CN102010758A - 一种用垃圾和生物质制取原料气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用垃圾和生物质制取原料气的方法，用被预热的“一次气化剂”(氧气或富氧空气，过热水蒸汽)、将烘干磨碎的垃圾或生物质颗粒(小于2mm)从气化炉顶部烧嘴喷入流化床内，再用“二次气化剂”(合成弛放气和氧气)从侧面烧嘴以切线方向喷入流化床内，在1000-1100℃发生旋转、挠动、均匀燃烧的条件下进行化学反应，生成工业和民用所需的原料气。本发明方法为解决垃圾处理及生物质的利用，新能源开发提供了一条新途径，特别适合小氮肥和单醇企业采用。

Description

一种用垃圾和生物质制取原料气的方法
技术领域
本发明涉及一种利用流化床气化炉以垃圾、生物质为原料，制备甲醇、合成氨原料气及民用燃气原料气的方法。
技术背景
目前垃圾处理是困扰我们的一大难题，其一是产生量大；其二是处理十分困难，而且花费大量的人力和物力。目前采用的焚烧方法因产生二噁英致癌物质而被叫停。同时，对生物质能（主要指森林资源、农作物秸杆、果壳等）开发利用的研究是我国可持续发展技术的重要内容之一，被列入我国21世纪发展议程，生物质能具有可再生性，低污染性，广泛分布性特点。如何利用这些富碳清洁的可再生资源是我国能源可持续发展的一个主要方向。因此，以气化方式实现低质生物质原料的利用，部分替代矿物燃料的供应量，缓解直接燃用生物质给环境带来的严重污染，提高我国农村生活水平，改善生态环境，保证国家能源安全等方面都具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种利用流化床将垃圾和生物质为原料高温气化制得工业用气或民用燃气的新方法。
本发明采用的技术方案是：一种用垃圾和生物质制取原料气的方法，其特征在于：包括如下步骤：
⑴将为流化床气化炉所用的垃圾先压干外在水，切成片、粉碎、磨成所需的粒度；或将植物切成片、粉碎、磨成所需的粒度作为原料；
⑵原料在流化床气化炉中气化：用加热的氧或富氧空气和过热的水蒸汽为一次气化剂将原料粉粒送入流化床气化炉内燃烧反应生成煤气；以氧气和弛放气（燃气）作二次气化剂从炉壁切线方向喷入气化炉内，原料在高温、挠动、均匀的反应中产生煤气；
⑶气渣、尘分离：在气化段生成的煤气进入气化炉分离段，利用重力和惯性作用，渣灰在分离段被分离，煤气经旋风除尘器分离粉尘后进入余热回收系统回收余热后成原料气。
所述的余热回收系统包括：废热锅炉利用煤气的余热在内生产饱和蒸汽并在蒸汽加热器内将饱和蒸汽加热成过热蒸汽作为气化炉的气化剂；利用蒸汽、软水加热炉和氧气或富氧空气加热炉燃烧气的余热作热源，烘干进炉原料。
本发明利用水蒸汽、氧气（作合成氨原料气时为富氧空气）作一次气化剂，将已加工的上述原料粉粒（小于2mm），用超过火焰扩散速度从气化炉顶部喷入炉内；用余下的气化剂氧化、水蒸汽+燃气（合成弛放气、自产煤气）以“二次气化剂”的形式沿炉壁水平切线方向喷入炉内，与原料形成较高速度的旋转、挠动。较细的粉末就在炉中悬浮均匀燃烧，而较大的颗粒会由于离心力的作用被甩向炉壁，由于“二次气化剂”切向地吹入，这些粉末所能在炉壁上很快地反应完全，炉内温度达1000-1100℃，不能燃烧的渣粉与反应气一起进入渣气分离。
由于此种物料挥发份含量高，固定碳含量低且化学活性好，因此物料在此高温下很快反应完全生成煤气。灰渣中只含有微量能降低灰熔点的硫、铁，因此在上述反应温度下灰渣只会软化而不会熔融结块。
本发明设置了利用合成弛放气燃气炉，利用空气与弛放气燃烧的热量加热氧气和过热蒸汽。在燃气蒸汽加热炉内，过热蒸汽被加热至600℃，送往气化炉；在氧氧（或富氧空气）在燃气加热炉内，加热到400℃，送往气化炉作为气化剂之用。为了安全起见，在富氧空气进入气化炉之前，加入少量蒸汽，其压力始终高于氧气（富氧），以防止气体倒流引起爆炸。
本发明在二次气化剂中加入合成弛放气（氨合成、甲醇合成工段的废气）和氧气的目是提高炉温：一是高温使原料进一步反应完全；二是高温防止二恶英产生；三是高炉温可把合成氨（甲醇）无用的弛放气（废气）中甲烷在高温下裂解成合成有用的一氧化碳和氢气。
本发明的优点及有益效果：
本发明将已烘干磨碎的垃圾或生物质原料颗粒（小于2mm）在1000-1100℃条件下通过流化床气化，生成煤气。煤气经除尘、回收显热后送气体净化工段，精炼后送合成。吨氨耗煤气量为2969.33Nm3。因反应是在高温、挠动、均匀的条件下进行的，所以在煤气中不含有二恶英。只要气化剂中富氧改为纯氧，本装置可生产甲醇合成原料气。用纯氧气化的原料气经一氧化碳变换和二氧化碳脱除后即为居民用的燃气。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
其中，1、气化炉气化段，2、气化炉渣气分离段，3、气化炉渣锁，4、气化炉渣池，5、旋风分离器，6、分离器灰锁，7、分离器灰池，8，废热锅炉，9、蒸汽过热器，10、冷却除尘塔,，11软水、蒸汽加热炉，12、富氧加热炉，13、原料烘干炉，14、燃烧气引风机，15、旋风水膜除尘器，16烟囱。
具体实施方式
 下面根据附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
从图1可知，本发明方法主要包括下面几个步骤。
⑴、原料制备：
在现场将为流化床气化炉所用的垃圾经挤压切割机挤压切割，压干外在水份，并将其切割成便于烘干的块状，（生物质不须挤压，只须切割。）经原料链式燃烧气烘干炉13烘干，经粉碎机粉碎，再在磨机中磨成小于2mm的颗粒，存于由氮气加压的气化炉料仓中。
⑵、流体气化炉制气：进入炉内的物料为下列成份（表1）
名称 全水份(H2O) 挥发份CnHm 灰份 固定炭(C) 热值
% 13.63 62.20 8.08 13.09 .22397。33KJ/kg
本发明利用一次气化剂水蒸汽、氧气（作合成氨原料时为富氧空气）作一次气化剂，将已加工的原料粉粒（小于2mm），用超过火焰扩散速度从气化炉1顶部烧嘴a喷入炉内。用余下的气化剂（氧化+水蒸汽+燃气（合成弛放气，生活用燃气时为自产煤气）以“二次气化剂”的形式通过烧嘴b沿炉壁水平切线方向喷入炉内，与原料形成较高速度的旋转、挠动。较细的粉末就在炉中悬浮均匀燃烧，而较大的颗粒会由于离心力的作用被甩向炉壁，由于“二次气化剂”切向地吹入，这些粉末所能在炉壁上很快地燃烧反应完全，炉内温度达1000-1100℃，不能燃烧的渣粉与反应气一起从炉下部中心管进入气化炉1下部渣气分离段2内。
⑶、气渣分离：
Ⅰ、气化炉渣气分离段2：流化床下部设有渣气分离段2。气化段下端中心圆筒直插分离段内，此中心圆筒管下端有数个缺口。由于惯性和重力作用，炉渣直入分离段下端，分离段下端设有排渣渣锁装置3，将渣排入气化炉渣池4中。分离了灰渣的煤气从中心圆筒管下端缺口折流到中心管外，煤气从分离段上部侧面出口c引出进旋风除尘器5。
Ⅱ、煤气旋风除尘器5：由分离段出来的煤气，温度约1000℃左右导入到旋风分离器5入口，在离心力的作用下，气体中夹带细粉尘末进一步分离，细粉尘末在旋风分离后落至旋风分离器底部，经出口管上的灰锁装置6排入炉外循环水槽7中，分离细粉末后的高温煤气进入废热锅炉8内将脱盐热水产生低压饱和蒸汽。煤气温度降至450℃，再进入蒸汽过热器9，在蒸过热器内饱和蒸汽过热至350℃，煤气温度隆至150-200℃，送往除尘冷却器10除尘降温，煤气冷却净化后温度为35℃送往煤气气柜或经高温陶瓷过滤器送往一氧化碳变换工段。煤气的成份见表2：
煤气成份（干基）表2
成份 CO H2 CO2 CH2 N2 合计
% 29．80 34．37 13．87 0．97 20．99 100
⑷、余热利用：
Ⅰ、废热锅炉8：废热锅炉用以回收煤气显热副产蒸汽的装置。采用卧式火管锅炉。炉体由钢板卷焊的圆筒，两端为管板，筒体上设有汽包，两管板间是一定长度的无缝钢管。高温煤气通过管内与管外的热软水进行热交换，软水被蒸发成蒸汽，煤气温度降低。
Ⅱ、蒸汽过热器9：废热锅炉出口煤气进入到蒸汽过热器9内，蒸汽过热器将废锅产生的饱和蒸汽加热为过热蒸气。蒸汽过热器为U型管式换热器，它是将管子弯成U形，管子两端分别固定在两个管板上。管束可以从管壳体内抽出。蒸汽走管内，煤气走管外。
⑸、气化剂的预热与原料的烘干：
Ⅰ、蒸汽、软水加热炉11：蒸汽、软水加热炉分别由两盘管组与燃气炉膛组成，用合成弛放气（或自产煤气）在炉膛与空气燃烧产生的高温燃烧气将蒸汽、软水加热。下层换热管束是蒸汽加热器，上层换热管束是软水加热器。过热蒸汽在蒸汽加热器内进一步提高温度后送往气化炉烧嘴；由除盐站来的软水，由软水加热器加热后送废热锅炉。
Ⅱ、氧气加热炉12：氧气加热炉由盘管换热管束和燃气炉膛组成。用合成弛放气（或自产煤气）与空气在炉膛燃烧产生的高温燃气将氧气加热，加热后送往气化炉喷嘴。
Ⅲ、原料链式燃烧气烘干炉13：垂直之字形的链条将原料块从上而下传递，燃烧气由下而上依次通过各层，烘干链条上的料块然后由引风机引出。
⑹、气体的除尘与冷却：
Ⅰ旋风水膜除尘器15：由溢流水槽将水从塔壁缝隙沿塔壁流下形成水膜，烟气从切线方向入塔，由于离心力的作用，灰尘被甩向塔壁而被水膜捕获随水带走。除掉了烟尘的气体送往烟囱16排放。
Ⅱ、煤气除尘塔冷却塔10，除尘冷却塔为普通填料塔。
本发明每吨合成氨耗此精炼气理论量为2653.69 Nm3，若将合成弛放气中甲烷设为19%，则每吨合成弛放气量为167.21Nm3，每吨合成氨耗此精炼气量为2820.90 Nm3。每吨合成氨制气中各輔助工段耗弛放气量具体情况见表3。
表3         每吨合成氨制气中各輔助工段耗弛放气量
工段 过热蒸汽加热 富氧空气加热 气化炉喷入 合计
% 25．70 42．70 98．81 167．21
本发明所述的实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定。本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种用垃圾和生物质制取原料气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴将为气化炉所用的垃圾先压干外在水，切成片、粉碎、磨成所需的粒度；或将植物切成片、粉碎、磨成所需的粒度作为原料；
⑵原料在流化床气化炉中气化：用加热的氧或富氧空气和过热的水蒸汽为一次气化剂将原料粉粒送入流化床炉气化内燃烧反应生成煤气；以氧气和弛放气（燃气）作二次气化剂从炉壁切线方向喷入气化炉内，原料在高温、挠动、均匀的反应中产生煤气；
⑶气渣、尘分离：在气化段生成的煤气进入气化炉分离段，利用重力和惯性作用，渣灰在分离段被分离，煤气经旋风除尘器分离粉尘后进入余热回收系统回收余热后成原料气。
2.根据权利要求1所述的用垃圾和生物质制取原料气的方法，其特征在于：所述的余热回收系统包括：废热锅炉利用煤气的余热在内生产饱和蒸汽并在蒸汽加热器内将饱和蒸汽加热成过热蒸汽作为气化炉的气化剂；利用蒸汽、软水加热炉和氧气（或富氧空气）加热炉燃烧气的余热作热源，烘干进炉原料。
3.根据权利要求1所述的用垃圾和生物质制取原料气的方法，其特征在于：
Figure 75303DEST_PATH_IMAGE001
所述流化床气化炉分为气化段和渣气分离段，一次气化剂从气化段顶部将已加工的原料颗粒喷入炉内的烧嘴a,二次化剂从烧嘴b与炉内壁成垂直切线方向向炉内喷射入炉；气化段下部有一中心圆筒管伸入渣气分离段内，中心圆筒壁下端有数个缺口，分离段上部侧面有出口c，气化炉分离段底层，分离段灰渣出口管上的灰锁装置和炉外水槽；
Figure 410470DEST_PATH_IMAGE002
所述废热锅炉为卧式火管锅炉，炉体由钢板卷焊的圆筒，两端为管板，两管板间是一定长度的无缝钢管，筒体上设有汽包；
Figure 578539DEST_PATH_IMAGE003
所述蒸汽过热器为U型管式换热器，是将管子弯成U形，管子两端分别固定在两个管板上，管束可以从管壳体内抽出，蒸汽走管内，煤气走管外。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105349185A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 郑必凤 一种采用过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气的装置及方法
CN107642781A (zh) * 2017-09-27 2018-01-30 刘道灵 一种新型的秸秆煤炭气化炉

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405277A (zh) * 2002-09-27 2003-03-26 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种固态排渣干粉气流床气化过程及装置
EP1616932A1 (de) * 2004-07-16 2006-01-18 Walter Kuntschar Gleichstromvergaser
CN201351155Y (zh) * 2008-12-23 2009-11-25 煤炭科学研究总院 一种固定床流化床串连式气化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405277A (zh) * 2002-09-27 2003-03-26 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种固态排渣干粉气流床气化过程及装置
EP1616932A1 (de) * 2004-07-16 2006-01-18 Walter Kuntschar Gleichstromvergaser
CN201351155Y (zh) * 2008-12-23 2009-11-25 煤炭科学研究总院 一种固定床流化床串连式气化装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105349185A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 郑必凤 一种采用过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气的装置及方法
CN105349185B (zh) * 2015-12-10 2019-01-01 郑必凤 一种采用过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气的装置及方法
CN107642781A (zh) * 2017-09-27 2018-01-30 刘道灵 一种新型的秸秆煤炭气化炉

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