一种以垃圾炭为原料制备燃气的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种以垃圾炭为原料制备燃气的装置，所述装置包括依次顺序连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元和燃气脱硫单元；所述装置还进一步包括高温燃气余热回收单元。本实用新型专利技术提供的装置通过充分回收气化残渣、高温气体热量的多级利用技术和两级气化技术解决现有燃气制备技术对垃圾热解炭这种高灰分、低热值原料的适应性很差的问题，同时可降低成本，提高能源利用率和系统热效率，进而实现垃圾炭大规模处理和进一步资源化利用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及燃气生产领域，具体涉及以垃圾炭为原料制备燃气的装置。
技术介绍
随着国家城乡一体化建设的推进，城市垃圾的产量日益增加，对环境的影响也越 发严重。城市垃圾处理是减轻城市污染，保障城市居民生活、工作条件和身体健康的重要和 必要措施。城市垃圾处理的目的是要达到减量化，无害化和资源化。通常经过分选（手选 或技术设备分选），回收部分资源后，主要的处理方法是填埋，堆肥，焚烧和热解。其中，垃圾 热解技术与其他技术相比在达到减量化的同时，可获得可燃气体以及少量油品产生再生能 源，减少二次污染并达到再生资源的充分利用。 然而由于我国城市垃圾含水率高，垃圾成分复杂、波动性大，这种特性造成了热解 后产物品质不稳定，进一步利用还存在问题，尤其是垃圾热解炭的利用问题。通过研究发现 我国垃圾热分解后所剩余固体物中的灰分含量很高（>50% )，挥发份含量低且不均匀，杂 质含量较多，市场销路不好，很难进行进一步的利用，大多数垃圾热解炭最终只能作为热解 残渣进行填埋处理，不仅占用了土地资源，而且造成了能源的浪费。因此，仅通过现有热解 技术无法经济、充分的实现城市垃圾资源化利用的效果。如果能够利用这种垃圾热解炭低 成本、高效地制备工业或民用燃气，则能够提高垃圾热解资源化效率，更利于垃圾热解的工 业化生产和推广。 现有燃气制备技术对垃圾热解炭这种高灰分、低热值原料的适应性很差，尚无相 关报道。即使与煤掺混，利用现有制气工艺也需对装置进行改造，破坏了原有的工艺过程， 对正常的工艺运行造成了影响；同时还存在制气效果差，掺混量有限，不能实现垃圾炭大规 模处理，成本增加，能源利用率和热效率降低等问题。 专利文献CN 1385647A公开了一种生活垃圾无害化处理，具体的说是一种生活垃 圾或经炉内裂化后的炭碴实施处理后再利用的生活垃圾、炭碴造气装置。该专利是在一般 的锅炉基础上，实施改造后，其顶部设置有气体回收装置，顶部侧端设置有进料装置，底部 为排灰装置，作为生活垃圾、炭碴造气装置，经该装置处理后的炭碴和生活垃圾可以制造再 生燃烧气体进行利用，实现无害化气体排放和排放出的固体是体积极小的灰的新型装置。 但由于是在锅炉基础上实施改造的装置，其处理量、气化剂的选择等受到原有设备的限制； 其气体净化除尘设施不适合高灰分垃圾炭制备燃气的净化要求，同时燃气热量未充分回 收，造成能量损失；未充分回收灰分中所携带的大量显热，造成能源利用率低，热效率差的 问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种利用垃圾热解炭低成本、高效率的制备燃气的装 置。本技术通过充分回收气化残渣、高温气体热量的多级利用技术和两级气化技术解 决现有燃气制备技术对垃圾热解炭这种高灰分、低热值原料的适应性很差的问题，同时可 降低成本，提高能源利用率和系统热效率，进而实现垃圾炭大规模处理和进一步资源化利 用。 本技术提供了一种以垃圾炭为原料制备燃气的装置，所述装置包括依次顺序 连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元和燃气脱硫 单元。 所述预处理单元包括相连的破碎装置和筛分装置。破碎装置设有垃圾炭的进料 □〇 所述气化制气单元包括制气单元。所述制气单元中包含相连的一级气化器和二级 气化器；所述一级气化器与筛分装置相连。 所述的高温燃气除尘单元包括高温除尘单元，并与制气单元的二级气化器相连。 高温除尘单元中包含高温旋风除尘器，根据除尘的实际需要，所述高温旋风除尘器可以为 一级或串联的多级，级数越尚，除尘效率越尚。为了提尚除尘效果，在尚温除尘单兀中，还可 以在高温旋风除尘器后串联其它的除尘装置，如高温陶瓷过滤器。 所述高温燃气余热回收单元包括依次顺序连接的空气预热器、过热蒸汽单元、饱 和蒸汽单元、省煤器和干法除尘器。 所述燃气脱硫单元包括脱硫装置，脱硫装置设有净燃气出口。 原料垃圾炭依次经过破碎装置、筛分装置、制气单元、高温除尘单元、空气预热器、 过热蒸汽单元、饱和蒸汽单元、省煤器、间接冷却器以及脱硫装置后，即可获得洁净的燃气。 为了实现废料的循环利用，高温除尘单元还可以通过飞灰循环管道与制气单元相 连，从而实现对飞灰的循环热解气化。 为了提高能源利用率和系统热效率，空气预热器还可以设置空气进气口，并通过 空气气化剂管道与制气单元相连。将室温的空气通入空气预热器，经热交换后，所得到的热 空气可以作为气化剂，通入制气单元。 为了提高能源利用率和系统热效率，所述装置还可以进一步包括高温灰渣余热回 收单元，所述高温余渣余热回收单元可包括灰渣冷却单元。 所述灰渣冷却单元设有冷灰渣出口；制气单元还可以通过灰渣冷却管道与灰渣冷 却单元相连。灰渣冷却后，取出，可实现废料的持续利用。 所述灰渣冷却单元还可进一步设置软化冷水的进水口，并通过蒸汽气化剂管道， 依次经由省煤器、饱和蒸汽单元和过热蒸汽单元，与制气单元相连。 本技术进一步提供了采用所述装置制备燃气的方法，所述方法包括以下步 骤： (I)取垃圾炭，依次经破碎装置和筛分装置预处理后，得到粒径大于6_的颗粒少 于总量3%的气化原料； (II)将步骤（I)所得气化原料通入制气单元，依次经制气单元中的一级气化器和 二级气化器，在制气单元中的气化剂的作用下，热解气化，即得高温燃气和灰渣； (III)将步骤（II)所得高温燃气通入高温除尘单元，经过高温除尘单元中的一级 或串联的多级高温旋风除尘器，去除飞灰，即得一次净化的高温燃气； (IV)将步骤（III)所得一次净化的高温燃气依次与空气预热器中的室温空气、过 热蒸汽单元中的饱和蒸汽、饱和蒸汽单元中的高温水和省煤器中的低温水进行热交换，即 得低温燃气； (V)将步骤（IV)所得低温燃气通入间接冷却器，再通入脱硫装置，脱硫净化后，即 得净燃气。 所述步骤（II)所得的高温燃气为气态，集中在制气单元的顶部，热解后残余的灰 渣为固态，位于制气单元的底部，高温燃气与灰渣因性质不同而自然分离。所述高温燃气 中，混有细小的固体颗粒状粉尘，即未热解气化的飞灰，需要经过步骤（III)将飞灰从高温 燃气中去除。 所述方法还可以包括对步骤（III)所得飞灰的循环利用；具体为：将步骤（III) 所得飞灰通过飞灰循环管道通入制气单元，进行循环热解气化。 所述方法还可以包括：将步骤（II)所得灰渣通过灰渣冷却管道通入灰渣冷却单 元，与其中的软化冷水进行热交换；灰渣冷却到室温后，输出，即得冷灰渣。 本技术所述制气单元中需要气化剂，所述气化剂可以通过对制备过程中产生 的副产物进行进一步加工获得，从而实现能源的高效利用。 具体而言，将室温的空气通入空气预热器，经过与一次净化的高温燃气进行热交 换后，所得到的空气可作为气化剂通过空气气化剂管道通入制气单元。 将软化冷水通入灰渣冷却单元，经过与热灰渣进行热交换后，可得低温水，所述低 温水可通过蒸汽气化剂管道，依次经过省煤器、饱和蒸汽单元和过热蒸汽单元与燃气进行 逆向热交换，最终得到气化剂，通入制气单元中。 作为一种优选方案，本技术所述装置可按照以下步骤制备燃气： (I)取垃圾炭，依次经破碎装置和筛分装置预处理后，得到粒径大于6mm的颗粒少 于总量1%的气化原料； (II)将步骤（I)所得气化原料通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以垃圾炭为原料制备燃气的装置，其特征在于，所述装置包括依次顺序连接的预处理单元、气化制气单元、高温燃气除尘单元、高温燃气余热回收单元和燃气脱硫单元；所述预处理单元包括相连的破碎装置(1)和筛分装置(2)；所述气化制气单元包括制气体单元(3)；所述制气体单元(3)中包含相连的一级气化器和二级气化器，所述一级气化器与筛分装置(2)相连；所述的高温燃气除尘单元包括高温除尘单元(4)，并与制气体单元(3)的二级气化器相连；所述高温除尘单元(4)中包含高温旋风除尘器；所述高温燃气余热回收单元包括依次顺序连接的空气预热器(5)、过热蒸汽单元(6)、饱和蒸汽单元(7)和省煤器(8)和间接冷却器(9)；所述燃气脱硫单元包括脱硫装置(10)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴培，王其成，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11