[发明专利]用垃圾热解气制取LNG的方法和系统

说明书

技术领域

本发明属于燃料领域，具体涉及一种通过垃圾热解制备液态烃混合物的方法及其系统。

背景技术

资源与环境是21世纪的两大主题，城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。随着人们环境资源意识的增强，各国政府对垃圾处理技术标准的提高，传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷，如垃圾填埋占用大片土地，堆肥法处理量小、效率低，焚烧法容易产生二次污染，特别是二噁英的污染问题，使其在工业应用方面受到阻碍。而垃圾流化床热解气化过程是在无氧气氛下进行，使有垃圾产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体和固体，从原理上减少了二噁英的生成，同时大部分的重金属在热解气化过程中溶入灰渣，减少了排放量。垃圾流化床热解气中CH₄约占30％(体积含量)左右，H₂约占31.2％左右(体积含量)，CO约占8.8％(体积含量)左右，CO₂(体积含量)约占18％(体积含量)左右，H₂S约占2％(体积含量)左右，O₂约占1％(体积含量)左右，C_nH_m约占6％(体积含量)，N₂约占2％左右(体积含量)，其余为少量的HCl和水蒸汽。由于热解气中含有大量甲烷、一氧化碳和氢气，可以用来发电，或者作为合成氨、合成石油、氢气制造的原料。无论是用来发电，还是合成氨、合成石油、氢气的原料，系统复杂，装置规模较大，投资大、运行费用高。垃圾热解气中的氢碳比在3.5左右，满足甲烷化的要求，不需要经过变换反应调节氢碳比，只需将垃圾热解气中的硫化氢、C_nH_m、HCl、O₂、N₂和CO₂脱除后，将垃圾热解气中的CO和氢气转化为甲烷后，经过脱H₂O和Hg后制LNG(liquefied natural gas，液化天然气)。

中国专利申请号201310146395.1公开了一种生活垃圾热解气净化方法。将生活垃圾采用全气化工艺，热裂解成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、氮气和惰性气体氩气的混合的可燃气体，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。实现生活垃圾资源化，而且能做到零排放。该技术方案特别关注了采用全气化工艺将生活垃圾全部气化为可燃气体，焦炭与水蒸气反应转化为可燃性气体，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。然而该方法的缺点是垃圾热解反应的热量需要消耗掉热解生成的一部分燃气，虽然是全气化工艺仍有部分炉渣产生，造成二次污染。

中国专利201210282640.7公开了一种垃圾热解煤气净化燃气发电工艺，生活垃圾经过破碎、干燥、挤压造粒制成垃圾颗粒；垃圾颗粒在热解炉内热解生成粗煤气，粗煤气经降温、除尘、除焦油、脱硫脱酸和脱除二噁英后洁净的燃气进行直燃发电。该专利提出了垃圾热解煤气净化后进行燃气发电的工艺。然而该方法的缺点是虽然有脱除二噁英的净化工艺，但仍会产生二噁英；同时该工艺有热解油生成，需要进行处理和操作。

发明内容

针对本领域存在的问题，本发明的目的是提出一种用垃圾热解气制取LNG的方法。

本发明的另一目的是提出一种用垃圾热解气制取LNG的系统。

实现本发明目的的技术方案为：

一种用垃圾热解气制取LNG的方法，包括步骤：

1)垃圾筛分和破碎：将城市生活垃圾进行分类筛选，将筛选后的可热解物质剪切和破碎到3～5mm粒径；

2)垃圾热解：将破碎后的城市生活垃圾快速加热到800℃～900℃并迅速热解，以蒸汽作为流化介质、加入固体热载体进行流态化燃烧，回收产生的垃圾热解气的热能用于产生蒸汽；

热解产生的半焦和固体热载体进入燃烧装置通入助燃剂将半焦燃烧，固体热载体被加热到900～1100℃；

3)垃圾热解气净化：对步骤2)回收热能后的垃圾热解气进行洗涤，脱除其中的HCl气体；脱除所述垃圾热解气中的重烃、H₂S、COS(羰基硫)和CO₂，再对所得垃圾热解气进行脱氧；

4)甲烷化：将步骤3)脱氧后的垃圾热解气进行甲烷化反应，反应产生的热量用于产蒸汽，反应的温度通过甲烷化工艺回路调节；

5)干燥和脱汞：甲烷化后的气体进行干燥和脱汞；