CN105363756A - 一种生活垃圾制备rdf热解气化燃气发电工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，是将原生活垃圾经过分选、粉碎和干燥，然后制成RDF固体燃料，将RDF固体燃料进行热解气化生成可燃气体，将可燃气体通入到燃气发电机进行发电。本发明一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，RDF固体燃料热值远比原垃圾有机物高，热解气化的热能转换率更高，利用热解气化获得的可燃气体进行发电，大大降低二恶英的产生；燃气发电机所产生的余热气体通入到膨胀螺杆发电机再次发电，大大提高了发电量；膨胀螺杆发电机所产生的尾气通入到干燥设备对生活垃圾进行干燥，即充分利用了尾气的热能，又使得潮湿的垃圾对尾气中的有害物质进行充分的吸附。

Description

一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺

技术领域

本发明涉及生活垃圾的处理技术领域，尤其涉及一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺。

背景技术

煤炭和石油作为当今社会生产和生活的重要能量来源，人们已经对煤炭和石油形成依赖，然而煤炭和石油都是不可再生能源，我国煤的储藏量达6000亿吨，居世我国煤的储藏量居世界第三位，但人均储藏量约462吨，远远小于世界平均水平；到2000年底，我国石油剩余可采储量为24．6亿吨，仅占世界总量的1．8％，能源危机已经初步浮现，而且石化能源在使用过程中释放大量的有害气体，污染环境，影响人民的身体健康。电能清洁无污染，能够方便的转换成机械能、光能、热能等其他形式的能量，而被人们广泛利用。现在，电能已经和人们的日常生活密不可分。而随着社会的发展，城市化进程的加快，城市人口增加，人民生活水平提高，城市生活垃圾的产量在不断地增加，生活垃圾的成分亦日趋复杂，对环境的污染和人民健康的危害日益严重，也限制了城市的发展。

生活垃圾进行直接焚烧会排放出大量的污染气体加剧对环境的危害。现在人们日常的生活用电大多靠火力发电，对能源的消耗不言自明。为了解决能源问题，人们已经研制出多种对秸秆、树叶等生物质进行热解气化的技术方案及设备，生成可燃气体，并广泛应用于农村代替秸秆焚烧用来煮饭、取暖等，不仅提高了效能而且大大减少了烟气的排放。利用生活垃圾制备成的垃圾衍生燃料（RefuseDerivedFuel，简称RDF），具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二恶英类物质排放量低等优良特点。燃气发电机具有输出功率范围广，启动和运行可靠高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频以及噪声小等诸多优良特点，如果能够结合以上技术将生活垃圾制成衍生燃料，再进行热解气化生成可燃气体，将可燃气体通入燃气发电机进行发电，并将燃气发电机所排放出的余热气体通入膨胀螺杆发电机再次发电，不仅能够解决生活垃圾的处理问题，还能为人们的日常生活提供电能，将为生活垃圾的处理带来革命性的影响，并能在一定程度上解决能源匮乏的问题。

申请号为201220184786.3的中国专利公开了名为“垃圾衍生燃料燃气-蒸汽联合循环发电装置”的实用新型专利，申请号201220184784.4的中国专利公开了名为“垃圾衍生燃料组合式燃气-蒸汽联合循环发电装置”的实用新型专利，申请号为201220382981.7的中国专利公开了名为“一种污泥、垃圾衍生燃料组合燃气-蒸汽联合循环发电系统”的实用新型专利，这些技术方案虽然在一定程度上达到了以上目的，但普遍存在不能够充分利用热能，尾气直接或经过简单处理后间接排放到空气中，尾气中的热能被浪费，含有热能的尾气不仅会引起温室效应而且会造成二次污染，垃圾焚烧或热解气化后产生的炉渣直接堆放或填埋也会影响土质，污染水源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够恰当的利用和处理生活垃圾处理过程中的所有产物，充分利用垃圾焚烧的热能，有害气体零排放的生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺。

本发明的上述目的是通过下列技术方案来实现的：

一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，是将原生活垃圾经过分选、粉碎和干燥，然后制成RDF固体燃料，将RDF固体燃料进行热解气化生成可燃气体，将可燃气体通入到燃气发电机进行发电；包括以下几个步骤：

1）垃圾分选：分选出原生活垃圾中的金属、玻璃、石块等无机物（对无机物进行回收和再利用），保留生活垃圾中的有机物；

2）垃圾粉碎：将分选去无机物后剩余的有机生活垃圾放入粉碎机中粉碎；

3）垃圾干燥：将粉碎后的有机生活垃圾放入干燥设备进行干燥处理；

4）制备RDF：向上述干燥后的生活垃圾内加入脱硫脱酸促进粘合的添加剂制成RDF固体燃料；

5）RDF热解气化：将RDF固体燃料放入热解气化炉，进行热解气化，得可燃气体；

6）燃气发电：将可燃气体通入到燃气发电机进行发电；

7）余热发电：将燃气发电机排放出来的余热气体通入到膨胀螺杆发电机进行发电。

进一步的，将步骤7）中膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气经过调温之后通入到步骤3）中的干燥设备，对粉碎后的有机生活垃圾进行干燥；尾气用于干燥垃圾，由于粉碎后垃圾料的吸附作用，烟气基本无排放；更加有效充分的利用热能，减少温室效应。

进一步的，将膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气调节到调节降温使温度降至150~200℃（优选温度降至180℃）后通入到步骤3）中的干燥设备中，在这一温度范围内比较适合干燥。

本发明的有益效果是：

1、直接利用垃圾热解气化所生成的可燃气体通入到燃气发电机进行发电，无中间环节能效转化直接，降低能量损耗，大大提高发电效率；燃气发电机所产生的余热气体通入到膨胀螺杆发电机再次发电，大大提高了发电量；膨胀螺杆发电机所产生的尾气通入到干燥设备对生活垃圾进行干燥，即充分利用了尾气的热能，又使得潮湿的垃圾对尾气中的有害物质进行充分的吸附，从而减少有害气体的排放，一举两得；

2、垃圾干燥后先在无氧或贫氧条件下进行热解气化而不是直接焚烧，大大降低二恶英的产生；产生的可燃气经过二次气体850度以上蓄温焚烧，保证炉温均匀地分解二恶英，避免固体焚烧因炉内温度不均导致部分燃料达不到分解二恶英所需温度而产生二恶英；尾气（余热气体）用于干燥垃圾，由于粉碎后垃圾料的吸附作用，烟气基本无排放；

3、RDF固体燃料热值远比原垃圾有机物高，提高发电效率，由于RDF的可储存性和高密性，有利于垃圾分布式终端处理的实现，对农村及边远地区的垃圾处理实用性很强；热解气化的热能转换率更高，大大提高发电效率，增加的经济效益足以抵消因增加工序而提高的成本，热能利用效率高，有效的避免产生温室效应，发电产量大；清洁无污染，垃圾处理过程中的每一样产物都能得到合理且充分的利用，消除污染的同时带来诸多益处，变废为宝，解决垃圾污染的同时为人们生活创造福祉。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施例

下面通过实施例来更加详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。

下述实施例中涉及到的干燥设备可以选用名为“一种生活垃圾干燥设备”的发明专利中所公开的设备。

下述实施例中涉及到的脱硫脱酸促进粘合的添加剂可以使用另一名为“一种生活垃圾衍生燃料（RDF）成型掺合剂”的发明专利的技术方案获得，也可由石灰、粉煤灰和锯末秸秆类按重量比为3:5:5配制而成。

下述实施例中涉及到的热解气化炉可以选用名为“一种生活垃圾热解气化炉”的发明专利中所公开的设备或其它同类产品。

实施例：本发明生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺按一下步骤：1）分选出原生活垃圾中的金属、玻璃、石块等无机物，分选的过程可以是人工拣选也可机选，人工拣选以人眼明显能看到（的无机物）为度，使用若干工人可以提高效率，将分选出的无机物如：金属、玻璃等进行回收和再利用，将分选出来的无机物如：石块、砖头等可用于制备建筑用材，保留生活垃圾中的有机物（有机成分）；2）将分选去无机物后剩余的有机生活垃圾放入粉碎机中粉碎，使用普通的垃圾粉碎机进行粉碎即可；3）将粉碎后的有机生活垃圾放入干燥设备进行干燥处理，干燥处理过程中产生的尾气或潮气通入尾气处理池如：石灰池或其它处理设施，处理后排放；4）向上述干燥后的生活垃圾内加入脱硫脱酸促进粘合的添加剂制成RDF固体燃料，可以使用名为“一种生活垃圾制棒设备”的发明专利中所公布的制棒机制成棒料，或使用名为“一种生活垃圾制成燃料颗粒装置”的实用新型专利中公布的装置制成颗粒；5）将RDF固体燃料放入热解气化炉，进行热解气化，得可燃气体，在炉底形成炉渣（残渣），将炉渣用于烧制砖块；6）将可燃气体通入到燃气发电机进行发电；7）将燃气发电机排放出来的余热气体通入到膨胀螺杆发电机进行发电。

将步骤7）中膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气经过调温之后（成为附图中所示的干燥热气）通入到步骤3）中的干燥设备，对粉碎后的有机生活垃圾进行干燥，热气通入到换热装置换热之后形成的余热气体一般还处于比较高的温度，直接用于干燥甚至会点燃垃圾，而且垃圾本身会产生沼气，利用高温气体进行干燥很是危险。尾气用于干燥垃圾，由于粉碎后垃圾料的吸附作用，烟气基本无排放；更加有效充分的利用热能，减少温室效应。经过2013年10月—2014年4月的实际应用发现将膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气调节到调节降温使温度降至150~200℃后范围内比较适合干燥垃圾，而当尾气的温度调节到180℃再通入到干燥设备中进行干燥综合效果最好。

本实施例中的技术方案于2014年01月—2014年6月的实际应用，取得了发电效率和发电量均提高86%以上，二恶英分解更彻底和烟气经吸附后，尾气处理成本节约80%以上的良好效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于木领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，其特征在于：所述生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，是将原生活垃圾经过分选、粉碎和干燥，然后制成RDF固体燃料，将RDF固体燃料进行热解气化生成可燃气体，将可燃气体通入到燃气发电机进行发电；

包括以下几个步骤：

1）垃圾分选：分选出原生活垃圾中的金属、玻璃、石块等无机物（对无机物进行回收和再利用），保留生活垃圾中的有机物；

2）垃圾粉碎：将分选去无机物后剩余的有机生活垃圾放入粉碎机中粉碎；

3）垃圾干燥：将粉碎后的有机生活垃圾放入干燥设备进行干燥处理；

4）制备RDF：向上述干燥后的生活垃圾内加入脱硫脱酸促进粘合的添加剂制成RDF固体燃料；

5）RDF热解气化：将RDF固体燃料放入热解气化炉，进行热解气化，得可燃气体；

6）燃气发电：将可燃气体通入到燃气发电机进行发电；

7）余热发电：将燃气发电机排放出来的余热气体通入到膨胀螺杆发电机进行发电。

2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，其特征在于：将步骤7）中膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气经过调温之后通入到步骤3）中的干燥设备，对粉碎后的有机生活垃圾进行干燥。

3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾制备RDF热解气化燃气发电工艺，其特征在于：将膨胀螺杆发电机所排放出来的尾气调节降温使温度降至150~200℃（优选温度降至180℃）后通入到步骤3）中的干燥设备中。