[发明专利]一种回转窑熔融气化生活垃圾制取可燃气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源与环境技术领域，具体地说是一种利用回转窑和熔融气流床联合热解- 熔融气化生活垃圾制取可燃气的方法。

背景技术

随着经济的快速发展和城镇数量的不断增加，我国生活垃圾的产量迅速增加。2008年我 国城市生活垃圾清运量为1.55亿吨，县城和建制镇生活垃圾产量约为7000万吨，全国城镇生 活垃圾产生总量达到2.2亿吨。生活垃圾数量的急剧增加导致的土地占用、环境污染等问题 日趋严峻。如何合理有效地处理生活垃圾成为目前人们共同面临的问题。

生活垃圾既是环境的污染源，也是可再生利用的资源。我国城市生活垃圾的基本特点是 水分含量高、热值低、成分复杂，但随着人们生活水平的提高，我国生活垃圾中无机物的含 量逐渐下降，而有机物、可燃物的含量不断增多，这就为我国生活垃圾的资源化处理提供了 方便。

目前，世界范围内生活垃圾资源化处理的主要手段是垃圾焚烧发电。虽然垃圾焚烧发电 可最大限度地实现垃圾的减容、减量以及部分回收生活垃圾中蕴含的能量，但是垃圾焚烧过 程中的二次污染不容忽视。生活垃圾焚烧二次污染物主要包括剧毒的二恶英类，Cd、Hg、 Pb等重金属以及HCl、SO₂等酸性气体。如果这些污染物释放到空气和水中，必然会对环境 造成直接危害，而治理这些污染物也必然会造成垃圾焚烧厂投资的增加，因此开发新型生活 垃圾资源化处理工艺是非常必要的。

生活垃圾气化是对生活垃圾进行热化学处理并得到可燃气体的过程，生活垃圾气化与焚 烧相比具有一定的优势。生活垃圾气化后产生富含_H2和CO的可燃气体，其热值较高，可用 做民用燃料，又可在工业上用做石灰窑、冶金炉、干燥器、蒸汽锅炉或燃料电池的燃料，也 可用来合成液体燃料或生产其它化学品。

熔融气流床气化炉在煤气化制可燃气领域得到广泛应用，它具有炉内温度高、气化效果 好等优点。熔融气流床气化炉内的高温可将重金属等有害物质熔融固化，抑制二恶英类剧毒 物质的形成，同时可获得H₂和CO比例高达70％以上的可燃气，若将其用于生活垃圾的气化 也必将获得很好的效果；但熔融气流床气化炉对气化原料的粒径要求非常严格，通常要求 70～90％的气化原料通过200目筛孔，而要将原生生活垃圾直接破碎成这么小的颗粒是难以 实现的，这也就限制了熔融气流床气化炉在生活垃圾气化领域的应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种利用回转窑和熔融气流床联合熔融气化 原生生活垃圾制取可燃气的方法，它不仅可以从根本上解决重金属、二恶英类化合物的二次 污染问题，而且能够生产富含H₂和CO的可燃气。

本发明是通过以下技术方案实现的：

原生生活垃圾经高温可燃气中的余热干燥后输送到回转窑中，在隔绝空气的条件下热解 生成热解气、热解油和半焦，再将半焦破碎成易通过200目筛孔的颗粒，随后将破碎的半焦、 气化剂(氧气或水蒸汽)以及生活垃圾热解产生的热解气和热解油并流喷入熔融气流床气化 炉，半焦和热解气在炉内发生强烈的氧化反应，火焰区温度可高达1500～1600℃，热解油 在高温下发生热分解，而生活垃圾中的有害组分和无机成分在高温火焰区被融化，大部分以 熔渣的形式由气化炉底部排出，同时气化炉内的高温抑制了二恶英类物质的形成，产生的可 燃气则由气化炉顶部输出。

具体工艺如下：

(1)水分含量高、热值低的原生生活垃圾不需破碎直接由料斗输送至外加热式圆筒干 燥机，干燥生活垃圾所需热量由可燃气中的余热提供。为避免可燃气受到污染，将圆筒干燥 机装在砖室内，筒外通以可燃气，通过圆筒干燥机的金属壁将可燃气的热量传递给原生生活 垃圾。选用空气为载热体，空气由风机输送到圆筒干燥机内部，与生活垃圾形成逆流将水分 蒸发并带走。圆筒干燥机内部设有抄板，它能提高干燥效率并推动生活垃圾向前运动，干燥 后的生活垃圾由出料口排出。

(2)圆筒干燥机出料口排出的干燥生活垃圾由加料斗输送到回转窑，在隔绝空气的条 件下进行热解，热解温度控制在600～800℃，最终得到气、液、固三相的比例为(质量比)： 热解气24～47％，热解油35～45％，半焦18～31％。