CN106318464A - 一种垃圾及生物质热解制燃气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说，涉及一种垃圾及生物质热解制燃气的方法。包括如下步骤：S1.将垃圾及生物质送入热解制气炉内，向所述热解制气炉通入反应气，所述反应气中的氧气的含量为30％‑93％；S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向所述热解制气炉中通入的所述反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出。本发明要解决的技术问题在于克服现有热解垃圾及生物质制合成气的方法中，合成气的燃烧值有较大差异，不能够直接使用的问题，提供一种垃圾及生物质热解产生的合成气的热值稳定的热解制燃气的方法。

Description

一种垃圾及生物质热解制燃气的方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体的说，涉及一种垃圾及生物质热解制燃气的方法。

背景技术

随着社会的发展，人口的增加，人民生活水平提高，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。垃圾的热解处理是把固体废弃物在无氧或贫氧条件下加热到一定温度，用热能使化合物的化合键断裂，由大的相对分子质量的有机物转化成能源产品的中间产物，即小的相对分子质量的可燃气体、液体燃料和焦炭的过程，是一种非常有效的资源化处理方式，该技术得到的可燃气体可以用于发电、用作燃料等。垃圾热解是近几年发展起来的一项处理生活垃圾的新技术。

目前，现有技术中如中国专利文献CN105349185A，公开了一种采用过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气的装置及方法，所述方法包括以下步骤：1)通过入料口向流化床热解炉内添加垃圾及生物质原料；2)启动初期使用纯氧作为流化风，使床上物料处于流化状态；3)点火及助燃气管向流化床热解炉内注入燃气并点燃床料，燃烧正常后关闭燃气，正常运行后流化床热解炉床层上高温区域温度为800-850℃；4)通过缺氧燃烧调节，在高温、还原性条件下，物料发生热解，产生大量一氧化碳、甲烷、氢气的合成气；5)余热锅炉产生的蒸汽经蒸汽过热器加热得到过热蒸汽，引入流化风室，过热蒸汽、纯氧在流化风室混合作为流化风，使床上物料处于流化状态，纯氧在炉内与原料发生氧化反应，为燃烧用氧，过热蒸汽在炉内与碳发生水煤气反应，产生一氧化碳和氢气；6)将炉内合成气经旋风除尘器除尘，除去的尘灰通过旋风除尘器排灰管、流化床热解炉的返料口回到流化床热解炉内，进行继续循环；除尘后的混合气送入高温再热器再热消除焦油及二噁英；7)合成气在引风机的抽吸下，经旋风除尘器、高温再热器、余热锅炉，急冷器，高温合成气在急冷器内急速冷却，不再产生焦油及二噁英，冷却后的合成气经过除尘器、洗涤器、引风机至气柜；完成过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气。

上述专利文献的采用过热蒸汽、纯氧、高温再热热解垃圾及生物质制合成气的方法，在步骤2和步骤5中采用纯氧作为流化风，因纯氧中氧气的含量为100％，热解产生的合成气的燃烧值由垃圾及生物质的本身决定，而不同批次的垃圾及生物质中可热解产生合成气的有机质的含量及组份不同，因此，垃圾及生物质热解产生的合成气的燃烧值不同，有时高有时低，燃烧值不稳定的合成气在后续使用中，如用于发电时，会影响发电机组的运转和性能的稳定，发电效率低，如用于焚烧获得热量时，会出现焚烧温度或高或低的变化，因此产生的合成气不能够直接使用，一般现有技术为对合成气进行收集混合后，再进行后续使用，垃圾及生物质热解产生的合成气的使用效率低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有热解垃圾及生物质制合成气的方法中，合成气的燃烧值有较大差异，不能够直接使用的问题，提供一种垃圾及生物质热解产生的合成气的热值稳定的热解制燃气的方法。

为解决上述问题，本发明的一种垃圾及生物质热解制燃气的方法，包括如下步骤：

S1.将垃圾及生物质送入热解制气炉内，向所述热解制气炉通入反应气，所述反应气中的氧气的含量为30％-93％；

S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向所述热解制气炉中通入的所述反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出。

其中，在所述步骤S1之前还包括如下步骤：

A1.将垃圾及生物质通入熟化室内发酵，得到包括剩余固体的产物。

其中，发酵时间为5-10天。

其中，在所述步骤A1和所述步骤S1之间还包括如下步骤，

B1.将所述步骤A1中的所述剩余固体送入干燥炉内干燥，得到包括浊蒸汽和干燥后垃圾及生物质，将所述干燥后的垃圾及生物质通入所述步骤S1中的所述热解制气炉内。

其中，所述步骤B1中得到的所述浊蒸汽通入蒸汽净化组件中净化。

其中，所述垃圾及生物质经初步分选、破碎后间断地送入所述熟化室内发酵。

其中，在所述步骤S2之后还包括如下步骤：

Z1.将所述步骤S2中得到的高温热解气通入蒸汽过热器中，向所述蒸汽过热器中通入水，得到包括蒸汽和中温热解气，所述蒸汽通入所述步骤S1中的所述热解制气炉内。

其中，所述步骤Z1中的所述水为软水，得到的所述蒸汽为净蒸汽。

其中，将步骤Z1中的所述中温热解气通入换热装置中，所述换热装置为所述干燥炉提供干燥所需的热量，从所述换热装置排出的所述热解气通入燃气净化组件中净化，收集净化后的燃气。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，向所述热解制气炉通入反应气，所述反应气包括参与反应的氧气和其他不参与反应的剩余气体，其中氧气的含量为30％-93％，当垃圾及生物质热解得到的热解气热值过大时，经检测后通过时实调节降低所述热解制气炉中的所述反应气中氧气的含量，提高剩余气体在所述热解气中的比值，以减少所述热解气的热值；当垃圾及生物质热解得到的热解气热值小时，经检测后提高通入所述热解制气炉中的所述反应气中氧气的含量，降低剩余气体在所述热解气中的比值，以增大所述热解气的热值，从而达到最终获得的热解气的热值稳定输出。

2.在本发明所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法中，同一地域的垃圾及生物质的总产量的平均值相差不大，但不同批次的垃圾及生物质数量会有一定的差别，将垃圾及生物质通入所述熟化室内发酵，所述熟化室起到缓冲较大批次垃圾及收运较小批次垃圾的作用，确保通入所述热解制气炉内的垃圾及生物质的数量不变，使所述热解制气炉的热解生产稳定；同时垃圾及生物质在所述熟化室内可以脱除部分水分，降解其中的部分有机质，减少后续工序的能量消耗。

3.在本发明中，发酵时间为5-10天，所述熟化室即能起到缓冲及收运效果，且能够脱除部分水分，降解其中的部分有机质，又不会使发酵室的库容非常大，节约热解制燃气的方法的成本。

4.在本发明中，对发酵后的剩余固体送入干燥炉内干燥，以使送入所述热解制气炉内的垃圾及生物质的水分含量少，减少热解过程中一部分热量用于对垃圾及生物质的干燥造成的损耗。

5.在本发明中，将在所述干燥炉内干燥得到的所述浊蒸汽通入蒸汽净化组件中净化，使所述浊蒸汽无害化处理。

6.在本发明中，所述垃圾及生物质一般都包含不能被热解的物质，且含有由于尺寸过大等原因对热解过程中使用的生产装置有一定损害的物质，需要把这部分的物质挑选出后，将剩下的垃圾及生物质破碎成较小的适合热解尺寸，在后续的发酵、干燥和热解过程中，受热更快和更加均匀，提高发酵、干燥和热解的效率。

7.在本发明中，高温热解气通入蒸汽过热器中，以回收高温热解气的热量，减少热能的浪费，将得到的蒸汽通入所述热解制气炉内，所述蒸汽在所述热解制气炉内发生水煤气反应，可以增加热解气的热值。

8.本发明中，向所述热解制气炉内通入软水，得到净蒸汽，净蒸汽中含有的杂质较少，向所述热解制气炉内通入净蒸汽，可降低对热解气的热值及洁净程度影响。

9.本发明中，将步骤Z1中的所述中温热解气通入换热装置中，利用中温热解气的热量为所述干燥炉提供干燥所需的热量，回收利用中温热解气的热能，减少热能的浪费，且将所述换热装置排出的所述热解气通入燃气净化组件中净化，净化燃气中的杂质，收集净化后的燃气以便后续的使用，如用于燃气发电、焚烧发电等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种实施方式的工艺流程图的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的垃圾及生物质热解制燃气的方法，包括如下步骤：

S1.将步骤B1中的干燥后的垃圾及生物质送入热解制气炉内，向热解制气炉通入反应气，反应气中的氧气的含量为30％-93％；

S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向热解制气炉中通入的反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出。

本实施例中，向热解制气炉通入反应气，反应气包括参与反应的氧气和其他不参与反应的剩余气体，其中氧气的含量为30％-93％。当垃圾及生物质热解得到的热解气热值过大时，经检测后通过时实调节降低热解制气炉中的反应气中氧气的含量，提高剩余气体在热解气中的比值，以减少热解气的热值；当垃圾及生物质热解得到的热解气热值小时，经检测后提高通入热解制气炉中的反应气中氧气的含量，降低剩余气体在热解气中的比值，以增大热解气的热值，从而达到最终获得的热解气的热值稳定输出。

实施例2

本实施例的垃圾及生物质热解制燃气的方法，包括如下步骤：

A1.将垃圾及生物质通入熟化室内发酵，得到包括剩余固体的产物；在本实施例中，垃圾及生物质在熟化室内发酵的时间为3天，在发酵过程中产生的渗滤液要进行净化，如将渗滤液焚烧或是送入相关的净化装置。

S1.将步骤B1中的干燥后的垃圾及生物质送入热解制气炉内，向热解制气炉通入反应气，反应气中的氧气的含量为30％-93％；

S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向热解制气炉中通入的反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出。

实施例3

本实施例的垃圾及生物质热解制燃气的方法，如图1所示，包括如下步骤：

A1.将垃圾及生物质通入熟化室内发酵，得到包括剩余固体的产物；在本实施例中，垃圾及生物质在熟化室内发酵的时间为6天，在发酵过程中产生的渗滤液要进行净化，如将渗滤液焚烧或是送入相关的净化装置。

B1.将步骤A1中的剩余固体送入干燥炉内干燥，得到包括浊蒸汽和干燥后垃圾及生物质；在本实施例中，将步骤B1中得到的浊蒸汽通入蒸汽净化组件中净化，以使浊蒸汽达到无害化处理。

S1.将步骤B1中的干燥后的垃圾及生物质送入热解制气炉内，向热解制气炉通入反应气，反应气中的氧气的含量为30％-93％；

S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向热解制气炉中通入的反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出；

Z1.将步骤S2中得到的高温热解气通入蒸汽过热器中，向蒸汽过热器中通入水，得到包括蒸汽和中温热解气，蒸汽通入步骤S1中的热解制气炉内。本实施例中向蒸汽过热器中通入的水为软水，得到的蒸汽为净蒸汽，净蒸汽中含有的杂质较小，降低对热解气的热值及洁净程度影响。

进一步，在本实施例在上述实施例的基础上，将步骤Z1中的中温热解气通入换热装置中，换热装置为干燥炉提供干燥所需的热量，从换热装置排出的热解气通入燃气净化组件中净化，收集净化后的燃气。

实施例4

本实施例与实施例1或2或3的区别在于，本实施例的反应气中氧气的含量为50％-93％，提高反应气中氧气的浓度，降低剩余气体在热解气中的比值，以提高稳定输出的热解气的热值。

实施例5

本实施例在实施例2或3的基础上，将垃圾及生物质中包含的不能被热解和由于尺寸过大等原因对热解过程中使用的生产装置有一定损害的物质挑选出后，对垃圾及生物质破碎后再间断地送入熟化室内发酵。

实施例6

本实施例与实施例2或3的区别在于，垃圾及生物质在熟化室内发酵的时间为10天，发酵时间长，适用于垃圾及生物质中可发酵的有机物较多的情况，以使可发酵的有机物发酵降解的更加彻底，但是在发酵过程中可能会产生有机气体，还需要对产生的气体进行处理，使工艺更加复杂。

不同批次的垃圾及生物质产量有一定差别，但一时间段内垃圾及生物质的总量相差不大，从熟化室送入干燥炉内的垃圾可以是同一批次的垃圾，也可以是由一批次垃圾较多送入干燥炉后剩下的垃圾及生物质和下一批次或几批次的垃圾及生物质的组合，即虽然不同批次的垃圾及生物质的产量不同，由于熟化室的缓冲及收运作用，供给干燥室内的垃圾量不变，确保生活热解发电方法的工作稳定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种垃圾及生物质热解制燃气的方法，包括如下步骤：

S1.将垃圾及生物质送入热解制气炉内，向所述热解制气炉通入反应气，所述反应气中的氧气的含量为30％-93％；

S2.对步骤S1中产生的热解气的热值进行检测，并实时调节向所述热解制气炉中通入的所述反应气中氧气的含量，使获得的热解气的热值稳定输出。

2.根据权利要求1所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括如下步骤：

A1.将垃圾及生物质通入熟化室内发酵，得到包括剩余固体的产物。

3.根据权利要求2所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，发酵时间为5-10天。

4.根据权利要求2或3所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，在所述步骤A1和所述步骤S1之间还包括如下步骤，

B1.将所述步骤A1中的所述剩余固体送入干燥炉内干燥，得到包括浊蒸汽和干燥后垃圾及生物质，将所述干燥后的垃圾及生物质通入所述步骤S1中的所述热解制气炉内。

5.根据权利要求4所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，所述步骤B1中得到的所述浊蒸汽通入蒸汽净化组件中净化。

6.根据权利要求2至5任一所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，所述垃圾及生物质经初步分选、破碎后间断地送入所述熟化室内发酵。

7.根据权利要求1至6任一所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，在所述步骤S2之后还包括如下步骤：

Z1.将所述步骤S2中得到的高温热解气通入蒸汽过热器中，向所述蒸汽过热器中通入水，得到包括蒸汽和中温热解气，所述蒸汽通入所述步骤S1中的所述热解制气炉内。

8.根据权利要求7所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，所述步骤Z1中的所述水为软水，得到的所述蒸汽为净蒸汽。

9.根据权利要求7或8所述的垃圾及生物质热解制燃气的方法，其特征在于，将步骤Z1中的所述中温热解气通入换热装置中，所述换热装置为所述干燥炉提供干燥所需的热量，从所述换热装置排出的所述热解气通入燃气净化组件中净化，收集净化后的燃气。