CN109913273B - 一种垃圾与生物质共气化系统及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种垃圾与生物质共气化系统及其运行方法，包括：垃圾流化床气化炉；第一旋风分离器，第一旋风分离器与垃圾流化床气化炉连通；生物质炭仓，生物质炭仓与第一旋风分离器连通；生物质固定床气化炉，生物质固定床气化炉与生物质炭仓连通，生物质固定床气化炉的下端与生物质炭仓相正对；第二旋风分离器，第二旋风分离器分别与生物质炭仓、生物质固定床气化炉连通。本发明将生物质气化装置和垃圾气化装置融合在一起，实现固废资源一体化处置，实现了固废资源化利用，实现了资源有效利用，解决了生物质电厂原料供应不足的问题，同时解决了垃圾气化产生的二噁英排放不达标的问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物质处理的技术领域，尤其涉及一种垃圾与生物质共气化系统及其运行方法。
背景技术
生物质气化技术是一种生物质热化学转化的先进技术，其因原料适应性广、运行灵活、污染少等优点受到广泛关注。垃圾气化技术和生物质气化技术都存在一系列优势，但是二噁英具有很强的致癌性，因此二噁英排放问题一直困扰垃圾处理方式，而且生物质气化之后生物炭无法利用。
中国发明专利CN101144022B提出了一种三段式生物质气化炉，其结合生物质的热解特性、气体燃料的燃烧特性和生物质焦的气化特性，将生物质气化过程中的热解段和气化段分开，生物质经过热解、部分氧化、两段气化过程产生气化气，利用喉口部分的部分氧化所产生高温使大部分焦油裂解，从而大幅度降低焦油含量，产生适用于内燃机燃烧的生物质气化气，达到清洁高效利用生物质能这一可再生能源，但其生物质气化原料不足。
中国发明专利CN 108758639A提出了一种垃圾热解气化及二燃室一体式装置，是将气化炉与二燃室整合为一体，解决垃圾了气化中的不能连续稳定产气的问题，实现了炉膛底部温度稳定，从而使垃圾焚烧热解气化相对稳定，加快了垃圾的处置速度，保证了二燃室连续焚烧不断火、保证了温度、降低了垃圾的热灼减率、减少了渣量、节省了能源、节省了占地面积、延长了设备的使用寿命，但垃圾气化产生二噁英的问题仍然无法解决。
中国实用新型CN208022962U提出了一种气化效果好的生活垃圾气化炉，其通过设置轴承座、传动轴、电机、锯齿、翻板、挡料杆、齿轮和活动轴的配合使用，可对生活垃圾进行有效打散，这样生活垃圾气化炉的气化效果更好，解决了生活垃圾气化炉在使用时，因生活垃圾气化炉在对生活垃圾处理之前，不能对生活垃圾进行有效打散，造成生活垃圾以团状进入炉体内，从而导致生活垃圾出现气化不彻底的问题，大大提高了生活垃圾气化炉的工作效率，但垃圾气化产生二噁英的问题仍然无法解决。
现有技术上的生物质气化装置和垃圾气化装置，从本质上将无法实现固废资源的一体化处置，生物质气化原料不足，垃圾气化产生的二噁英无法解决等问题制约着两者的发展。
发明内容
针对现有的生物质气化装置和垃圾气化装置无法实现固废资源的一体化处置，生物质原料不足，垃圾气化产生的二噁英无法解决的上述问题，现旨在提供一种将生物质气化装置和垃圾气化装置融合在一起，实现固废资源一体化处置，实现了固废资源化利用，实现了资源有效利用，解决了生物质电厂原料供应不足的问题，垃圾处置后的二噁英排放达标的垃圾与生物质共气化系统。
具体技术方案如下：
一种垃圾与生物质共气化系统，包括：垃圾流化床气化炉，所述垃圾流化床气化炉用于将筛选破碎的垃圾进行热解气化产生垃圾气化物；
第一旋风分离器，所述第一旋风分离器与所述垃圾流化床气化炉连通，所述第一旋风分离器用于脱除所述垃圾流化床气化炉内的灰尘；
生物质炭仓，所述生物质炭仓与所述第一旋风分离器连通，所述生物质炭仓用于隔绝氧气和吸附所述垃圾气化物中的二噁英；
生物质固定床气化炉，所述生物质固定床气化炉与所述生物质炭仓连通，所述生物质固定气化炉用于将成型生物质燃料或者生物质散料热解气化产生生物质气化物和生物炭；
第二旋风分离器，所述第二旋风分离器分别与所述生物质炭仓、所述生物质固定床气化炉连通，所述第二旋风分离器用于脱除所述生物质固定床气化炉内的灰尘。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，还包括：净化系统，所述净化系统分别与所述第二旋风分离器、所述生物质炭仓连通。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，还包括：内燃机和燃气锅炉，所述内燃机和所述燃气锅炉分别与所述净化系统连通。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，所述生物质固定床气化炉为上吸式固定床气化炉。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，所述生物质炭仓为密封装置。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，所述垃圾流化床气化炉的上端与所述第一旋风分离器的侧壁连通，所述垃圾流化床气化炉的侧壁与所述第一旋风分离器的下端连通，所述垃圾流化床气化炉的下端设有排渣口。
上述的垃圾与生物质共气化系统，其中，所述第二旋风分离器的上端和所述生物质炭仓的侧壁分别与所述净化系统的进口连通，所述内燃机和所述燃气锅炉分别与所述净化系统的出口连通。
一种垃圾与生物质共气化系统的运行方法，其中，包括上述的任意一项所述的垃圾与生物质共气化系统，所述运行方法包括：
生物质气化运行过程：
步骤A1：生物质进入所述生物质固定床气化炉进行气化反应，产生气化气和生物炭；
步骤A2：所述气化气经所述第二旋风分离器过滤除尘；
步骤A3：所述生物炭进入所述生物炭仓用于吸附垃圾气化气中的二噁英；
步骤A4：经过所述第二旋风分离器过滤后的所述气化气进入所述净化系统对所述气化气进行净化；
步骤A5：经过所述净化系统净化过的所述气化气进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热；
垃圾气化运行过程：
步骤B1：垃圾进入所述垃圾流化床气化炉进行气化反应，产生气化气和灰渣；
步骤B2：所述灰渣进入所述灰仓处理；
步骤B3：所述气化气经所述第一旋风分离器过滤除尘；
步骤B4：经过所述第一旋风分离器的所述气化气进入所述生物质炭仓，所述生物质炭仓内的炭会吸附所述气化气中的二噁英；
步骤B5：脱除所述二噁英以后的所述气化气进入所述净化系统进行气体净化；
步骤B6：经过所述净化系统净化过的所述气化气进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热。
上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
本发明将生物质气化装置和垃圾气化装置融合在一起，实现固废资源一体化处置，实现了固废资源化利用，实现了资源有效利用，解决了生物质电厂原料供应不足的问题，同时解决了垃圾气化产生的二噁英排放不达标的问题。
附图说明
图1为本发明一种垃圾与生物质共气化系统及其运行方法的整体结构示意图；
附图中：1、垃圾流化床气化炉；2、第一旋风分离器；3、生物质炭仓；4、生物质固定床气化炉；5、第二旋风分离器；6、净化系统；7、内燃机；8、燃气锅炉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
图1为本发明一种垃圾与生物质共气化系统及其运行方法的整体结构示意图，如图1所示，示出了一种较佳实施例的垃圾与生物质共气化系统，包括：垃圾流化床气化炉1、第一旋风分离器2、生物质炭仓3、生物质固定床气化炉4和第二旋风分离器5。
进一步，作为一种较佳的实施例，垃圾流化床气化炉1内的温度高于1200℃，垃圾流化床气化炉1用于将筛选破碎的垃圾进行热解气化产生垃圾气化物。优选地，由于垃圾热解气化会产生大量二噁英，因此垃圾流化床气化炉1采用高温气化即温度高于1200℃可以使得二噁英分解，能够防止二噁英排放超标。
进一步，作为一种较佳的实施例，第一旋风分离器2与垃圾流化床气化炉1连通，第一旋风分离器2用于脱除垃圾流化床气化炉1内的灰尘。优选地，第一旋风分离器2作为灰尘脱除的高温除尘器，可以达到除尘又不损失气化气显热作用。
进一步，作为一种较佳的实施例，生物质炭仓3与第一旋风分离器2连通，生物质炭仓3用于隔绝氧气和吸附垃圾气化物中的二噁英。优选地，由于二噁英分解后很容易重生，因此将气化气通入生物质炭仓，因为生物质炭仓3的其中一个作用是隔绝氧气，破坏了二噁英再生条件，防止二噁英再生，另一个作用是生物炭具有表面积大，吸附能力强特征，生物炭可以很好的吸附气化气中的二噁英，最终实现二噁英排放达标。
进一步，作为一种较佳的实施例，生物质固定床气化炉4与生物质炭仓3连通，生物质固定床气化炉4的下端与生物质炭仓3相正对，生物质固定气化炉4用于将成型生物质燃料或者生物质散料热解气化产生生物质气化物和生物炭。
进一步，作为一种较佳的实施例，第二旋风分离器5分别与生物质炭仓3、生物质固定床气化炉4连通，第二旋风分离器5用于脱除生物质固定床气化炉4内的灰尘。优选地，第二旋风分离器5保证气化气的飞灰被分离出来，分离的飞灰进入生物质炭仓3。
进一步，作为一种较佳的实施例，垃圾与生物质共气化系统还包括：净化系统6，净化系统6分别与第二旋风分离器5、生物质炭仓3连通。
进一步，作为一种较佳的实施例，垃圾与生物质共气化系统还包括：内燃机7和燃气锅炉8，内燃机7和燃气锅炉8分别与净化系统6连通。
进一步，作为一种较佳的实施例，生物质固定床气化炉4为上吸式固定床气化炉。
进一步，作为一种较佳的实施例，生物质炭仓3为密封装置。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明的进一步实施例中，请继续参见图1所示，垃圾流化床气化炉1的上端与第一旋风分离器2的侧壁连通，垃圾流化床气化炉1的侧壁与第一旋风分离器2的下端连通，垃圾流化床气化炉1的下端设有排渣口。
本发明的进一步实施例中，第一旋风分离器2的上端与生物质炭仓3的侧壁连通。
本发明的进一步实施例中，生物质固定床气化炉4的上端与第二旋风分离器5的侧壁连通，生物质固定床气化炉4的下端与生物质炭仓3的上端连通。
本发明的进一步实施例中，第二旋风分离器5的下端与生物质炭仓3的上端连通。
本发明的进一步实施例中，第二旋风分离器5的上端和生物质炭仓3的侧壁分别与净化系统6的进口连通，内燃机7和燃气锅炉8分别与净化系统6的出口连通。
下面说明本发明的运行方法的生物质气化运行过程：
步骤A1：生物质进入所述生物质固定床气化炉进行气化反应，产生气化气和生物炭；
步骤A2：所述气化气经所述第二旋风分离器过滤除尘；
步骤A3：所述生物炭进入所述生物炭仓用于吸附垃圾气化气中的二噁英；
步骤A4：经过所述第二旋风分离器过滤后的所述气化气进入所述净化系统对所述气化气进行净化；
步骤A5：经过所述净化系统净化过的所述气化气进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热。
下面说明本发明的运行方法的垃圾气化运行过程：
步骤B1：垃圾进入所述垃圾流化床气化炉进行气化反应，产生气化气和灰渣；
步骤B2：所述灰渣进入所述灰仓处理；
步骤B3：所述气化气经所述第一旋风分离器过滤除尘；
步骤B4：经过所述第一旋风分离器的所述气化气进入所述生物质炭仓，所述生物质炭仓内的炭会吸附所述气化气中的二噁英；
步骤B5：脱除所述二噁英以后的所述气化气进入所述净化系统进行气体净化；
步骤B6：经过所述净化系统净化过的所述气化气进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热。
本发明的垃圾流化床气化炉1主要用于将筛选破碎的垃圾进行热解气化，气化温度维持在1200℃，气化产生的气化气经第一旋风分离器2除尘后进入生物质炭仓3，生物质炭仓3隔绝氧气，气化气可以实现绝氧降温，二噁英生成条件遭到破坏，同时生物炭可以吸附气化气中可能残存的二噁英，实现二噁英的达标排放，生物质固定床气化炉4主要用于将成型生物质燃料或者生物质散料进行热解气化，气化气经净化系统之后进入后段内燃机7或者燃气锅炉8进行发电，热解产生的生物炭进入生物质炭仓3，用于吸附二噁英，最终实现二噁英达标排放。
本发明将生物质气化装置和垃圾气化装置融合在一起，实现固废资源一体化处置，实现了固废资源化利用，实现了资源有效利用，解决了生物质电厂原料供应不足的问题，同时解决了垃圾气化产生的二噁英排放不达标的问题。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种垃圾与生物质共气化系统，其特征在于，包括：
垃圾流化床气化炉，所述垃圾流化床气化炉用于将筛选破碎的垃圾进行热解气化产生垃圾气化物，所述垃圾流化床气化炉内的温度高于1200℃；
第一旋风分离器，所述第一旋风分离器与所述垃圾流化床气化炉连通，所述第一旋风分离器用于脱除所述垃圾流化床气化炉内的灰尘；
生物质炭仓，所述生物质炭仓与所述第一旋风分离器连通，所述生物质炭仓用于隔绝氧气和吸附所述垃圾气化物中的二噁英；
生物质固定床气化炉，所述生物质固定床气化炉与所述生物质炭仓连通，所述生物质固定气化炉用于将成型生物质燃料或者生物质散料热解气化产生生物质气化物和生物炭；
第二旋风分离器，所述第二旋风分离器分别与所述生物质炭仓、所述生物质固定床气化炉连通，所述第二旋风分离器用于脱除所述生物质固定床气化炉内的灰尘；
净化系统，所述净化系统分别与所述第二旋风分离器、所述生物质炭仓连通；
所述垃圾流化床气化炉的上端与所述第一旋风分离器的侧壁连通，所述垃圾流化床气化炉的侧壁与所述第一旋风分离器的下端连通，所述垃圾流化床气化炉的下端设有排渣口；
所述生物质气化物经所述净化系统后进行发电，所述生物炭进入所述生物质炭仓；
所述生物质炭仓为密封装置。
2.根据权利要求1所述垃圾与生物质共气化系统，其特征在于，还包括：内燃机和燃气锅炉，所述内燃机和所述燃气锅炉分别与所述净化系统连通。
3.根据权利要求1所述垃圾与生物质共气化系统，其特征在于，所述生物质固定床气化炉为上吸式固定床气化炉。
4.根据权利要求2所述垃圾与生物质共气化系统，其特征在于，所述第二旋风分离器的上端和所述生物质炭仓的侧壁分别与所述净化系统的进口连通，所述内燃机和所述燃气锅炉分别与所述净化系统的出口连通。
5.一种垃圾与生物质共气化系统的运行方法，其特征在于，包括权利要求2中所述的垃圾与生物质共气化系统，所述运行方法包括：
生物质气化运行过程：
步骤A1：生物质进入所述生物质固定床气化炉进行气化反应，产生生物质气化物和生物炭；
步骤A2：所述生物质气化物经所述第二旋风分离器过滤除尘；
步骤A3：所述生物炭进入所述生物炭仓用于吸附垃圾气化物中的二噁英；
步骤A4：经过所述第二旋风分离器过滤后的所述生物质气化物进入所述净化系统对所述生物质气化物进行净化；
步骤A5：经过所述净化系统净化过的所述生物质气化物进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热；
垃圾气化运行过程：
步骤B1：垃圾进入所述垃圾流化床气化炉进行气化反应，产生垃圾气化物和灰渣；
步骤B2：所述灰渣进入灰仓处理；
步骤B3：所述垃圾气化物经所述第一旋风分离器过滤除尘；
步骤B4：经过所述第一旋风分离器的所述垃圾气化物进入所述生物质炭仓，所述生物质炭仓内的炭会吸附所述垃圾气化物中的二噁英；
步骤B5：脱除所述二噁英以后的所述垃圾气化物进入所述净化系统进行气体净化；
步骤B6：经过所述净化系统净化过的所述垃圾气化物进入所述内燃机发电或者所述燃气锅炉供热。
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