本发明提供生活垃圾清洁整体气化循环联合发电工艺，属于环境保护领域。
2.
背景技术：
目前世界各国城市垃圾的处理方式主要有分类回收、填埋、堆肥和焚烧、裂解和气化。填埋处理需占用大量土地。同时，垃圾中有害成份对大气、土壤及水源也会造成严重污染，不仅破坏生态环境，还严重危害人体健康；堆肥处理对垃圾要进行分拣、分类，要求垃圾的有机含量较高。而且堆肥处理不能减量化，仍需占用大量土地。焚烧、裂解和气化处理均能实现迅速的减容化和彻底的高温无害化，占地面积不大，且能实现垃圾资源能源化，是目前和未来生活垃圾处理的主流方向。但这些过程均会在垃圾仓分离出部分臭味大难处理的渗滤液，成分复杂、COD、NH3-N浓度特别高，难生化物质含量多，水质水量变化大，是目前水处理领域公认的难题。尽管蒸发浓缩后返回焚烧炉再次燃烧供热，20％的浓缩渗滤液就可维持自身蒸发和燃烧的热平衡，处理流程简单，投资和处理成本低，但蒸发汽中含有部分酸性挥发性物质，增加了二次处理过程和成本，另外蒸发需要消耗垃圾焚烧过程1％的蒸汽。因此低成本清洁处理渗滤液是目前生活垃圾热处理的一个难题。
焚烧发电的实质是将有机垃圾在高温及空气过剩系数1.4-1.8的条件下，氧化成惰性气态物和无机不可燃物，以形成稳定的固态残渣。首先将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，然后余热回收发电；烟气净化后排出。但由于过量氧气的存在，垃圾中含氯有机物不可避免要产生难以分解的剧毒物二噁英，烟气和飞灰中含有二噁英形成二次污染；发电效率仅为15-18％，依靠政策补贴生存；另外垃圾中含有的10％-30％灰分转化为大量固态残渣外排时，往往又含有较多的未燃物，并高温排入水封中然后出渣，这样既浪费了固态残渣热能，又会因渣中可溶物溶解产生二次难处理废水和水化作用结块堵塞，这些均成为制约垃圾焚烧应用的瓶颈。
生活垃圾整体气化循环联合发电(Garbage-Integrated Gasification Combined Cycle，G-IGCC)技术就是希望借鉴煤整体气化循环联合发电技术开发的生活垃圾清洁能源化技术，即利用生活垃圾气化产生的燃气，通过脱焦油、脱硫除尘、脱氯化氢和重金属的净化后，用于燃气轮机或内燃机气体发电，高温烟气再热量回收汽轮机发电，发电过程的SOx、NOx和粉尘排放将达到或低于天然气发电的超低排放，生活垃圾综合发电效率32％-40％，远高于生活垃圾焚烧发电的15％-18％，能源化效率极高，经济效益大大增强，将是下一步生活垃圾清洁发电的趋势。但生活垃圾的高含水和低热值特性，现有空气气化生成的燃气热值较低，仅为850-1100Kcal/Nm3，不能满足现代燃气轮机发电的气体热值要求；另外焦油产生的含酚废水二次污染、与焚烧发电一样存在的渗滤液和固体残渣高温排渣难题，这些都是垃圾清洁能源化技术亟待解决的关键技术和难题。
3.
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服现有垃圾热解气化发电技术存在的不足而提供生活垃圾清洁整体气化循环联合发电工艺，既解决垃圾焚烧发电效率低、固体残渣高温排放和飞灰难题，从源头上消除了二噁英和异味，又合理利用了固体残渣高温热能和渗滤液，解决渗滤液低成本资源化处理难题；燃气中不含焦油、不产生酚水二次污染。
本发明的技术方案：
本发明的目的是通过将垃圾粉碎干燥、含异味水蒸气的空气做气化剂、热垃圾颗粒携带循环床裂解、含碳循环灰流化床半焦气化、微小颗粒半焦气流床熔融气化、渗滤液高温固排渣协同汽化、燃气机和汽轮机联合发电等的系列技术集成来合理利用热能和渗滤液、从源头上消除了二噁英和异味，消除气化过程的焦油，解决焚烧发电效率低、飞灰、高温固体残渣排放和渗滤液处理难题，以废制废。其特征是将生活垃圾储料仓脱渗滤液后脱铁粉碎，垃圾颗粒通过燃气换热的热空气干燥和分离，换后湿热空气返回流化床底部作为气化剂，热垃圾颗粒进入携带循环床中部在高温气化气与循环灰作用下在800-1000℃下临氢裂解，并一起向上流动形成物料循环；裂解油汽与气化气和循环灰混合向上提升过程中继续进行焦油临氢热解；在携带循环床顶部经过气固分离，第一级分离的大中颗粒含碳灰返回携带循环床底部在800～1100℃下发生气化反应，气化气与循环灰一起向上流动形成物料循环；第二级分离的高温细含碳灰送到气流床，在1200～1600℃下反应，生成高温气和液态灰渣流出气流床，高温气向上升进入携带循环床中下部；液态灰渣向下流到携带循环床下部的循环灰料层，换热凝固为固体灰渣；第二级分出气体作为燃气经过除尘脱硫、脱氯化氢和重金属的净化后，用于燃气机发电，高温烟气再热量回收通过汽轮机发电；将渗滤液喷入高温外排炉渣中汽化和反应，含臭味汽体向上流入携带循环床底部作为气化剂，向下流动的降温炉渣再次通入空气进一步氧化和煅烧；较为干净的较高温炉渣排入换热料仓，从换热料仓下部低温炉渣定时外排。
携带循环床的主体由下部的湍流流化床和上部的携带床反应器组成，大中颗粒含碳灰进入携带循环床底部的位置是湍流流化床的中部，热垃圾颗粒进入携带循环床中下部的位置是携带床反应器的中部，气流床连通的携带循环床中下部的位置是携带床反应器的下部。
燃气发电机使用的是燃气内燃机组或燃气轮机组。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
4.附图说明
附图为本发明的工艺示意图。
附图的图面设明如下：
1、携带循环床 2、气体分布器 3、进气管 4、进料器 5、第一级气固分离器 6、返料器 7、第二级气固分离器 8、气流床 9、燃气出口、10、脱铁粉碎机 11、垃圾干燥器 12、湍流流化床 13、携带床反应器 14、垃圾气固分离器 15.排灰管 16、返料口 17、粗灰循环管 18、细灰循环管 19、空气换热器 20、换热空气管线 21、固体进料口 22、引风机 23、渗滤液喷嘴 24、空气通入管 25、换热料仓 26、上出水口 27、下进水口 28、旋转排料阀 29、净化反应器 30、燃气发电机 31、蒸汽发生器 32、汽轮发电机 33、电力调压输出装置 34、垃圾储料仓
下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。
5.具体实施方式
实施例1，将生活垃圾储料仓(34)脱渗滤液后，先通过脱铁粉碎机(10)脱铁粉碎，然后将0～6mm的垃圾颗粒利用燃气换热的空气通过垃圾干燥器(11)提升干燥，经垃圾干燥器顶部垃圾气固分离器(14)分离，换热后含有异味水蒸气的空气返回到携带循环床(1)底部作为气化剂，热垃圾颗粒通过进料器(4)进入循环流化床(1)中下部与气化气和循环灰混合，在800-1000℃下进行临氢裂解反应，并向上提升，其中裂解焦油进一步发生临氢裂解产生甲烷；在携带循环床(1)顶部经过气固分离，第一级气固分离器(5)分离的高温大中颗粒含碳热灰通过返料器(6)返回携带循环床(1)底部，和换热后含有异味水蒸气的空气发生在800～1100℃下气化反应，生成的气化气与循环灰一起向上流动形成物料循环；第二级气固分离器(7)分离的高温细半焦送到与携带循环床(1)中下部Y型连通的气流床(8)，在水蒸气和氧化剂的携带下切线进入气流床(8)在1200～1600℃下反应，生成的高温气和液态灰渣同向旋流斜向下流出气流床(8)，高温气向上升进入携带循环床(1)中下部，为流化床焦油临氢热解提供热量；液态灰渣向下流到携带循环床(1)下部的循环灰料层，换热凝固为固体灰渣，随携带循环床(1)的固体物料参与循环或排灰排出；第二级气固分离器(7)分出的合成气，被引风机(22)从垃圾储料仓(34)抽吸过来的空气通过空气换热器(19)换热后，作为燃气送到净化反应器(29)除尘脱氯化氢脱硫脱重金属；净化后的燃气先用于燃气机发电机(30)发电，高温烟气再通过蒸汽发生器(31)热量回收用于汽轮机发电机(32)发电，然后燃气发电机和汽轮发电机产生的电送入电力调压输出装置(33)作为产品外送；将渗滤液通过渗滤液喷嘴喷入排灰管(15)上部的高温外排炉渣中汽化和反应，含臭味汽体向上流入携带循环床(1)底部作为气化剂，向下流动的降温炉渣再次通过空气通入口(24)通入空气进一步氧化和煅烧；较为干净的较高温炉渣排入换热料仓(25)，被从下进水口(27)进入、上出水口(26)排出的冷却水换热降温到80-30℃，从换热料仓(25)下部通过旋转排料阀(28)调控低温炉渣定时外排。
携带循环床(1)的主体由下部的湍流流化床(12)和上部的携带床反应器(13)组成，大中颗粒含碳灰进入携带循环床(1)底部的位置是湍流流化床(12)的中部，热垃圾颗粒进入携带循环床(1)中下部的位置是携带床反应器(13)的中部，气流床联通的携带循环床(1)中下部的位置是携带床反应器(13)的下部。
燃气发电机(30)使用的是燃气内燃机组或燃气轮机组。
实施例2，将实施例1中的空气换为富氧空气，其他相同。
实施例3，将实施例1中的空气换为氧气，其他相同。
本发明所提供的生活垃圾清洁整体气化循环联合发电工艺，既解决垃圾焚烧发电效率低、固体残渣高温排放和飞灰难题，从源头上消除了二噁英和异味，又以废制废，合理利用了固体残渣高温热能和渗滤液，解决渗滤液低成本资源化处理难题；燃气中不含焦油、不产生酚水二次污染；氧耗低、气化效率高，气化强度大，设备体积小，钢材耗量低，固定投资大大降低，排灰过程简单。