专利名称：处理有机物的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理例如下水污泥的有机物的方法和装置将有机物气化为可燃气体，并将该可燃气体用作燃气发动机或燃气轮机的燃料，从而以电或类似物的形式回收动力(能量)。
背景技术：
目前，处理具有高含水量的有机物如下水污泥(含水量为70％或更高的有机物)的可用方法概括地分为厌氧消化法和焚烧法。厌氧消化法能够回收能量，因为它通过甲烷发酵而产生甲烷气，但是缺点在于该方法由于反应速度慢而需要大型消化罐，所以该方法存在增加设备成本的问题，一旦其反应状态被打乱，所述方法就要费时来恢复，因为该方法是生物反应，且该方法需要用于处理最后产生的消化下水污泥的焚烧装置。
焚烧法反应时间快且只需要小型焚烧炉，但缺点在于由于具有高含水量的脱水下水污泥因为其自身的热值而不能被燃烧，所以需要干燥脱水下水污泥以降低它的含水量，因此该方法需要大型干燥设备和大型换热器，从而导致产生由于需要供应重油等的能量作为干燥所述下水污泥的热源的耗能设备。
发明内容
下水污泥处理服务目前通过地方政府的税收资金来进行。该项服务的运转未来将受到由于引入PFI(私人金融投资)而大幅度降低其初期投资和运行成本的压力。
本发明的目的是解决处理有机物如下水污泥的问题，和提供一种在大幅度降低初期投资和运行成本下处理有机物的方法和装置。
根据本发明的第一个方面，提供了一种处理有机物的方法，该方法包括以下步骤干燥作为原料的有机物；气化干燥后的原料以产生生成气体；和从通过所述气化步骤产生的生成气体和/或燃烧气体中回收显热；其中空气、氮气、二氧化碳气体，或空气、氮气和二氧化碳气体中至少两种的混合物被用作该回收步骤中所使用的加热介质，并且该回收步骤中加热后的加热介质被引入干燥步骤中，作为用于干燥的加热介质气体。
根据本发明的第一个方面，由于在回收步骤中从气化步骤中产生的可燃气体(生成气体)和/或燃烧气体中回收显热，且加热后的加热介质气体被引入干燥步骤中作为用于干燥的加热介质气体，所以降低了所述有机物中的含水量，并且由于在气化步骤中水的蒸发而降低了用于提高冷气效率的热量消耗。
在本发明的一个优选方面中，在干燥步骤中使用了用于使加热介质气体与原料直接接触的原料干燥设备，并且用通过下水处理装置排放的下水处理水来冷却通过蒸发水来增加其湿度的加热介质气体，以冷凝加热介质气体中的水分和降低加热介质气体的湿度，并将湿度已降低的加热介质气体重新作为用于干燥的加热介质气体。
根据本发明，在干燥步骤中通过下水处理装置排放的处理过的下水冷却通过蒸发水来增加其湿度的用于干燥的加热介质气体，以冷凝加热介质气体中的水分，由此降低该加热介质气体的湿度和将该加热介质气体重新作为用于干燥的加热介质气体。因而，可以有效地干燥有机物，并可以最大限度地利用用于干燥的加热介质气体的热量来干燥具有高含水量的有机物。
在本发明的一个优选方面中，当采用处理过的下水来冷却用于干燥的加热介质气体时，使加热介质气体和处理过的下水彼此直接接触，以便用处理过的下水冷却加热介质气体并洗掉包含在所述加热介质气体中的固体物质。
通过上面的安排，因为使加热介质气体和处理过的下水彼此直接接触，不仅有效地冷却了加热介质气体以冷凝掉水分，而且处理过的下水可以洗掉包含在加热介质气体中的尘粒(dust particle)。在本发明应用于下水处理装置中的下水污泥处理的情况下，如果水洗器被用作使用于干燥的加热介质气体与处理过的下水彼此直接接触的冷凝装置，那么就需要大量的水来冷凝所述水分。然而，因为在下水处理装置中存在大量的处理过的下水，所以仅用部分处理过的水就可以冷凝掉所述水分。可以通过下水处理装置中的水处理设备处理用于冷凝掉水分的水，不需要新设备。
在本发明的一个优选方面中，由气化步骤产生的生成气体被引入燃气发动机或燃气轮机中，由此回收动力。
因在气化步骤产生的生成气体被引入到燃气发动机或燃气轮机中来回收动力，就可以在低初期投资和低运行成本下用小型装置处理具有高含水量的有机物。
在本发明的一个优选方面中，用包括空气、氮气、二氧化碳气体，或空气、氮气和二氧化碳气体中至少两种的混合物的加热介质气体从燃气发动机或燃气轮机排放的废气中回收热能，且已加热的加热介质气体被引入到干燥步骤中，以作为用于干燥的加热介质气体。
由于利用加热介质气体从燃气发动机或燃气轮机排放的废气中回收热能，并将通过回收热能加热后的加热介质气体引入到原料干燥步骤中，所以来自燃气发动机或燃气轮机的废气的热量可以用于干燥具有高含水量的有机物，并且气化步骤中由于水的蒸发而导致的热量消耗因增加的气化效率而降低。
如果有机物如下水污泥等具有非常高的含水量，并且不能通过从气化步骤或者从包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收步骤中回收的热量充分地干燥，那么气化步骤中的冷气效率可能会降低，将不能得到足够量的生成气体，并且所述动力回收步骤中的输出量可能会降低。这种情况会降低动力回收工序中的装置运行率，导致经济不理想情况。
在本发明的一个优选方面中，将包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给燃气发动机或燃气轮机。
通过这样的安排，防止了动力回收步骤装置运行率的降低。由于从动力回收步骤中释放出的热量的量提高了，所述热量可以作为用于加热加热介质气体的热源，以干燥来维持有机物的干燥水平，即使所述有机物是具有非常高含水量的下水污泥。所以提高了气化步骤中的冷气效率，增加了从具有高含水量的有机物中回收的能量。
在本发明的一个优选方面中，调节提供燃气发动机或燃气轮机的燃料量，以便从气化步骤中产生的生成气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于在干燥步骤中所需要的热能数量。
由于为了保持从气化步骤中产生的生成气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机的废气中回收的热能数量的总和等于或高于在原料干燥步骤中所需要的热能数量，提供给燃气发动机或燃气轮机的燃料量被调整，所以从具有高含水量的有机物中的能量回收率得到了提高，并较少受季节依赖型变化的影响。
根据本发明的第二方面，还提供了一种处理有机物的方法，其包括以下步骤将有机物提供给气化室；在该气化室内气化所述有机物以产生可燃气体和残渣；在燃烧室内燃烧气化室内产生的残渣以产生燃烧气体；和将在气化室内产生的可燃气体引入燃气发动机或燃气轮机中以回收动力；其中所述气化室和燃烧室配置在内循环流化床气化炉中，并在所述气化室和燃烧室之间循环床层物料。
根据本发明的第二方面，因为具有高含水量的有机物在内循环流化床气化炉的气化室中被气化以产生可燃气体，可燃气体被引入到燃气发动机或燃气轮机中以便由此回收动力，所以可以在低初期投资和运行成本下采用小装置来处理具有高含水量的有机物，如下水污泥。
在本发明的一个优选方面中，在所述气化室内产生的可燃气体、在所述燃烧室内产生的燃烧气体和来自所述燃气发动机或燃气轮机的废气与空气之间进行热交换，以便从这些气体中回收显热，并将通过热回收加热后的空气作为用于干燥有机物的干燥空气。
由于从来自内循环流化床气化炉的生成气体(可燃气体)和燃烧气体与来自燃气发动机或燃气轮机的废气中回收显热，且加热后的空气作为用于干燥有机物的干燥空气，所以降低了有机物的含水量，并且由于在内循环流化床气化炉中水的蒸发而导致的热量消耗因为提高了的气化效率而降低。另外，不需要用于干燥有机物的辅助燃料。
在本发明的一个优选方面中，通过所述干燥空气和可燃气体、所述燃烧气体和废气之间的热交换，用于干燥有机物的干燥空气被加热，并被再次循环用于干燥空气，而部分循环的干燥空气被引入到内循环流化床气化炉中，并在其中进行除臭。
通过干燥空气和生成气体、燃烧气体和废气之间的热交换，已用于干燥有机物的干燥空气被加热并再次循环用于干燥空气。这样，所述干燥空气的热量可被最大限度地用于干燥高含水量的有机物。当用干燥空气干燥下水污泥时会产生大量的恶臭空气，并且需要除臭。根据本发明，通过循环而不排放恶臭的干燥空气来干燥有机物，部分恶臭的干燥空气作为燃烧气被引入燃烧室中，以在高温下燃烧恶臭组分。因此，不排放恶臭的干燥空气，且不需要除臭装置。由于不需要除臭装置，所以降低了初期投资和运行成本。
在本发明的一个优选方面中，将用于干燥有机物的干燥空气中的水分冷凝掉，以降低干燥空气中的含水率。
由于用于干燥具有高含水量的有机物的干燥空气中的水分被冷凝掉，从而降低了所述干燥空气中的含水率，且所述干燥空气被再次用于干燥有机物，因此所述有机物可以得到有效干燥。
在本发明应用于下水处理装置中的下水污泥处理的情况下，如果水洗器被用作冷凝装置，那么就需要大量的水来冷凝所述水分。然而，因为在下水处理装置中存在大量的处理过的下水，所以可以用仅仅部分处理过的水来冷凝掉该水分。可以通过下水处理装置中的水处理设备处理用于冷凝掉所述水分的水，不需要新设备。
在本发明的一个优选方面中，通过干燥空气和冷却水之间的直接热交换，干燥空气中的水分被冷凝掉。
在本发明的一个优选方面中，用下水排放水作为冷却水以冷凝掉干燥空气中的水分。
在本发明的一个优选方面中，提供了洗涤器以清洁由所述气化室提供的可燃气体，在所述洗涤器上游提供降温除尘设备，借此通过所述降温除尘设备处理可燃气体，以使所述可燃气体的温度降低到150℃至250℃，以冷凝可燃气体中的焦油和除去可燃气体中的灰尘，然后将所述可燃气体装入所述洗涤器中。
在本发明的一个优选方面中，将包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给所述燃气发动机或燃气轮机。
根据本发明，如果在气化步骤中的冷气效率降低并且不能利用到足够量的生成气体(可燃气体)，那么就可以将诸如天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或A重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给所述燃气发动机或燃气轮机。通过这样的布置，防止了动力回收步骤装置运行率的降低。即所述有机物是具有非常高含水量的下水污泥，也可保持有机物的干燥水平。因为气化步骤中的冷气效率得到了提高，所以提高了从具有高含水量的有机物中回收的能量的量。
在本发明的一个优选方面中，提供给燃气发动机或燃气轮机的燃料量被调节，以便从内循环流化床气化炉中产生的可燃气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于干燥有机物所需要的热能数量。
由于为了保持从内循环流化床气化炉中产生的生成气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机的废气中回收的热能数量的总和等于或高于在原料干燥步骤中所需要的热能数量，调节了提供给燃气发动机或燃气轮机的燃料量，提高了从具有高含水量的有机物中的能量回收率，并较少受季节依赖型变化的影响。
根据本发明的第三个方面，提供了一种处理有机物的装置，其包括为气化有机物以产生可燃气体和残渣而配置的气化室；为燃烧气化室内产生的残渣以生成燃烧气体而配置的燃烧室；和为了将在所述气化室内产生的可燃气体提供给燃气发动机或燃气轮机以回收能量而配置的进料设备；其中所述气化室和燃烧室配置在内循环流化床气化炉中，在所述气化室或所述燃烧室之间循环有床层物料。
因为具有高含水量的有机物在内循环流化床气化炉的气化室内被气化产生可燃气体(生成气体)，而所述可燃气体被引入燃气发动机或燃气轮机以由此回收能量，所以可以在低初期投资和低运行成本下用小装置处理具有高含水量的有机物，例如下水污泥。
在本发明的一个优选方面中，所述装置进一步包括用于干燥所述有机物的干燥设备；和用于气化室内产生的可燃气体、燃烧室内产生的燃烧气体和来自燃气发动机或燃气轮机的废气及空气之间进行热交换，以便从这些气体中回收显热的空气预热器；其中在所述空气预热器中通过热回收加热后的空气被作为干燥空气而引入所述空气预热器中。
由于通过空气预热器从来自内循环流化床气化炉的生成气体(可燃气体)和燃烧气体与来自燃气发动机或燃气轮机的废气中回收显热，作为干燥空气而用于干燥具有高含水量有机物的加热后的空气被引入干燥设备中，从而降低了有机物的含水量，而由于在内循环流化床气化炉中水的蒸发所导致的热量消耗因提高的气化率而降低。另外，不需要用于干燥有机物的辅助燃料。
在本发明的一个优选方面中，所述装置进一步包括用于将所述干燥设备中排放并通过所述空气预热器加热后的干燥空气再次引入所述干燥设备中的干燥空气循环通道；其中循环通过所述干燥空气循环通道的部分干燥空气被作为燃烧气体引入到所述燃烧室中，并在其中进行除臭。
由于用于干燥具有高含水量有机物的排放的干燥空气被干燥空气和生成气体、燃烧气体和废气之间的热交换所加热，并且被作为干燥空气通过干燥空气循环通道而引入到干燥设备中，所以可以最大限度地利用干燥空气的热量干燥具有高含水量的有机物。当使用干燥空气干燥下水污泥时会产生大量的恶臭空气，并且需要除臭。根据本发明，所述恶臭的干燥空气被限制在干燥空气循环通道中并被用于干燥所述有机物，并且部分恶臭的干燥空气被引入到燃烧室中在高温下燃烧恶臭组分。因此，不用排放恶臭的干燥空气，并且不需要除臭装置。由于不需要除臭装置，所以降低了初期投资和运行成本。
在本发明的一个优选方面中，该装置进一步包括用于冷凝掉干燥空气中的水分以便降低干燥空气中含水率的冷凝器；其中从所述干燥设备中排放的干燥空气被引入所述冷凝器中。
从干燥设备排放的含有大量水分的干燥空气被引入所述冷凝器中，并冷凝掉干燥空气中的水分以降低干燥空气中的含水率。然后，该干燥空气被提供给干燥设备。因此，可以有效地干燥有机物。在本发明应用于下水处理装置中的下水污泥处理的情况下，如果水洗器被用作冷凝装置，那么将需要大量的水来冷凝所述水分。然而，因为在下水处理装置中存在大量处理过的下水，所以可以采用仅仅部分处理过的水来冷凝掉水分。可以通过下水处理装置中的水处理设备来处理用于冷凝掉水分的水，不需要新设备。
在本发明的一个优选方面中，包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或A重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给燃气发动机或燃气轮机。
根据本发明，如果在内循环流化床气化炉的气化室中的冷气效率降低，并且不能利用到足够量的生成气体，那么就可以将诸如天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或A重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给燃气发动机或燃气轮机。这样，防止了动力回收工序的装置运行率的降低。即使有机物是具有非常高含水量的下水污泥，也可保持有机物的干燥水平。气化步骤中的冷气效率得到了提高，从而提高了从具有高含水量的有机物中回收的能量的量。
在本发明的一个优选方面中，提供给燃气发动机或燃气轮机的燃料量被调节，以使从内循环流化床气化炉中产生的可燃气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于干燥有机物所需要的热能数量。
由于为了保持从内循环流化床气化炉中产生的生成气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从燃气发动机或燃气轮机的废气中回收的热能数量的总和等于或高于在原料干燥步骤中所需要的热能数量，调节提供燃气发动机或燃气轮机的燃料量，从而提高了从具有高含水量的有机物中的能量回收率，并较少受季节依赖型变化的影响。
图1所示为根据本发明用于实施处理具有高含水量有机物的方法的处理装置的基本系统布置方框图；图2所示为根据本发明另外的用于实施处理具有高含水量有机物的方法的处理装置的基本系统布置方框图；图3A和3B所示为根据本发明处理装置处理下水污泥时发电输出量的季节性变化和所需电力的图；图4所示为根据本发明处理具有高含水量有机物的处理装置的系统布置示意图；图5所示为脱水下水污泥组分实例的图表；图6所示为根据本发明用于处理具有高含水量有机物的处理装置实施下水污泥处理工序的计算实例的图表；图7所示为根据本发明处理具有高含水量有机物的处理装置的系统布置示意图；和图8所示为根据本发明另外的用于实施处理具有高含水量有机物的方法的处理装置基本系统布置方框图。
具体实施例方式
下面将结合附图描述本发明的实施方案。在所述实施方案中，在下水处理装置中安装了处理有机物的处理装置，以处理具有高含水量的有机物，例如下水污泥等。
图1所示为根据本发明用于实施处理具有高含水量有机物的方法的处理装置的基本系统布置。如图1中所示，所述处理装置具有用于干燥含有高含水量有机物如下水污泥等的原料干燥工序51、用于热解及气化干燥后的有机物的热解及气化工序52、用于从通过有机物热解产生的生成气体中回收显热的生成气体显热回收工序53、用于冷却所述生成气体的生成气体冷却工序54、用于清洁所述生成气体的生成气体清洁工序55、动力回收工序56、动力回收体系废热回收工序57、以及用于除去加热介质气体121中水的脱湿工序58。
在热解及气化工序52中，使用了通过部分氧化气化原料的部分氧化型气化炉。该部分氧化型气化炉是用于在其中燃烧部分原料并利用通过部分原料燃烧所产生的热量热解及气化余下的原料，从而产生作为生成气体的燃烧气体组分和热裂解气体组分混合物的炉子。尽管优选内循环流化床气化炉作为气化炉，但如果可稳定地使用辅助燃料，那么因为辅助燃料，产生的生成气体质量的变化减小，因此在热解及气化工序52中可以使用普通的气化炉。
根据具有以上布置的处理装置，在原料干燥工序51中，提供包括具有高含水量(含水量70％或以上)的有机物例如下水污泥的原料120并对其进行干燥，干燥后的原料120′被提供给热解及气化工序52。在热解及气化工序52中，燃烧部分原料120′，余下的原料120′被通过部分原料120′燃烧所产生的热量热解及气化，然后包括燃烧气体组分和热解气体组分混合物的生成气体123被提供给生成气体显热回收工序53。其显热在生成气体显热回收工序53中回收的生成气体在生成气体冷却工序54中被冷却，并且在生成气体清洁工序55中被清洁，然后被提供给运转发电机(没有显示)以回收电能111的动力回收工序56。
来自动力回收工序56的废气被输送到动力回收体系的废热回收工序57。其热量已经通过动力回收体系废热回收工序57回收的废气113由废气处理装置等(没有显示)处理，然后从排气管等排放。动力回收体系废热回收工序57具有加热介质通道L，以使包括空气、氮气、二氧化碳气体或其混合物的加热介质气体121穿过其中。该加热介质气体121被动力回收体系废热回收工序57中回收的热量所加热，然后输送到生成气体显热回收工序53中。所述加热介质气体121被从生成气体显热回收工序53的生成气体123中回收的热量进一步加热，然后输送到原料干燥工序51和热解及气化工序52中，其中所述加热介质气体121被用于为干燥原料120和热解及气化原料120′提供热量。当加热介质气体121短缺时，用包括空气、氮气、二氧化碳气体或其混合物的加热介质气体121供应加热介质通道L。
将处理过的下水109提供给脱湿工序58、生成气体冷却工序54和生成气体清洁工序55。原料干燥工序51使用通过使原料120与加热后的加热介质气体121直接接触的干燥原料120的原料干燥设备。已用于原料干燥设备中进行干燥并且其湿度已由于从原料120蒸发出水而提高的加热介质气体121被输送到脱湿工序58。在脱湿工序58中，用处理过的下水109冷却该加热介质气体121以冷凝所述加热介质气体121中的水，由此降低该加热介质气体121的湿度。通过动力回收体系废热回收工序57和生成气体显热回收工序53中回收的热量加热湿度降低了的加热介质气体121，并将其再次用作原料干燥工序51和热解及气化工序52中的热源。脱湿工序58具有使加热介质气体121和处理过的下水109彼此直接接触，以便用处理过的下水109洗掉包含在加热介质气体121中的尘粒的洗涤器等。
在生成气体冷却工序54中，用处理过的下水109冷却来自生成气体显热回收工序53的生成气体123。该冷却后的生成气体123用在生成气体清洁工序55中处理过的下水109来清洁。由此已清洁除尘的生成气体123被提供给动力回收工序56中的燃气发动机或燃气轮机。已经提供给脱湿工序58、生成气体冷却工序54和生成气体清洁工序55的处理过的下水109被作为废水122输送到下水处理装置。
如果原料120具有非常高的含水量，像具有非常高含水量的有机物例如下水污泥，并且其不能由热解及气化工序52及包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56释放出的热量充分地干燥，那么就可能降低热解及气化工序52中的冷气效率，不能产生足够量的生成气体123，并且可能降低动力回收工序56的输出。这种情况会降低动力回收工序56的装置运行率，导致经济不理想情况。在此情况下，可以通过将例如天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或A重油的燃料124作为辅助燃料或主要燃料提供给包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56，以防止动力回收工序56的装置运行率的下降。
通过这样的安排，由于从动力回收工序56中释放出的热量提高了，所以加热介质气体121被从动力回收体系废热回收工序57中回收的热量加热，并且被用作原料干燥工序51和热解及气化工序52中的热源。因此，即使原料120是具有非常高含水量的下水污泥，原料120的干燥水平也可以得到维持。这样可以提高热解及气化工序52中的冷气效率，并可以增加从包括具有高含水量有机物的原料120中回收的能量。在此情况下，调节提供给动力回收工序56的燃料124的量(在此情况下，忽略提供给热解及气化工序52的热能)，以便从热解及气化工序52产生的生成气体123中回收的热能数量与从包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56的废气中回收的热能数量的总和等于或高于原料干燥工序51中所需热能数量，从而提高包括具有高含水量的有机物原料120的能量回收率，并降低原料120的能量回收率的季节性变化。
图2所示为根据本发明另外的用于实施处理具有高含水量有机物的方法的处理装置基本系统布置。如图2中所示，所述处理装置包括代替图1中所显示的热解及气化工序52的内循环流化床气化工序59。在所述内循环流化床气化工序59中，配置了内循环流化床气化炉，其中在一个炉中提供了气化室和燃烧室，并且在这两个室中循环床层物料。来自内循环流化床气化工序59的生成气体123被输送到回收生成气体123中热量的生成气体显热回收工序53，然后经生成气体冷却工序54冷却。冷却的生成气体123由生成气体清洁工序55清洁，并且被提供给动力回收工序56。来自内循环流化床气化工序59的燃烧气体125被输送到回收燃烧气体125中热量的燃烧气体显热回收工序60，然后被输送到除去燃烧气体125中灰尘的除尘工序61。其后，燃烧气体125被作为废气113排放到系统外。
在原料干燥工序52中已用于原料120的干燥并且其湿度已提高的加热介质气体121被输送到脱湿工序58中，其中加热介质气体121中的水被冷凝和除去。湿度降低了的加热介质气体121被动力回收体系废热回收工序57和生成气体显热回收工序53中所回收的热量加热，并进一步在燃烧气显热回收工序60中加热。其后，加热介质气体121被输送到原料干燥工序52和内循环流化床气化工序59中。生成气体在生成气体清洁工序55中被清洁，已除去的灰尘返回到内循环流化床气化工序59中的内循环流化床气化炉的燃烧室中，在此灰尘被燃烧掉。
根据具有以上布置的处理装置，在原料干燥工序51中，提供包括具有高含水量(含水量70％或以上)的有机物如下水污泥的原料120及对其进行干燥，而干燥后的原料120′被提供给内循环流化床气化工序59。在所述内循环流化床气化工序59中，原料120′在气化室中利用通过在燃烧室中焦炭(热解残渣)燃烧产生的热量热解和气化，然后生成气体123被提供给生成气体显热回收工序53。其显热已经在生成气体显热回收工序53中回收的生成气体在生成气体冷却工序54中被冷却，并在生成气体清洁工序55中被清洁，然后被提供给驱动发电机(没有显示)以回收电能111的动力回收工序56。
来自动力回收工序56的废气113被输送到动力回收体系的废热回收工序57。其热量已由动力回收体系废热回收工序57回收的废气113被废气处理装置等(没有显示)处理，然后从排气管等排出。动力回收体系废热回收工序57具有加热介质通道L，可以使包括空气、氮气、二氧化碳气体或其混合物的加热介质气体121穿过其中。该加热介质气体121由动力回收体系废热回收工序57中所回收的热量加热，然后被输送到生成气体显热回收工序53中。该加热介质气体121由从生成气体显热回收工序53的生成气体123中所回收的热量进一步加热，然后被输送到燃烧气体显热回收工序中由燃烧气体125来加热。从燃烧气体显热回收工序排放的加热后的加热介质气体121被输送到原料干燥工序51和内循环流化床气化工序59中，其中所述加热介质气体121被用于为干燥原料120和热解及气化原料120′提供热量。当加热介质气体121短缺时，包括空气、氮气、二氧化碳气体或其混合物的加热介质气体121被提供给加热介质通道L。
用处理过的下水109为脱湿工序58、生成气体冷却工序54和生成气体清洁工序55供料。原料干燥工序51使用通过使原料120与加热后的加热介质气体121直接接触来干燥原料120的原料干燥设备。已经用于原料干燥设备中的干燥并且其湿度由于从原料120中蒸发出的水而提高了的加热介质气体121被输送到脱湿工序58。在脱湿工序58中，用处理过的下水109冷却该加热介质气体121，以冷凝所述加热介质气体121中的水，由此降低该加热介质气体121的湿度。该加热介质气体121由于在动力回收体系废热回收工序57和生成气体显热回收工序53中回收的热量加热而湿度降低，并再次被用作原料干燥工序51和热解及气化工序52中的热源。脱湿工序58具有使加热介质气体121和处理过的下水109彼此直接接触，以便用所述处理过的下水109洗掉包含在加热介质气体121中的尘粒的洗涤器等。
在生成气体冷却工序54中，来自生成气体显热回收工序53的生成气体123由处理过的下水109冷却。所述冷却后的生成气体123由在生成气体清洁工序55中处理过的下水109清洁。其中已经清洁除尘的生成气体123被提供给动力回收工序56中的燃气发动机或燃气轮机。提供给脱湿工序58、生成气体冷却工序54和生成气体清洁工序55的处理过的下水109被作为废水122输送到下水处理装置。
如果原料120具有非常高的含水量，像具有非常高含水量的有机物如下水污泥，并且不能由热解及气化工序52和包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56中释放出的热量充分干燥，那么可能降低热解及气化工序52中的冷气效率，不能产生足够量的生成气体123，并且可能降低动力回收工序56的输出量。这种情况会降低动力回收工序56的装置运行率，导致经济不理想情况。在此情况下，可以通过将例如天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油、或A重油的燃料124作为辅助燃料或主要燃料提供给包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56，防止动力回收工序56的装置运行率的下降。
通过这样的安排，由于从动力回收工序56中释放出的热量提高了，加热介质气体121被从动力回收体系废热回收工序57中回收的热量所加热，并被用作原料干燥工序51和内循环流化床气化工序59中的热源。因此，即使原料120是具有非常高含水量的下水污泥，也可以维持原料120的干燥水平。这样可以提高内循环流化床气化工序59中的冷气效率，并可以增加从包括具有高含水量有机物的原料120中回收的能量。在此情况下，调节提供给动力回收工序56的燃料124的量(在此情况下，忽略提供给内循环流化床气化工序59的热能)，以便从内循环流化床气化工序59中产生的生成气体123中回收的热能数量与从包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56的废气中回收的热能数量的总和等于或高于原料干燥工序51中所需热能数量，从而提高包括具有高含水量有机物的原料120的能量回收率，降低原料120的能量回收率的季节性变化。
图3A和3B所示为通过图1中所显示的处理装置处理下水污泥的实例图。图3A显示了其中没有用民用燃气作为辅助燃料补充时动力回收工序56的实例，和图3A显示了其中有民用燃气作为辅助燃料补充时动力回收工序56的实例。在图3A和3B中，实心曲线a表示整个下水处理装置所需发电功率的量，虚曲线b表示下水处理所消耗电功率的量，实心曲线c表示由下水污泥产生的电功率的量。竖轴表示发电功率输出量和所需电功率，横轴表示时间。
下水污泥具有它自身的性质，特别是其脱水时的含水量随季节变化很大。如果不用民用燃气补给动力回收工序56，如图3A所显示的，从下水污泥中所回收的能量(发电功率量)将随季节变化。如果用民用燃气补给动力回收工序56，如图3B所显示的，从下水污泥中所回收的能量(发电功率量)增加，其变化减少。在图3B中，“A”表示在由所补给的民用燃气直接导致的发电功率量的增加值，“B”表示在从下水污泥中所回收的能量(发电功率量)的增加值，因为在补给民用燃气的动力回收体系废热回收工序57中所回收的热量增加而提高了下水污泥的干燥水平，由此提高了冷气效率。
当将民用燃气作为辅助燃料提供给包括燃气发动机或燃气轮机的动力回收工序56时，从动力回收工序56中释放的热量增加，所以确保了干燥原料的热源。因而，原料120的干燥水平提高。由此，热解及气化工序52中的冷气效率提高，从而增加了可以从原料120中回收的气体的量。结果，可以用与热电联产系统相同的方式有效利用提供的辅助燃料的能量，并且使得辅助燃料的利用效率非常高。
图4所示为具有本发明用于处理含有高含水量有机物的处理装置的系统布置。如图4中所示，用于处理具有高含水量有机物的所述处理设备包括干燥设备10、内循环流化床气化炉11、空气预热器12、冷凝器13、空气预热器14、洗涤器15和燃气发动机16等。
干燥设备10用干燥空气105干燥下水污泥101(具有70％或更高的含水量)以降低其含水量。已用于下水污泥干燥的干燥空气105被输送到冷凝器13。内循环流化床气化炉11具有在一个炉中的气化室11-1和燃烧室11-2。在气化室11-1中的流化床11-1a和在燃烧室11-2中的流化床11-2a在隔离壁11-3下面的下末端相互连通。在流化床11-2a中的床层物料103流入流化床11-1a中，并且在气化室11-1和燃烧室11-2之间循环。
下水污泥101被提供给通过来自干燥空气循环通道(下面所描述的)的用于干燥的空气(干燥空气)来干燥它的干燥设备10，并且因此降低装入的下水污泥101的含水量。然后下水污泥101被装入内循环流化床气化炉11的气化室11-1中。装入的下水污泥101被热解及气化为可燃生成气体102，所述生成气体被输送入空气预热器12。在气化室11-1中未被热解及气化的焦炭(热解残渣如固体碳等)和床层物料103一起穿过隔离壁11-3下面下末端的通道进入燃烧室11-2的流化床11-2a中。在燃烧室11-2中，所述焦炭被燃烧产生燃烧气体104。燃烧气体104被从内循环流化床气化炉11输送到空气预热器14。通过焦炭燃烧被加热到较高温度的流化床11-2a中的床层物料103从另一个通道返回到气化室11-1的流化床11-1a中。返回的床层物料103的热量被用来热解及气化下水污泥101。
在空气预热器12中，输送到空气预热器12中的生成气体102和干燥空气105之间发生热交换。生成气体102的显热被回收，干燥空气105被加热。穿过空气预热器12的生成气体102被输送到洗涤器15。在洗涤器15中，生成气体102被补给到其中的处理过的下水109清洁，然后提供给燃气发动机16。在洗涤器15中，已经用于生成气体102清洁的处理过的下水109变为洗涤器废水106，并作为下水排放水110排出。提供给燃气发动机16的生成气体102作为燃气发动机的动力燃料被消耗，并通过燃气发动机16驱动发电机(没有显示)以产生电111。在燃气发动机16开始运转或在夏季下水污泥101的含水量高并且干燥热量短缺导致冷气效率的降低、且可以从下水污泥中回收的可燃气体量减少时，使用民用燃气112。
从燃气发动机16中排放的废气107被输送到空气预热器18，这样就实现了废气107和干燥空气105之间的热交换。其后，部分废气107由鼓风机19输送到内循环流化床气化炉11中，其中所述废气107被用作气化室11-1的流化床11-1a中的流化气体，剩余的废气107从排气管21排放到大气中。从内循环流化床气化炉11的燃烧室11-2中排放的燃烧气体104被输送到空气预热器14，由此实现燃烧气体104和干燥空气105之间的热交换，以便从燃烧气体104中回收热量。其后，燃烧气体104被输送到从中除去灰分114等的袋式过滤器17。然后，部分燃烧气体104由鼓风机19输送到内循环流化床气化炉11的气化室11-1中，由此所述燃烧气体104被用作气化室11-1中流化床11-1a的流化气体，剩余的燃烧气体104作为废气113从排气管21排放到大气中。由于来自燃气发动机16的废气107和来自燃烧室11-2的燃烧气体104是含氧量非常低的气体，所以，所述废气107和燃烧气体104适合在气化室11-1中作为用于热解及气化所提供下水污泥的流化气体，不用烧掉提供的下水污泥。
用于干燥设备10中的下水污泥干燥、并已输送到冷凝器13的干燥空气105具有高的含水量。在冷凝器13中，这种水分被冷凝，并以冷凝108水除去，从而降低了干燥空气105中的水比率。具有降低了的水比率的干燥空气105被输送到空气预热器12，由此回收由气化室11-1提供的生成气体102的显热并加热干燥空气105。然后干燥空气105被输送到空气预热器14，由此回收由燃烧室11-2提供的燃烧气体104的显热并加热干燥空气105。然后干燥空气105被输送到空气预热器18，由此回收由燃气发动机16提供的废气107的显热并加热干燥空气105。然后，加热后的干燥空气105被再次输送到干燥设备10。
干燥设备10、冷凝器13、空气预热器12、空气预热器14、空气预热器18和干燥设备10一起组成闭环的循环通道(由粗实线指示)，其和被限制在其中的干燥空气105一起用作干燥空气循环通道L。因此，已用于下水污泥101的干燥并恶臭的干燥空气105没有被排放。部分干燥空气105从干燥空气循环通道L的A点(在干燥空气由空气预热器18中来自燃气发动机16的废气107所回收的显热加热后干燥空气通过的那点)抽出，并提供给内循环流化床气化炉11中的燃烧室11-2。在燃烧室11-2中，包含在干燥空气105中造成恶臭的组分被烧掉。因此，可以完成恶臭组分的除臭而不用提供任何特殊的除臭设备。所以，不需要任何特殊的除臭装置就可以未干燥空气105除臭。当干燥空气循环通道L中的干燥空气短缺时，通过鼓风机20将干燥空气105补充到干燥空气循环通道L。
由于从干燥设备10排放的干燥空气105含水量高，所以用于冷凝并且以冷凝水108除去该水分的冷凝器13应该优选包括利用处理过的下水109的水洗涤冷凝器。水洗涤冷凝器比壳管式冷凝器有更高的热交换效率，并且它具有不含污染物的传热面。此外，由于应该冷却干燥空气105以尽可能多地降低水蒸汽的分压，所以使用在每一段都提供冷水的多段洗涤器作为所述的水洗涤冷凝器。通过这样的布置，可以将包含大量尘粒的上游清洁水返回下水处理装置的原下水中，和可以将包含少量污染的冷凝水的下游清洁水返回到下水排放水110中。
图5和图6所示为在用上述处理装置处理下水污泥的方法中所使用的脱水下水污泥的设想组分，和该处理方法的计算实例。如图5中所示，假定脱水下水污泥包含77.0％的水、9.8％的碳、1.4％的氢、5.6％的氧、1.2％的氮、0.2％的硫、4.8％的灰分和具有4.37MJ/kg(1043.0kal/kg)的高热值、2.12MJ/kg(505.4kal/kg)的低热值和2.43MJ/kg(581.0kal/kg)的低热值(不包括燃烧氢的值)。图6中所示为每天用于300t下水污泥处理所产生的计算结果。
如果燃气发动机16具有35％的发电效率，气化炉原料热量输入(高热值)为15.2MW，通过干燥设备干燥的下水污泥101的含水量为15％、20％、30％、35％、40％和45％，那么相应的高热值MJ/kg(kal/kg)、低热值MJ/kg(kal/kg)、冷气效率％、发电端输出量MW和所需要的燃气发动机热辐射回收率％见图6中所示。
图7所示未根据本发明用于处理具有高含水量有机物的处理装置的另外的系统布置。在图7中所示的与图4中所示的那些相同的参考特征所表示的那些部分为与图4中所示的相同或相当的部分。图7中所示的处理装置与图4中所示的处理装置的不同之处在于图7中所示的处理装置还包括旋风分离器22、生成气体的降温除尘塔24及储气器25，还有替代冷凝器13的循环气除湿塔23。将下水污泥加入干燥设备10，并将温度80至120℃的干下水污泥通过旋风分离器22提供给内循环流化床气化炉11的气化室11-1中。穿过旋风分离器22的干燥空气105由循环气除湿塔23中温度为10至30℃的处理过的下水109冷却，以冷凝掉干燥空气105的水分。温度约40℃的下水排放水110从循环气除湿塔23中排出。
穿过循环气除湿塔23的干燥空气105由鼓风机26输送到空气预热器12。在空气预热器12中，回收来自内循环流化床气化炉11的气化室11-1的生成气体102(温度为600至700℃)的显热以加热干燥空气。然后加热后的干燥空气被输送到回收来自燃烧室11-2的燃烧气体104(温度为800至900℃)的显热的空气预热器14，由此干燥空气被加热到250至350℃。然后，干燥空气被再次提供干燥设备10。部分干燥空气从干燥空气循环通道L的A点抽出，即通过鼓风机27抽出由空气预热器14加热的部分干燥空气，并将其提供给燃烧室11-2。
来自气化室11-1的生成气体102的显热由预热器12回收，而生成气体102的温度被降低到约350至400℃。然后，生成气体102的温度在除尘塔24中进一步降低到约50至250℃。在通过生成气体降温除尘塔24使生成气体102的温度降低到约50至250℃，以及除去了生成气体102中的灰尘后，生成气体102被输送到洗涤器15，其中所述生成气体102通过处理过的下水109清洁，并使生成气体102的温度降至40至45℃，然后将其输送到储气器25。如果生成气体102含有相当大量的焦油，那么就通过生成气体降温除尘塔24使生成气体的温度降低到约50℃。其后，将生成气体102引入洗涤器15，并因此而防止洗涤器15受焦油问题的困扰。理想地应该通过平行下流式水洗器、喷射洗涤器等处理生成气体以便由此降低其温度和为其除尘。来自燃气发动机16的部分废气(温度约为150℃)被提供给内循环流化床气化炉11中的气化室11-1。当干燥空气循环通道L中的干燥空气短缺时，由鼓风机28用干燥空气105补充干燥空气循环通道L。其热量已由空气预热器14回收、其温度已降到约150℃的燃烧气体104流过袋式过滤器17，并从排气管21排放到大气中。
图8所示为根据本发明用于处理具有高含水量有机物的处理装置的另外的系统布置。如图8中所示，所述处理装置包括配置在图2中所显示的内循环流化床气化工序59下游的固-气分离工序62，以及配置在所述固-气分离工序62下游的生成气体重整工序63。在生成气体重整工序63之后的生成气体的流动与在图2中所示处理装置中生成气体的流动相似。
固-气分离工序62通过旋风分离器或过滤式分离器实现，在固-气分离工序62中，生成气体中的固体组分如焦炭和灰尘被分离并除去，然后所述固体组分被提供给内循环流化床气化工序59的燃烧室。在固-气分离工序62中，可被分离的颗粒的临界直径为30μm或以下，优选为20μm或以下，更优选为15μm或以下。如果使用旋风分离器，可以使用其中多个小型旋风分离器平行排列的多旋风分离器式分离器。
在固-气分离工序62中固-气分离后，生成气体123被引入生成气体重整工序63中，其中焦油和氮化合物被分解。为了防止残留在生成气体123中的灰尘熔融，可以在1000℃或以下、优选在950℃或以下、更优选在880或以下进行生成气体重整工序63。部分生成气体的部分氧化法适用于维持生成气体重整工序63的温度，而空气被用作部分氧化的氧化剂。虽然氧气可以用作所述氧化剂，但是由于内循环流化床气化炉中产生的生成气体包含高浓度的可燃气体，所以可以用空气进行部分燃烧，因为热值的降低较小。
为了有效地进行生成气体重整工序63，必须降低流入生成气体重整工序63中未反应原料的量。因而，不仅为了提高固-气分离工序62的性能，而且为了提高内循环流化床气化工序59中的气化转化率，通过原料的粒化来提高原料在气化炉中的停留时间是有效的。在原料为下水污泥的情况下，粒状物的直径可以为5mm至25mm，优选为5mm至15mm，更优选为5mm至10mm。
此外，为了提高气化炉中的气化转化率，将催化剂引入气化炉是必要的。通过将相对廉价的金属例如尽可能磨碎的铁或钙提供给气化炉以提高原料的气化转化率，因此生成气体重整工序63的负荷降低。通常，由于使金属颗粒化需要能量，所以可以以溶液的形式例如氯化铁提供金属。将所述氯化铁用作下水污泥的凝结剂，如果原料为通过使用所述氯化铁作为凝结剂而制成的下水污泥，那么因为凝结剂起催化剂的作用，所以这种原料适用于本发明。
提供给气化炉的催化剂组分流入生成气体重整工序63对气体重整和气体轻化具有好影响。因此，催化剂的提供甚至可以在同样的重整温度下缩短气体在生成气体重整工序63中的停留时间。如果没有催化剂，在900℃的重整温度下通常所需要的停留时间为4至8秒。然而，在由氯化铁凝结的下水污泥的情况下，通过约一半或一半以下的停留时间就可以获得同样的气体重整效果。
内循环流化床气化工序59中的燃烧气体125几乎不包含水分，并且氧浓度通常保持在5％或以下，因此燃烧气体125适于作为干燥原料的加热介质气体121。因此，用于干燥原料的加热介质气体的补充气体可以由不是空气而是内循环流化床气化工序59的燃烧气体125组成。在此情况下，由于在加热介质气体的氧气浓度变为5％或以下，所以这样的加热介质气体不可以用作内循环流化床气化工序59的燃烧室的流化气体。因此，在内循环流化床气化工序59的燃烧气体125用作干燥原料的加热介质气体的情况下，取出部分加热介质气体，而取出的加热介质优选适用于内循环流化床气化工序59中的气化室的流化气体。
现在，返回到图7中所示的处理设备，来自燃气发动机16的废气的热量未被回收。然而，图7中所示处理装置可以具有与图4所示处理装置相同的用于回收用于干燥热量的空气预热器18。在图4和图7中所示的处理装置中，冷凝后的干燥空气被输送到干燥空气和来自内循环流化床气化炉11的生成气体102之间进行热交换的空气预热器12中。其后，第二个空气预热器14进一步在干燥空气和燃烧气体104之间进行热交换。在图4中所示的处理装置中，第三个空气预热器18进一步在干燥空气和由燃气发动机16提供的废气之间进行热交换。这些热交换步骤可以以任何顺序进行。
将瓦斯油和/或瓦斯气作为辅助燃料引入燃气发动机16中。为了提高装置运行率和保持燃气发动机16的电能输出量在所需要的或更高的水平上，不仅在主要工序触发的时候，而且在夏季下水污泥101的含水量提高、干燥热量短缺从而使冷气效率下降、以及从下水污泥回收的可燃气体的量减少时提供辅助燃料。如此，由于提高了来自燃气发动机16的废气量，所以即使原料为具有非常高含水量的下水污泥，也可以将所述热量用作干燥热源以保持原料的干燥水平。这还导致气化工序中冷气效率的提高，进而提高了从具有高含水量的有机物中所回收的能量的量。根据情况，除了瓦斯油或民用燃气外，汽油、煤油、重油、天然气、丙烷气等也可以用作辅助燃料。
在以上实施方案中，处理过的下水被有效地用作为用于干燥空气的加热介质气体(空气、氮气，二氧化碳气体，或其混合物)除湿，或清洁生成气体。如果必要的话，可以使用给水设施提供的水或工业用水。如果将处理过的下水用于洗涤器等中冷却或清洁的用途，那么注意在设备中的生物膜的生长是必须的。因而，常发展为沉积物或阻塞物的部分，例如洗涤器中的格栅，或特别是湿气分离器必须由耐生物膜沉积的材料如铜制成。
尽管已经显示和详细描述了本发明的某些优选实施方案，但是本发明并不限制于上面的实施方案，各种变化和改进可以包括在本发明的权利要求、说明书和附图范围内所描述的技术方案的范围内。例如，尽管在上面的实施方案中应用于燃气发动机16，但是所述燃气发动机可以由燃气轮机或燃料电池替代。通过本发明的处理设备处理的具有高含水量的有机物不限于下水污泥，其可以是具有高含水量的有机物，例如城市废物、生物质等。
工业应用本发明可适用于通过将有机物气化为可燃气体、和将可燃气体用作燃气发动机或燃气轮机的燃料、以回收电等形式的动力(能量)来处理有机物例如下水污泥的方法和装置。
权利要求
1.一种处理有机物的方法，其包括以下步骤干燥作为原料的有机物；气化干燥后的原料以产生生成气体；和从所述气化步骤产生的生成气体和/或燃烧气体中回收显热；其中，空气、氮气、二氧化碳气体，或空气、氮气和二氧化碳气体中至少两种的混合物被用作在所述回收步骤中使用的加热介质，而在所述回收步骤中加热后的加热介质被引入所述干燥步骤中，以作为用于干燥的加热介质气体。
2.权利要求1的方法，其中在所述干燥步骤中，使用用于使所述加热介质气体与原料直接接触的原料干燥设备，并通过下水处理装置排放的处理过的下水来冷却由于水的蒸发而使其湿度增加的加热介质气体，以冷凝所述加热介质气体中的水分和降低所述加热介质气体的湿度，并将其湿度已降低的加热介质气体重新作为用于干燥的加热介质气体。
3.权利要求1或2的方法，其中当通过处理过的下水来冷却用于干燥的加热介质气体时，使所述加热介质气体和处理过的下水彼此直接接触，以通过处理过的下水冷却所述加热介质气体，并洗掉包含在所述加热介质气体中的固体物质。
4.权利要求1-3之一的方法，其中将通过所述气化步骤产生的生成气体引入燃气发动机或燃气轮机中，由此回收能量。
5.权利要求4的方法，其中利用包括空气、氮气和二氧化碳气体，或空气、氮气和二氧化碳气体中至少两种的混合物的加热介质气体从所述燃气发动机或所述燃气轮机排放的废气中回收热能，并将加热过的加热介质气体引入到所述干燥步骤中，以作为用于干燥的加热介质气体。
6.权利要求4或5的方法，其中将包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机。
7.权利要求4-6之一的方法，其中提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机的燃料量被调节，以便从所述气化步骤中产生的生成气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从所述燃气发动机或所述燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于在所述干燥步骤中需要的热能数量。
8.一种处理有机物的方法，其包括以下步骤提供有机物至气化室；在所述气化室内气化所述有机物以产生可燃气体和残渣；在燃烧室内燃烧所述气化室内产生的残渣以生成燃烧气体；和将在所述气化室内产生的可燃气体引入燃气发动机或燃气轮机中以回收动力；其中所述气化室或所述燃烧室在内循环流化床气化炉中提供，而床层物料在所述气化室和所述燃烧室之间循环。
9.权利要求8的方法，其中在所述气化室内产生的可燃气体、在所述燃烧室内产生的燃烧气体和来自所述燃气发动机或所述燃气轮机的废气及空气之间进行热交换，以便从这些气体中回收显热，而通过热回收加热过的空气被作为用于干燥有机物的干燥空气。
10.权利要求9的方法，其中用于干燥有机物的干燥空气通过干燥空气与可燃气体、燃烧气体与废气之间的热交换而加热，并再次被循环用作干燥空气，而循环的部分干燥空气被引入所述内循环流化床气化炉中，并在其中除臭。
11.权利要求10的方法，其中用于干燥有机物的干燥空气中的水分被冷凝掉，以便降低所述干燥空气中的含水率。
12.权利要求11的方法，其中通过所述干燥空气和冷却水之间的直接热交换冷凝掉所述干燥空气中的水分。
13.权利要求11或12的方法，其中使用下水排放水作为冷却水以冷凝掉所述干燥空气中的水分。
14.权利要求8-13之一的方法，其中提供了用于清洁由所述气化室提供的可燃气体的洗涤器，在所述洗涤器的上游提供了降温除尘设备，借此通过所述降温除尘设备处理可燃气体，以便将可燃气体的温度降低到150℃至250℃的数值，以冷凝可燃气体中的焦油和除去可燃气体中的灰尘，然后将可燃气体装入所述洗涤器中。
15.权利要求8-14之一的方法，其中将包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机。
16.权利要求8-15之一的方法，其中提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机的燃料量被调节，以便从所述内循环流化床气化炉中产生的可燃气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从所述燃气发动机或所述燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于干燥有机物所需要的热能数量。
17.一种用于处理有机物的装置，其包括为气化有机物以产生可燃气体和残渣而配置的气化室；为燃烧所述气化室内产生的残渣以产生燃烧气体而配置的燃烧室；和为了将所述气化室内产生的可燃气体提供给燃气发动机或燃气轮机以回收动力而配置的供料设备；其中所述气化室和所述燃烧室在内循环流化床气化炉中提供，而床层物料在所述气化室和所述燃烧室之间循环。
18.权利要求17的装置，其进一步包括用于干燥所述有机物的干燥设备；和用于在所述气化室内产生的可燃气体、在所述燃烧室内产生的燃烧气体和来自所述燃气发动机或燃气轮机的废气及空气之间进行热交换，以便从所述气体中回收显热的空气预热器；其中在所述空气预热器中通过热回收而加热的空气被作为干燥空气引入所述干燥设备中。
19.权利要求18的装置，其进一步包括用于将从所述干燥设备中排放并通过所述空气预热器加热的干燥空气再次引入所述干燥设备中的干燥空气循环通道；其中循环穿过所述干燥空气循环通道的部分干燥空气被作为燃烧气体引入所述燃烧室中，并在其中除臭。
20.权利要求19的装置，其进一步包括用于冷凝掉干燥空气中的水分以便降低干燥空气中含水率的冷凝器；其中从所述干燥设备排放的干燥空气被引入所述冷凝器中。
21.权利要求17-20之一的装置，其中将包括天然气、民用燃气、丙烷气、汽油、煤油、瓦斯油或A重油的燃料作为辅助燃料或主要燃料提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机。
22.权利要求17-21之一的装置，其中提供给所述燃气发动机或所述燃气轮机的燃料量被调节，以便从所述内循环流化床气化炉中产生的可燃气体和/或燃烧气体中回收的热能数量与从所述燃气发动机或所述燃气轮机排放的废气中回收的热能数量的总和等于或高于干燥有机物所需要的热能数量。
全文摘要
通过将有机物气化为可燃气体和将可燃气体用作燃气发动机或燃气轮机的燃料来处理有机物例如下水污泥(101)以回收动力(能量)。在处理有机物的方法中，在干燥工序(51)中干燥作为原料的有机物，气化干燥后的原料以产生生成气体(123)，在回收步骤中通过采用加热介质从通过气化产生的生成气体和/或燃烧气体中回收显热。然后，将在回收步骤中加热后的加热介质作为用于干燥的加热介质气体引入到干燥工序中。
文档编号F02C3/28GK1863738SQ200480028969
公开日2006年11月15日 申请日期2004年10月5日 优先权日2003年10月6日
发明者三好敬久, 今泉隆司, 泽井贤司, 入山守生, 高仓秀太郎 申请人:株式会社荏原制作所