CN101817012B - 一种生活垃圾气化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生活垃圾气化处理装置，是将生活垃圾中可燃物处理加工成垃圾衍生燃料RDF，再经过固定床气化炉热解气化、净化后生产成清洁燃气。该装置包括RDF加工系统，气化系统和燃气净化系统，RDF加工系统包括卸料斗、板式给料机、垃圾破碎机、滚筒筛、磁选机、脱水机、转筒干燥机、垃圾压块机，气化系统包括常压固定床气化炉体、进料口、出渣口、燃气口、鼓风装置，燃气净化系统包括旋风除尘器、电捕焦、热交换器、洗涤器和吸附塔。RDF经过固定床气化炉热解气化成为可燃气体，再经过燃气净化系统净化，最终燃气通过罗茨风机输送至储气柜，气化后炉渣送至制砖设备以生产建材，燃气净化产生的废水进入废水池作进一步处理。

Description

一种生活垃圾气化处理装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种生活垃圾气化处理装置。

背景技术

中国城市的生活垃圾等废弃物不但严重污染了生活环境，同时造成了很大的资源浪费。据统计，中国生活垃圾中可回收利用物质的回收率仅为世界先进国家平均水平的三分之一到四分之一。

近几年，国内外有很多企业投入资金从事中国城市垃圾综合处理技术方面的研究，但是由于受到技术水平的限制，国内垃圾处理的运行效果不是很好，普遍存在投资高、成本高、亏损高的“三高”现状。产业化水平很低，在国内还没有形成具有一定规模和效益的企业集团。这种局面已经严重阻碍了可持续发展战略的实现，不符合现代社会文明进步的需要。

将城市生活垃圾(Municipal solid waste，MSW)直接焚烧因具有减容、减量程度高、可同时获得能源等优势，已处于垃圾处理技术的中心地位。另外将MSW热解气化以回收燃料油及燃料气也将是城市垃圾资源回收的一个重要的方面。但是存在着垃圾易腐败、恶臭、运输和储存困难等问题，而且还具有二恶英污染、高温氯腐蚀、投资与运行费用庞大的难题。

将MSW制成垃圾衍生燃料(Refuse derived Fuel，RDF)的技术是解决上述问题的有效方法，在美国、日本、欧洲一些发达国家引起了很大的重视。随着我国工业增长，人民生活水平的提高，城市垃圾排放量增大且含可燃组分日趋增长，已经具备发展RDF的条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生活垃圾气化处理装置，以解决上述城市生活垃圾难以处理以及回收利用率低的问题。该装置能够有效处理生活垃圾，使得生活垃圾处理由单一的处理技术向资源化综合利用方向发展，最大限度实现可回收资源的再生利用。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种生活垃圾气化处理装置，包括RDF加工系统，气化系统和燃气净化系统，所述RDF加工系统包括卸料斗、板式给料机、垃圾破碎机、滚筒筛、磁选机、脱水机、转筒干燥机、垃圾压块机，其中，卸料斗位于板式给料机上方，板式给料机、垃圾破碎机、滚筒筛、磁选机、脱水机、转筒干燥机、垃圾压块机依次连接；所述气化系统包括相互连接的常压固定床气化炉体和鼓风装置，其中常压固定床气化炉上设有进料口、出渣口、燃气口，所述鼓风装置通过管道与出渣口连接；所述燃气净化系统包括依次通过燃气输出管道连接的旋风除尘器、电捕焦、热交换器、洗涤器和吸附塔，该吸附塔后连接有储气机构，该洗涤器和吸附塔底部通过输水管道连接废水池；所述RDF加工系统中的垃圾压块机通过管道连接所述气化系统中的常压固定床气化炉顶部进料口，并且所述气化系统中的常压固定床气化炉上方燃气口通过燃气输出管与所述燃气净化系统中的旋风除尘器相连。这样就把该生活垃圾气化处理装置的三大系统都连接起来了。

热交换器中部通过旁通管道连接转筒干燥机，这样可以更好地利用余热将转筒干燥机中的垃圾干燥。

固定床气化炉体内部砌筑有耐火炉衬，燃气口通道上部装有可调阀门，所述气化系统进料口采用双路双旋塞加料阀，每两个加料阀中间设有一个缓冲仓。

常压固定床气化炉的出渣口上部设有旋转炉栅和刮板出渣机，所述常压固定床气化炉的出渣口连接灰渣回收仓，以将残渣送出来进行制砖等生产建材。

气化系统的鼓风装置包括鼓风机、空气分离制氧机，在常压固定床气化炉下部设置由燃烧层，鼓风机与常压固定床气化炉的底部连接，向燃烧层传送空气和氧气助燃，放出以提供RDF热解和水分蒸发所需的热量。

旋风除尘器还连接灰渣回收仓，旋风除尘器产生的灰渣通过灰渣回收仓回收后，同样可以进行制砖等生产建材。

电捕焦底部连接焦油罐，可以储存捕集的焦油。

储气机构包括相互连接的罗茨风机和储气柜，罗茨风机将洁净的燃气输送至储气柜储存。

采用以上技术方案后，很好地解决了城市生活垃圾难以处理的问题，并且RDF经过固定床气化炉热解气化成为可燃气体，经过燃气净化系统净化生成的洁净燃气输送至储气柜，气化炉渣送至制砖设备以生产建材，产生的废水进入废水池进一步处理。本发明不仅具有良好的社会效益、环境效益，且还具有良好经济效益。

本发明的有益效果：

(1)本发明生产的RDF，其组成、物性稳定均匀，无恶臭，抗腐败，机械强度好，易于包装、运输及储存；其能量密度大，热值高而均匀，可作为气化、裂解等能源化进阶程序之原料，亦可作为供热锅炉、发电锅炉、水泥窖炉等的燃料。

(2)本发明的生产的RDF在成型处理时加入消石灰，能够抑制有害气体的产生，燃烧时可以去除氯，因此二恶英的排放将比焚烧低一个数量级，避免了焚烧方式所带来的投资大、高温氯腐蚀、二次污染严重等缺陷。

(3)本发明将RDF经过固定气化炉汽化、裂解。常压固定床气化炉要求汽化原料具有一定的块度，以免造成堵塞或气流分布不匀而影响操作，生产的RDF符合汽化原料条件。这种独特的气化技术，可实现垃圾中可燃类物质的能量洁净转化及利用，有效避免其它处理方式产生的系统污染。气化炉内使用纯氧助燃时，有机物几乎全部分解，氮氧化物产生量极少，垃圾减量能达到95-98％。

(4)气化系统加料口采用双路双旋塞机构，结构紧凑，密封性好，安全可靠、维护方便。炉体采用耐热不锈钢中心管干馏，传热好，RDF干馏充分，热损失少。

(5)本发明具有良好完善的废水及废渣处理系统使工厂达到生态环保标准，无二次污染产生，同时提供良好的操作及工作环境。

(6)本发明较易实施全面监控，自动化程度高，便于集中管理及控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图，

其中：1为卸料斗、2为板式给料机、3为垃圾破碎机、4为滚筒筛、5为磁选机、6为脱水机、7为转筒干燥机、8为垃圾压块机、9为常压固定床气化炉、10为进料口、11为出渣口、12为燃气口、13为鼓风装置、14为旋风除尘器、15为电捕焦、16为热交换器、17为洗涤器、18为吸附塔、19为燃气输出管道、20为旁通管道、21为耐火炉衬，22为可调阀门、23为双路双旋塞加料阀、24为缓冲仓、25为旋转炉栅、26为刮板出渣机、27为鼓风机、28为空气分离制氧机、29为灰渣回收仓、30为焦油罐、31为输水管道、32为废水池、33为罗茨风机、34为储气柜。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，为本发明的生活垃圾气化处理装置，包括RDF加工系统、气化系统、燃气净化系统。其中RDF加工系统包括卸料斗1、板式给料机2、垃圾破碎机3、滚筒筛4、磁选机5、脱水机6、转筒干燥机7、垃圾压块机8，卸料斗1位于板式给料机2上方，板式给料机2、垃圾破碎机3、滚筒筛4、磁选机5、脱水机6、转筒干燥机7、垃圾压块机8依次连接。

气化系统包括相互连接的常压固定床气化炉9和鼓风装置13，其中常压固定床气化炉9上设有进料口10、出渣口11、燃气口12，常压固定床气化炉9的炉体内部砌筑有耐火炉衬21。燃气口12通道上部装有可调阀门22。所述气化系统进料口10采用双路双旋塞加料阀23，每两个双路双旋塞加料阀23中间设有一个缓冲仓24。鼓风装置13通过管道与出渣口11连接。气化系统的出渣口11上部设有旋转炉栅25和刮板出渣机26，气化系统的出渣口11连接灰渣回收仓29。气化系统的鼓风装置13包括鼓风机27和空气分离制氧机28。

燃气净化系统包括依次通过燃气输出管道19连接的旋风除尘器14、电捕焦15、热交换器16、洗涤器17和吸附塔18，该吸附塔18后连接有储气机构，该洗涤器17和吸附塔18底部通过输水管道31连接废水池32，热交换器16中部通过旁通管道20道连接转筒干燥机7，旋风除尘器14的底部还连接灰渣回收仓29，电捕焦15底部连接焦油罐30。储气机构包括相互连接的罗茨风机33和储气柜34。

RDF加工系统中的垃圾压块机8通过管道连接所述气化系统中的常压固定床气化炉9顶部的进料口10，并且所述气化系统中的常压固定床气化炉9上方的燃气口12通过燃气输出管19与所述燃气净化系统中的旋风除尘器14相连。

使用时，首先生活垃圾中可燃物计量后进入卸料大厅，倒入卸料斗1，卸料斗1设置在板式给料机2上方，接着由板式给料机2进入垃圾破碎机3，将可燃物破碎至易干燥和成形的粒度，破碎后进入滚筒筛4，去除金属，经过脱水机6降低垃圾中的水分，脱水后的可燃物从前段进入转筒干燥机7，在其中翻滚转动，均匀受热，由常压固定床气化炉9排出的高温燃气(温度可达400-500℃)经过热交换器16从后段逆流进入转筒干燥机7内，对转筒干燥机7内垃圾进行干燥，垃圾中含水率从40％-50％降低到18-25％。

垃圾压块机8主要是针对经过分选、破碎、脱水、干燥处理的可燃物进行成型处理。在添加一定比例的硝石灰和防腐剂之后，通过垃圾压块机8的强力压缩成为炭棒形，将其加工生成垃圾衍生燃料(RDF)。成型的RDF经冷却后存放，是一种均质、燃烧性能良好，便于储存运输、无恶臭、可长期保存的清洁燃料。

垃圾压块机8生产的RDF通过提升机送入常压固定床气化炉9的加料口10，加料口10采用双路双旋塞加料阀23，每两个双路双旋塞加料阀23中间设有一个缓冲仓24。常压固定床气化炉9为立式结构，炉体内砌筑带有耐火炉衬21，RDF进入炉体内缓慢下移到下部燃烧层，在与常压固定床气化炉9底部连接鼓风机27传送的空气和氧气助燃下燃烧，放出以提供RDF热解和水分蒸发所需的热量。燃烧层上部为干燥层，燃烧烟气向上运动，RDF在此进一步的干燥，干燥层上部为气化层，RDF在此充分热解、气化，RDF燃烧产生的高温烟气与向下移动的充分干燥后的RDF在炉体中部相互作用，有机物在还原状态下发生热解形成CH₄，H₂，CO₂，CO等小分子可燃气体。燃气口12通道上部装有可调阀门22，可以调节燃气流量，最后从常压固定床气化炉9炉顶的燃气口12排出进入燃气输送管道19，气化过程产生的残渣经炉底的旋转炉栅25和刮板出渣机26排出，和后续旋风除尘器14的灰渣一起送入灰渣回收仓29，最终送至残渣制砖设备以生产建材。当时使用纯氧助燃时，分解温度高，有机物几乎全部分解汽化，垃圾减量能达到95-98％，由于燃气不含氮气，其热值较高，而且不含氮氧化物等污染气体。

从常压固定床气化炉9出来的燃气首先进入旋风除尘器14去除大颗粒物质，随后进入电捕焦15捕集焦油输送到焦油罐30，然后气体进入热交换器16，由于气化炉排出的燃气温度高达500℃，为了更好地利用余热，将燃气通过热交换器16，加热空气后通过旁通管道20输送至前处理设备转筒干燥机7中的垃圾干燥。经过冷却处理后的燃气再进入洗涤器17和吸附塔18，通过水雾洗涤和吸附的双重作用，燃气得到进一步净化，洁净的燃气通过罗茨风机33输送至储气柜34中储存，洗涤塔17和吸收塔18产生的废水由输水管道31进入废水池32作进一步处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种生活垃圾气化处理装置，包括RDF加工系统，气化系统和燃气净化系统，其特征在于：

所述RDF加工系统包括卸料斗(1)、板式给料机(2)、垃圾破碎机(3)、滚筒筛(4)、磁选机(5)、脱水机(6)、转筒干燥机(7)、垃圾压块机(8)，其中，卸料斗(1)位于板式给料机(2)上方，板式给料机(2)、垃圾破碎机(3)、滚筒筛(4)、磁选机(5)、脱水机(6)、转筒干燥机(7)、垃圾压块机(8)依次连接；

所述气化系统包括相互连接的常压固定床气化炉(9)和鼓风装置(13)，所述常压固定床气化炉(9)上设有进料口(10)、出渣口(11)、燃气口(12)，所述鼓风装置(13)通过管道与出渣口(11)连接；

所述燃气净化系统包括依次通过燃气输出管道(19)连接的旋风除尘器(14)、电捕焦(15)、热交换器(16)、洗涤器(17)和吸附塔(18)，该吸附塔(18)后连接有储气机构，该洗涤器(17)和吸附塔(18)底部通过输水管道(31)连接废水池(32)；

所述RDF加工系统中的垃圾压块机(8)通过管道连接所述气化系统中的常压固定床气化炉(9)顶部的进料口(10)，并且所述气化系统中的常压固定床气化炉(9)顶部的燃气口(12)通过燃气输出管(19)与所述燃气净化系统中的旋风除尘器(14)相连；

所述热交换器(16)中部通过旁通管道(20)连接转筒干燥机(7)。

2.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述固定床气化炉(9)内部砌筑有耐火炉衬(21)，燃气口(12)通道上部装有可调阀门(22)，所述常压固定床气化炉(9)的进料口(10)采用双路双旋塞加料阀(23)，每两个双路双旋塞加料阀(23)中间设有一个缓冲仓(24)。

3.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述常压固定床气化炉(9)的出渣口(11)上部设有旋转炉栅(25)和刮板出渣机(26)，所述常压固定床气化炉(9)的出渣口(11)连接灰渣回收仓(29)。

4.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述气化系统的鼓风装置(13)包括鼓风机(27)和空气分离制氧机(28)。

5.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述旋风除尘器(14)还连接灰渣回收仓(29)。

6.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述电捕焦(15)底部连接焦油罐(30)。

7.根据权利要求1所述的生活垃圾气化处理装置，其特征在于：所述储气机构包括相互连接的罗茨风机(33)和储气柜(34)。