有机废物的气化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及有机废物的气化方法和装置。具体而言，气化器运行，将启动热源与用于驱动废物气化的粗合成气燃烧结合。燃烧烟道气可以被保持高于650℃直至达到骤冷以防止形成二恶英。过量热通过热回收单元释放。气化器可以以分批模式运行，以有效处理小型设施(例如船舶、公寓大楼、医院和住宅)的小批量废物。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及有机废物的气化方法和装置。具体而言，气化器运行，将启动热源与用于驱动废物气化的粗合成气燃烧结合。燃烧烟道气可以被保持高于650°C直至达到骤冷以防止形成二恶英。过量热通过热回收单元释放。气化器可以以分批模式运行，以有效处理小型设施（例如船舶、公寓大楼、医院和住宅）的小批量废物。【专利说明】有机废物的气化方法和装置 本申请是申请号为201080022961. 2、申请日为2010年4月19日、专利技术名称为"有 机废物的气化方法和装置"的申请的分案申请。
本专利技术涉及废物处理和有机材料的气化。更具体地，本专利技术涉及在小规模设施中 将有机废物气化的改进的方法和装置。
技术介绍
市政废物最常被送往垃圾填埋场或焚化。对许多市政当局而言，垃圾填埋场优于 焚化，因为基础设施成本较低，且对来自焚化的即时空气污染的担忧较少。来自焚化的热可 用于发电。 多氯化二苯并二恶英（P⑶Ds)，或简称为二恶英，是重要的一类多卤化化合物，因 为它们是环境污染物。在氯存在下燃烧有机材料时，无论氯是以氯离子还是有机氯化合物 形式存在，都以小浓度产生二恶英。在含氯物质（例如PVC，聚氯乙烯）的市政焚化中作为 副产物生成二恶英。在焚化中，在废气冷却经过650°c至250°C的温度范围时，在烟囱上方 的气氛中也可形成二恶英。通过将废气快速骤冷经过该400°C范围，可实现二恶英量的降 低。因此，在常规气化系统中避免了二恶英的形成问题。 市政废物气化设施并未如焚化炉那样广泛使用。气化设施常用于将煤转化成燃料 气。在气化中，在减少的氧气或空气供应的存在下加热废物，以产生氢气和一氧化碳的合成 气。 该合成气含有焦油，可以使用第二气化器将焦油转化成合成气。在燃烧合成气之 前，可将其洗涤以除去污染物。该合成气可然后用作发电或其它能量需求的燃料供应。在 2008年4月17日的PCT公开W02008/044216中，本申请的 申请人:描述了将小批量废物气化 以制造洁净合成燃料气的废物处置系统。通过燃烧燃料源以及少量引入的空气将主气化室 加热，以产生粗合成气（含有焦油），然后将其送往第二气化室，第二气化室由燃烧或电燃 料源加热至最佳气化温度，以产生基本不含焦油的合成气。可以将该合成气骤冷和清除其 它污染物（例如酸性气体），其然后在可得时可替代驱动气化法的常规燃料源。合成气是净 化的，由合成气产生的燃烧气体是洁净的，并可作为烟道气直接送入大气。当该分批法完成 时，留下少量碳质残留物，通常少于原始体积的10%，和少量各种滤出的污染物。 专利技术概述 已经发现，可以控制粗合成气的生产，以便能有效洗涤含有粗合成气的燃烧产物 的烟道气。可由此省去第二气化系统。在一些实施方案中，将粗合成气送入合适的配有常 规热源（通常是烃燃料燃烧器）的高温燃烧区，在此使合成气燃烧，并使用热燃烧产物将气 化室加热。烟道气的洗涤使用可处理预定流速的气体的设备。控制气化器的加热以及控制 可进入该气化器的工艺空气的量可确保生成的粗合成气的量处在该洗涤设备的能力之内。 还已经发现，可以控制粗合成气的燃烧以及任何附加燃料的燃烧，以在与气化室 的热交换全程中使烟道气的温度保持高于650°C (优选地高于700°C)直至将烟道气骤冷 和洗涤。通过控制烟道气避免降至低于650°C，大大地减少了二恶英的形成。这种发现在小 型分批模式气化器的情况中以及在较大的连续进料气化器的情况中是有用的。 气化器运行，将启动热源与用于驱动废物气化的粗合成气燃烧结合。燃烧烟道气 可以被保持高于650°c直至达到骤冷以防止形成二恶英。过量热通过热回收单元释放。气 化器可以以分批模式运行，以有效处理小型设施（例如船舶、公寓大楼、医院和住宅）的小 批量废物。 附图简述 通过对本专利技术实施方案的下述详细描述并参照附图更好地理解本专利技术，其中： 图1是根据本专利技术的第一实施方案的气化器的框图； 图2是根据第二实施方案的用于产生燃烧气体的燃烧室的截面正视图，该燃烧气 体与气化室的热交换器连通；且 图3是根据一个实施方案的骤冷和洗涤器系统的更详细的图。 专利技术详述 该方法始于通过加载口 14将废物（例如废物的标准垃圾袋）加载到气化室12(见 图1)中。启动真空泵13并点燃柴油燃烧器18。尽管在本实施方案中选择了柴油燃料，但 要认识到，可以采用能够提供所需热能和温度的任何热源。通过O 2传感器48测量最终废 气流的氧含量。O2传感器48使所述方法能够将燃烧区21中的氧控制在调节的限度内，通 常在烟道气中6%-12%。使气化室12的压力保持在固定设定点，略低于大气压。通过内 部相对负压将工艺空气26吸入室12。通过穿过燃烧区21中的小的热交换通道将工艺空气 26加热。通过比例阀（源22的一部分）控制流速，并通过流量传送器24监测流速。通过 流量传送器24测量流速，并调节阀以相应地降低或提高流速。在运行中，将工艺空气进料 速率控制在0至20scfm之间，并用于将气化过程加速或减速，由此控制生成的合成气的量。 当合成气的燃烧在烟道气中产生太高温度时，可能需要降低合成气产量。 在启动后，随着该方法加热气化室12,室12内的废物开始分解成合成气。经开口 将通过被加热的废物产生的粗合成气20送入燃烧区21。合成气开始燃烧，导致燃烧区21 中提高的O 2需求；这触发使燃烧空气进料28进入燃烧区21的回路。通过使用传感器34测 量废气流的O2含量和燃烧区温度，确保所有合成气20充分燃烧。使废气流O 2含量保持等 于或高于为完全燃烧而确立的设定点。合适的设定点可以为6%至12% O2含量。通过流 量传送器30监测燃烧空气流速，通过源28中的配量阀控制燃烧空气流速。 当燃烧区21中的温度达到大约IKKTC的设定点且燃烧空气进料29超过一定进料 速率（大约25立方英尺/分钟）时，关闭柴油燃烧器18 ;这意味着生成足以维持燃烧的合 成气而不需要柴油。通过使用用于加热的两级柴油燃烧器18和通过控制室12中的条件， 包括工艺空气22进料速率、加热速率和使用混合器16混合，使燃烧区21中的温度保持恒 定，以控制生成的合成气20的量。在高能合成气生产的情况下，可以使用喷洒器32将水喷 到室12上和/或喷到燃烧区21中以控制温度。喷洒的水蒸发并从气体中吸收热；其再冷 凝和收集在洗涤器44中。 如果合成气品质下降和温度下降，则柴油燃烧器18可以再点火，以维持对运行而 言充足的温度。为防止在烟道气中形成二恶英，使用传感器38,优选刚在骤冷40前的位置， 测量烟道气的温度，如果温度降至低于650°C，则重要的是使烟道气的温度再升高以避免可 能的二恶英形成。为此目的，重启柴油燃烧器18。因此，在燃烧区21中使用传感器34和在 烟道气废气中使用在骤冷40前的传感器38测量温度。 在烟道气为560°C至610°C时，测得二恶英含量为0. 11纳克/立方米。在一些市 政当局，法定限额低至〇. 1纳克/立方米，使用高于610°C的温度预计可满足这种限额。 尽管在上述实施方案中监测烟道气温度，但要认识到，这可以通过测量室12温度 来间接测量。 水喷嘴32用于在停本文档来自技高网...

【技术保护点】
气化废物处理器，包括：气化室，其具有受控的工艺空气输入和粗合成气输出；向主气化室提供工艺热的燃烧室，所述燃烧室具有主燃烧器、粗合成气进料和受控的燃烧空气输入，以燃烧所述粗合成气；洗涤器，用于净化被骤冷的来自所述燃烧室的烟道气；温度传感器，用于测量所述烟道气在骤冷之前的温度；和控制器，用于当所述烟道气温度指示有形成二恶英的危险的温度时使所述主燃烧器运行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·特桑特里佐斯，S·拉维涅，
申请(专利权)人：普罗特高公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA