CN201659136U - 生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统 - Google Patents

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Abstract

生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,涉及到固体废物处理设备和系统,系统主要由卸料平台、预处理设备、等离子体气化设备、空气预热器、余热锅炉、吸收反应器、旋风除尘器、布袋除尘器、二氧化碳分离设备、甲醇合成反应器、末端净化设备和连接管道组成,其中:预处理设备包括破碎机、风干器和分选机;等离子体气化设备包括等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气固分离器、循环风机、热交换器、碳酸化反应室和等离子体喷枪;二氧化碳分离设备包括K2CO3溶液吸收塔和再生塔;末端净化设备包括混合吸收器、甲醇蒸馏塔、除污器和循环泵。本设备系统适合生活垃圾、工业高分子废弃物、堆肥法的废弃物、垃圾分拣场废弃物的处置,在处置过程中实现零排放、无污染。

Description

生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及固体废物处理设备,特别是涉及到一种生活垃圾和有机废物的处 置系统。
背景技术
[0002] 生活垃圾和有机废物随着我国国民经济的发展及城市规模的不断扩大而迅速增 加,致使垃圾泛滥成灾,当前,我国的许多城市都出现了垃圾围城现象,已影响到我国国民 经济的可持续发展和制约城市的发展。生活垃圾和有机废物含有许多有害成分,如处理不 好,将会污染环境,威胁人民的身体健康。目前,处理生活垃圾主要有垃圾分类综合利用、卫 生填埋技术、堆肥(生化)技术和焚烧技术,其中,垃圾分类需要公众参与和配合,目前我国 还没有推行,如果能达到垃圾分类收集、综合利用的话,仍还有40〜50%的量需要焚烧处 理或填埋处理;我国大部分地区采用卫生填埋法处理城市生活垃圾,这不但需占用大量的 土地资源,而且释放大量温室气体、污染土地及地下水,破坏人类的生存环境;采用堆肥法 仅利用40%左右的有机物,其余的60%还需作焚烧处理或填埋处理,同样存在二次污染的 问题;采用焚烧法来处理生活垃圾,从表面看是做到了减量化、资源化处理生活垃圾,但实 际上是把地面上的固态污染物以烟气的方式转移大气中,这些转移到大气中的污染物随着 空气对流、地球引力回到地面上,影响人类的生命健康,有些污染物以制造酸雨的方式回到 地面上,排放量最多的二氧化碳则起温室效应破坏人们的生存环境。焚烧法还存在在处置 过程中容易生成致癌剧毒物-二噁英污染环境、危害人身体健康的问题,目前还缺乏有效 可靠的末端净化工艺技术来消除二噁英,焚烧厂虽有烟气净化系统,但都难以消除。
[0003] 二噁英是一种含氯的强毒性有机化学物质,这类物质非常稳定,不溶于水,是无色 无味的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累,自然界的微生物和水解作用对二噁英 的分子结构影响较小,因此,环境中的二噁英很难自然降解消除。它的毒性是氰化钾的1000 多倍,有“世纪之毒”之称,已被国际癌症研究中心列为人类一级致癌物。生活垃圾、工业 有机废物和医疗垃圾在焚烧过程中都会产生二噁英,垃圾在焚烧过程中二噁英的形成有以 下途径:a.在燃烧过程中由含氯塑料、含氯杀虫剂/除草剂/木材防腐剂/漂白剂/食物、 多氯联苯等含氯前驱物通过分子重排、自由基缩合、脱氯或其它分子反应而形成二噁英; b.当燃烧不充分时,含氯垃圾不完全燃烧,烟气中产生过多的未燃烬物质,遇强催化性的物 质如氯化铜、氯化铁、氧化镍、氧化铝等重金属而合成二噁英;C.燃料中本身含有的二噁英 在燃烧中未被破坏,存在于燃烧后的烟气中;d.固体飞灰中残碳、氧、氢、氯等在飞灰表面 催化合成中间产物或二噁英,或气相中的前驱物在飞灰表面催化生成二噁英;e.烟气从高 温降到低温在250〜500°C之间时已分解的二噁英会再合成;f.其它不明原因生成二噁英。 生活垃圾中普遍含有氯源、有机质和重金属,因此,在焚烧炉产生的烟气、飞灰和炉渣中常 含有二噁英。有研究表明,前驱物浓度、氯的浓度、温度、含氧量、含硫量及重金属作为无意 识催化剂的存在对生活垃圾焚烧过程中的二噁英的生成及排放有重要影响。垃圾焚烧过程 中控制二噁英的措施有:①在垃圾进入焚烧炉之前,采取垃圾分选技术,分拣出垃圾中铁、铜、镍等金属,切断垃圾焚烧过程中的催化介质,减少含氯有机物的量,从源头减少垃圾焚 烧生成二噁英的来源;②针对燃烧条件的控制,保持垃圾燃绕在850°C以上,烟气停留时间 大于2秒,过氧量控制在8%以下,实现”3T+E”工作原则,即,IT-燃烧温度(Temperature), 2T-停留时间(Time),3Τ_紊流度(Turbulence),E-过氧控制(Excess);③添加抑制二噁英 生成剂,在炉内添加含硫化合物而抑制二噁英的形成;④骤冷,将从焚烧炉内引出的烟气在 3s以内由450°C骤降到250°C以下,以减少烟气在重新生成二噁英的250°C -400°C峰区温 度范围内的停留时间;⑤完全除酸,使用吸收剂脱去烟气中的二噁英前驱物;⑥避免粉尘, 粉尘是催化剂的载体,通过合理的锅炉设计使烟气温度达到450°C之前大量减少烟气中的 粉尘含量;⑦避免炉外低温再合成,采用半干式洗气塔与布袋除尘器搭配的方式,同时控制 设备入口的废气温度不低于232°C。以上这些措施,只能是相对地减少二噁英的形成,垃圾 焚烧还是不可避免地会产生二噁英污染环境:原因之一是焚烧法处理生活垃圾其焚烧必须 在过氧量超过6%的条件下才能使充分燃烧,否则污染将更严重,而过氧是形成二噁英的条 件之一,过氧环境中二噁英的浓度大大增加,缺氧环境中二噁英的浓度会下降,没有氧气则 没有二噁英合成,国家标准GB18485-2001规定焚烧炉出口烟气中氧含量为6〜12% ;原因 之二是焚烧的烟气必定是要和过热器、锅炉、热交换器、空预器等设备的金属受热面接触, 这些金属受热面都会成为形成二噁英的催化介质;原因之三是很难实现完全除酸,烟气中 仍存在有一定量的二噁英前驱物;原因之四是垃圾焚烧的烟气中普遍存在有残碳、氧、氢、 氯和飞灰,不可避免的会在炉外低温再合成二噁英;以上四个原因说明在焚烧垃圾的烟气 中必定存在一定量的二噁英,从烟气中把二噁英进行消除是难以达到的,它将随着烟气的 排放而污染环境。由于二噁英很难降解,它的半衰期是14-273年,基本视为不降解,它在人 们的生存环境中及人体里的积累会越来越多,许多焚烧大国都出现了严重的二噁英污染问 题,我国目前的二噁英污染总量还不是很严重,但近年来我国固体废物和医疗废物的产生 量和处理量都在不断增加,各地纷纷建立或筹建集中焚烧设施,发展势头迅猛,将可能带来 严重的的二噁英污染问题,应引起足够的重视。
[0004] 总之,焚烧法处置生活垃圾不是一个好的办法,卫生填埋又存在占用土地、释放温 室气体及污染隐患,垃圾分类、堆肥法也要面对不能利用部分的出路问题,而令人头痛的 “垃圾围城”问题必须得解决,因此,人类迫切希望有一个完美处置生活垃圾的技术方案。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是要克服解决填埋法、焚烧法带来的破坏人类的生存环境和二 噁英污染问题,提出一种把生活垃圾、有机废物通过气化_液化进行处置的设备系统,有效 抑制包括二噁英在内的污染物形成,在整个处置过程中不排放污染物和温室气体,保护生 态环境,同时把生活垃圾、有机废物转化为一种化工原料或清洁能源。
[0006] 为了达到上述目的,本实用新型的一种生活垃圾、有机废物气化_液化的处置系 统由卸料平台、预处理设备、等离子体气化设备、空气预热器、余热锅炉、吸收反应器、旋风 除尘器、布袋除尘器、二氧化碳分离设备、甲醇合成反应器、末端净化设备、甲醇贮罐和连接 管道组成,其中:卸料平台包括卸料车道、卸料坑、车辆指挥室和吊机抓斗,卸料车道、卸料 坑、车辆指挥室和吊机抓斗在钢混结构的建筑物内,该建筑物的垃圾车进口处设置风幕,屋 顶有抽风机,抽风机的出风口通过风管连接到空气预热器的进风口 ;卸料平台通过吊机抓
5斗与预处理设备进行衡接;预处理设备包括破碎机、风干器、垃圾贮坑和分选机,破碎机、风 干器、垃圾贮坑和分选机之间通过带式输送机或吊机抓斗进行衡接,破碎机衡接到风干器 的进料口,风干器的物料出口衡接到垃圾贮坑,风干器的进风口连接到空气预热器的热风 出口,风干器的出风口连接到脱臭处理装置;垃圾贮坑衡接到分选机,分选机衡接到等离 子体气化设备的进料装置;等离子体气化设备包括等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气 固分离器、循环风机、热交换器、碳酸化反应室和等离子体喷枪,等离子体气化炉内有烘干 区、热解区和气化区,烘干区、热解区和气化区呈上、中、下布局且直接相通,等离子体气化 炉、CO2气封进料装置、气固分离器、循环风机和热交换器之间通过管道进行连接,CO2气封 进料装置的出料口连接到等离子体气化炉的进料口,等离子体气化炉上部的热解气出口连 接到气固分离器的混合物进口,气固分离器的气态物出口通过循环风机连接到热交换器的 热解气输入接口,热交换器的热解气输出接口连接到等离子体气化炉下部的气化区,碳酸 化反应室与热交换器内的换热区直接相通,碳酸化反应室的载热气输入接口连接到等离子 体气化炉中下部的载热气出口,碳酸化反应室有氧化钙输入装置和二氧化碳输入装置,热 交换器换热区的载热气输出接口连接到等离子体气化炉中上部的载热气输入接口,等离子 体喷枪设置在等离子体气化炉下部的气化区;等离子体气化炉的气化区上部的合成气输出 接口连接到空气预热器的合成气输入接口,空气预热器的合成气输出接口连接到余热锅炉 的合成气输入接口,余热锅炉的补水接口连接到供水装置,余热锅炉的蒸汽出口通过控制 阀和分汽缸分别连接到等离子体喷枪的工作气输入接口和蒸汽发电设备,余热锅炉的飞灰 出口连接到飞灰贮仓,余热锅炉的合成气输出接口连接到吸收反应器的合成气输入接口, 吸收反应器的合成气输出接口连接到旋风除尘器的混合气输入接口,旋风除尘器的吸收剂 输出接口连接到吸收反应器的输入接口,旋风除尘器的合成气输出接口连接到布袋除尘器 的输入接口,布袋除尘器的飞灰出口连接到飞灰贮仓,布袋除尘器的合成气输出接口连接 到二氧化碳分离设备的输入接口 ;二氧化碳分离设备包括K2CO3溶液吸收塔和再生塔,布袋 除尘器的合成气输出接口连接到K2CO3溶液吸收塔的合成气输入接口,K2CO3溶液吸收塔的 KHCO3输出接口连接到再生塔的输入接口,再生塔的CO2输出接口连接到碳酸化反应室的二 氧化碳输入装置,再生塔的K2CO3溶液输出接口连接到K2CO3溶液吸收塔的吸收剂输入接口, K2CO3溶液吸收塔的合成气输出接口连接到压缩机的吸气口,压缩机的排气口连接到甲醇合 成反应器的进料口,甲醇合成反应器的甲醇气出口连接到末端净化设备的混合吸收器;末 端净化设备包括混合吸收器、甲醇蒸馏塔、除污器、循环泵、石灰水仓和沉淀池,甲醇合成反 应器的甲醇气出口连接到混合吸收器的一个输入端,混合吸收器的另一个输入端连接到循 环泵的出水口,混合吸收器的输出端连接到甲醇蒸馏塔的混合物输入接口,甲醇蒸馏塔的 未反应气出口通过管路和循环压缩机连接到甲醇合成反应器的循环回气接口,甲醇蒸馏塔 的甲醇产物出口连接到甲醇贮罐,甲醇蒸馏塔的石灰水出口连接到除污器的输入端,除污 器的污水输出端连接到沉淀池,除污器的石灰水输出端连接到循环泵的吸水口,循环泵的 出水口连接到混合吸收器的输入端。
[0007] 上述的系统中,预处理设备还包括一级分选机、碾压机、消化器和二级分选机,卸 料平台通过吊机抓斗与破碎机或一级分选机进行衡接,破碎机通过带式输送机衡接到一级 分选机,一级分选机的高水分垃圾出口衡接到碾压机,碾压机的脱水垃圾出口衡接到风干 器的进料口 ;一级分选机的低水分垃圾出口衡接到风干器的进料口,风干器的物料出口衡接到垃圾贮坑,垃圾贮坑通过吊机抓斗衡接到二级分选机的进料口,二级分选机的有机垃 圾出口衡接到等离子体气化设备的CO2气封进料装置;卸料平台、破碎机、一级分选机和碾 压机的渗浙水接口通过输送管连接到消化器的进料口,消化器的沼气出口通过输送管连接 到等离子体气化炉;一级分选机的无机物出口、二级分选机的无机物出口分别通过带式输 送机连接到金属分拣设备,金属分拣设备的非金属无机物接口连接到粉碎设备,粉碎设备 连接到混合器的进料口,混合器的进料口还连接到气固分离器的碳酸钙/氧化钙混合物出 口,混合器的出料口连接到免烧砖生产设备。
[0008] 上述的系统中,在布袋除尘器与K2CO3溶液吸收塔之间还设置引风机,布袋除尘器 的合成气输出接口连接到引风机的吸风口,引风机的出风口连接到K2CO3溶液吸收塔的合 成气输入接口。
[0009] 上述的系统中,在布袋除尘器的后级还设置静电除尘器,布袋除尘器的合成气输 出接口连接到静电除尘器的输入接口,静电除尘器的合成气输出接口连接到K2CO3溶液吸 收塔的合成气输入接口或连接到引风机的吸风口,静电除尘器的飞灰出口连接到飞灰贮 仓,飞灰贮仓连接到熔融炉。
[0010] 上述的系统中,在K2CO3溶液吸收塔与压缩机之间还设置压缩机a和合成气贮罐, K2CO3溶液吸收塔的合成气输出接口连接到压缩机a的吸气口,压缩机a的排气口连接到合 成气贮罐的输入接口,合成气贮罐的输出接口连接到压缩机的吸气口 ;在末端净化设备的 未反应气管路中设置尾气接口和合成氨装置,同时在等离子体气化炉与末端净化设备之间 设置尾气反馈管路,未反应气管路中的尾气接口通过控制阀分别连接到等离子体气化炉的 尾气反馈管路和合成氨装置的进料接口,合成氨装置的尾气出口连接到气化炉的尾气反馈 管路上。
[0011] 上述系统的工作特点是:把生活垃圾通过预处理设备进行脱水和除去无机物、废 金属后,又进行热风风干,可以减少入炉原料的无用成分,提高热值,从而可以减少等离子 体气化炉的电能消耗和提高合成气的品质;把有机垃圾通过二氧化碳气封进料装置送入等 离子体气化炉,二氧化碳气封可以有效隔离空气,阻止空气从进料口进入气化炉以及阻止 炉内合成气通过进料口泄出炉外,而不会对进料有阻碍;把垃圾物料送入等离子体气化炉 进行无氧气化,用水蒸汽作为气化剂,同时水蒸汽作为等离子体喷枪的工作气体,水蒸汽通 过等离子体喷枪被加热到4200°c以上,使水分子全部分解,生成tf、H2、H(f、(f、02和H2Cf后, 直接喷在气化炉内的垃圾炭上,把垃圾炭作为吸氢和吸氧元件,生成不含氧气的富氢合成 气,避开二噁英形成的条件;系统中设置碳酸化反应室,把氧化钙作为放热元件来应用,用 氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙时的放热来为气化提供辅助热源,采用氧化钙协同气化, 同时避免排放温室气体;氧化钙还兼作脱氯/脱硫剂,把热解气引入到碳酸化反应室,在过 量的氧化钙存在的环境中,脱去二噁英前驱物、氯化氢和二氧化硫,消除氯、硫污染物•’等离 子体气化炉内的炉渣被熔融为液态炉渣,通过水封口排入渣池,成为玻璃体颗粒,可直接作 建材利用;把从余热锅炉、布袋除尘器和静电除尘器中收集的飞灰,送入熔融炉进行处理, 熔渣可直接作建材;在合成气净化工序中设置碳酸钾溶液吸收塔,用碳酸钾溶液吸收二氧 化碳,生成碳酸氢钾,然后把碳酸氢钾在再生塔中进行加热分解,分解为二氧化碳和碳酸钾 溶液,把碳酸钾溶液返回吸收塔进行循环利用,把二氧化碳送到气化设备的碳酸化反应器 与氧化钙进行反应,为气化提供热能,同时不向环境排放温室气体;在末端净化设备中采用石灰水与甲醇产物混溶的措施,使尾气中残余的污染物、二氧化碳被石灰水吸收,然后通过 蒸馏分离,把甲醇分离出来,把未反应气送回合成塔进行循环反应,把石灰水送回混合器进 行循环操作;把尾气返回气化炉进行回炉处理,形成一个闭路循环生产系统,通过循环操 作,逐步吸收残余的污染物,尾气中不明有机气体得到进一步分解和气化,尾气中的氮气通 过生产合成氨来进行消耗。本系统可以实现零排放、无污染的处置生活垃圾。
[0012] 本实用新型的有益效果是:把生活垃圾、有机废物通过气化_液化的设备系统进 行处置,可以避开二噁英形成的条件,整个处置过程中不排放污染物,所生产的甲醇产品可 作化工原料或工业燃料,获取的经济效益大大高于焚烧发电。本实用新型的系统与焚烧设 备相比:焚烧法有大量的二氧化碳气体及其它污染物排放,污染环境,制造温室效应和酸 雨,本实用新型的系统不排放烟气,不会污染环境;焚烧法不可避免地会形成剧毒物二噁 英,并且难以消除,随烟气排入大气,危害人类的健康,本实用新型可以避免形成二噁英,即 使有极少量的二噁英出现,也容易在末端净化设备中清除。本实用新型与填埋法相比:本 实用新型的设备系统可以实现无污染、零排放处置生活垃圾;填埋法把污染转移到地下,排 放大量温室气体,污染土壤和地下水,危及人类的身体健康,还存在影响下一代人的后患; 本实用新型的设备系统可以实现把垃圾废物当作一种资源来利用,生产清洁能源,减轻能 源压力,同时产生经济效益,商业化后不需政府承担处理费用;而填埋法不仅浪费资源,而 且填埋场的费用则是个无底洞,对政府的财政压力很大;本实用新型的项目占用土地少,而 填埋法需用大量的土地。本实用新型的设备系统适合城市生活垃圾、农村生活垃圾、医疗垃 圾、工业高分子废弃物、农林废弃物、堆肥法剩余物、垃圾分拣场废弃物的无害化处置。
附图说明
[0013] 图1是本实用新型的一种生活垃圾、有机废物气化_液化处置系统的方框图;
[0014] 图2是本实用新型的一种生活垃圾、有机废物气化_液化处置的设备系统总图;
[0015] 图3是生活垃圾预处理部分的系统图;
[0016] 图4是等离子体气化部分的系统图;
[0017] 图5是合成气净化部分的系统图;
[0018] 图6是甲醇合成设备及末端净化部分的系统图。
[0019] 图中:I.生活垃圾预处理部分,II.等离子体气化部分,III.合成气净化部分, IV.甲醇合成及末端净化部分;1.吊机抓斗,2.风管,3. —级分选机,4.带式输送机,5.碾 压机,6.螺旋进料机,7.引风机,8.脱臭处理装置,9.风干器,10.吊机抓斗,11.热风管, 12. 二级分选机,13.带式输送机,14.带式输送机,15.磁选机,16.废金属贮坑,17.无机 物贮坑,18.垃圾贮坑,19.沼气输送管,20.消化器,21.污水泵,22.废金属贮坑,23.无机 物贮坑,24.渗浙水池,25.卸料坑,26.带式输送机,27.磁选机,28.卸料平台,29.风幕, 30. 二氧化碳进料装置,31.气固分离器,32.循环风机,33.热交换器,34.等离子体气化炉, 35.空气预热器,36.余热锅炉,37.等离子体喷枪,38.气泵,39.吹料风机,40.吸收剂料 仓,41.吸收反应器,42.旋风分离器,43.布袋除尘器,44.静电除尘器,45.引风机,46.压 缩机a,47.合成气贮罐,48.碳酸钾溶液吸收塔,49.再生塔,50.循环泵,51.碳酸钾溶液补 充接口,52.飞灰输送管,53.吹灰风机,54.连接管,55.引风机a,56.合成气输送管,57.吹 料风机,58.甲醇合成反应器,59.压缩机b,60.甲醇蒸馏塔,61.控制阀,62.控制阀,63.控制阀,64.压缩机c,65.氨合成塔,66.回气管,67.冷却器,68.控制阀,69.氨分离器,70.液 氨贮罐,71.减压控制阀,72.甲醇贮罐,73.熔融炉,74.循环泵,75.除污器,76.冷却器, 77.混合吸收器,78.水泵,79.沉淀池,80.减压控制阀,81.压缩机;301.料斗,302.无机 物出口,303.垃圾出口,304.接水盘;501.垃圾出口,502.接水盘,503.喂料口 ;901.热风 进口,902.物料出口,903.出风口,904.进料口 ;1201.料斗,1202.无机物出口,1203.有 机垃圾出口 ;2001.渣液出口,2002.沼气出口,2003.进料口 ;3001.料斗,3002.出料口, 3003.螺旋进料器,3004.驱动轴;3301.热解气输入接口,3302.分气室,3303.载热气输出 接口,3304.热解气输出接口,3305.集气室,3306.热交换管,3307.换热区,3308.碳酸化 反应室,3309. 二氧化碳输入接口,3310.氧化钙喷枪,3311.载热气输入接口 ;3401.进料 口,3402.热解气出口,3403.载热气输入接口,3404.载热气出口,3405.合成气输出接口, 3406.尾气反馈输入接口,3407.飞灰回炉输入接口,3408.沼气输入接口,3409.热解气输 入接口,34-1.烘干区,34-11.热解区,34-111.气化区;3501.热风出口,3502.合成气输出 接口,3503.空气输入接口,3504.合成气输入接口 ;3601.合成气输入接口,3602.合成气输 出接口 ;4101.吸收剂输入接口,4102.合成气输出接口,4103.合成气输入接口 ;4301.混 合气输入接口,4302.飞灰出口,4303.合成气输出接口 ;4401.合成气输入接口,4402.飞 灰出口,4403.合成气输出接口 ;4701.合成气输入接口,4702.合成气输出接口 ;4801.合 成气输出接口,4802.合成气输入接口,4803.碳酸氢钾溶液输出接口,4804.吸收剂输入接 口 ;4901. 二氧化碳输出接口,4902.碳酸钾溶液输出接口,4903.碳酸氢钾溶液输入接口 ; 5801.回气接口,5802.甲醇气出口,5803.进料口 ;6001.混合物输入接口,6002.未反应气 出口,6003.甲醇产物出口,6004.石灰水出口 ;6501.进料接口,6502.氨气出口 ;6701.氨 气输入接口,6702.氨混合物输出接口 ;6901.尾气出口,6902.氨混合物输入接口,6903.液 氨输出接口 ;7201.甲醇输入接口 ;7701.输出端,7702.石灰水输入端,7703.甲醇气输入 端;7901.出渣口,7902.污水进口,7903.吸水管。
具体实施方式
[0020] 实施例1本实施例的生活垃圾、有机废物气化_液化的处置系统由卸料平台、预 处理设备、等离子体气化设备、空气预热器、余热锅炉、吸收反应器、旋风除尘器、布袋除尘 器、静电除尘器、引风机、K2CO3溶液吸收塔、再生塔、压缩机a、合成气贮罐、压缩机、甲醇合 成反应器、末端净化设备、甲醇贮罐、合成氨装置和连接管道组成,其中:卸料平台包括卸料 车道、卸料坑、车辆指挥室和吊机抓斗,卸料车道、卸料坑、车辆指挥室和吊机抓斗在钢混结 构的建筑物内,该建筑物的垃圾车进口处设置风幕,屋顶有抽风机,抽风机的出风口通过风 管连接到空气预热器的进风口 ;垃圾预处理设备包括破碎机、一级分选机、碾压机、消化器、 风干器、垃圾贮坑和二级分选机,卸料平台通过吊机抓斗与破碎机或一级分选机进行衡接, 破碎机通过带式输送机衡接到一级分选机,一级分选机的高水分垃圾出口衡接到碾压机, 碾压机的脱水垃圾出口衡接到风干器的进料口 ;一级分选机的低水分垃圾出口衡接到风干 器的进料口,风干器的进风口连接到空气预热器的热风出口,风干器的出风口连接到脱臭 处理装置;风干器的物料出口衡接到垃圾贮坑,垃圾贮坑通过吊机抓斗衡接到二级分选机 的进料口,二级分选机的有机垃圾出口衡接到等离子体气化设备的CO2气封进料装置;卸料 平台、破碎机、一级分选机和碾压机的渗浙水接口通过输送管连接到消化器的进料口,消化器的沼气出口通过输送管连接到等离子体气化炉的气化区;一级分选机的无机物出口、二 级分选机的无机物出口分别通过带式输送机连接到金属分拣设备,金属分拣设备的非金属 无机物接口连接到粉碎设备,粉碎设备连接到混合器的进料口,混合器的进料口还连接到 气固分离器的碳酸钙/氧化钙混合物出口,混合器的出料口连接到免烧砖生产设备;等离 子体气化设备包括等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气固分离器、循环风机、热交换器、 碳酸化反应室和等离子体喷枪,等离子体气化炉内有烘干区、热解区和气化区,烘干区、热 解区和气化区呈上、中、下布局且直接相通,等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气固分离 器、循环风机和热交换器之间通过管道进行连接,CO2气封进料装置的出料口连接到等离子 体气化炉的进料口,等离子体气化炉上部的热解气出口连接到气固分离器的混合物进口, 气固分离器的气态物出口通过循环风机连接到热交换器的热解气输入接口,热交换器的热 解气输出接口连接到等离子体气化炉下部的气化区,碳酸化反应室和热交换器内的换热区 直接相通,碳酸化反应室的载热气输入接口连接到等离子体气化炉中下部的载热气出口, 碳酸化反应室有氧化钙输入装置和二氧化碳输入装置,热交换器换热区的载热气输出接口 连接到等离子体气化炉中上部的载热气输入接口,等离子体喷枪设置在等离子体气化炉下 部的气化区;等离子体气化炉的气化区上部的合成气输出接口连接到空气预热器的合成气 输入接口,空气预热器的合成气输出接口连接到余热锅炉的合成气输入接口,余热锅炉的 补水接口连接到供水装置,余热锅炉的蒸汽出口通过控制阀和分汽缸分别连接到等离子体 喷枪的工作气输入接口和蒸汽发电设备,余热锅炉的飞灰出口连接到飞灰贮仓,飞灰贮仓 连接到熔融炉;余热锅炉的合成气输出接口连接到吸收反应器的合成气输入接口,吸收反 应器的合成气输出接口连接到旋风除尘器的混合气输入接口,旋风除尘器的吸收剂输出接 口连接到吸收反应器的输入接口,旋风除尘器的合成气输出接口连接到布袋除尘器的混合 气输入接口,布袋除尘器的飞灰出口连接到飞灰贮仓,布袋除尘器的合成气输出接口连接 到静电除尘器的输入接口,静电除尘器的飞灰出口连接到飞灰贮仓,静电除尘器的合成气 输出接口连接到引风机的吸风口,引风机的出风口连接到K2CO3溶液吸收塔的合成气输入 接口,K2CO3溶液吸收塔的KHCO3输出接口连接到再生塔的输入接口,再生塔的CO2输出接口 连接到碳酸化反应室的二氧化碳输入装置,再生塔的K2CO3输出接口连接到K2CO3溶液吸收 塔的吸收剂输入接口,K2CO3溶液吸收塔的合成气输出接口连接到压缩机a的吸气口,压缩 机a的排气口连接到合成气贮罐的输入接口,合成气贮罐的输出接口连接到压缩机的吸气 口,压缩机的排气口连接到甲醇合成反应器的进料口,甲醇合成反应器的甲醇气出口连接 到末端净化设备的混合吸收器;末端净化设备包括混合吸收器、甲醇蒸馏塔、除污器、循环 泵、石灰水仓和沉淀池,甲醇合成反应器的甲醇气出口连接到混合吸收器的一个输入端,混 合吸收器的另一个输入端连接到循环泵的出水口,混合吸收器的输出端连接到甲醇蒸馏塔 的混合物输入接口,甲醇蒸馏塔的未反应气出口通过管路和循环压缩机连接到甲醇合成反 应器的循环回气接口,甲醇蒸馏塔的甲醇产物出口连接到甲醇贮罐,甲醇蒸馏塔的石灰水 出口连接到除污器的输入端,除污器的污水输出端连接到沉淀池,除污器的石灰水输出端 连接到循环泵的吸水口,循环泵的出水口连接到混合吸收器输入端。本实施例还在末端净 化设备的未反应气管路中设置尾气接口和同时在等离子体气化炉与末端净化设备之间设 置尾气反馈管路,未反应气管路中的尾气接口通过控制阀分别连接到等离子体气化炉的尾 气反馈管路和合成氨装置的进料接口,合成氨装置的尾气出口连接到气化炉的尾气反馈管路上。
[0021] 实施例2本实施例的生活垃圾、有机废物气化_液化的处置系统包括:生活垃圾 预处理部分(I)、等离子体气化部分(II)、合成气净化部分(III)和甲醇合成及末端净化 部分(IV),系统主要由卸料平台(28)、卸料坑(25)、渗浙水池(24)、吊机抓斗(1)、一级分 选机(3)、碾压机(5)、消化器(20)、风干器(9)、吊机抓斗(10)、二级分选机(12)、垃圾贮 坑(18)、二氧化碳进料装置(30)、等离子体气化炉(34)、等离子体喷枪(37)、气固分离器 (31)、循环风机(32)、热交换器(33)、空气预热器(35)、余热锅炉(36)、引风机a(55)、吸收 反应器(41)、旋风分离器(42)、布袋除尘器(43)、静电除尘器(44)、引风机(45)、碳酸钾溶 液吸收塔(48)、再生塔(49)、压缩机a(46)、合成气贮罐(47)、压缩机(81)、甲醇合成反应 器(58)、混合吸收器(77)、甲醇蒸馏塔(60)、甲醇贮罐(72)、氨合成塔(65)、冷却器(67)、 氨分离器(69)、液氨贮罐(70)、循环泵(74)、除污器(75)、冷却器(76)和连接管道组成,一 级分选机(3)的垃圾出口(303)通过带式输送机(4)连接到碾压机(5)的喂料口(503), 碾压机(5)的垃圾出口(501)衡接到螺旋进料机(6)的料斗,螺旋进料机(6)的出料口连 接到风干器(9)的进料口(904),风干器(9)的物料出口(902)衡接到垃圾贮坑(18),风干 器(9)的热风进口(901)连接到空气预热器(35)的热风出口(3501),风干器(9)的出风口 (903)通过引风机(7)连接到脱臭处理装置(8);—级分选机(3)的接水盘(304)、碾压机 (5)的接水盘(502)和螺旋进料机(6)的接水盘连接到消化器(20)的进料口(2003),渗浙 水池(24)通过吸水管和污水泵(21)连接到消化器(20)的进料口(2003),消化器(20)的 沼气出口(2002)通过沼气输送管(19)和气泵(38)连接到等离子体气化炉(34)的沼气输 入接口(3408);垃圾贮坑(18)通过吊机抓斗(10)衡接到二级分选机(12)的料斗(1201), 二级分选机(12)的有机垃圾出口(1203)通过带式输送机(13)连接到二氧化碳进料装置 (30)的料斗(3001) ;二氧化碳进料装置(30)由料斗(3001)、螺旋进料器(3003)、驱动轴 (3004)和输送管组成,料斗(3001)内有CO2气封剂,起隔离空气和阻止炉内热解气外泄作 用,而对进料无阻碍,二氧化碳进料装置(30)的出料口(3002)通过输送管连接到等离子体 气化炉(34)的进料口(3401);等离子体气化炉(34)的炉墙自内而外由耐火层、隔热层、保 温层和钢壳体组成,在气化区段的隔热层由冷却层替代,等离子体气化炉(34)内自上而下 有烘干区(34-1)、热解区(34-11)和气化区(34-111),烘干区(34-1)、热解区(34-11)和 气化区(34-111)之间直接相通,烘干区(34-1)的上部炉墙上分别有进料口(3401)接入 和热解气出口(3402)接出,烘干区(34-1)的下部炉墙上有载热气输入接口(3403)接入, 热解区(34-11)的上部炉墙上有载热气出口(3404)接出,气化区(34-111)下部的炉墙有 热解气输入接口(3409)接入,等离子体喷枪(37)设置在气化区(34-111)的炉墙上,多只 等离子体喷枪呈环形多层布局,等离子体喷枪(37)上有工作气输入接口、冷却剂输入及输 出接口和电源接口,工作气输入接口通过控制阀和连接管连接到蒸汽管网上,冷却剂输入 及输出接口分别连接到冷却液装置的供液及回液接口,电源接口连接到等离子体控制器的 供电输出端上;在气化区(34-111)的炉墙上还有尾气反馈输入接口(3406)、飞灰回炉输 入接口(3407)、沼气输入接口(3408)接入和合成气输出接口(3405)接出,等离子体气化 炉(34)的热解气出口(3402)连接到气固分离器(31)的混合物进口,气固分离器(31)的 气态物出口通过循环风机(32)连接到热交换器(33)的热解气输入接口(3301);热交换 器(33)由分气室(3302)、换热区(3307)、热交换管(3306)、碳酸化反应室(3308)、集气室
11(3305)和接口组成,分气室(3302)、换热区(3307)、热交换管(3306)、碳酸化反应室(3308) 和集气室(3305)在钢壳内,钢壳的外壁安装保温材料,分气室(3302)、换热区(3307)和集 气室(3305)呈上、中、下布局,分气室(3302)和换热区(3307)之间有上隔板隔开,换热区 (3307)和集气室(3305)之间有下隔板隔开,热交换管(3306)设置在换热区(3307)内,呈 多管布局,上、下贯穿到分气室(3302)、集气室(3305),把分气室(3302)和集气室(3305) 进行连通,碳酸化反应室(3308)直接连通到换热区(3307),碳酸化反应室(3308)钢壳内 壁安装隔热层和耐火层墙体,在碳酸化反应室(3308)设置氧化钙喷枪(3310)、二氧化碳输 入接口(3309)和载热气输入接口(3311),氧化钙喷枪(3310)的喷口和二氧化碳输入接口 (3309)的喷口伸入到碳酸化反应室(3308)内,在分气室(3302)有热解气输入接口(3301) 接入,在集气室(3305)有热解气输出接口(3304)接出,在换热区(3307)有载热气输出接 口(3303)接出,热交换器(33)的热解气输出接口(3304)连接到等离子体气化炉(34)的 热解气输入接口(3409);气固分离器(31)的氧化钙混合物出口通过输料管连接到氧化钙 喷枪(3310),在氧化钙喷枪(3310)的输料管上有氧化钙补充接口,氧化钙喷枪(3310)的输 料管还连接到吹料风机(39)的出风口,吹料风机(39)的进风口连接到热解气的输送管上; 等离子体气化炉(34)的载热气出口(3404)连接到热交换器(33)的碳酸化反应室(3308) 上的载热气输入接口(3311),热交换器(33)的换热区(3307)上的载热气输出接口(3303) 连接到等离子体气化炉(34)的载热气输入接口(3403);等离子体气化炉(34)的合成气输 出接口(3405)连接到空气预热器(35)的合成气输入接口(3504),空气预热器(35)的合 成气输出接口(3502)连接到余热锅炉(36)的合成气输入接口(3601),余热锅炉(36)的 补水接口连接到供水设备,余热锅炉(36)的蒸汽输出接口连接到供蒸汽管网上,余热锅炉 (36)的排灰口通过输灰管连接到等离子体气化炉(34)的飞灰回炉输入接口(3407);余热 锅炉(36)的合成气输出接口(3602)通过合成气输送管(56)、引风机a(55)和连接管(54) 连接到吸收反应器(41)的合成气输入接口(4103),吸收反应器(41)的吸收剂输入接口 (4101)通过输料管连接到吸收剂料仓(40),吸收剂输入接口(4101)的输料管还连接到吹 料风机(57)的出风口,吹料风机(57)的进风口连接到合成气输送管(56)上;吸收反应器 (41)的合成气输出接口(4102)连接到旋风分离器(42)的输入接口,旋风分离器(42)的 吸收剂出口连接到连接管(54),旋风分离器(42)的合成气出口连接到布袋除尘器(43)的 混合气输入接口(4301),布袋除尘器(43)的飞灰出口(4302)分别连接到连接管(54)和 飞灰输送管(52)上,飞灰输送管(52)的一端连接到等离子体气化炉(34)的飞灰回炉输入 接口(3407),飞灰输送管(52)的另一端连接到吹灰风机(53)的出风口,吹灰风机(53)的 进风口连接到合成气输送管(56)上;布袋除尘器(43)的合成气输出接口(4303)连接到静 电除尘器(44)的合成气输入接口(4401),静电除尘器(44)的飞灰出口(4402)连接到飞 灰输送管(52)上;静电除尘器(44)的合成气输出接口(4403)连接到引风机(45)的吸风 口,引风机(45)的出风口连接到碳酸钾溶液吸收塔(48)的合成气输入接口(4802),碳酸 钾溶液吸收塔(48)的碳酸氢钾溶液输出接口(4803)连接到再生塔(49)的碳酸氢钾溶液 输入接口(4903),再生塔(49)的碳酸钾溶液输出接口(4902)通过循环泵(50)连接到碳 酸钾溶液吸收塔(48)的吸收剂输入接口(4804),再生塔(49)的二氧化碳输出接口(4901) 连接到热交换器(33)的碳酸化反应室(3308)的二氧化碳输入接口(3309);碳酸钾溶液吸 收塔(48)的合成气输出接口(4801)连接到压缩机a(46)的吸气口,压缩机a(46)的排气口连接到合成气贮罐(47)的合成气输入接口(4701),合成气贮罐(47)的合成气输出接口 (4702)连接到压缩机(81)的吸气口,压缩机(81)的排气口连接到甲醇合成反应器(58)的 进料口(5803),甲醇合成反应器(58)的甲醇气出口(5802)通过减压控制阀(80)连接到 混合吸收器(77)的甲醇气输入端(7703),混合吸收器(77)由混合吸收室、文丘里注水嘴、 甲醇气喷嘴、甲醇气输入端(7703)、石灰水输入端(7702)、输出端(7701)和壳体组成,混合 吸收室、文丘里注水口和甲醇气喷嘴在壳体内,混合吸收室在文丘里注水口之后,文丘里注 水口之前为甲醇气喷嘴,甲醇气喷嘴的内径由喷口到进口逐渐扩大,甲醇气喷嘴的长度为 平均直径的2. 5倍,甲醇气喷嘴喷口的外径为文丘里注水口内径的0. 7〜0. 8倍,甲醇气喷 嘴和文丘里注水口同轴设计,甲醇气喷嘴伸入到壳体内的文丘里注水口 1/3,甲醇气输入端 (7703)连接在甲醇气喷嘴的进口,石灰水输入端(7702)设置在文丘里注水口与甲醇气输 入端之间的壳体上,输出端(7701)设置在混合吸收室的壳体上,混合吸收器(77)的输出端 (7701)连接到甲醇蒸馏塔(60)的混合物输入接口(6001),甲醇蒸馏塔(60)的未反应气出 口(6002)通过控制阀(62)连接到回气管(66)上,回气管(66)连接到压缩机b (59)的吸 气口,压缩机b (59)的排气口连接到甲醇合成反应器(58)的回气接口(5801);甲醇蒸馏塔 (60)的甲醇产物出口(6003)通过阀门连接到甲醇贮罐(72);甲醇蒸馏塔(60)的石灰水出 口(6004)连接到循环泵(74)的吸水口,循环泵(74)出水口连接到除污器(75)的输入口, 除污器(75)的石灰水出口连接到冷却器(76)的输入口,冷却器(76)的输出口连接到混合 吸收器(77)的石灰水输入端(7702);除污器(75)的污水出口连接到沉淀池(79)的污水 进口(7902),沉淀池(79)的吸水管(7903)连接到水泵(78)的吸水口,水泵(78)的出水 口连接到混合吸收器(77)的石灰水输入端(7702)接口管上;甲醇蒸馏塔(60)的未反应气 出口(6002)接管上还通过控制阀(63)连接到压缩机c(64)的吸气口,压缩机c (64)的排 气口连接到氨合成塔(65)的进料接口(6501),氨合成塔(65)的氨气出口(6502)通过减 压控制阀(71)连接到冷却器(67)的氨气输入接口(6701),冷却器(67)的氨混合物输出 接口(6702)连接到氨分离器(69)的氨混合物输入接口(6902),氨分离器(69)的尾气出 口(6901)通过控制阀(68)连接到回气管(66),氨分离器(69)的液氨输出接口(6903)连 接到液氨贮罐(70);回气管(66)通过控制阀(61)和尾气反馈管路连接到等离子体气化炉 (34)的尾气反馈输入接口(3406)上。本系统的设备中:空气预热器(35)、余热锅炉(36)、 吸收反应器(41)、旋风分离器(42)、布袋除尘器(43)、静电除尘器(44)、碳酸钾溶液吸收塔 (48)、再生塔(49)、合成气贮罐(47)、甲醇蒸馏塔(60)、甲醇贮罐(72)、冷却器(67)、氨分离 器(69)、液氨贮罐(70)、除污器(75)、冷却器(76)按常规技术设计制造;甲醇合成反应器 (58)和氨合成塔(65)按中国专利号2007101666185的电催化合成反应器技术设计制造或 按常规技术设计制造。
[0022] 上述实施例运行时,垃圾车在卸料平台(28)把生活垃圾卸入卸料坑(25),吊机抓 斗(1)从卸料坑(25)把小件垃圾抓入一级分选机(3)的料斗(301),把大件抓入破碎机进 行破碎后送入一级分选机(3)的料斗(301),垃圾在一级分选机(3)内通过破袋和分离, 分离出无机物、高水分垃圾和低水分垃圾,由无机物出口(302)分选出的无机物通过磁选 机(27)分离出铁磁类废金属进行回收,非金属无机物送入制砖工序生产免烧砖;分离出的 低水分垃圾送入风干器除去水分后送入垃圾贮坑(18)贮存备料;从垃圾出口(303)分选 出的高水分垃圾通过带式输送机(4)送入碾压机(5)进行碾压脱水,脱出的碾压液送入消化器(20)生产沼气,沼气送入等离子体气化炉(34)进行生产合成气;经过碾压处理的垃 圾物料由螺旋进料机(6)送入风干器(9),用热风进行风干,进一步除去水分,然后送入垃 圾贮坑(18)贮存备料;风干器(9)内使用的热风来自气化炉后级的空气预热器,把卸料平 台、垃圾贮坑和预处理车间的空气抽取,送入空气预热器利用余热加热,加热的空气通过热 风管(11)由风干器(9)的进风口(901)进入风干器(9),对垃圾进行风干,湿空气由出风 口(903)引出风干器,通过引风机(7)送入脱臭处理装置(8)除去臭气后排入大气;垃圾 贮坑(18)中的垃圾物料通过吊机抓斗(10)送入二级分选机(12)的料斗(1201),通过二 级分选机(12)分离出有机垃圾,分离出的有机垃圾通过带式输送机(13)送入二氧化碳进 料装置(30)的料斗(3001),再由螺旋驱动轴通过输送管把有机垃圾送入等离子体气化炉 (34)内;有机垃圾在等离子体气化炉(34)内依自身重量自上而下运行,在烘干区(34-1) 蒸发出水分并加热,在热解区(34-11)逸出热解气成为垃圾炭并继续加热,垃圾炭在气化 区(34-111)接受等离子体气化成为一氧化碳和氢气混合的合成气,等离子体喷枪把由余 热锅炉提供的蒸汽加热到4200°C以上,分解生成H*、H2, HO*, (f、O2和H2Cf活性化学物后, 直接喷在气化区(34-111)的垃圾炭上,使垃圾炭完全气化成为熔融炉渣,熔融炉渣通过水 封排出炉外;气化炉内气化反应所需的热能主要由等离子体的活性化学物与垃圾炭的气 化放热和等离子体喷枪的高温电弧提供,从气化区(34-111)抽取一部分合成气作为载热 气,为烘干区(34-1)的垃圾烘干和热解区(34-11)的垃圾热解提供热量,载热气由气化区 (34-111)出发经过热解区(34-11),然后携热解气由热解区(34-11)的出口(3404)引出, 由接口(3311)进入热交换器(33)的碳酸化反应室(3308),在碳酸化反应室(3308)内, 输入氧化钙和二氧化碳,由氧化钙吸收二氧化碳进行碳酸化反应,生成碳酸钙并放出热量, 为气化反应提供辅助热量,载热气携碳酸钙及未反应的氧化钙和热量进入换热区(3307), 把部分热量交换给热交换管(3306)内的热解气,然后继续携碳酸钙、未反应的氧化钙和热 量由换热区(3307)的输出接口(3303)引出,由接口(3403)进入等离子体气化炉(34)的 烘干区(34-1),把热量提供给垃圾物料后,载热气、热解气、水蒸汽和碳酸钙及未反应的氧 化钙混合,由出口(3402)引出,进入气固分离器(31)进行分离,分离出的碳酸钙和未反应 的氧化钙混合物中的一部分送入制砖系统生产免烧砖,一部分氧化钙混合物返回碳酸化反 应室(3308)进行循环利用;从气固分离器(31)分离出的气态物通过循环风机(32)、接口 (3301)进入到热交换器(33)的分气室(3302),再通过热交换管(3306)间接吸热升温后, 进入集气室(3305),再由集气室(3305)的出口(3304)送出,由接口(3409)进入等离子体 气化炉(34)的气化区(34-111),在气化区(34-111),热解气通过反应生成一氧化碳、氢气 的合成气;合成气由等离子体气化炉(34)的输出接口(3405)引出,进入空气预热器(35), 用余热间接加热其内的空气后,由输出接口(3502)引出,进入到余热锅炉(36)内,由余热 锅炉(36)通过余热回收生产蒸汽,同时使合成气降温至232°C左右,然后由余热锅炉(36) 的出口(3602)引出,通过引风机a(55)进入到吸收反应器(41)内,用氧化钙或氢氧化钙作 为吸收剂,除去合成气中氯化物、硫化物等,然后合成气与吸收剂混合,由吸收反应器(41) 的出口(4102)送出,进入旋风分离器(42)进行气固分离,分离出的吸收剂返回吸收反应 器(41)内进行循环利用,分离出的合成气进入布袋除尘器(43)进行进一步净化,再送入静 电除尘器(44)进行进一步净化,净化后的合成气通过引风机(45)进入碳酸钾溶液吸收塔 (48),用碳酸钾溶液吸收二氧化碳生成碳酸氢钾,把碳酸氢钾溶液送入再生塔(49)进行加热分解,分解出二氧化碳由再生塔(49)的输出接口(4901)送出,通过输送管、接口(3309) 进入碳酸化反应室(3308),和氧化钙进行碳酸化反应;再生塔(49)分解出的碳酸钾溶液通 过循环泵(50)、接口(4804)返回吸收塔(48)进行循环利用,损耗的碳酸钾溶液通过补充 接口(51)进行补充;脱除二氧化碳后的合成气由碳酸钾溶液吸收塔(48)的出口(4801)引 出,通过压缩机a (46)进入到合成气贮罐(47)内,作为生产甲醇的原料气利用;合成气由贮 罐(47)的接口(4702)输出,通过压缩机(81)、进料口(5803)进入到甲醇合成反应器(58) 内,在甲醇合成催化剂的作用下合成甲醇,甲醇气由甲醇合成反应器(58)的出口(5802)接 出,通过减压控制阀(80)送到混合吸收器(77)内,与石灰水进行混合,用石灰水吸收残余 的污染物及杂质,甲醇和石灰水的混合物由混合吸收器(77)的输出端(7701)接出,进入 到甲醇蒸馏塔(60)内,进行蒸馏分离,分离出的未反应气通过控制阀(62)、回气管(66)和 压缩机b(59)返回到甲醇合成反应器(58)内进行循环反应;甲醇蒸馏塔(60)分离出的甲 醇产物送入甲醇贮罐(72)进行贮存,作为化工原料或燃料利用;甲醇蒸馏塔(60)分离出 的石灰水通过循环泵(74)、除污器(75)、冷却器(76)和混合吸收器(77)的石灰水输入端 (7702)返回到混合吸收器内进行循环利用,损耗的石灰水通过水泵(78)进行补充;除污器 (75)除下的污水通过沉淀池(79)沉淀和过滤后,通过水泵(78)返回混合吸收器内进行循 环利用,沉淀池(79)沉积的石灰渣送入熔融炉用等离子喷枪进行熔融处理或送入制砖设 备生产免烧砖;当尾气中氮气的比例大于5%时,把甲醇蒸馏塔(60)分离出的未反应气通 过控制阀(63)和压缩机c(64)送入氨合成塔(65),在催化剂作用下,使氮气与氢气反应生 产合成氨,把氮气消耗掉,氨气从出口(6502)接出,通过减压控制阀(71)送入冷却器(67) 进行冷却,再把冷却后的氨混合物送入氨分离器(69)进行液氨和尾气的分离,把液氨送入 液氨贮罐(70)进行贮存,作肥料应用;氨分离器(69)分离出的末反应气通过控制阀(68) 送到回气管(66),再经压缩机b (59)送入甲醇合成反应器(58)进行循环利用;当尾气中二 氧化碳的比例大于10%时,把回气管(66)中的末反应气通过控制阀(61)、尾气反馈管路和 接口(3406)送入等离子体气化炉(34)的气化区(34-111)进行回炉处理。

Claims (6)

  1. 一种生活垃圾、有机废物气化‑液化处置的系统,其特征是系统由卸料平台、预处理设备、等离子体气化设备、空气预热器、余热锅炉、吸收反应器、旋风除尘器、布袋除尘器、二氧化碳分离设备、甲醇合成反应器、末端净化设备、甲醇贮罐和连接管道组成,其中:卸料平台通过吊机抓斗与预处理设备进行衡接;预处理设备包括破碎机、风干器、垃圾贮坑和分选机,破碎机、风干器、垃圾贮坑和分选机之间通过带式输送机或吊机抓斗进行衡接,破碎机衡接到风干器的进料口,风干器的物料出口衡接到垃圾贮坑,垃圾贮坑衡接到分选机,分选机衡接到等离子体气化设备的进料装置;等离子体气化设备包括等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气固分离器、循环风机、热交换器、碳酸化反应室和等离子体喷枪,等离子体气化炉、CO2气封进料装置、气固分离器、循环风机和热交换器之间通过管道进行连接,CO2气封进料装置的出料口连接到等离子体气化炉的进料口,等离子体气化炉上部的热解气出口连接到气固分离器的混合物进口,气固分离器的气态物出口通过循环风机连接到热交换器的热解气输入接口,热交换器的热解气输出接口连接到等离子体气化炉下部的气化区,碳酸化反应室与热交换器内的换热区直接相通,碳酸化反应室的载热气输入接口连接到等离子体气化炉中下部的载热气出口,碳酸化反应室有氧化钙输入装置和二氧化碳输入装置,热交换器换热区的载热气输出接口连接到等离子体气化炉中上部的载热气输入接口,等离子体喷枪设置在等离子体气化炉下部的气化区;等离子体气化炉的气化区上部的合成气输出接口连接到空气预热器的合成气输入接口,空气预热器的合成气输出接口连接到余热锅炉的合成气输入接口,余热锅炉的合成气输出接口连接到吸收反应器的合成气输入接口,吸收反应器的合成气输出接口连接到旋风除尘器的混合气输入接口,旋风除尘器的吸收剂输出接口连接到吸收反应器的输入接口,旋风除尘器的合成气输出接口连接到布袋除尘器的输入接口,布袋除尘器的合成气输出接口连接到二氧化碳分离设备的输入接口;二氧化碳分离设备包括K2CO3溶液吸收塔和再生塔,布袋除尘器的合成气输出接口连接到K2CO3溶液吸收塔的合成气输入接口,K2CO3溶液吸收塔的KHCO3输出接口连接到再生塔的输入接口,再生塔的CO2输出接口连接到碳酸化反应室的二氧化碳输入装置,再生塔的K2CO3溶液输出接口连接到K2CO3溶液吸收塔的吸收剂输入接口,K2CO3溶液吸收塔的合成气输出接口连接到压缩机的吸气口,压缩机的排气口连接到甲醇合成反应器的进料口,甲醇合成反应器的甲醇气出口连接到末端净化设备的混合吸收器;末端净化设备包括混合吸收器、甲醇蒸馏塔、除污器、循环泵、石灰水仓和沉淀池,甲醇合成反应器的甲醇气出口连接到混合吸收器的一个输入端,混合吸收器的另一个输入端连接到循环泵的出水口,混合吸收器的输出端连接到甲醇蒸馏塔的混合物输入接口,甲醇蒸馏塔的未反应气出口通过管路和循环压缩机连接到甲醇合成反应器的循环回气接口,甲醇蒸馏塔的甲醇产物出口连接到甲醇贮罐,甲醇蒸馏塔的石灰水出口连接到除污器的输入端,除污器的污水输出端连接到沉淀池,除污器的石灰水输出端连接到循环泵的吸水口,循环泵的出水口连接到混合吸收器的输入端。
  2. 2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,其特征是预 处理设备还包括一级分选机、碾压机、消化器和二级分选机,卸料平台通过吊机抓斗与破碎 机或一级分选机进行衡接,破碎机通过带式输送机衡接到一级分选机,一级分选机的高水 分垃圾出口衡接到碾压机,碾压机的脱水垃圾出口衡接到风干器的进料口 ;一级分选机的 低水分垃圾出口衡接到风干器的进料口,风干器的物料出口衡接到垃圾贮坑,垃圾贮坑通 过吊机抓斗衡接到二级分选机的进料口,二级分选机的有机垃圾出口衡接到等离子体气化设备的CO2气封进料装置;卸料平台、破碎机、一级分选机和碾压机的渗浙水接口通过输送 管连接到消化器的进料口,消化器的沼气出口通过输送管连接到等离子体气化炉;一级分 选机的无机物出口、二级分选机的无机物出口分别通过带式输送机连接到金属分拣设备, 金属分拣设备的非金属无机物接口连接到粉碎设备,粉碎设备连接到混合器,混合器连接 到免烧砖生产设备。
  3. 3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,其特征是在 布袋除尘器与K2CO3溶液吸收塔之间还设置引风机,布袋除尘器的合成气输出接口连接到 引风机的吸风口,引风机的出风口连接到K2CO3溶液吸收塔的合成气输入接口。
  4. 4.根据权利要求1或3所述的一种生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,其特征 是在布袋除尘器的后级还设置静电除尘器,布袋除尘器的合成气输出接口连接到静电除尘 器的输入接口,静电除尘器的合成气输出接口连接到K2CO3溶液吸收塔的合成气输入接口 或连接到引风机的吸风口。
  5. 5.根据权利要求1所述的一种生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,其特征是 在K2CO3溶液吸收塔与压缩机之间还设置压缩机a和合成气贮罐,K2CO3溶液吸收塔的合成 气输出接口连接到压缩机a的吸气口,压缩机a的排气口连接到合成气贮罐的输入接口,合 成气贮罐的输出接口连接到压缩机的吸气口。
  6. 6.根据权利要求1所述的一种生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统,其特征是在 末端净化设备的未反应气管路中设置尾气接口和合成氨装置,同时在等离子体气化炉与末 端净化设备之间设置尾气反馈管路,未反应气管路中的尾气接口通过控制阀分别连接到等 离子体气化炉的尾气反馈管路和合成氨装置的进料接口,合成氨装置的尾气出口连接到气 化炉的尾气反馈管路上。
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