由废弃物生产燃料气的方法和设备的制造方法_3

文档序号:8417175阅读:来源:国知局
r>[0067] 将来自筛分单元110的>50mm的材料引入到第二风力筛选分离器113中。将来自 第二风力筛选分离器113的密度较小的材料与来自上述的第一风力筛选分离器108的密度 较小的材料合并。将密度大的材料从第二风力筛选分离器113中引入到带式分离器114上 的磁鼓中以产生含铁部分,该含铁部分与来自上文所述的分离器105和111的含铁材料合 并并且被引入到含铁部分117中。
[0068] 来自分离器114的非铁部分被引入到非铁分离器115 (相应于分离器106和112) 中以产生密度大的部分,该密度大的部分与来自分离器106和112的相应部分合并,并被收 集作为非铁部分123。
[0069] 近红外分离器区域116通常包括几个相应的分离器,可选地具有用于最终分离含 铁材料与剩余废弃物的含铁分离器。红外分离器(例如四个分离器)都是相应的分离器, 相应的分离器被调整用于分离不同类型的塑料材料。本领域技术人员知道如何根据使用近 红外检测器可检测的化学组成来调整用于分离不同类型塑料的检测器。
[0070] 如果近红外分离器区域116包括如下所示的四个红外线分离器,那么它将能够将 所引入的材料分尚成各种部分,如:将PCV分尚成部分118,将尼龙分尚成部分119,将PET 分离成部分120,将混合塑料分离成部分121,将高热量的最终产品分离成部分122,和任选 的未示出的额外的金属部分。
[0071] 从设备中输出可回收材料,诸如,含铁部分101、117,非铁部分123,PVC部分118和 尼龙部分119。然而,PVC部分118可以在内部用于产生燃料气,前提是:以所添加的分类过 的MSW的总重量计,PVC小于约1%。如果所有PET不需要用于产生气体,那么甚至可以输 出其它部分,诸如PET部分120。
[0072] 将不可回收的可燃废弃物部分从分类设备中排出,虽然输出管线未在图4中示 出。经由不可回收物管线10将不可回收物引入到湿度调整单元11。
[0073] 本领域技术人员理解,对于上述部分给定的尺寸限制是实例,并且尺寸限制可以 根据设备的供应商和新设备的具体计划而基本上彼此不同。部分的数目和不同分类过程的 顺序也可以不同。此外,分类后不充分均匀的部分可被回收到较早的分类步骤。
[0074] 正常的生活MSW通常具有约20重量%至30重量%的湿度。蒸压处理后,湿度通 常被提高至约50重量%。进一步处理所需的湿度通常为约10重量%至25重量%,诸如15 重量%至20重量%,例如约18重量%。相应地,废弃物的湿气通常必须进行干燥。如果废 弃物太干燥,那么添加水和/或蒸汽以使废弃物保持湿润。通过过量的水管线12将任何多 余的水从湿度控制单元11中除去并引入到上述的废弃物水处理单元5中。或者,可以通过 未示出的管线添加水和/或蒸汽。
[0075] 可以通过空气吹入MSW或通过加热MSW或者它们的组合来获得MSW的干燥。用于 干燥湿度调整单元11中的不可回收物的热量可来自于在稍后描述的燃气涡轮发电设备30 中和/或来自于通过点燃稍后气体生产单元中产生的可燃气在用于加热待干燥的材料而 设置的燃烧室中产生的热水/蒸汽。
[0076] 本领域技术人员将理解,所描述的预处理区域2是目前优选的预处理区域;以及, 在不脱离本发明的范围的情况下,任何可以产生分类过和分级过的废弃物的预处理单元可 以替代所描述的单元。替代的预处理区域可以是切碎机类型的废弃物处理设备等。
[0077] 通过预处理过的废弃物管线13,将分类过和湿度调整过的废弃物从湿度调整单元 11中排出,并引入到气体生产和处理区域20中。经由预处理过的废弃物管线13将预处理 过的废弃物引入到热解裂解单元21,用于生产合成气和固体剩余物,该合成气主要包括氢 气、CO和CO 2,并且通过燃料气管线22排出用于预期用途;固体剩余物主要包括碳,并且在 从管线23中排出并从设备中被输出用于进一步使用或沉积。热解裂解单元21将在下面进 一步说明。
[0078] 本领域技术人员将理解,除了或代替将水和/或蒸汽添加到单独的湿度调整单元 中,如果废弃物太干燥的话,那么当废弃物被供给到反应器21中时水和/或蒸汽可被引入 到废弃物中。
[0079] 从管线22中排出的合成气可被原样使用,或者被引入到可选的分离单元24中用 于分离或捕获来自合成气的CO 2。在第二分离单元中,进入的合成气被分离以产生CO2流和 CO2低的合成气,该CO 2流通过CO 2输出管线25被排出,而CO 2低的合成气通过CO 2低的燃料 气管线26被排出。第二分离单元21可以是任何熟知类型,诸如吸收/解吸单元、变压单元 或膜类单元。目前优选的CO 2捕获单元是膜类单元,由于其运行成本低。这样的解决方案 是可商购的。
[0080] 来自CO2捕获单元的并通过CO 2输出管线25输出的CO2可被送至碳存储设施,用 于以熟知的方式将CO2储存在枯竭的油井或气井中或含水层中;或者可被出售用于提高油 回收中的压力支持的用途。或者,所捕获的CO 2或其一部分可被用于农业或水产业目的,并 且可被引入到用于藻类生产的温室或设备中作为碳源。
[0081] 热解裂解单元21中产生的气体具有许多潜在的用途。在所示的实施方式中,气体 在穿过〇) 2捕获单元24后被引入到燃气涡轮中。取决于预期用途,气体可以可选地被传送 用于其最终用途(诸如,例如燃气涡轮),而没有CO 2捕获。对于大多数目的,管线22中气 体中存在的CO2是惰性气体,惰性气体降低气体的热值并且提高气体的体积。由这样的技 术观点和环境观点来看,在使用或销售所产生的气体之前捕获CO 2因此是有利的。通过捕 获CO2,设备的0)2足迹大幅降低。
[0082] 在所示的实施方式中,管线26中离开气体生产和处理单元20的所产生的气体被 引入到燃气涡轮设备30中以产生电力,该电力可被用于需要电力的内部过程并且其中过 剩的电能可通过电力线31而被出售给电网。
[0083] 通过蒸汽管线32将燃气涡轮设备30中所产生的蒸汽排出,以传递热水和/或蒸 汽来加热设备(诸如蒸压釜3)中需要热量的过程,并且经由内部蒸汽管线33'、33"来干燥 湿度调整单元11。本领域技术人员也将能够识别热水或蒸汽中热能的其它可能的内部消耗 者。可通过蒸汽输出管线33将蒸汽和/或热水形式的多余的热量从设备中输出用于例如 区域加热。
[0084] 根据替代实施方式,燃气涡轮30被费托(Fischer-Tropch,FT)设备取代,用于以 熟知方式将合成气转化成合成烃。
[0085] 本领域技术人员将理解,目前的气体生产和处理单元20可被用于非MSW的其它富 烃材料,诸如,例如作为废塑料材料(诸如农业塑料废弃物,或轮胎)的更均匀的废弃物材 料。这样的材料具有对单元21中的高效热解裂解来说太低的湿度。通过未示出的水引入管 线可以将水添加到湿度调整单元11中的这类废弃物中和/或添加到热解裂解单元21中, 以使得单元21中的水含量以引入的废弃物的重量计为约20%。
[0086] 通过管线22从热解裂解单元21中排出的固体可以根据进入的废弃物而在组成和 潜在用途中不同。通过管线22排出的固体剩余物的一个潜在用途是通过将材料铺展在农 田上来改良土壤。
[0087] 图2是气体生产和处理单元20的一个实施方式的图示,但是也包括湿度控制单元 11 ;而图3是作为处理装置20的中心部分的反应器40的原理草图。
[0088] 通过上述的废弃物管线10将废弃物引入到湿度控制单元11中,湿度控制单元11 在这里被示出为干燥单元。将用于干燥湿度控制单元11中的废弃物的热量以通过管线33' 的蒸汽,或者以来自将在下面进一步解释的源的燃料气管线48中的热燃料气提供到加热 室11'。进行冷却后,在加热和干燥废弃物的同时,通过排气释放管线48'释放冷却的排气。
[0089] 经由保持湿润的废弃物管线13将废弃物从湿度控制单元11中引入到主反应器40 中,并引入到例如在上述识别的EP1160307A中描述的那种的主反应器40中。本领域技术 人员将理解,所示出的反应器40可以是一个反应器或平行排列的两个或更多个反应器。这 同样适用于下面描述的所有元件。
[0090] 通过废弃物管线13将水从湿度控制单元11引入到主反应器40中,进入到由通过 加热气管线41引入的加热气和通过空气管线47引入的空气的燃烧所加热的热夹套46包 围的混合室45中。通过废气释放管线48排出来自燃烧的废气。
[0091] 通过电机49驱动的螺旋输送机50被布置在混合室45中,螺旋输送器50延伸到 高温室51中。可选的混合臂53可被连接到螺旋输送器的轴,用于混合进入的废弃物与混 合
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