一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统及制取合成气的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，包括干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、气化风机、补燃风机、干燥风机、引风机、1#动力波洗涤塔、2#动力波洗涤塔、储气罐和垃圾储坑；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、换热室和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环；干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、1#动力波洗涤塔、引风机和储气罐通过管路依次连通；垃圾储坑、补燃风机、换热室和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、换热室和炉排气化炉通过管路依次连通。本发明专利技术通过干燥装置对固体废弃物预干燥，降低了进入炉排气化炉的垃圾水分含量，提高了合成气热值；节约了气体处理成本。

System for preparing synthetic gas by high temperature gasification of domestic refuse based on pre drying and method for producing synthetic gas

The invention discloses a system for pre drying garbage gasification syngas based, including drying device, furnace exhaust furnace, reforming purifying chamber, a heat exchanging chamber, air blower, afterburning fan, drying fan, draught fan, 1# dynamic wave washing tower, 2# dynamic wave washing tower, storage tank and garbage storage pit; top, drying device 2# dynamic wave washing tower, drying fan, heat exchange chamber and a drying device formed at the bottom are connected through pipelines, recycling; drying device, furnace exhaust furnace, reforming purifying chamber, a heat exchanging chamber, 1# dynamic wave washing tower, wind machine and air storage tank connected successively through the pipeline; the garbage storage pit, afterburning fan, heat exchanger and reforming purifying chamber which are connected in sequence through pipes; the garbage storage pit, gasification blower, heat exchanger and furnace exhaust furnace are connected through a pipeline. The invention pre drying the solid waste by a drying device reduces the moisture content of the garbage entering the exhaust furnace of the furnace, improves the calorific value of the synthetic gas, and saves the gas treatment cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统及制取合成气的方法
本专利技术涉及一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统及制取合成气的方法，属于废固利用领域。
技术介绍
伴随着中国经济的快速增长和城镇化水平的提高，固体废物尤其是城镇生活垃圾的产生量也迅速上升，造成了严重的环境和社会问题。卫生填埋和垃圾焚烧是目前我国处理生活垃圾的主要手段，在一定时期内对缓解因垃圾过量而带来的环境和社会问题起到了积极作用，但是卫生填埋不能有效的利用生活垃圾中的热量，且占用大量的土地，生活垃圾在填埋坑中会发酵产生渗滤液和甲烷气体，渗滤液会对周围土壤、地下水构成长期的威胁，甲烷则对全球温室效应产生负面影响。垃圾焚烧具有减量化，资源化处理生活垃圾的特点，但是二噁英类有毒有害物质的低浓度排放和飞灰的无害化处理是垃圾焚烧面临的技术难题。随着国内外环保要求的日益提高，垃圾热解气化逐渐受到人们的关注和研究。垃圾热解气化技术中按照对热解气的利用方式可分为两大类：1、炉内直接燃烧热解气，利用蒸汽轮机发电或供热；2、对热解气进行净化储存，利用燃气轮机发电。第一种利用方式与垃圾焚烧相比可以显著减少过量空气系数，降低烟气处理量。第二种利用方式根据对热解气中焦油的处理方法可细分为三类：1、直接水洗焦油净化；2、催化剂催化裂解焦油净化；3、高温裂解焦油净化。水洗焦油会损失掉焦油热值和热解气的显热，同时焦油转移到洗涤水中会带来二次污染。催化剂催化裂解焦油需要大量的催化剂，且气体中的酸性气体如H2S会使催化剂中毒失活。高温裂解焦油通过热解气的部分燃烧形成高温，焦油在高温气氛中重整转化为小分子气体(CO、H2和CO2等)。焦油高温裂解净化技术是通过热解气的部分燃烧形成高温，因此热解气的初始温度越高，则达到相同温度时，热解气部分燃烧的量越少，最终可燃气的热值越高。提高热解气初始温度的有效方法就是降低垃圾的水分，因此本申请对垃圾预干燥的气化方法进行了研究。
技术实现思路
针对现有固体废弃物，尤其是城镇生活垃圾气化技术中存在的缺陷和不足，提供了一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，通过垃圾预干燥提高合成气的热值，通过换热系统充分利用高温合成气的显热，最终实现气化炉的高效率运行，同时避免焦油堵塞及二噁英类气体造成的二次污染。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，包括干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、气化风机、补燃风机、干燥风机、引风机、1#动力波洗涤塔、2#动力波洗涤塔、储气罐和垃圾储坑；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、换热室和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环；干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、1#动力波洗涤塔、引风机和储气罐通过管路依次连通；垃圾储坑、补燃风机、换热室和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、换热室和炉排气化炉通过管路依次连通。高温干燥气与固体废弃物在干燥装置内进行逆流换热和传质，通过与干燥风的逆流换热降低固体废弃物的水分，提高固体废弃物的热值。气化炉出口的粗合成气在重整净化室与高温补燃空气混合燃烧形成1100-1300℃的高温，在高温作用下焦油被裂解成小分子气体，二噁英等有害气体也被分解。换热室对高温合成气的显热进行梯级回收，用于加热气化空气、补燃空气和干燥气。重整净化室的操作温度范围在1100-1300℃，最优操作温度在1200℃左右。粗合成气和补燃空气在重整净化炉内非完全燃烧形成高温，将大分子焦油裂解成小分子气体，二噁英等有毒有害物质彻底分解。1#动力波洗涤塔主要用于合成气的冷却、酸性气体的脱除及除尘。2#动力波洗涤塔主要用于干燥气的冷却和除尘。储气罐用于洁净合成气的储存。本专利技术对固体废弃物的热值有较强的适应性，生产的合成气可用来发电、合成液体燃料和用于精细化工。为了进一步提高垃圾的热值，干燥装置为回转窑。干燥装置采用回转窑对垃圾进行初步干燥脱水处理，提高进入炉排气化炉的热值。为了进一步提高热利用率，换热室内设有第一换热器、第二换热器和第三换热器；垃圾储坑、补燃风机、第一换热器和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、第二换热器和炉排气化炉通过管路依次连通；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、第三换热器和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环。所述的换热室主要用于合成气显热回收。通过换热器将补燃风加热到600℃左右，气化风加热到350℃左右，干燥风加热到200℃左右，控制出口合成气的温度在200℃。为了进一步提高固废的利用率，炉排气化炉为机械炉排炉。进一步优选，炉排气化炉包括料斗、料斗挡板、推料器、气化炉炉膛、炉排系统、漏渣斗、点火燃烧器和出渣机；料斗、料斗挡板、推料器、气化炉炉膛和出渣机顺序相接；炉排系统设在气化炉炉膛内，漏渣斗设在气化炉炉膛内炉排系统的底部；点火燃烧器的燃烧头伸入气化炉炉膛内；干燥装置与料斗相接，气化炉炉膛与重整净化室相接。料斗用于储存垃圾，料斗挡板用于密封和破拱。炉排系统对垃圾进行翻滚推进。漏渣斗用于收集从炉排间隙处掉下的小颗粒垃圾和炉渣，同时从侧面接收气化风，然后通过炉排向炉内均匀供风。固体废弃物堆积在料斗内，由推料器送入气化炉炉膛，在气化炉炉膛内垃圾经过干燥、热分解和燃烧最终形成粗合成气和灰渣，粗合成气进入重整净化室，灰渣在燃烧段炉排的作用下进入出渣机。出渣机用于炉渣的排出，并对气化炉进行水封。气化炉炉膛的操作温度范围在700-900℃，最优操作温度为800℃左右。为了更进一步提高固废的利用率，炉排系统包括顺序相接的干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排，干燥段炉排的高度高于热解段炉排，热解段炉排的高度高于燃烧段炉排，干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排的下方均分别设有漏渣斗；垃圾储坑、气化风机和第二换热器通过管路依次连通，从第二换热器引出的气化风分支为三路，分别通向干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排下方的漏渣斗。通过控制高温气化空气的量使气化炉的炉膛温度维持在800℃左右。炉排气化炉包括垃圾干燥区、气化热解区和燃烧区，分别对应于干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排，在干燥区内垃圾的水分进一步析出，在热解区垃圾析出挥发分，剩余的焦炭进入燃烧区进行燃烧，生成的高温气体为垃圾热解和干燥提供热量，反应剩余的炉渣进入出渣机。利用上述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统制备合成气的方法，包括顺序相接的如下步骤：A、固体废弃物首先在干燥装置内进行预干燥，干燥风与固体废弃物逆流换热，干燥风的温度逐渐降低，水分含量逐渐增加，干燥风随后进入2#动力波洗涤塔，2#动力波洗涤塔对干燥装置出来的干燥风进行冷却和洗涤除尘，然后洁净的干燥风由干燥风机引入换热室，温度升高后再次进入干燥装置；B、经干燥装置干燥后的固体废弃物进入炉排气化炉，得到粗合成气，炉排气化炉内的气化风来自垃圾储坑区，经过气化风机获得动能和压力势能后进入换热室，经加热升温后进入炉排气化炉；C、粗合成气进入重整净化室内与补燃风混合燃烧形成高温，将大分子焦油裂解成小分子气体、将有毒有害物质彻底分解，得到高温合成气，其中，补燃风来自垃圾储坑区，经过补燃风机获得动能和压力势能后进入换热室，经加热升温后进入重整净化室；D、重整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：包括干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、气化风机、补燃风机、干燥风机、引风机、1#动力波洗涤塔、2#动力波洗涤塔、储气罐和垃圾储坑；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、换热室和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环；干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、1#动力波洗涤塔、引风机和储气罐通过管路依次连通；垃圾储坑、补燃风机、换热室和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、换热室和炉排气化炉通过管路依次连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：包括干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、气化风机、补燃风机、干燥风机、引风机、1#动力波洗涤塔、2#动力波洗涤塔、储气罐和垃圾储坑；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、换热室和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环；干燥装置、炉排气化炉、重整净化室、换热室、1#动力波洗涤塔、引风机和储气罐通过管路依次连通；垃圾储坑、补燃风机、换热室和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、换热室和炉排气化炉通过管路依次连通。2.如权利要求1所述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：干燥装置为回转窑。3.如权利要求1所述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：换热室内设有第一换热器、第二换热器和第三换热器；垃圾储坑、补燃风机、第一换热器和重整净化室通过管路依次连通；垃圾储坑、气化风机、第二换热器和炉排气化炉通过管路依次连通；干燥装置的顶部、2#动力波洗涤塔、干燥风机、第三换热器和干燥装置的底部通过管路依次连通、形成循环。4.如权利要求3所述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：炉排气化炉为机械炉排炉。5.如权利要求4所述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：炉排气化炉包括料斗、料斗挡板、推料器、气化炉炉膛、炉排系统、漏渣斗、点火燃烧器和出渣机；料斗、料斗挡板、推料器、气化炉炉膛和出渣机顺序相接；炉排系统设在气化炉炉膛内，漏渣斗设在气化炉炉膛内炉排系统的底部；点火燃烧器的燃烧头伸入气化炉炉膛内；干燥装置与料斗相接，气化炉炉膛与重整净化室相接。6.如权利要求5所述基于预干燥进行生活垃圾高温气化制取合成气的系统，其特征在于：炉排系统包括顺序相接的干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排，干燥段炉排的高度高于热解段炉排，热解段炉排的高度高于燃烧段炉排，干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排的下方均分别设有漏渣斗；垃圾储坑、气化风机和第二换热器通过管路依次连通，从第二换热器引出的气化风分支为三路，分别通向干燥段炉排、热解段炉排和燃烧段炉排下方的漏渣...

【专利技术属性】
技术研发人员：李要建，肖燕，孙钟华，李军，陈竹，严圣军，
申请(专利权)人：江苏天楹环保能源成套设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32