用垃圾热解气制取lng的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于燃烧设备领域，具体涉及一种通过垃圾热解制备液态烃混合物的系统。
【背景技术】
[0002]资源与环境是21世纪的两大主题，城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。随着人们环境资源意识的增强，各国政府对垃圾处理技术标准的提高，传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷，如垃圾填埋占用大片土地，堆肥法处理量小、效率低，焚烧法容易产生二次污染，特别是二噁英的污染问题，使其在工业应用方面受到阻碍。而垃圾流化床热解气化过程是在无氧气氛下进行，使有垃圾产生裂解，经冷凝后形成各种新的气体和固体，从原理上减少了二噁英的生成，同时大部分的重金属在热解气化过程中溶入灰渣，减少了排放量。垃圾流化床热解气中014约占30% (体积含量)左右，4约占31.2%左右(体积含量)，CO约占8.8% (体积含量)左右，CO 2 (体积含量)约占18% (体积含量)左右，H2S约占2% (体积含量)左右，02约占I % (体积含量)左右，CnHm约占6 % (体积含量)，N 2约占2 %左右(体积含量)，其余为少量的HCl和水蒸汽。由于热解气中含有大量甲烧、一氧化碳和氢气，可以用来发电，或者作为合成氨、合成石油、氢气制造的原料。无论是用来发电，还是合成氨、合成石油、氢气的原料，系统复杂，装置规模较大，投资大、运行费用高。垃圾热解气中的氢碳比在3.5左右，满足甲烷化的要求，不需要经过变换反应调节氢碳比，只需将垃圾热解气中的硫化氢、CnHm、HCl、02、N#P 0)2脱除后，将垃圾热解气中的CO和氢气转化为甲烷后，经过脱H2O和Hg后制LNG (liquefied naturalgas，液化天然气)。
[0003]中国专利申请号201310146395.1公开了一种生活垃圾热解气净化方法。将生活垃圾采用全气化工艺，热裂解成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、氮气和惰性气体氩气的混合的可燃气体，并将此混合的可燃性气体流，经净化分离后用于同时合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素。实现生活垃圾资源化，而且能做到零排放。该技术方案特别关注了采用全气化工艺将生活垃圾全部气化为可燃气体，焦炭与水蒸气反应转化为可燃性气体，并将此混合的可燃性气体流。经净化分离后用于同时合成甲醇和/或二甲醚、发电和合成尿素。然而该方法的缺点是垃圾热解反应的热量需要消耗掉热解生成的一部分燃气，虽然是全气化工艺仍有部分炉渣产生，造成二次污染。
[0004]中国专利201210282640.7公开了一种垃圾热解煤气净化燃气发电工艺，生活垃圾经过破碎、干燥、挤压造粒制成垃圾颗粒；垃圾颗粒在热解炉内热解生成粗煤气，粗煤气经降温、除尘、除焦油、脱硫脱酸和脱除二噁英后洁净的燃气进行直燃发电。该专利提出了垃圾热解煤气净化后进行燃气发电的工艺。然而该方法的缺点是虽然有脱除二噁英的净化工艺，但仍会产生二噁英；同时该工艺有热解油生成，需要进行处理和操作。
【实用新型内容】
[0005]针对本领域存在的问题，本实用新型的目的是提出一种用垃圾热解气制取LNG的系统。
[0006]实现本实用新型目的的技术方案为:
[0007]一种用垃圾热解气制取LNG的系统，包括筛分和破碎单元、垃圾热解单元、热解气净化单元、甲烷化单元、干燥单元和液化单元，以上单元依次通过管路连接；
[0008]其中，所述垃圾热解单元包括垃圾热解装置，所述垃圾热解装置的烟气出口连接有余热锅炉，所述垃圾热解装置的固体物料出口连接有燃烧装置；所述热解气净化单元包括依次串联连接的洗涤塔、脱重烃塔、用甲醇吸收的吸收塔和脱氧反应器；所述干燥单元包括依次串联连接的干燥设备和脱汞设备，液化单元包括依次连接的低温换热器、气液分离器、精馏塔和贮罐；
[0009]其中，所述垃圾热解装置通过蒸汽管道连接所述甲烷化单元；所述余热锅炉和汽包的蒸汽出口通过蒸汽管道连接用于再生甲醇的再生塔。
[0010]所述的系统，还包括CO变换单元，所述CO变换单元设置有气体进口和气体出口，热解气净化单元通过管道连接CO变换单元的气体进口，甲烷化单元通过管道连接CO变换单元的气体出口；
[0011]所述CO变换单元包括顺次连接的油水分离器、混合器、热交换器、变换炉，以及通过管路连接的水冷器和气液分离器；
[0012]其中，所述热交换器为列管换热器，变换炉的气体出口通过管路连接所述热交换器的加热介质入口，所述热交换器的加热介质出口连接所述水冷器。
[0013]其中，所述脱重烃塔有二个，均设置有进气口和出气口，二个脱重烃塔的进气口均通过管道连接洗涤塔，管道上设置有阀门；二个脱重烃塔的出气口均通过管道连接吸收塔，管道上设置有阀门；脱重烃塔内从上到下放置三层脱重烃剂，第一层脱重烃剂为分子筛(MS)、第二层脱重烃剂为硅胶(SG)第三层脱重烃剂为活性炭(AC)。
[0014]其中，所述甲烷化单元是由2-6段甲烷化反应装置串联组成。
[0015]其中，所述干燥单元进一步包括过滤器，过滤器连接在脱汞设备之后。
[0016]其中，所述用甲醇进行吸收的吸收塔和脱氧反应器之间设置有压缩机；所述余热锅炉和热解气净化单元之间设置有压缩机。
[0017]应用本实用新型提出的系统用垃圾热解气制取LNG的方法，包括步骤:
[0018]I)垃圾筛分和破碎:将城市生活垃圾进行分类筛选，将筛选后的可热解物质经剪切和破碎到3?5mm粒径；
[0019]2)垃圾热解:破碎后的城市生活垃圾送入垃圾热解单元，将垃圾快速加热到800°C?900°C并迅速热解，以蒸汽作为流化介质、加入固体热载体进行流态化燃烧，产生的垃圾热解气由垃圾热解装置顶部逸出，进入余热锅炉回收其热能产生蒸汽；
[0020]垃圾热解后产生的半焦和固体热载体一起经输送装置进入燃烧装置，在燃烧装置内，通入助燃剂将半焦和固体热载体-燃烧，热载体被加热900?1100°C，烟气由燃烧装置顶部逸出进入汽包产生蒸汽，给再生塔溶液的再生供热和变换反应提供蒸汽；
[0021]3)垃圾热解气净化:步骤2)回收热能后的垃圾热解气进入洗涤塔底部，与洗涤塔中的碱液逆流接触，脱除热解气中的HCl气体；出洗涤塔的垃圾热解气进入脱重烃塔底部，在脱重烃塔内脱除CnHm(CnHm指的是有机物中的烃类物质，也就是除甲烷之外的有机物，n，m为整数)，出脱重烃塔的垃圾热解气进入吸收塔脱除垃圾热解气中的h2s、COS (羰基硫)和CO2;出吸收塔的垃圾热解气进入脱氧反应器；
[0022]4)甲烷化:出脱氧反应器的垃圾热解气进入甲烷化单元，通过装有镍催化剂的反应器而生成甲烷，反应的温度通过甲烷化工艺回路调节，即将甲烷化生成的气体循环到甲烷化反应器入口，通过稀释原料气来降低反应的热量，反应气进口的温度为300?400°C，反应压力为3.2?3.8MPa，反应产生的热量用于产蒸汽；
[0023]5)干燥和脱汞:出甲烷化单元的气体进入脱汞和干燥设备，用浸硫活性炭脱汞和分子筛吸附剂吸收水；(用装有浸硫活性炭吸附床脱汞，汞与浸硫活性炭上的硫产生化学反应生成硫化汞，吸附在活性炭上，从而达到脱除汞之目的；气体自上而下通过装有分子筛吸附剂的脱水塔，分子筛吸附剂高表面积体积比的特性使得该吸附床可以吸收水而产生干气，干气的水含量低于I X 10_6，经干燥和脱汞处理后的甲烷气体中水的含量〈lppm，汞含量小于 10ng/m3;
[0024]6)液化:出干燥单元的甲烷气体进入液化单元，在液化单元采用混合制冷剂液化甲烷，甲烷被冷却后经气液分离器分离后，液相进入精馏塔中部进行精馏，塔釜获得LNG产品O
[0025]步骤I)中，是将调湿的垃圾经过刮板冲击由不同的筛网筛出，将玻璃陶土和厨余分离出来，并分离出塑料和全部的金属，以及6纸张来；将筛选后的可热解物质经剪切和滚压破碎到3?5mm粒径。用于热解垃圾的包括:有机质(厨余、纸张、纤维)、塑料、水分、无机物、金属。
[0026]所述步骤2)中以河砂、石英砂或者氧化铝小球为固体热载体。助燃剂为空气。
[0027]其中，所述步骤2)垃圾热解产生的热解气体由垃圾热解装置顶部逸出，经过热解装置顶部高温旋风除尘后，进入余热锅炉回收其热能产生蒸汽，给再生塔溶液的再生供热和CO变换反应提供蒸汽。
[0028]进一步地，回收热能后的垃圾热解气降温至50°C以下，进入压缩机增压到3.5MPa，然后进行垃圾热解气净化。
[0029]其中，所述步骤3)中碱液是30%氢氧化钠溶液、石灰乳或者氨水中的一种或多种；步骤3)中采用低温甲醇洗脱工艺和/或醇胺法脱除垃圾热解气中的&5、0^和CO2，所述低温甲醇洗脱工艺中使用的甲醇失效后经再生塔再生，循环使用。
[0030]所述步骤3)中，脱氧反应器内采用活性氧化铝镀钯催化剂，去除气体中氧杂质和烃类杂质的高活性催化剂，活性氧化铝镀钯催化剂无须再生，操作简便安全，使用寿命长。进一步优选地，进入脱氧反应器之前垃圾热解气先用压缩机增压到3.5MPa。
[0031]其中，所述步骤3)中重烃脱除在两个装有分子筛(MS)、硅胶(SG)和活性炭(AC)的吸附塔中完成，运行时，一个塔处于吸附状态，另一个塔处于再生待用状态。热解气自上而下依次通过吸