[发明专利]一种移动床固体废物分段式热解气化工艺及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体废物处理工艺及系统，具体的说是一种移动床固体废物分段式热解气化工艺及系统。

背景技术

当前针对固体废物(城市垃圾、工业垃圾、医疗废物、其他有毒有害废物等)处理主要有三种方式，即卫生填埋、堆肥和焚烧发电，其遵循的处理原则为无害化、减量化和资源化，无疑在三种处理方式中，焚烧发电方式具有比较突出的优势，不仅可以减少占地，实现固体废物减量化的同时进行发电，创造一定的经济效益，但焚烧方式也带来了一些问题：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；此外，由于规划建设焚烧发电厂带来的“邻避效应”所引起的群体性事件时有发生。因此，研究开发出一种针对固体废物处理的绿色环保新技术，尽可能减少和消除其处理过程中造成的环境污染问题，已成为当前固体废物处理领域一个新的研究课题。

固体废物气化技术和热解技术是近几年发展起来的一种固体废物处理新技术。以等离子体气化技术和热分选气化技术为代表的固体废物气化技术经过近三十年的研究和发展，取得了一定的成果，目前这两种技术在国外已经进行了一定程度上的应用和推广，但并不广泛，主要存在如下几个问题：①气化反应温度高，用于保证固体废物中所有组分均发生熔融和气化，导致能耗较高；②工艺系统较为复杂，等离子体气化技术需要专门的等离子炬系统，而热分选气化技术也需要专门的燃料气辅助系统；③由于反应温度高，系统操作较为复杂，可靠性较差，运行和维护费用较高；④由于气化压力为微正压，处理能力普遍偏低，目前已工业化应用单炉最大能力为360t/d；⑤投资较高，项目经济性差。而目前已有的固体废物热解技术尚不够成熟，还存在诸多问题需要研究解决，因此鲜见相关的工业化应用报道。通过查阅现有的文献资料分析，CN2447644Y公开了“一种立转炉式生活垃圾热解气化焚烧炉”，存在运行工况不稳定，故障率较高，燃烧不完全等缺点；CN2811769Y公开了“一种固体废物热解气化焚烧炉”，采用的是炉排热解焚烧加二燃室的方式，更侧重于焚烧；CN204388069U公开了“一种固体废物热解式熔融气化处理装置”，采用的是往复炉排炉结构的熔融焚烧方式，同时配有废气转化装置，也是侧重于固体废物的分步热解焚烧；CN202203950U公开了“一种有机固体废物热解气化装置”，主要采用的是带有热载体的回转窑热解炉和流化床燃烧室，工艺系统复杂，故障率高；CN104910930A公开了“有机固体废物热解处理装置、系统及方法”，采用的是类似回转窑结构的卧式转炉，具有多个套筒结构，主要是对有机固体废物进行低温热解，得到气、液、固三相产物，但没有针对三相产物的分离净化工艺进行发明创造，且工艺系统复杂，可实施性不高。经过进一步分析可知，目前的固体废物热解技术由于无法有效分离处理热解的气相和液相产物，往往采用二燃室结构将热解炉出口气液两相产物一烧了之，降低了热解的能源利用效率。

发明内容

本发明目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、操作简便、能量转化效率高、资源化利用效果好，节能降耗，对环境友好的移动床固体废物分段式热解气化工艺。

本发明还提供一种用于上述工艺的系统，具有系统简单、能耗低、设备投资和运行成本低、可实现连续生产、劳动强度降低的优点。

本发明移动床固体废物分段式热解气化工艺，包括以下步骤：(1)将固体废物送入热解系统进行热解得到热解气和热解残渣；(2)所述热解气送入有机物气化分解系统升温气化分解脱除焦油和二噁英等大分子有机物，再经回收热量、洗涤脱酸后得到合成气；(3)所述热解残渣经冷却分选后得到的可燃炭渣和剩余残渣。

所述步骤(1)中，所述热解系统包括锁斗、热解炉、以及为热解炉供热的热风炉，所述热解炉为移动床热解炉，具有立式圆柱形套筒结构，由上段的热解段和下段的冷却段组成，固体废物经锁斗送入热解炉，控制热解炉内热解温度550～650℃，炉内操作压力控制在-3kPaG～-0.1kPaG，固体废物在热解段内停留时间为10～90mim，经冷却段卸出的热解残渣降温至250～350℃。

所述步骤(1)中，所述热解段设有换热夹套，冷却段也设有冷却夹套，所述换热夹套及冷却夹套中均设有换热翅片；所述热风炉的高温烟气送入换热夹套，出换热夹套的烟气部分作为调温烟气送入热风炉调温，其余部分去余热利用统，控制出热风炉的高温烟气温度为800～1000℃。

所述步骤(1)中，空气先进入所述冷却夹套预热后再送入热风炉作为助燃空气，所述空气优先采用来自固体废物储坑的臭气。