[发明专利]城市有机固废耦合干化热解气化系统

说明书

本发明涉及一种城市有机固废耦合干化热解气化系统，包括依次连接的污泥进料收储装置、预干燥装置、旋风分离器、污泥专用布袋和烟气余热回收装置，旋风分离器和污泥专用布袋的污泥出口与旋风流化床气化炉连接，旋风流化床气化炉与高温分离器连接，高温分离器与二燃室连接，二燃室产生的高温烟气作为预干燥装置的热源，高温分离器和二燃室产生的灰渣通过冷渣输送机降温后送入灰渣仓。本发明通过系统集成和优化，采用预干燥与热解气化两段式工艺，工艺可控性和可操作性强。相比传统固定床或蒸汽干化与流化床气化组合工艺，热效率提高10～15％。污泥通过热解气化相较于直接焚烧，大大降低了NOx、SOx及有害物资的排放，降低了尾气处理成本。

技术领域

本发明涉及生态环保领域，更具体地说，涉及一种城市有机固废耦合干化热解气化系统。

背景技术

据预测，2020年的城市污水厂污泥产量将达到8000多万吨。污泥中含水量高，易腐烂有强烈臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和二恶英等难以降解的有毒有害及致癌物质。如何将污泥进行无害化、资源化处理是重大的环保课题。

解决污泥问题应“以处置定处理”，污泥的处置方式主要有卫生填埋、土地利用、生产建材和焚烧等。卫生填埋受制于土地有限和存在对土壤以及地下水造成污染的隐患等问题应用日益减少。土地利用则受制于追溯管理难度大、工业化利用产业链难以打通等问题捉肘见襟。建材利用和污泥焚烧是适合中国国情的可行性强的污泥处置方式。

污泥热解气化，采用缺氧的还原性气氛对污泥进行热化学处置，其NOx、SOx和重金属等污染物的排放远远低于焚烧过程中的排放量，作为传统焚烧的升级工艺是未来发展的重要方向之一。

目前污泥等有机固废热解气化多采用外热式回转式炉、固定床等常规设备，与脱水污泥灰分含量高、灰熔点低等特性不相匹配，气化得率低(＜50％)气化不彻底。AG公司德国巴林根污泥气化项目、日本的东京都下水道局开发了利用干污泥气化产气发电的系统均采用蒸汽预干燥，系统复杂，能量转换链条长，热损耗大，未实现干化与热解气化的真正耦合。

因此，开发适合污泥特性的气化炉提高气化得率，通过热解气化系统与预干燥装置的高度耦合，提高系统综合热效率，降低运行成本及提高设备稳定性、可靠性是污泥热解气化规模化工程应用和事项技术经济可行性的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种城市有机固废耦合干化热解气化系统，可以提高系统综合热效率，降低运行成本及提高设备稳定性、可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种城市有机固废耦合干化热解气化系统，包括依次连接的污泥进料收储装置、预干燥装置、旋风分离器、污泥专用布袋和烟气余热回收装置，所述旋风分离器和污泥专用布袋的污泥出口与旋风流化床气化炉连接，旋风流化床气化炉与高温分离器连接，高温分离器与二燃室连接，二燃室产生的高温烟气作为预干燥装置的热源，高温分离器和二燃室产生的灰渣通过冷渣输送机降温后送入灰渣仓。

上述方案中，所述烟气余热回收装置还依次与化学预处理洗涤塔、生物除臭系统、活性炭催化吸附装置和烟囱连接。

上述方案中，所述污泥专用布袋与旋风流化床气化炉之间设置有气力输送设备。

上述方案中，所述旋风流化床气化炉包括设置在底部的灰渣输送螺旋，所述灰渣输送螺旋上方设有风管区，所述风管区上方设有密相燃烧区，所述密相燃烧区内设有布风板，所述密相燃烧区内壁上还设有点火装置，所述密相燃烧区上还设有湿污泥进口和生物质进口，所述密相燃烧区上方设有干燥区，所述干燥区上还设有气化出口。

上述方案中，所述风管区内设有风管，所述风管底端与灰渣输送螺旋连通，所述风管顶端设有风室，所述风室顶部与布风板连接，所述风管外周设有排渣通道。

上述方案中，所述密相燃烧区上方设有稀相区，所述稀相区内周设有上宽下窄的导流板，所述稀相区顶端与干燥区连通。