气化炉及其生活垃圾无害气化能源工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种气化炉，包括从下到上叠加设置的二次气化炉、一次气化炉，所述一次气化炉上设置有进料口和载体气体口，所述一次气化炉外部垂线方向设置有电机，所述电机的输出轴延伸到所述一次气化炉内并且设置有若干层托盘，所述一次气化炉的内壁设置有若干组加热体，所述一次气化炉与二次气化炉之间的通道内设置有单向传送带，所述二次气化炉的侧面与旋风除尘器连通，所述二次气化炉上设置有介质入口；还公开了一种生活垃圾无害气化能源工艺方法，通过本发明专利技术生产的气体热值高，能够达到4080Kcal/Nm³以上，生产气体时不产生焦油，生活垃圾无需分类处理，直接进入工艺循环，极大的为减少设备量、人工成本和能耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体废弃物处理
，具体涉及一种气化炉及其生活垃圾无害气化能源工艺方法。
技术介绍
生活垃圾是日常生活中或为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物以及法律行政法视为垃圾的固体废弃物。其组成成分主要有厨余、废纸、织物、塑料、橡胶、金属、废旧电器、玻璃及渣土等。随着城市数量的增多和规模的扩大，我国生活垃圾的年产生量迅速增加。由垃圾数量的急剧增加导致的土地占用、环境污染等问题也日益突出，数量庞大的生活垃圾对城市及周边地区的生态环境构成极大威胁，垃圾堆放产生的有害气体及垃圾渗滤液对大气、水源及土壤造成污染，严重危害人体健康。生活垃圾处理的目标是减量化、无害化和资源化。在目前生活垃圾处理的方法主要有填埋、堆肥和焚烧。在我国，采用填埋方式处理的生活垃圾约占垃圾处理总量的70%，堆肥约占20%，焚烧法不足10%，但是随着人们对生活垃圾无害化处理和对生活垃圾中蕴含能量的重视，焚烧法在城市生活垃圾处理中所占的比例将不断增大。填埋法是我国生活垃圾处理的一个最主要的方式，具有技术成熟、一次性投资额低、处理量大以及可接受各种类型的生活垃圾而不需要对其进行分类等优点。但是填埋处理同样存在着处理周期长、场地占用逐年增大及存在潜在的二次污染等问题。填埋场的渗滤液中Cr，Cd，Cu，Zn，Pb，Co，Hg，Al等重金属含量很高，若处理不当会对填埋场周围的土地和水体造成严重污染。此外，填埋场占地量大，每填埋1吨垃圾大约需占地3m3，生活垃圾填埋不仅浪费了大量宝贵的土地资源，其中可利用的物质和能量也被填埋，造成了资源和能源的浪费。堆肥是控制一定的条件，利用微生物促进生活垃圾发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定腐殖质的生物化学过程。堆肥处理是针对生活垃圾中可被微生物分解的有机成分的处理技术，而不是全部垃圾的最终处理技术，并且由于我国城市生活垃圾采取混合收集的方式，造成堆肥原料中无机组分的含量较高，并且堆肥过程中酸性物质能够使重金属离子可溶含量高，造成农产品危害。生活垃圾焚烧技术是将待处理的生活垃圾与过量的空气或氧气在垃圾焚烧炉中进行氧化燃烧反应，同时释放出能量的过程。焚烧可以实现生活垃圾的减容、减量，焚毁垃圾中的有害微生物，并能部分回收垃圾中蕴含的能量，是一种可同时实现减量化、资源化的生活垃圾处理技术。但焚烧过程中会产生大量的酸性气体、未完全燃烧的有机组分、粉尘、灰渣等物质，如不进行必要的处理必然会造成严重的二次污染，其中二恶英类物质和重金属对生态环境及人体健康危害极大，HCl，NOx，SO2等酸性气体也是产生酸雨的主要原因。并且由于生活垃圾热值低容易造成发电效率低下，或只能配合煤发电。此外，现在市面上还有一种装置叫做生物质气化炉，其主要用于生物质气化工艺，对于生活垃圾气化还没有实例，并且其普遍存在气化气热值低，气化气酸度高等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种气化炉及其生活垃圾无害气化能源工艺方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供一种气化炉，该气化炉包括从下到上叠加设置的二次气化炉、一次气化炉，所述一次气化炉上设置有进料口和载体气体口，所述一次气化炉外部垂线方向设置有电机，所述电机的输出轴延伸到所述一次气化炉内并且设置有若干层托盘，所述一次气化炉的内壁设置有若干组加热体，所述一次气化炉与二次气化炉之间的通道内设置有单向传送带，所述二次气化炉的侧面与旋风除尘器连通，所述二次气化炉上设置有介质入口。上述方案中，所述加热体位于上下相邻两层托盘之间间隙的侧面。上述方案中，所述旋风除尘器上部的侧面与二次气化炉的灰气入口连通，所述旋风除尘器下部的侧面与二次气化炉的灰渣二次入口连通。上述方案中，所述旋风除尘器的顶部设置有气体出口，底部设置有灰渣出口，所述灰渣出口内设置有水封。上述方案中，所述二次气化炉的底部内设置有加热层，所述加热层上方设置有介质气嘴。上述方案中，所述二次气化炉、一次气化炉外均套设有保温层。本专利技术实施例还提供一种生活垃圾无害气化能源工艺方法，该方法通过以下步骤实现：步骤1：前处理，将生活垃圾进行粉碎，制成40mm以下物料颗粒；步骤2：干燥，将粉碎后的物料颗粒通过卧室传输干燥机进行干燥，干燥后的水分是含有气体分子的水分在步骤3中的二次气化炉中运用，其能量由步骤5提供；步骤3：气化，干燥后的生活垃圾进入气化炉中，进行气化处理，气化炉分为上下两部分，上部分为一次气化炉，下部分为二次气化炉，干燥后的生活垃圾首先进入一次气化炉中进行气化，一定步骤后产生一次气化气和半焦颗粒，还有剩余的催化剂颗粒；一次气化气进入步骤4中运用，半焦颗粒和催化剂颗粒则进入二次气化炉中进行二次气化，步骤3中运用能量为外热介质炉提供，外加热炉可用电力，燃气，太阳能，生物质等提供能源；步骤4：催化加氢，在催化加氢装置中利用二次气化气体，所述二次气化气体为55%以上的高氢含量，对一次气化气进行催化加氢，产物为加氢纯化气体，加氢纯化气体在步骤5中运用；步骤5：换热，加氢纯化气体在换热器中将大于500℃的能量的热量传递给介质，气体成为冷却可燃器进入步骤6进行处理，加热后介质将能量传递给步骤2，为步骤2提供所有能量；步骤6：除尘，冷却可燃气进入除尘器中进行除尘，得到除尘可燃气进入步骤7中处理；步骤7：除酸，利用步骤3中产的灰分过滤材料，对除尘可燃气进行过滤除酸，得到除酸可燃气进入步骤8中处理；步骤8：脱硫脱硝，利用脱硫脱硝装置对除酸可燃气进行脱硫脱硝，得到脱硫脱硝可燃气进入步骤9中处理；步骤9：生物除多环芳烃物质，利用装有白腐霉菌等木腐菌的容器对脱硫脱硝可燃气进行除多环芳烃物质的去除，得到脱PAHs可燃气进入步骤10中处理；步骤10：干燥，利用可循环化学品对脱PAHs可燃气进行干燥，得到冷干气，此时冷干气为等同于商品天然气的无害可燃气。上述方案中，所述步骤3中催化剂颗粒选择以铁基和钙剂为最优，铁基和钙剂比例为0.2~2.8。上述方案中，所述步骤3中所述一次气化炉操作描述，气化炉中需要添加8%~30%的催化剂颗粒，催化剂颗粒的粒径选择为13mm~43mm之间。在一次气化中温度曲线分为两个步骤，第一为升温段，是指在从一个温度区间上升到另一个温度区间中的过程控制，第二为保温段，是指需要物料在此温度区间充分反映的温度段；升温段的要求是每段升温必须满足加热速率需要保持在200~300℃/min，保温段的要求是满足如下过程——①300~500℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气化炉，其特征在于，该气化炉包括从下到上叠加设置的二次气化炉、一次气化炉，所述一次气化炉上设置有进料口和载体气体口，所述一次气化炉外部垂线方向设置有电机，所述电机的输出轴延伸到所述一次气化炉内并且设置有若干层托盘，所述一次气化炉的内壁设置有若干组加热体，所述一次气化炉与二次气化炉之间的通道内设置有单向传送带，所述二次气化炉的侧面与旋风除尘器连通，所述二次气化炉上设置有介质入口。

【技术特征摘要】
1.一种气化炉，其特征在于，该气化炉包括从下到上叠加设置的二次气化炉、一次气化
炉，所述一次气化炉上设置有进料口和载体气体口，所述一次气化炉外部垂线方向设置有
电机，所述电机的输出轴延伸到所述一次气化炉内并且设置有若干层托盘，所述一次气化
炉的内壁设置有若干组加热体，所述一次气化炉与二次气化炉之间的通道内设置有单向传
送带，所述二次气化炉的侧面与旋风除尘器连通，所述二次气化炉上设置有介质入口。
2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述加热体位于上下相邻两层托盘之间
间隙的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于：所述旋风除尘器上部的侧面与二次
气化炉的灰气入口连通，所述旋风除尘器下部的侧面与二次气化炉的灰渣二次入口连通。
4.根据权利要求3所述的气化炉，其特征在于：所述旋风除尘器的顶部设置有气体出
口，底部设置有灰渣出口，所述灰渣出口内设置有水封。
5.根据权利要求4所述的气化炉，其特征在于：所述二次气化炉的底部内设置有加热
层，所述加热层上方设置有介质气嘴。
6.根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于：所述二次气化炉、一次气化炉外均套设
有保温层。
7.一种生活垃圾无害气化能源工艺方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现：
步骤1：前处理，将生活垃圾进行粉碎，制成40mm以下物料颗粒；
步骤2：干燥，将粉碎后的物料颗粒通过卧室传输干燥机进行干燥，干燥后的水分是含
有气体分子的水分在步骤3中的二次气化炉中运用，其能量由步骤5提供；
步骤3：气化，干燥后的生活垃圾进入气化炉中，进行气化处理，气化炉分为上下两部
分，上部分为一次气化炉，下部分为二次气化炉，干燥后的生活垃圾首先进入一次气化炉中
进行气化，一定步骤后产生一次气化气和半焦颗粒，还有剩余的催化剂颗粒；一次气化气进
入步骤4中运用，半焦颗粒和催化剂颗粒则进入二次气化炉中进行二次气化，步骤3中运用
能量为外热介质炉提供，外加热炉可用电力，燃气，太阳能，生物质等提供能源；
步骤4：催化加氢，在催化加氢装置中利用二次气化气体，所述二次气化气体为55%以上
的高氢含量，对一次气化气进行催化加氢，产物为加氢纯化气体，加氢纯化气体在步骤5中
运用；
步骤5：换热，加氢纯化气体在换热器中将大于500℃的能量的热量传递给介质，气体成
为冷却可燃器进入步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，
申请(专利权)人：郭凯，
类型：发明
国别省市：陕西;61