合成反应器或二甲醚合成反应器内，催化合成甲醇产品或二甲醚产品；把富氢合成气或富甲烷合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，送入电催化合成反应设备内，在操作压力为0～1Mpa、操作温度为120～450℃的低压宽温条件下，采用低温等离子体催化，合成二甲醚产品或甲醇产品；把富氢合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，送入加氢混合器，同时把氢气送入加氢混合器，使合成气中氢气与一氧化碳的摩尔比例达到2∶1，再送入甲醇合成反应器或二甲醚合成反应器内，合成甲醇产品或二甲醚产品；把富氢合成气通过余热锅炉降温、除尘/净化处理后，送入一氧化碳变换反应器，用水蒸汽和一氧化碳反应，生成二氧化碳和氢气，再把含二氧化碳和氢气的合成气送入变压分离/净化设备除去二氧化碳、氮气和杂质后，生产氢气产品。