以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统技术方案

本实用新型专利技术属于固体废弃物资源化处理的技术领域，涉及一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统。所述系统包括垃圾预处理装置、旋转床热解炉、破碎机、旋转床热解炉、节能脱硝装置、油气分离净化装置、CO2捕集装置和流化床气化炉，其中的旋转床热解炉、节能脱硝装置、油气分离净化装置、CO2捕集装置和流化床气化炉依次连接。本实用新型专利技术以垃圾炭为气化原料，从热解气中捕集的高浓度CO2作为气化剂气化制备高浓度CO，并将其应用于气基竖炉直接还原炼铁工艺，整个工艺，碳排放量低，环保效益好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于固体废弃物资源化处理的
，涉及一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统。
技术介绍
我国正面临环境和能源的双重压力，随着经济和城市化进展的加速，全国能源消耗巨大，同时多数大城市面临垃圾围城困境，通过技术手段将生活垃圾变为可利用资源，在一定程度上可以缓解我国能源和环境危机。生活垃圾热解技术以其资源化利用率高，环境污染小的优点越来越被人们所青睐。生活垃圾热解主要产物有以下几种：部分热解油通过精制可作为燃料油使用；可作为燃料气使用的热解气包括一些低分子碳氢化合物如氢气、甲烷、一氧化碳等；垃圾炭大部分以炭黑形式存在，但存在重金属等有毒有害物质，热值低，市场销路差；如果作为固体燃料使用时，燃烧效果较差，且燃烧过程中会产生大量二次污染物，环保效益较差。因此，大多数垃圾炭最终只能作为热解残渣进行填埋处理，占用土地资源且造成能源的浪费。生活垃圾经热解后产生的热解气中含有30％左右的CO2，CO2的存在会降低热解气热值，降低其利用途径，经济效益较差。热解炭大部分以炭黑形式存在，是良好的气化原料，如果采用热解气中的CO2作为气化剂将其氧化成CO，一方面可大大降低因焚烧热解炭所带来的环境污染问题，另一方面，降低热解气中CO2含量，提高CO含量，提高热解气热值。专利文献(专利号201420457702.8)公开一种生活垃圾热解资源化综合处理系统，该系统将生活垃圾经过分选、破碎、烘干、成型等预处理后，在热解炉内热解得到高温油气和垃圾炭，垃圾炭气化后生成气化可燃气，用以作为蓄热式燃气辐射管燃烧器的燃料。由于该系统采用预处理过程中产生的有臭味的空气和含水蒸汽的烟气作为垃圾炭的气化剂，气化产生的可燃气热值低，利用价值低，同时气化气直接燃烧，没有收集烟气中CO2，炭排放量大，环境效益差。该系统采用气化技术将垃圾炭气化，实现垃圾炭资源化，但产品中还原性气体浓度较低，不能直接应用于竖炉炼铁工艺。另一专利文献(专利号201210143133.5)的公布一种逆流廻转生活垃圾热解碳化炉系统及垃圾处理工艺，该系统主要包括进料装置、垃圾炭化炉炉体、出渣螺旋器、热解气焚烧炉、循环风机、空气预热器、鼓风机、管道阀门等设备，并结合与垃圾炭化炉炉体连接的气、热循环装置进行完善，配合对垃圾炭化炉炉体温度、垃圾停留时间的控制，实现对生活垃圾及有机固体废弃物进行处理，此专利得到的产品热解气直接进入焚烧炉燃烧产生850℃-1100℃的高温烟气，垃圾炭作为最终产品。上述技术是在加热无氧的条件下将生活垃圾及有机固废分解成可燃气体和炭渣，可燃气直接燃烧，没有实现CO2循环利用，具有炭排放量大，环境效益差的缺点。此外，上述技术是将垃圾炭作为最终产品，由于垃圾炭热值较低，市场销路不畅，且含有重金属等有毒有害物质，如果将垃圾炭作为最终产品，经济效益和环保效益都较差，技术推广比较困难。综上所述，现有技术没有将生活垃圾热解气中的CO2作为气化剂，垃圾炭作为气化原料生产高浓度CO，并将其应用于气基竖炉直接还原炼铁工艺，在实现垃圾炭资源化的同时，既提高热解气热值又满足CO2循环利用。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的主要目的是提供以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统，将生活垃圾热解气中的CO2作为气化剂，垃圾炭作为气化原料生产高浓度CO，并将其应用在气基竖炉直接还原炼铁工艺。本技术提供一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的方法，其包括以下步骤：预处理：垃圾依次经过破袋、滚筛、分选和破碎处理，得到垃圾原料；垃圾热解：送入旋转床热解炉的所述垃圾原料经过干燥、热解和活化反应，得到的物质包括热解炭、热解油气；破碎热解炭：经过破碎机破碎的所述热解炭粒径＜10mm；节能脱酸和分离净化：所述热解油气经过节能脱酸装置和油气分离净化装置处理，得到热解气；CO2捕集：所述热解气经过CO2捕集装置处理，分离出CO2气体；流化床气化炉气化：所述分离出CO2和破碎后的所述热解炭进入所述流化床气化炉进行气化，流化床气化炉的气化温度为900-1100℃，产生气化气CO。在所述CO2捕集步骤中，所述热解气进入CO2捕集装置的吸收塔，在吸收塔内与醇胺溶液接触，所述热解气中的CO2被所述醇胺溶液吸收变为富液，所述富液经过富液泵送入解吸塔，解吸后的混合气体和和贫液经冷却器降温冷却，冷却后的混合气体进入气液分离器，分离出CO2气体。在流化床气化炉气化步骤中，产生的一部分所述气化气CO作为气基竖炉还原炼铁的还原剂，产生的CO2气体送入所述流化床气化炉；另一部分所述气化气CO送入所述旋转床热解炉。垃圾热解后得到的所述热解油气通过所述节能脱酸的处理后，所述热解油气的温度降至250℃-350℃，酸性气体体积浓度≦0.05％；所述油气分离净化装置中的湿式除尘塔采用70-80℃激冷循环水喷洒所述热解油气，实现除尘和热解油、热解气的分离，除尘后的所述热解气在初冷器中冷却，然后送入电捕焦油器中脱焦油，再由鼓风机将热解气送至脱硫塔和脱硝塔，产生纯净的热解气；所述初冷器用循环水和制冷水将所述热解油气冷却至20-25℃,所述循环水和所述制冷水的温度分别为30-35℃和15-20℃。垃圾预处理后的所述垃圾原料的粒径＜20mm，所述垃圾原料的含水率为20％-60％。本技术提供一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统，其包括：垃圾预处理装置：由破袋机构、滚筛机构、分选机构和破碎机构依次连接构成，所述机构分别具有进料口和出料口；旋转床热解炉：由干燥区、热解反应一区、热解反应二区和热解反应三区构成，每个所述区的顶部有热解油气出口，每个所述区的辐射管有燃气进气口；所述干燥区的前端有垃圾原料入口，所述热解反应三区的末端有热解炭出料口；破碎机的进料口与所述热解炭出料口相连,所述破碎机的储炭槽出口与流化床气化炉的热解炭进料口相连；所述旋转床热解炉、节能脱硝装置、油气分离净化装置、CO2捕集装置和所述流化床气化炉依次连接。进一步地，所述节能脱硝装置的热解油气进气口与所述旋转床热解炉的热解油气出口相连；所述油气分离净化装置由油热解气管道、湿式除尘塔、初冷器、电捕焦油器、鼓风机、脱硫塔、脱硝塔依次连接构成；所述油热解气管道与所述节能脱硝装置的热解油气出口相连。所述CO2捕集装置由吸收塔、富液泵、解吸塔、再沸器、气液分离器、贫液泵及贫液冷却器依次连接构成；所述吸收塔的进气口与所述节能脱硝装置的脱硝塔的出气口相连，所述气液分离器的出气口与所述流化床气化炉的入气口相连。在所述CO2捕集装置中，所述富液泵的入口与所述吸收塔底部的吸收塔第二出口相连；所述富液泵的出口与所述解吸塔上部的解吸塔第一入口相连；所述贫液泵的入口与所述解吸塔底部的解吸塔第一出口相连；所述再沸器的入口与所述解吸塔底部的解吸塔第二出口相连，所述解吸塔第二入口与所述再沸器出口相连，所述解吸塔顶部的解吸塔第三出口连通所述气液分离器入口，所述贫液泵出口与所述贫液冷却器的入口相连。储气罐的进气口与所述流化床气化炉的气化气出口相连，所述储气罐的第一出气口与所述旋转床热解炉的燃气进气口相连，所述储气罐的第二出气口与气基竖炉相连。在所述旋转床热解炉中，所述垃圾原料铺料厚度为50-250mm。所述流化床气化炉的气化温度为900-1100℃。生活垃圾经热解后产生的热解气中含有3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统，其包括：垃圾预处理装置：由破袋机构、滚筛机构、分选机构和破碎机构依次连接构成，所述机构分别具有进料口和出料口；旋转床热解炉：由干燥区、热解反应一区、热解反应二区和热解反应三区构成，每个所述区的顶部有热解油气出口，每个所述区的辐射管有燃气进气口；所述干燥区的前端有垃圾原料入口，所述热解反应三区的末端有热解炭出料口；破碎机的进料口与所述热解炭出料口相连,所述破碎机的储炭槽出口与流化床气化炉的热解炭进料口相连；所述旋转床热解炉、节能脱硝装置、油气分离净化装置、CO2捕集装置和所述流化床气化炉依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种以垃圾炭为原料制备高浓度CO的系统，其包括：垃圾预处理装置：由破袋机构、滚筛机构、分选机构和破碎机构依次连接构成，所述机构分别具有进料口和出料口；旋转床热解炉：由干燥区、热解反应一区、热解反应二区和热解反应三区构成，每个所述区的顶部有热解油气出口，每个所述区的辐射管有燃气进气口；所述干燥区的前端有垃圾原料入口，所述热解反应三区的末端有热解炭出料口；破碎机的进料口与所述热解炭出料口相连,所述破碎机的储炭槽出口与流化床气化炉的热解炭进料口相连；所述旋转床热解炉、节能脱硝装置、油气分离净化装置、CO2捕集装置和所述流化床气化炉依次连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述节能脱硝装置的热解油气进气口与所述旋转床热解炉的热解油气出口相连；所述油气分离净化装置由油热解气管道、湿式除尘塔、初冷器、电捕焦油器、鼓风机、脱硫塔、脱硝塔依次连接构成；所述油热解气管道与所述节能脱硝装置的热解油气出口相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述CO2捕集装置由吸收塔、富液泵、解吸塔、再沸器、气液分离器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：任浩华，肖磊，张安强，贾懿曼，刘璐，蔡先明，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