CN111321011A - 一种有机垃圾分解气化系统及方法 - Google Patents

一种有机垃圾分解气化系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111321011A
CN111321011A CN202010297165.5A CN202010297165A CN111321011A CN 111321011 A CN111321011 A CN 111321011A CN 202010297165 A CN202010297165 A CN 202010297165A CN 111321011 A CN111321011 A CN 111321011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
garbage
reaction
reaction device
gasification
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010297165.5A
Other languages
English (en)
Inventor
薛以诺
薛磊
李长安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jintai Ruihe Engineering Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Jintai Ruihe Engineering Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jintai Ruihe Engineering Technology Co ltd filed Critical Beijing Jintai Ruihe Engineering Technology Co ltd
Priority to CN202010297165.5A priority Critical patent/CN111321011A/zh
Publication of CN111321011A publication Critical patent/CN111321011A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种有机垃圾分解气化系统及方法，涉及垃圾处理领域，包括：垃圾预处理装置、干法除尘装置、气化反应装置、转化装置、中压废锅等；将有机垃圾通过反应装置进行气化，并将气化所得到的有效反应气体进一步加工，可合成甲醇等工业产品。使用本发明的系统及方法，能够将绝大部分有机垃圾有效回收利用，并从根本上杜绝了二噁英等有害物质的产生，基本实现无害排放；同时所产生的甲醇等产品，效益远远大于发电的收益，能够真正实现利润和效益，形成良性循环。

Description

一种有机垃圾分解气化系统及方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域，更具体说是涉及一种有机垃圾分解气化系统及方法。
背景技术
目前垃圾处理行业，主要有三种处理方法，分别是填埋、焚烧发电，以及生物发酵分解。其中填埋污染最重，遗患最大。焚烧发电是目前垃圾处理的主要方式，但是二氧化碳排放过高，尤其会产生强致癌物二噁英，且发电成本居高不下，如果没有国家特殊的行业补贴，发电成本高于正常的市场电价，没有前景。生物分解发酵应用范围太窄，对于大量工业有机垃圾无法处理。
因此，如何提供一种能够解决上述问题的有机垃圾处理系统和方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种有机垃圾分解气化系统及方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种有机垃圾分解气化系统，包括垃圾预处理装置、气化反应装置、转化装置、中压废锅、干法除尘装置，系统运行压力可设定为常压到10.0MPa之间；
所述气化反应装置顶部设有布料口，顶部右侧设有反应装置气体出口，底部设有排熔渣口；所述气化反应装置通过所述气化反应装置气体出口与所述转化装置的粗反应气进口相连接；
所述转化装置还设有转化装置氧气进气口和转化气体出口；所述转化装置通过所述转化气体出口与所述中压废锅的中压废锅进气口相连接；
所述中压废锅设置有中压废锅气体出口，所述中压废锅气体出口与干法除尘装置相连接。
优选的，所述反应装置有底部向顶部依次设置有热灰层、氧化层、炽热原料层、还原层、干馏层、干燥层和空层。
优选的，所述反应装置内部设置有夹套锅炉或者水冷壁盘管，并可以内衬耐火衬里。
优选的，所述中压废锅设置有中压蒸汽过热器。
优选的，所述垃圾预处理装置与所述反应装置之间设置有给料部，该给料部包括垃圾原料仓、垃圾原料锁斗和垃圾原料给料罐，其中所述垃圾原料锁斗的数量为1或者2。
优选的，还包括氧气蒸汽混合器产生气化剂。
一种有机垃圾分解气化方法，包括如下步骤，
S1：有机垃圾在垃圾预处理装置内干燥成型，6-100mm块状原料；
S2：原料块进入垃圾原料仓，经垃圾原料锁斗投料进入垃圾给料罐中；
S3：原料块通过反应装置布料口进入反应装置；
S4：气化剂(氧气+蒸汽)由反应装置的气化剂排出器均匀分布送入反应装置中；
S5：在反应装置底部，气化剂被热灰加热后进入氧化层，氧气与炽热原料层接触发生剧烈燃烧反应，生成二氧化碳，并释放出大量有机气体；氧化反应后的气体向上进入还原层，在还原层中的二氧化碳和水蒸气与碳反应生成一氧化碳和氢气，以及部分甲烷；反应气继续向上进入干馏层和干燥层，与反应装置顶部进入的原料块接触并进行热交换，进入干燥层；反应气体离开干燥层携带没有反应的水蒸气、原料块中干馏逸出的挥发水分、蒸发水分一起进入反应装置顶部的空层；上升气体即为反应装置产生的粗反应气，由反应装置气体出口引出，进入转化装置；
S6：粗反应气进入转化装置内，将转化装置内通入一定量的气化剂，提高粗反应气的温度到1000℃以上，将所含的二噁英等有机杂质全部分解成一氧化碳和氢气等；将经转化装置作用的气体引入中压废锅中；
S7：在中压废锅中将转化后的合成气进行换热降温，降温后送入干法除尘装置进行除尘。除尘后的合成气送入后续变换工艺，最终合成甲醇等产物；也可以配套已有化工厂等工厂，将气体送给工厂作为原料气或者燃料气，从而可以部分或者全部替代各个工厂原先需要通过煤气化来生产的原料气和和燃料气，能够进一步降低各个工厂的生产成本
优选的，步骤S2还包括步骤S21：垃圾原料锁斗可为两个，交替操作，每小时加料1-10次；步骤S4还包括步骤S41：氧化剂(氧气+蒸汽)由氧气蒸汽混合器制得；步骤S5还包括步骤S51：反应装置内的原料块随气化反应缓慢移动下降到炉底，得到不可燃的固态灰分，通过提温，将固态灰分全部融化为液态，彻底消除灰分残渣中的二噁英等有害物质，从反应装置底部流出，进入熔渣料斗，经降温冷凝后排出。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种有机垃圾分解气化系统及方法，将有机垃圾通过气化反应装置进行气化，并将气化所得到的有效反应气体进一步加工，可合成甲醇等工业产品。此工艺路线能够将绝大部分有机垃圾有效回收利用，并从根本上杜绝了二噁英等有害物质的产生，基本实现无害排放。同时所产生的甲醇等产品，效益远远大于发电的收益，能够真正实现利润和效益，形成良性循环。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种有机垃圾分解气化系统结构示意图；
图2为本发明一种有机垃圾分解气化系统的反应装置结构示意图；
在图1-图2中：
1-垃圾预处理装置，2-垃圾原料仓，3-垃圾原料锁斗，4-垃圾给料罐，5-气化反应装置，51-气化剂排出器，52-夹套锅炉，53-气化反应装置气体出口，54-气化反应装置布料口，55-熔渣排出口，6-转化装置，61-转化装置氧气进气口，62-粗反应气进口，63-转化气体出口，7-中压废锅，71-中压蒸汽过热器，72-中压废锅气体出口，73-中压废锅进气口，8-干法除尘装置，9-氧气蒸汽混合器，10-熔渣锁斗，11-后续加变换工装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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
参见附图1-2所示，本发明实施例公开了一种有机垃圾分解气化系统，包括：
垃圾预处理装置1、干法除尘装置8、气化反应装置5、转化装置6、中压废锅7、熔渣锁斗10；
气化反应装置5顶部设有布料口54，顶部右侧设有反应装置气体出口53，底部设有熔渣排出口55；反应装置5通过反应装置气体出口53与转化装置6的粗反应气进口62相连接；
转化装置6还设有转化装置氧气进气口61和转化气体出口63；转化装置6通过转化气体出口63与中压废锅7的中压废锅进气口73相连接；
中压废锅7设置有中压废锅气体出口72，中压废锅气体出口72与干法除尘装置8相连接。
在一个具体实施例中，反应装置5有底部向顶部依次设置有热灰层C1、氧化层C2、炽热原料层C3、还原层C4、干馏层C5、干燥层C6和空层C7。
在一个具体实施例中，反应装置5内部设置有夹套锅炉52，并可以内衬耐火衬里。
在一个具体实施例中，中压废锅7设置有水冷壁盘管代替夹套锅炉52。
在一个具体实施例中，中压废锅7设置有中压蒸汽过热器71。
在一个具体实施例中，垃圾预处理装置1与反应装置5之间设置有给料部，该给料部包括垃圾原料仓2、垃圾原料锁斗3和垃圾给料罐4，其中垃圾原料锁斗3的数量可为2个。
在一个具体实施例中，还包括氧气蒸汽混合器9产生气化剂。
实施例2
一种有机垃圾分解气化方法，包括如下步骤，
S1：有机垃圾在垃圾预处理装置内干燥成型，6-100mm块状原料；
S2：原料块进入垃圾原料仓，经垃圾原料锁斗投料进入垃圾给料罐中；
S3：原料块通过反应装置布料口进入气化反应装置；
S4：气化剂(氧气+蒸汽)由气化反应装置的气化剂排出器均匀分布送入气化反应装置中；
S5：在气化反应装置底部，气化剂被热灰加热后进入氧化层，氧气与炽热原料层接触发生剧烈燃烧反应，生成二氧化碳，并释放出大量有机气体；氧化反应后的气体向上进入还原层，在还原层中的二氧化碳和水蒸气与碳反应生成一氧化碳和氢气，以及部分甲烷；反应气继续向上进入干馏层和干燥层，与反应装置顶部进入的原料块接触并进行热交换，进入干燥层；反应气体离开干燥层携带没有反应的水蒸气、原料块中干馏逸出的挥发水分、蒸发水分一起进入反应装置顶部的空层；上升气体即为反应装置产生的粗反应气，由反应装置气体出口引出，进入转化装置；
S6：粗反应气进入转化装置内，将转化装置内通入一定量的气化剂，提高粗反应气的温度到1000℃以上，将所含的二噁英等有机杂质全部分解成一氧化碳和氢气等；将经转化装置作用的气体引入中压废锅中；
S7：在中压废锅中将转化后的合成气进行换热降温，降温后送入干法除尘装置进行除尘，送入后续变换工艺，最终合成甲醇等产物。
在一个具体实施例中，步骤S2还包括步骤S21：垃圾原料锁斗可为两个，交替操作，每小时加料1-10次；步骤S4还包括步骤S41：氧化剂(氧气+蒸汽)由氧气蒸汽混合器制得；步骤S5还包括步骤S51：反应装置内的原料块随气化反应缓慢移动下降到炉底，得到不可燃的固态灰分，通过提温，将固态灰分全部融化为液态，彻底消除灰分残渣中的二噁英等有害物质，从反应装置底部流出，进入熔渣料斗，经降温冷凝后排出。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，包括垃圾预处理装置(1)、气化反应装置(5)、转化装置(6)、中压废锅(7)、干法除尘装置(8)等；
所述气化反应装置(5)顶部设有布料口(54)，顶部右侧设有反应装置气体出口(53)，底部设有排熔渣口(55)；所述气化反应装置(5)通过所述反应装置气体出口(53)与所述转化装置(6)的粗反应气进口(62)相连接；
所述转化装置(6)还设有转化装置氧气进气口(61)和转化气体出口(63)；所述转化装置(6)通过所述转化气体出口(63)与所述中压废锅(7)的中压废锅进气口(73)相连接；
所述中压废锅(7)设置有中压废锅气体出口(72)，所述中压废锅气体出口(72)与干法除尘装置(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，系统运行压力范围设定为常压到10.0MPa之间。
3.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，所述反应装置(5)由底部向顶部依次设置有热灰层(C1)、氧化层(C2)、炽热原料层(C3)、还原层(C4)、干馏层(C5)、干燥层(C6)和空层(C7)。
4.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，所述反应装置(5)内部设置有夹套锅炉(52)，并可以内衬耐火衬里。
5.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，所述中压废锅(7)设置有中压蒸汽过热器(71)。
6.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，所述垃圾预处理装置(1)与所述反应装置(5)之间设置有给料部，该给料部包括垃圾原料仓(2)、垃圾锁斗(3)和垃圾给料罐(4)，其中所述垃圾锁斗(3)的数量为1或者2。
7.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，所述有机垃圾气化反应残渣以熔融态排出熔渣口(55)进入熔渣锁斗(10)。
8.根据权利要求1所述的一种有机垃圾分解气化系统，其特征在于，还包括氧气蒸汽混合器(9)产生气化剂。
9.利用权利要求1至7所述的一种有机垃圾分解气化系统的分解气化方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：有机垃圾在垃圾预处理装置内干燥成型，6-100mm块状原料；
S2：原料块进入垃圾原料仓，经垃圾锁斗投料进入垃圾给料罐中；
S3：原料块通过反应装置布料口进入气化反应装置；
S4：气化剂(氧气+蒸汽)由气化反应装置的气化剂排除器均匀分布送入气化反应装置中；
S5：在气化反应装置底部，气化剂被热灰加热后进入氧化层，氧气与炽热原料层接触发生剧烈燃烧反应，生成二氧化碳，并释放出大量有机气体；氧化反应后的气体向上进入还原层，在还原层中的二氧化碳和水蒸气与碳反应生成一氧化碳和氢气，以及部分甲烷；反应气继续向上进入干馏层和干燥层，与反应装置顶部进入的原料块接触并进行热交换，进入干燥层；反应气体离开干燥层携带没有反应的水蒸气、原料块中干馏逸出的挥发水分、蒸发水分一起进入反应装置顶部的空层；上升气体即为反应装置产生的粗反应气，由反应装置气体出口引出，进入转化装置；
S6：粗反应气进入转化装置内，将转化装置内通入一定量的气化剂，提高粗反应气的温度到1000℃以上，将所含的二噁英等有机杂质全部分解成一氧化碳和氢气等；将经转化装置作用的气体引入中压废锅中；
S7：在中压废锅中将转化后的合成气进行换热降温，降温后送入干法除尘装置进行除尘，送入后续变换工艺，最终合成甲醇等产物。
10.根据权利要求8所述的一种有机垃圾分解气化方法，其特征在于：步骤S2还包括步骤S21：垃圾锁斗采用两个，交替操作，每小时加料1-10次；步骤S4还包括步骤S41：氧化剂(氧气+蒸汽)由氧气蒸汽混合器制得；步骤S5还包括步骤S51：反应装置内的原料块随气化反应缓慢移动下降到炉底，得到及少量不可燃的固态灰分，通过提温，将固态灰分全部融化为液态，彻底消除灰分残渣中的二噁英等有害物质，从反应装置底部流出，进入熔渣料斗，经降温凝固后排出。
CN202010297165.5A 2020-04-15 2020-04-15 一种有机垃圾分解气化系统及方法 Pending CN111321011A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010297165.5A CN111321011A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种有机垃圾分解气化系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010297165.5A CN111321011A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种有机垃圾分解气化系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111321011A true CN111321011A (zh) 2020-06-23

Family

ID=71168000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010297165.5A Pending CN111321011A (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种有机垃圾分解气化系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111321011A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113969190A (zh) * 2021-10-26 2022-01-25 青岛维舍环保新能源科技有限公司 一种有机固废回收利用并制取电石装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113969190A (zh) * 2021-10-26 2022-01-25 青岛维舍环保新能源科技有限公司 一种有机固废回收利用并制取电石装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shahabuddin et al. Advances in the thermo-chemical production of hydrogen from biomass and residual wastes: Summary of recent techno-economic analyses
US9011724B2 (en) Method and device for producing low-tar synthesis gas from biomass
CN100383223C (zh) 生物质的气化方法
US7619012B2 (en) Method and apparatus for steam hydro-gasification in a fluidized bed reactor
US9074152B2 (en) Plasma-assisted waste gasification system
US8858661B2 (en) Method and apparatus of gasification under the integrated pyrolysis reformer system (IPRS)
US5290327A (en) Device and allothermic process for producing a burnable gas from refuse or from refuse together with coal
JP2004534903A (ja) 石炭からクリーンなエネルギーを生み出す方法
Wallman et al. Hydrogen production from wastes
Vallejo et al. Valorization of municipal solid waste using hydrothermal carbonization and gasification: A review
CN112080323A (zh) 一种固液含碳废弃物综合处理与资源化利用系统
CN111321011A (zh) 一种有机垃圾分解气化系统及方法
JP4731988B2 (ja) 炭素質資源のガス化方法及びその装置
US20080021120A1 (en) Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor
JP2021152210A (ja) 高炉の操業方法および高炉附帯設備
US4078914A (en) Gasification of coal and refuse in a vertical shaft furnace
CN111718756A (zh) 一种火电厂热解制氢系统及制氢方法
WO2022133527A1 (en) A process for converting waste into clean energy and value-added products
JP7192900B2 (ja) 高炉の操業方法および高炉附帯設備
JP2004217868A (ja) 石炭の水素化熱分解方法
US8143319B2 (en) Method and apparatus for steam hydro-gasification with increased conversion times
JPH069967A (ja) 廃棄物のガス化方法
JP6590359B1 (ja) バイオマスを原料とする水素製造方法
JP2021152212A (ja) 高炉の操業方法および高炉附帯設備
CN212335128U (zh) 一种有机垃圾分解气化系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination