一种煤与生活垃圾共热解气化的方法技术

本发明专利技术涉及一种煤与生活垃圾共热解气化的方法，其特征在于：所述方法包括：将煤、生活垃圾、多元素复合催化剂和水进行快速升温共热解气化。该方法具有有效减少有害物质排放的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种垃圾处理的方法，具体涉及一种能够减少有害成份产生的煤与生活垃圾共热解气化的方法。
技术介绍
随着我国城市化进程的加快，垃圾的种类繁多，产生量日益增多，传统的填埋和堆肥处理已不能适应需要。而焚烧法处理垃圾会产生二噁英和多环芳烃等有害物质以及众多有害气体，受到公众的抵制。因此，无害化、减量化和资源化的技术受到公众的欢迎，成为发展的方向。目前国内对垃圾和煤混燃已经进行了一些相关研究，但关于生活垃圾与煤共热解的材料很少。而关于生活垃圾与煤共热解还需要深入研究垃圾，是今后发展的方向。 生活垃圾与煤共热解是一项极具开发潜力的技术，在国内外仍属较新领域，其核心是共热解中生物质与煤协同反应效应的相关问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，从而开发一种无害化、减量化和资源化的垃圾处理技术。 本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现: ，其特征在于:所述方法包括:将煤、生活垃圾、多元素复合催化剂和水进行快速升温共热解气化。 进一步地，所述煤与生活垃圾的重量比例为8: 1.5?3。 进一步优选地，所述煤与生活垃圾的重量比例为8: 2。 进一步地，所述多元素复合催化剂一般为生活垃圾质量的I?10%左右；所述水的加入量一般与煤的体积相当。 进一步地，所述多元素复合催化剂主要包括由N1、Fe、Ca、Mg以及Si等微量元素的氧化物组成的多元素复合催化剂。 进一步地，所述热解气化的温度为500?1000°C。 进一步优选地，所述生活垃圾优选为木屑或稻壳等。 进一步优选地，所述煤优选褐煤或烟煤。 本专利技术提供了，其主要具有的有益效果:由该方法所进行的共热解气化，能够增加气体的生成，尤其是氢气等气体的生成，而这些气体可进行收集，并应用于众多领域；并减少二恶英及多环芳烃等有害气体的生成，具有重要的环境效益和经济效益。 【具体实施方式】 本专利技术实施例所述的，下面以具体实验案例为例来说明【具体实施方式】，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 实施例1 生活垃圾与煤慢速共热解行为研究采用TG-FTIR联用的分析方法对生活垃圾与煤单独热解及共热解过程进行分析；结果发现，生活垃圾与煤共热解的实际热失重过程较理论计算值程度有所加深，且褐煤与生活垃圾的共热解效果最好；共热解协同作用主要体现在较高温段生活垃圾对煤的催化作用。研究发现:煤炭热解温度升高到在350?420°C时会在表面形成气、液、固三相为一体的粘稠混合物,这种粘稠混合物称为胶质体,其组成和性质决定了煤炭黏结成焦的能力；胶质体透气性较差，因此其会阻碍煤炭热解形成气体的逸出，尤其是在500?550°C温度区间内，胶质体的影响作用最大。 而生活垃圾与煤共热解时，在其中添加本 申请人:自制的含有N1、Fe、Ca、Mg、Si等微量元素氧化物组成的多元素复合催化剂，再进行热解气化，据TG-FTIR的实验结果说明，上述多元素复合催化剂在共热解过程中破坏煤胶质体的形成，使得煤炭热解初期的产物气体得以逸出，从而增加共热解过程气体产率，降低液体产率；进一步促进了共热解反应发生的深度，提高了共热解过程中碳的转化率和原料利用率。 实施例2 将木屑与烟煤在B: C = 2: 8 (fft/fft)的条件下进行快速共热解反应，生成的热解气中H2所占比例达42.53%，C0产率随着生活垃圾(此处指木屑)在原料中所占比例的增加而降低，CO2实际产率低于理论计算值，CH4产率随着煤化程度和生活垃圾在原料中所占比例的增加逐渐降低。 实施例3 煤与生活垃圾共气化过程，加入水蒸气，可以增加可燃气的比率。 1、生活垃圾与煤和水蒸气快速共气化反应可生产富氢产物气，明显降低CO及烃类气体产率，H2/C0可达3: 4。 2、煤加水后再与生活垃圾快速共气化气体产量也有显著增加，随着加水共气化终温的升高，气体产物中H2组分所占比例明显增加，而CO组分所占比例略有下降。 上述两种共气化方式相比，方法1，即水蒸气共气化法产生富氢气体，适用于合成液体燃料，尤其是作为甲醇合成的原料气；方法2，即直接加水气化得到较多的可燃气体，燃气热值较高，可用来燃烧、发电及供气。 实施例4 将煤、生活垃圾、多元素复合催化剂和水一起进行快速升温至800?900°C进行共热解气化的过程，该过程中，煤与生活垃圾的重量比例为8: 2 ;多元素复合催化剂为主要由N1、Fe、Ca、Mg以及Si等微量元素的氧化物组成的多元素复合催化剂。由该方法所进行的煤与生活垃圾共热解气化，能够增加气体的生成，尤其是氢气等气体的生成，而这些气体可进行收集，并应用于众多领域；并减少二恶英及多环芳烃等有害气体的生成，具有重要的环境效益和经济效益。 在煤热解过程中，发生共热解使生物质中的氢能转移到煤中，有利于煤的热解与增加产气量。生物质的热解过程主要分为失水、挥发份析出和炭化三个阶段。200?430°C的挥发分析出阶段是主要过程。煤的热解过程主要分为干燥脱气、解聚和分解和二次脱气三个阶段，400?750°C之间的解聚和分解阶段是主要过程。两者的热解反应均可按一级反应进行分析。随着升温速率的提高，生物质(由于生活垃圾经分选后，主要分为两大部分，有机与无机，有机部分的主要成分与生物质成分相当。)与煤的热解峰值Wmax峰值对应温度Tmax、加入催化剂使活化能E线性增大，分别提高1.31?3.71mg/min、29.9-64.9°C 3.03?14.58KJ/mol。根据测定数据，可燃气的收率等于煤与生活垃圾收率的叠加。生活垃圾中的有机质与煤共热解存在协同作用但随着热解温度继续升高，高温气体膨胀，内部压力增大，外部生物质逐渐变软，开始利于煤挥发分逸出，因而使生物质与煤共热解过程中煤挥发分开始析出温度逐渐提高。 实施例5 通过本专利技术所述方法处理生活垃圾的处理成本较低；若采用好氧堆肥与一般的热解气化技术，根据2007年的数据统计，吨垃圾投资需要50?80万元，垃圾焚烧需要90?160万元，而采用该煤与生活垃圾共气化技术仅需要60万元。具有重要的经济效益。 具体实施时，共热解前，在250°C左右可先进行生活垃圾原料预处理，即对其烘焙20?30分钟，有利于生活垃圾与褐煤快速共热解气体产物的生成。 本专利技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利技术的启示下所作的有关本专利技术的任何修饰或变更，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤与生活垃圾共热解气化的方法，其特征在于：所述方法包括：将煤、生活垃圾、多元素复合催化剂和水进行高温热解气化。

【技术特征摘要】
1.一种煤与生活垃圾共热解气化的方法，其特征在于:所述方法包括:将煤、生活垃圾、多元素复合催化剂和水进行高温热解气化。2.根据权利要求1所述的煤与生活垃圾共热解气化的方法，其特征在于:所述煤与生活垃圾的重量比例为8: 1.5?3。3.根据权利要求2所述的煤与生活垃圾共热解气化的方法，其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆华，牛桓云，曹凤中，
申请(专利权)人：穆华，牛桓云，曹凤中，
类型：发明
国别省市：北京;11