一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法
【专利摘要】本发明一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法属于可再生能源与环境保护用领域,一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法包括包括以下步骤：（1）生活垃圾经破碎、烘干处理后与秸秆混合，混合物料送入裂解炉内裂解；（2）裂解过程中向炉内喷加水蒸气；（3）裂解过程中产生的气液混合物经喷淋净化装置。本发明可制得高热值可燃气体，有效控制裂解炉内物料裂解的温度，降低能量损耗。
【专利说明】一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法
【技术领域】
[0001]本发明一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法属于可再生能源与环境保护用领域，特别涉及一种裂解过程中喷洒水蒸气的垃圾裂解方法。
【背景技术】
[0002]现时，关于生活垃圾裂解过程中喷加水蒸气的研究极少，原因在于生活垃圾成分非常复杂，研究起来十分费劲。部分对生活垃圾进行裂解气化的试验中，仅对垃圾中的某种或某些具有代表性的成分进行裂解试验，而生活垃圾的分类政策还不成熟，大规模的垃圾裂解处理实施起来较为困难，所以相关试验难以运用于实际中。
[0003]垃圾裂解过程中喷加水蒸气可获得高热值的可燃气，同时裂解过程中的反应温度亦会影响产气的效率，特别是高热值气体氢气的产率。有实验显示，裂解物料的产氢量会随着裂解温度的变化而变化，温度大于900°C后产氢率会随着温度的升高而逐渐减少。而且炉内温度过高，会导致热量的损失，降低裂解的效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，旨在提供一种利用水蒸气促进垃圾裂解反应的方法。
[0005]本发明的目的通过以下措施达到的，一种利用水蒸气促进垃圾裂解反应的方法，主要包括以下步骤:生活垃圾回收进场，分拣出电池，然后进行破碎、烘干处理，破碎、烘干后物料与秸杆混合；物料混合后经运料系统送入裂解炉内进行裂解；在物料裂解过程中向炉内喷加水蒸气；裂解后的残渣为无机物灰烬，裂解产生的气液混合物进入喷淋净化装置处理，整个裂解处理过程不会产生任何污染物。
`[0006]本发明经可制得高热值可燃气体，有效控制裂解炉内物料裂解的温度，产氢率高。【专利附图】
【附图说明】
[0007]附图1是本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0009]图中:生活垃圾1、破碎、烘干后的垃圾2、秸杆、垃圾混合物3、残渣4、气液混合物
5、废液6、浓缩后的废液7、气体8、清洁水9、水蒸气10。
[0010](I)生活垃圾经破碎、烘干处理后与秸杆混合，混合物料送入裂解炉内裂解；
(2)裂解过程中向炉内喷加水蒸气；
(3)裂解过程中产生的气液混合物经喷淋净化装置。
[0011]
一、生活垃圾回收后进行破碎、烘干处理，烘干破碎处理后与秸杆混合，混合后的物料含水率降至79TlO%，粒径在f5mm。经运料系统送入裂解炉内进行裂解处理，裂解过程中炉内温度控制在650°C _950°C之间，保证反应过程的产氢量。整个裂解过程无需添加任何辅助燃料及催化剂，避免了由于使用催化剂所带来的装置复杂性以及催化剂的回收再生等问题，本反应装置结构简，单易于维护，大大简化了工艺过程，节省了处理成本。
[0012]二、在物料裂解过程中向炉内喷加水蒸气。混合物料裂解后变成焦炭，向炉内喷加水蒸气，水蒸气与焦炭反应，能够进一步提取焦炭中的有效成分，提高反应的产氢量。首先垃圾有机物受热发生裂解反应: 生活垃圾 H2+C0+C02+轻质碳氢化合物+焦油+焦炭+Q
生活垃圾中有机物含量高，有机物裂解时，挥发份析出，生成H2、CO、CO2XH4和其他气态小分子碳氢化合物，同时生成焦油等重质烃和焦炭，水蒸气喷入炉内后，先发生水蒸气的还原反应:
C+H20 co+h2+q C+2H20 C02+2H2+Q
然后水蒸气与裂解产生的焦油及碳氢化合物结合后，可发生水蒸气的重整: CnHm+2nH20 2n+m/ 2H2+nC02
从上述反应中可知，喷入水蒸气后，提高燃气的含氢量。
[0013]裂解炉内的生活垃圾发生裂解反应时，由于炉内温度较高，物料所含的水分会被蒸发，会随着气体被带出炉外，而水的裂解亦可以提供大量的氢气，为补充裂解反应中的水分，向炉内喷入水蒸气。
[0014]有机物受热首先脱去水分，然后发生脱甲基反应，及时喷入的水蒸气能够补充被带走的水分，与甲基结合，生成大量的氢气，反应如下:
垃圾物料中的有机物受裂解，首先发生脱水反应，然后发生脱甲基反应，最后，及时通入的水蒸气与甲基结合，生成大量氢气。
[0015]生活垃圾中含有大量有机物，裂解后，有机物变成焦炭，若裂解过程中不喷加水蒸气，裂解后的残渣则会出现粘结成块现状。由于回收后的垃圾未经任何筛分处理，直接进行破碎、烘干处理，所以物料成分极其复杂。物料中含有的玻璃、塑料、沙石等物质在裂解过程中由于塑料的熔解容易出现结块现状。而塑料类物质的体积在垃圾物料中占了绝大部分，受热后发生熔融反应，粘结大量的泥沙、陶瓷片等无机物质，使得物料间结合紧密，温度降低后出现结块现状。结块现状除了不利于残渣的后续处理以外，还会严重影响物料裂解过程中气体的流通性。本发明在物料裂解过程中不断从裂解炉底部通入水蒸气，过热的水蒸气与焦炭物料反应，直至使其变成白色无机物灰烬，不具粘结性，从而减少了炉内物料结块的现状，保证气流的畅通性。水蒸气通入后与生成的焦炭发生反应，充分提取焦炭中的有效成分，解决了垃圾裂解残渣结块的问题。
[0016]三、裂解过程中产生的气液混合物从炉顶排出，经管道进入喷淋净化装置处理后得到的高热值燃气可直接燃烧锅炉或提纯储罐，废液经浓缩处理后可以混合秸杆重新返回裂解炉内进行裂解处理，清洁的水可达标排放。
[0017]生活垃圾、秸杆混合物料裂解后的残渣为无机物灰烬，由于裂解过程中向物料喷加水蒸气，水蒸气与焦炭发生一系列反应，在增加燃气热值的同时，使得剩余灰烬不含有毒有害物质，可作为水泥厂或造砖厂的优良配料，最大限度地实现垃圾处理的经济效益。[0018]本发明整个裂解过程不会产生任何污染物。垃圾物料处于缺氧的环境下进行裂解，因此产生的N0X、SOx, HCl等较少，排出的二次污染气体极少，尤其是二噁英含量极低(0.0669ng-TEQ/m3),当水蒸气喷入到炽热的焦炭上时,把焦炭中所有成分提取,剩下的灰烬为无机物，而且剩余的灰烬量极少，I吨未经任何分选处理的生活垃圾混合秸杆裂解后剩余的灰烬质量为120kg~150k g，产生的焦油量只有3~5kg。
【权利要求】
1.一种利用水蒸气促进生活垃圾裂解的方法，通过以下步骤来实现: (1)生活垃圾经破碎、烘干处理后与秸杆混合，混合物料送入裂解炉内裂解； (2)裂解过程中向炉内喷加水蒸气； (3)裂解过程中产生的气液混合物经喷淋净化装置。
2.根据权利要求1所述的一种利用水蒸气促进垃圾裂解的方法，其特征在于，水蒸气从裂解炉底部均匀喷入。
3..根据权利要求1所述的一种利用水蒸气促进垃圾裂解的方法，其特征在于，裂解过程持续向炉内喷加水蒸气， 直至裂解反应停止。
【文档编号】B09B3/00GK103627441SQ201210300158
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月22日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】黄广禧, 李高奇, 周锐海, 陈明忠, 吴桂香 申请人:黄广禧