生活垃圾立卧式干馏气化裂解三段集成制气的装置与工艺的制作方法_2

文档序号:9780290阅读:来源:国知局
发分如焦油、烷烃类气体、酚及H2O等的混合物,混合物热值约1500-2500KJ/Nm3,混合物在二次风机)的抽力作用下,进入干馏烟气通道并从通道尾部的干馏烟气出口排出,最后随二次风机引入二次风环形风箱、由二次风喷风嘴喷入裂解转化层进行裂解转化;上段干馏烟气的出口温度〈350°C,由烟气温度监控仪P3联锁控制二次风机的抽风量来调节控制;
3)、中段高热值气化煤气的产生
干燥干馏室内的垃圾物料被干燥干馏后,温度达到300°C以上形成热半焦状物质进入气化室,热半焦状物质的挥发份一般为3?5%,热半焦状物质因脱去其中的活性可燃组份,裂解气化活性比原生垃圾有所降低,气化反应层的温度一般为450?650°C之间,热半焦状物质与蒸汽或空气混合气进一步发生还原化学反应,形成厚度约600_的裂解转化层,产生更多的可燃气体,发生以下反应:
碳2C+空气O2=—氧化碳2C0丨-热量Q 碳C+二氧化碳CO2=—氧化碳2C0丨-热量Q 碳C+水蒸气2H20=氢气2H2丨+CO丨-热量Q 碳C+氢气2H2=甲烷CH4T-热量Q
中段气化煤气几乎不含焦油,只含少量烟尘,其热值一般为8500?10000KJ/Nm3;气化煤气出口温度约400-600 °C,约1/3的气化煤气上升到干馏干燥室,约2/3的气化煤气经过气化室顶部气化煤气出口)输出;气化煤气出口内设有烟气含氧量测试仪Pl,含氧量测试仪Pl联锁一次风机的供风量来控制气化煤气含氧量〈0.5%,经气化煤气出口输出的高热值气化煤气可冷却净化后直接加压送储气柜为居民使用或合成醇醚等;
4 )、下段裂解转化合成气的产生
干燥干馏脱出挥发分如焦油、烷烃类气体、酚及H2O等的混合物,混合物热值约1500KJ/Nm3-2500KJ/Nm3,由二次风喷风嘴喷入裂解转化层,在底部燃烧产生的1150°C的高温气体作用下,其热能使垃圾中可燃物的化合键断裂,由大分子量转化成小分子量的燃气、油或油脂液状物及残炭等;将烷类如(甲烷CH4)裂解转换成热值更高的氢气H2与一氧化碳CO可燃气。形成大约500mm厚裂解转化层,温度高达650_850°C,化学反应如下:
水蒸气H20>600°C(裂解)氢气H2丨+氧气02丨+热量Q 焦油C6H80>600°C(裂解)可燃气体CnHi4+残炭C-热量Q 残碳2C+空气O2=—氧化碳2C0丨-热量Q 甲烷 CH4+C02=氢气 2H2T+2C0T-热量 Q ;
5)、底部垃圾炭化减容燃烧
热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质等)沉入燃烧燃烬层充分燃烧,使垃圾中的C、H、S、P可燃成份部分燃烧,形成大约600_厚的氧化燃烧层,温度高达850-1150°C,化学反应如下:
碳2C+空气02=—氧化碳CO丨+放出热量Q 碳C+空气02=二氧化碳C02丨+放出热量Q 氢H+空气02=水蒸气H20丨+放出热量Q 硫S+空气02=二氧化硫S02丨+放出热量Q 磷P+空气02=五氧化二磷P205丨+放热量Q
其热量用来提供裂解转化层和干燥干馏过程所需能量,燃烧燃烬层产生的残渣经过继续燃烧后由旋转炉篦底部的一次风冷却(同时残渣预热了一次风),经旋转炉篦的机械挤压、破碎后,掉入熔渣急冷室,一次风穿过残渣层给燃烧燃烬层提供了充分的助燃氧,空气在燃烧燃烬层消耗掉大量氧气后上行至裂解转化层,并形成了热解气化反应发生的欠氧或供氧量不足的还原性气氛条件。
[0015]本发明的优点在于:1、可以连续不断把垃圾裂解气化,将干燥干馏、裂解转化制气和气化制气三段技术集成为一个整体装置内完成,垃圾在1150°C高温裂解及贫氧还原性气氛气化遏制二恶英的产生,可以杀灭各种有害菌,无害化非常彻底,垃圾气化所得3 — 5%的灰渣可以作为铺路的材料;2、将干燥干馏出的水蒸气、焦油、烷类烃类挥发份引入下段裂解转化室进行转化生产热值更高的氢气H2与一氧化碳CO可燃气体;3、避免了垃圾大量填理,节约土地,制取高热值气化煤气,实现了资源高效利用,环保,成本低,效益高;4、无废水废气排放,产出热值为8500?10000KJ/Nm3高热值气化煤气;5、相比同等垃圾处理规模的设备投资40万元/吨降至10万元/吨以下而节省70%、运行成本因不用分选与添加辅助燃料而节省80%;生活垃圾经本装置和方法处理可实现减量化明显、无害化彻底、资源化高效的处理目标。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的整体结构图。
[0017]图中:1、升降式闸板阀门,2、液压推料机构,3、干馏烟气出口,4、干馏烟气通道,5、干燥干馏室,6、气化煤气出口,7、气化室,8、蒸汽包,9、夹套水箱,10、裂解转化层,11、燃烧燃烬层,12、旋转炉蓖,13、喷风嘴,14、二次风环形风箱,15、二次风机,16、一次风机,17、气化剂混合箱,18、风管,19、熔渣急冷室,20、管道,21、含氧量测仪PI,22、饱和温度测试仪P2,23、烟气温度监控仪P3。
[0018]具体实时实施方式
以下结合附图与实施例对本发明技术方案进行详细说明。
[0019]如图1所示,提供一种生活垃圾立卧式干馏气化裂解三段集成制气装置,本装置由上段卧式干燥干馏室5、中段立式气化室7、下段裂解转化层10、底部排渣结构和气化剂供给系统构成;所述的干燥干馏室5顶部设有液压推料机构2,干燥干馏室5上部设有干馏烟气通道4,干馏烟气通道4与干燥干馏室5连通,干馏烟气通道4尾部设有干馏烟气出口 3;气化室7与干燥干馏室5连通,气化室7顶部上侧设有高热值的气化煤气出口 6,气化煤气出口6内设有含氧量测试仪P121,用于联锁控制一次风机16的进风量,裂解转化层10下部为锥形,锥形外侧设有二次风环形风箱14,二次风环形风箱14通过喷风嘴13与裂解转化层10连通,二次风环形风箱14外侧连通有二次风机15,二次风机15与干馏烟气出口 3连通,中段立式气化室7与裂解转化层10壳体为由夹套水箱9围成的圆形壳体;排渣结构包括旋转炉蓖12和熔渣急冷室19,旋转炉蓖12位于裂解转化层10底部燃烧燃烬层11的下方,熔渣急冷室19位于旋转炉蓖12正下方;气化剂供给系统包括蒸汽包8、管道20、风管18、一次风机16和气化剂混合箱17,蒸汽包8连接有管道20,夹套水箱9下部和上部均通过管道20与蒸汽包8连通,蒸汽包8另一管道20伸入气化剂混合箱17,一次风机16出风管道与气化剂混合箱17连通,气化剂混合箱17通过风管18连接旋转炉蓖12的底部,风管18穿过熔渣急冷室19;气化剂混合箱17内有饱和温度测试仪P222,用于联锁控制水蒸气供给量以调节混和气化剂的饱和温度;干馏烟气出口 3内设有烟气温度监控仪P323,用于联锁控制二次风机15的抽风量;所述气化煤气出口 6内设有烟气含氧量测试仪P121,用于联锁控制一次风机16的供风量。
[0020]干燥干馏室5为卧式炉型并与水平成一定的倾角,其倾角为O — 45°,其横断面可为矩形也可为圆形,其炉壁为保温耐火材料炉墙;当气化室7的直径>2m时,干燥干馏室5分隔为3个以上炭化室。
[0021 ]干燥干馏室5尾部设有升降式阐板阀门I。
[0022]夹套水箱外部为受压外壳。
[0023]干馏干燥烟出口 3与二次风机15入口通过管道20相连。
[0024]裂解转化层10下部锥形的锥度为15?45°。
[0025]气化煤气出口
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