[发明专利]一种生活垃圾热解气化净化方法

摘要

本发明涉及一种生活垃圾处理方法，将生活垃圾采用全气化工艺，热裂解成含有一氧化碳CO、二氧化碳CO2、氢气H2、甲烷气CH4、氮气N2、惰性气氩气Ar的混合的可燃性气体，并将此混合的可燃性气体流，经净化分离后用于同时合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素；本生活垃圾处理方法具体包括热解气化、降温、除尘、脱酸脱硫、变换转化反应、调节成分比、压缩、合成等八个步骤，该方法能调节合成反应所需成分的最佳比例，特别是CO、CO2、H2、N2的综合利用，从空气分离装置来的N2与净化系统来的H2合成产生氨NH3后与前述来的CO2再合成尿素；利用生物质煤气发电其热效率可达30～40%；该方法不仅可以实现生活垃圾资源化，而且能做到零排放。

主权项

1.一种生活垃圾热解气化净化方法，其特征在于：该方法是将生活垃圾在热解气化炉内全部热裂解为可燃性气体，经净化分离后，同时用于合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素，具体方法包括以下步骤：（1）热解：将含有水分的生活垃圾和氧气在热解气化炉内经燃烧器的燃烧作用，产生包含一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氢气H₂、甲烷气CH₄和氮气N₂、惰性气氩气Ar成分的可燃性气体和含二氧化碳CO₂、氮气N₂ 、水气成分的烟气及其炉渣，将可燃性气体和炉渣一起向下流动、烟气向上流动，排出炉渣，烟气洗净达标排入烟囱，然后着重对可燃性气体做进一步处理；（2）降温：从热解气化炉顶部引出主要含CO₂、N₂、水气的400~500oC的高温烟气，经过废热锅炉回收其热能产生中压蒸汽，供蒸汽轮机发电或直接供热，而后经除尘、脱酸、除重金属污染物的一系列过程，温度降到60~70oC并达标后排入烟囱；从热解气化炉中下部引出主要含一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氢气H₂、甲烷气CH₄、氮气N₂、惰性气氩气Ar和可能产生的少量氰氢酸HCN、氢卤酸HCL、氢氟酸HF、硫化氢H₂S、硫氧化碳COS、有机酸的酸性物质和重金属的污染物质的约160~200oC混合的可燃性气体流，经过余热锅炉或换热器回收其热能并产生低压蒸汽直接供热，同时温度降到35~45oC；（3）除尘：热可燃性气体流经过降温后，用含石灰乳的水经文丘里洗涤器、洗涤塔、除尘步骤初步除去可燃性气体中的粉尘、杂质，同时含石灰乳的洗涤水有助于减少在热解气化过程中产生的HCN、HCL、HF、H₂S、COS、有机酸物质的酸性和一些重金属的污染物质；含石灰乳的洗涤水循环使用到一定程度后，可部分用于热解气化炉作为其气化时的所用气化剂的组分之一，其余循环水进行废水处理；（4）脱硫：除尘后的可燃性气体进入初步脱硫工序，采用或改良ADA法或栲胶法或PDS法或KCA法的湿式氧化法脱硫工艺，脱硫效率可达95%左右，H₂S含量不超过30mg/Nm³；（5）变换转化反应：经初步脱硫后的可燃性气体分为两部分，其中的一部分与水蒸气混合，采用分段法在催化条件下进行变换转化反应，反应方程式为CO+H₂OCO₂+H₂,生成CO₂和H₂气体流，此方程式决定了合成气的组成比例；另外一部分不经过变换转化反应；（6）调节氢碳比、压缩：在不经变换转化反应的合成气的部分之中，引入少量从系统外或企业外购的冶炼厂的焦炉煤气或氮肥厂的水煤气、半水煤气或空气煤气或混合煤气或城镇管道煤气，通过管线注入，以调节合成气中氢碳组分之间的比列，使之符合甲醇合成反应所需的化学计量的氢碳摩尔比f=≈ 2.05~2.10的要求，并且将经变换转化反应与不经变换转化反应和引入的这部分界外气共三股煤气压缩到合成甲醇所需的压力5.0~6.6MPa；（7）净化：经压缩的合流气体进入深度净化系统，进行分步法或一步法进一步脱硫脱碳，在组合的CO₂/ H₂S去除装置中进行，采用或碳酸丙烯酯法或低温甲醇洗法或聚乙二醇二甲醚法NHD或甲基二乙醇胺法MDEA或变压吸附法PSA进行净化，净化后的合成气H₂S≤0.1PPm，符合甲醇和/或二甲醚、尿素合成要求；（8）合成：从深度净化系统中分别引出一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、氢气H₂、从空气分离装置中引出氮气N₂并经化学计量在催化条件下合成甲醇/二甲醚、氨。