CN107442551A - 基于等离子气化技术的垃圾处置系统及处置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于等离子气化技术的垃圾处置系统及处置方法，其中，所述垃圾处置系统包括：垃圾预处理单元，用于生成垃圾衍生燃料；等离子气化单元，用于将所述垃圾衍生燃料中的有机物气化生成可燃的合成气；气体净化单元，用于将所述合成气进行净化；以及发电单元，用于将净化的所述合成气燃烧发电。通过本发明提供的基于等离子气化技术的垃圾处置系统，可以提高生活垃圾的利用率、提高等离子气化的效率、实现垃圾处理过程污染物的“零排放”并且获得更好的经济效益。

Description

基于等离子气化技术的垃圾处置系统及处置方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，具体而言涉及一种基于等离子气化技术的垃圾处置系统及处置方法。
背景技术
目前，我国处理城市生活垃圾主要有三种方式：填埋、堆肥和焚烧发电。然而随着我国城市化规模的扩大，城市生活垃圾逐年增加，许多地方已出现了垃圾无地可埋、无处可堆的尴尬局面，城市生活垃圾污染引起的环境和生态安全问题已经十分严峻。垃圾焚烧可实现垃圾减量化，在减少占地的同时，可进行发电，创造一定经济效益，但垃圾焚烧也带来了一系列问题：(1)由于焚烧温度不高，容易产生二噁英和呋喃等致癌物质；(2)焚烧产生的飞灰和残渣中所含的重金属物质，容易造成地下水源的污染；(3)焚烧产生大量烟气，碳排放量大。
等离子气化技术是近年来发展起来的一种全新的处理城市生活垃圾的技术。和一般垃圾焚烧技术不同，采用等离子气化技术处理城市生活垃圾，是利用等离子炬产生的高强度热源(5500℃以上)作为等离子气化炉的热源，由于其高温和高热密度，几乎能将垃圾中的有机物完全气化并转化成合成气(主要为CO和H2)，而无机物则可生成对环境无害的玻璃体灰渣，从而实现垃圾处理过程污染物的“零排放”。
目前我国大多仍采用比较传统的气化技术，比如流化床、回转窑等，产生的合成气组分复杂、品质低，且含有大量焦油，合成起的净化工艺非常复杂，而且不能保证燃气轮机的正常运行。而等离子气化技术主要适用于北美和欧洲等垃圾分类系统较为完善的发达国家，其普通生活垃圾可直接进入等离子体反应器进行气化。而在我国与东南亚等垃圾分类体系并不健全的发展中国家，餐厨垃圾往往与普通生活垃圾一同收集，回收的生活垃圾含水率高，热值低，不适于直接进入等离子体反应器进行处理。
因此，有必要提出一种新的基于等离子气化技术的垃圾处置系统，以解决上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明提供一种基于等离子气化技术的垃圾处置系统，所述系统包括：
垃圾预处理单元，用于生成垃圾衍生燃料；
等离子气化单元，用于将所述垃圾衍生燃料中的有机物气化生成可燃的合成气；
气体净化单元，用于将所述合成气进行净化；
发电单元，用于将净化的所述合成气燃烧发电。
进一步，所述垃圾预处理单元包括垃圾分选装置，用于回收可回收物质。
进一步，所述垃圾预处理单元包括垃圾存储仓和干燥装置，利用所述发电单元的余热对垃圾进行干燥。
进一步，所述垃圾衍生燃料的含水率低于10％。
进一步，所述等离子气化单元包括等离子气化炉，所述等离子气化炉内为负压。
进一步，所述等离子气化单元包括等离子炬，所述等离子炬产生的热源高于5500℃。
进一步，所述合成气包括CO和H2。
进一步，所述发电单元采用燃气轮机。
进一步，所述燃气轮机的发电效率大于或等于40％。
本发明还提供一种基于等离子气化技术的垃圾处置方法，所述方法包括：
执行垃圾预处理，以生成垃圾衍生燃料；
对所述垃圾衍生燃料执行等离子气化，以生成可燃的合成气；
将所述合成气进行净化；
将净化的所述合成气燃烧发电。
进一步，所述垃圾预处理还包括垃圾分选步骤，以回收可回收物质。
进一步，所述垃圾预处理还包括垃圾干燥步骤，以降低垃圾中的含水率。
进一步，所述合成气包括CO和H2。
本发明提供的基于等离子气化技术的垃圾处置系统包括垃圾预处理单元、等离子气化单元、气体净化单元以及发电单元，其具有以下优点：
(1)通过垃圾预处理可以实现生活垃圾中可回收物质的再利用，提高生活垃圾的利用率；
(2)利用燃气轮机产生的余热对生活垃圾进行干燥，充分利用了系统余热，提高了系统效率，同时，将不可回收物质生成热值高、含水率低、成分稳定的垃圾衍生燃料，可以提高等离子气化的效率；
(3)本发明采用等离子气化技术，利用等离子炬产生的5500℃以上高强度热源作为等离子气化炉的热源，几乎能将垃圾衍生燃料中的有机物完全气化并转化成合成气，无机物则可生成对环境无害的玻璃体灰渣，从而实现垃圾处理过程污染物的“零排放”；
(4)本发明采用燃气轮机发电，其发电效率高达40％，可以获得更好的经济效益。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1为本发明的基于等离子气化技术的垃圾处置系统的结构示意图；
图2为本发明的基于等离子气化技术的垃圾处置方法的流程图。
附图标识
1、垃圾预处理单元 2、等离子气化单元
3、气体净化单元 4、发电单元
5、垃圾存储仓 6、垃圾分选装置
7、干燥装置 8、等离子气化炉
9、等离子炬 10、除尘器
11、换热器 12、脱酸装置
13、燃气轮机 14、发电机
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的基于等离子气化技术的垃圾处置系统及处置方法。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[实施例一]
本发明提供一种基于等离子气化技术的垃圾处置系统，如图1所示，包括垃圾预处理单元1，等离子气化单元2，气体净化单元3以及发电单元4。
所述垃圾预处理单元1包括垃圾存储仓5、垃圾分选装置6以及干燥装置7，用于回收可回收物质以及生成垃圾衍生燃料(RDF)。
示例性地，所述垃圾存储仓5用于存储未经处理的原生垃圾，以达到沥出水份、提高热值的目的。此外，垃圾存储仓5还利用燃气轮机11发电产生的余热对原生垃圾进行预干燥。具体地，含水率约60％的原生垃圾运输到垃圾处理工厂以后，首先进入垃圾存储仓5中储存2-3天，并进行预干燥，使垃圾含水率降低至30％左右。同时在垃圾存储过程中产生的垃圾渗滤液进入污水处理系统进行处理。
示例性地，所述垃圾分选装置6用于对经过预干燥的垃圾进行破碎分选，以回收可回收物质。具体地，首先将垃圾破碎至50mm以下，然后将金属、塑料、沙石等可回收物质进行回收利用：例如利用磁选技术回收钢铁材料，利用感应电流回收有色金属，利用红外光谱技术回收塑料，利用重力筛分回收沙石等。
示例性地，所述干燥装置7用于将经过垃圾分选的不可回收垃圾进行干燥处理，以生成含水量低于10％的垃圾衍生燃料(RDF)。所述干燥装置7利用燃气轮机11发电产生的余热进行干燥，无需外部提供热源，降低了垃圾处置系统的能耗。
等离子气化单元2包括等离子气化炉8和等离子炬9。
示例性地，等离子气化炉8内从下往上可分为四个主要反应区域：熔渣区、燃烧氧化区、气化还原区和干馏干燥区。其中，在熔渣区，利用等离子炬9产生的高温将垃圾衍生燃料(RDF)熔融形成液态熔渣，经气化炉底部激冷室激冷后形成玻璃态渣体沉积到气化炉底部的渣池中；在燃烧氧化区，气化剂(通常为水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气)进入气化炉的底部，与从气化炉顶部加入的垃圾衍生燃料(RDF)迅速发生氧化反应，生成一氧化碳和二氧化碳，同时放出大量的热；在气化还原区，来自燃烧氧化区的二氧化碳和水蒸气，在气化炉中上部区域与从上部向下移动的垃圾衍生燃料(RDF)发生一系列吸热性气化还原反应，生成合成气，其中所述合成气的主要组分包括CO和H2；在干馏干燥区，来自气化炉燃烧氧化区和气化还原区生成的高温合成气与从气化炉上部加入的垃圾衍生燃料(RDF)接触，使垃圾衍生燃料(RDF)迅速得到干馏和干燥。在本实施例中，等离子气化炉8中使用的气化剂选用氧气，等离子气化炉8在微负压的炉内环境下运行。
示例性地，等离子炬9为等离子气化炉8提供5500℃以上的高强度热源，由于其高温和高热密度，几乎能将等离子气化炉8中的垃圾衍生燃料(RDF)中的有机物完全气化并转化成可燃的合成气，而垃圾衍生燃料(RDF)中的无机物则生成对环境无害的玻璃体灰渣，可以实现垃圾处理过程污染物的“零排放”。
气体净化单元3包括除尘器10、换热器11以及脱酸装置12，用于将所述合成气进行净化。
示例性地，所述除尘器10包括旋风除尘器，利用含尘气流作旋转运动产生的离心力，将尘粒从气体中分离并捕集，用于除去合成气中的颗粒物。换热器11是合成气和空气进行热交换的设备，高温的合成气进入换热器11，用于降低合成气的温度，使合成气中二噁英含量进一步降低。脱酸装置12可以通过化学方法去除气体中的二氧化硫与氮氧化物等酸性气体，合成气经过脱酸装置12，完成脱硫、脱硝。此外，所述气体净化单元3还可以包括进一步除去合成气中颗粒物的陶瓷过滤装置以及洗去合成气中CO2等气体的低温甲醇清洗装置，以获得高热值的洁净的燃气。
发电单元4包括燃气轮机13和发电机14，用于将净化的所述合成气燃烧发电。
示例性地，经过净化的合成气进入燃气轮机13中燃烧，释放热能，燃烧生成的高温气体对燃气轮机13做功，进一步将热能转化为机械能，然后燃气轮机13带动发电机14发电，从而将机械能转化为动能。其中，燃烧生成的高温气体对燃气轮机13做功之后排出，排出的气体用于对垃圾预处理单元1中垃圾存储仓5和干燥装置7进行干燥。在传统的垃圾焚烧发电工艺中，蒸汽轮机的发电效率约为20％，而本发明采用的燃气轮机的发电效率大于或等于40％。
[实施例二]
本发明提供一种基于等离子气化技术的垃圾处置方法，如图2所示，该处置方法的主要步骤包括：
步骤S201：执行垃圾预处理，以生成垃圾衍生燃料；
步骤S202：对所述垃圾衍生燃料执行等离子气化，以生成可燃的合成气；
步骤S203：将所述合成气进行净化；
步骤S204：将净化的所述合成气燃烧发电。
首先，执行步骤S201，执行垃圾预处理，以生成垃圾衍生燃料。
具体地，参照图1，含水率约60％的原生垃圾运输到垃圾处理工厂以后，首先进入垃圾存储仓5中储存2-3天，同时利用燃气轮机11发电产生的余热进行预干燥，使垃圾含水率降低至30％左右；接下来，将经过预干燥的垃圾送入垃圾分选装置6进行破碎分选，首先将垃圾破碎至50mm以下，然后将金属、塑料、沙石等可回收物质进行回收利用：例如利用磁选技术回收钢铁材料，利用感应电流回收有色金属，利用红外光谱技术回收塑料，利用重力筛分回收沙石等；接着，将经过垃圾分选的不可回收垃圾送入干燥装置7中利用燃气轮机11发电产生的余热进行干燥处理，以生成含水量低于10％的垃圾衍生燃料(RDF)。
接着，执行步骤S202，对所述垃圾衍生燃料执行等离子气化，以生成可燃的合成气。
具体地，参照图1，将垃圾衍生燃料(RDF)送入等离子气化炉8，所述等离子气化炉8由等离子炬9为其提供5500℃以上的高强度热源。在位于等离子气化炉8中下部的燃烧氧化区，气化剂(通常为水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气)与垃圾衍生燃料(RDF)迅速发生氧化反应，生成一氧化碳和二氧化碳，接下来，在位于气化炉中上部的气化还原区，二氧化碳和水蒸气进一步与垃圾衍生燃料(RDF)发生一系列吸热性气化还原反应，生成合成气，其中所述合成气的主要组分包括CO和H2。由于等离子炬9提供的热源具有高温和高热密度，几乎能将垃圾衍生燃料(RDF)中的有机物完全气化并转化成可燃的合成气，而垃圾衍生燃料(RDF)中的无机物则生成对环境无害的玻璃体灰渣，沉积到气化炉底部的渣池中。
接着，执行步骤S203，将所述合成气进行净化。
具体地，参照图1，所述合成气首先经过除尘器10去除合成气中的颗粒物，然后进入换热器11，以降低合成气的温度，同时使合成气中二噁英含量进一步降低，接下来经过脱酸装置12，完成脱硫、脱硝，以获得洁净的合成气。此外，所述合成气还可以经过陶瓷过滤装置进一步去除颗粒物，以及低温甲醇清洗装置洗去合成气中CO2等气体，以获得高热值的洁净的燃气。
接下来，执行步骤S204，将净化的所述合成气燃烧发电。
具体地，参照图1，经过净化的合成气进入燃气轮机13中燃烧，释放热能，燃烧生成的高温气体对燃气轮机13做功，进一步将热能转化为机械能，然后燃气轮机13带动发电机14发电，从而将机械能转化为动能。
本发明提供的基于等离子气化技术的垃圾处置系统包括垃圾预处理单元、等离子气化单元、气体净化单元以及发电单元，其具有以下优点：
(1)通过垃圾预处理可以实现生活垃圾中可回收物质的再利用，提高生活垃圾的利用率；
(2)利用燃气轮机产生的余热对生活垃圾进行干燥，充分利用了系统余热，提高了系统效率，同时，将不可回收物质生成热值高、含水率低、成分稳定的垃圾衍生燃料，可以提高等离子气化的效率；
(3)本发明采用等离子气化技术，利用等离子炬产生的5500℃以上高强度热源作为等离子气化炉的热源，几乎能将垃圾衍生燃料中的有机物完全气化并转化成合成气，无机物则可生成对环境无害的玻璃体灰渣，从而实现垃圾处理过程污染物的“零排放”；
(4)本发明采用燃气轮机发电，其发电效率高达40％，可以获得更好的经济效益。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (13)

1.一种基于等离子气化技术的垃圾处置系统，其特征在于，包括：
垃圾预处理单元，用于生成垃圾衍生燃料；
等离子气化单元，用于将所述垃圾衍生燃料中的有机物气化生成可燃的合成气；
气体净化单元，用于将所述合成气进行净化；
发电单元，用于将净化的所述合成气燃烧发电。
2.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元包括垃圾分选装置，用于回收可回收物质。
3.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述垃圾预处理单元包括垃圾存储仓和干燥装置，利用所述发电单元的余热对垃圾进行干燥。
4.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述垃圾衍生燃料的含水率低于10％。
5.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述等离子气化单元包括等离子气化炉，所述等离子气化炉内为负压。
6.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述等离子气化单元包括等离子炬，所述等离子炬产生的热源高于5500℃。
7.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述合成气包括CO和H2。
8.如权利要求1所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述发电单元采用燃气轮机。
9.如权利要求8所述的垃圾处置系统，其特征在于，所述燃气轮机的发电效率大于或等于40％。
10.一种基于等离子气化技术的垃圾处置方法，其特征在于，包括：
执行垃圾预处理，以生成垃圾衍生燃料；
对所述垃圾衍生燃料执行等离子气化，以生成可燃的合成气；
将所述合成气进行净化；
将净化的所述合成气燃烧发电。
11.如权利要求10所述的垃圾处置方法，其特征在于，所述垃圾预处理还包括垃圾分选步骤，以回收可回收物质。
12.如权利要求10所述的垃圾处置方法，其特征在于，所述垃圾预处理还包括垃圾干燥步骤，以降低垃圾中的含水率。
13.如权利要求10所述的垃圾处置方法，其特征在于，所述合成气包括CO和H2。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108949235A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 中节能城市节能研究院有限公司 一种绿色高效便捷移动式生活垃圾气化处理系统
CN112850644A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 利用等离子体气化生活垃圾制备高纯氢气的装置及方法
WO2022267390A1 (zh) * 2021-06-25 2022-12-29 浙江大学台州研究院 一种船舶固体废物等离子体气化发电系统及其处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661278A (zh) * 2004-02-25 2005-08-31 江苏正昌集团有限公司 一种垃圾衍生物(rdf)气化发电工艺
CN102061196A (zh) * 2011-01-27 2011-05-18 中国科学院力学研究所 一种等离子体气化生活垃圾与生物质发电的方法和装置
CN102389887A (zh) * 2011-08-26 2012-03-28 陈开明 一种城市生活垃圾高温处理、超高温等离子气化方法
CN105363756A (zh) * 2014-08-20 2016-03-02 福建正仁环保有限公司 一种生活垃圾制备rdf热解气化燃气发电工艺
CN105443171A (zh) * 2014-08-20 2016-03-30 福建正仁环保有限公司 一种垃圾制备rdf焚烧发电工艺
CN106216350A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 贵州毅腾环保科技有限公司 生活垃圾资源化生产方法
CN106583414A (zh) * 2016-12-04 2017-04-26 韦尚仁 一种城市生活垃圾的处理方法
CN106733592A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种生活垃圾分选工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1661278A (zh) * 2004-02-25 2005-08-31 江苏正昌集团有限公司 一种垃圾衍生物(rdf)气化发电工艺
CN102061196A (zh) * 2011-01-27 2011-05-18 中国科学院力学研究所 一种等离子体气化生活垃圾与生物质发电的方法和装置
CN102389887A (zh) * 2011-08-26 2012-03-28 陈开明 一种城市生活垃圾高温处理、超高温等离子气化方法
CN105363756A (zh) * 2014-08-20 2016-03-02 福建正仁环保有限公司 一种生活垃圾制备rdf热解气化燃气发电工艺
CN105443171A (zh) * 2014-08-20 2016-03-30 福建正仁环保有限公司 一种垃圾制备rdf焚烧发电工艺
CN106216350A (zh) * 2016-07-25 2016-12-14 贵州毅腾环保科技有限公司 生活垃圾资源化生产方法
CN106583414A (zh) * 2016-12-04 2017-04-26 韦尚仁 一种城市生活垃圾的处理方法
CN106733592A (zh) * 2017-01-18 2017-05-31 长沙有色冶金设计研究院有限公司 一种生活垃圾分选工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108949235A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 中节能城市节能研究院有限公司 一种绿色高效便捷移动式生活垃圾气化处理系统
CN112850644A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 利用等离子体气化生活垃圾制备高纯氢气的装置及方法
WO2022267390A1 (zh) * 2021-06-25 2022-12-29 浙江大学台州研究院 一种船舶固体废物等离子体气化发电系统及其处理方法

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