一种垃圾焚烧发电与水热液化协同处置垃圾的方法技术

本发明专利技术公开了一种垃圾焚烧发电与水热液化协同处置垃圾的方法。所述方法包括：对低含水率垃圾进行焚烧处理；对高含水率垃圾进行水热液化反应。本发明专利技术方法可处理含水量在80％以上、低热值在4000kJ/kg以下的垃圾，解决含水量高、热值低的垃圾燃烧困难、燃烧过程不稳定、对燃烧炉损害大的问题。本发明专利技术方法实现了两种技术的优势互补，降低系统搭建成本，大大提高垃圾处理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾焚烧发电与水热液化协同处置垃圾的方法
本专利技术涉及一种垃圾的处理方法，具体涉及一种垃圾焚烧发电与水热液化协同处置垃圾的方法，属于垃圾处理

技术介绍
目前我国在城市化建设进程加快的同时，土地资源也日益紧张，越来越多的垃圾会采用焚烧发电的处理方式来实现生活垃圾的减容化、减量化和资源化。但由于目前我国垃圾分类还没有被普遍执行，那些高含水率、不能被燃烧的垃圾没有从固体废弃物中分离出来。同时，塑料瓶和包装盒还可以再次贩卖回用，大部分居民将这些高热值的垃圾回收，加上缺少对厨余垃圾的分类，使得固体废物中含量最多的垃圾来自食物剩余，这类垃圾具有三个特征：低热值(低于4000kJ/kg)、高含水率(50％～80％)、高有机物含量(40％～60％)。根据《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》规定，进入垃圾焚烧炉的垃圾的平均低位热值不应低于5000kJ/kg，若垃圾的水分高，垃圾的热值过低，直接投入焚烧会降低燃烧温度，增加排烟热损失，降低焚烧炉效率，而且燃烧过程的稳定性得不到保证，焚烧的经济效益不能体现。目前对于高含水率的厨余垃圾的普遍处理方法是厌氧发酵、填埋、肥料饲料化等。水热液化技术是一种将含水的复杂有机生物质在高温、高压、无氧的环境下进行的反应，具有适合处理高含水率生物质、转化时间短、高能源回收率等优点，是处理厨余垃圾最合适的技术。因此，将垃圾焚烧技术与水热液化技术结合起来，对处理高含水率、低热值的垃圾显得十分重要。目前有关垃圾焚烧的研究主要集中在对燃烧过程中污染物的处理/燃烧炉的改进，例如贺长江等人的公开号为CN107191941A的一种降低焚烧烟气污染物的生活垃圾焚烧处理工艺和系统和徐辰阳等人的公开号为CN107166406A的一种垃圾焚烧炉两个专利，这些专利都是针对传统的处理含水率较低的固体垃圾的燃烧过程的改进，并未涉及到对高含水率/低热值的垃圾处理方法。水热液化处理厨余垃圾的研究主要集中在进出料及反应过程中技术指标的改进，例如池涌等人的公开号为CN107159679A的一种餐厨垃圾水热液化制取燃料油的方法白秀军等人的公开号为CN106635112A的一种生物质水热液化系统及方法两个专利，这些水热液化技术处理厨余垃圾的专利主要是针对提高原油产量，应用尺度也都是在实验室尺度，并未涉及到与垃圾燃烧发电技术的结合。而目前，国内垃圾的低热值、高含水率的特点使得单纯改进燃烧炉的性能是不能满足国内垃圾处理需求的，此外，由于国内餐厨垃圾体量较大，含水率有高有低，仅仅使用水热液化技术，不仅大大降低垃圾处理效率，还会造成资源浪费，因此，开发一种垃圾焚烧发电与水热液化技术协同处置垃圾的方法，对提高垃圾处理效率，改善高含水率垃圾对社会环境的影响，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种垃圾焚烧发电与水热液化协同处置垃圾的方法，可实现高含水率垃圾与低含水率垃圾在一个系统中同时处理，可处理含水率在80％以上的垃圾，解决高含水率垃圾燃烧困难、燃烧过程不稳定、对燃烧炉损害大的问题，进一步提高垃圾处理与发电效率，实现资源最大化的循环利用。本专利技术提供的垃圾处理的方法，包括：对低含水率垃圾进行焚烧处理；和/或，对高含水率垃圾进行水热液化反应。上述方法中，所述低含水率垃圾为非高湿城市生活垃圾；所述低含水率垃圾的含水率为10％～50％，且不包括50％；所述高含水率垃圾为高湿城市生活垃圾；所述高含水率垃圾的含水率为50％～90％，且包括50％。所述水热液化反应是以水为溶剂，通过加压加热使生物质热分解得到液态产物(油)的过程。该反应具有操作简单、原料来源广、转化率高、能量利用率高、产物清洁等特点。对低含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：在所述焚烧处理前先将所述低含水率垃圾经放置渗出渗沥液；和/或，所述焚烧处理产生的高温烟气经能量回收产生高温蒸汽；对高含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：在所述水热液化反应步骤之前，调节所述高含水率垃圾的含水率；和/或，将所述焚烧处理后产生的部分高温蒸汽为所述水热液化反应提供能量；另一部分所述高温蒸汽经汽轮机进行发电；所述水热液化反应过程产生的原油作为所述焚烧处理所用燃料。具体的，所述渗出渗沥液后，低含水率垃圾中的含水率为30％以下；所述调节所述高含水率垃圾的含水率的步骤中，调节至含水率为80％～95％；水、所述渗沥液和所述水热液化反应产生的水相产物均可作为调节所述高含水率垃圾的含水率所用稀释液。所述焚烧处理中，焚烧温度为850-1000℃；时间为1h以上；所述水热液化反应步骤中包括：将所述高含水率垃圾加压到100～150atm；所述对高含水率垃圾进行水热液化反应步骤还包括：在所述水热液化反应之前，将反应体系先经过热交换器进行热交换；所述热交换器的温度为100℃～150℃；所述主反应器的温度为260℃～350℃；反应时间为10～45分钟；所述水热液化反应后的产物返回至所述热交换器中降温至80～100℃；具体为80℃，该步骤是通过降温的方式降低压强，在打开反应釜时保证安全避免发生爆炸。之后经由泄压阀排至产品分离桶。对低含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：将所述焚烧处理后产生的高温烟气进行发电和预热所述焚烧处理所用一次风。具体的，将所述焚烧处理后产生的高温烟气经过空预器进行处理，部分经过空预器的高温烟气进入余热锅炉，进而产生高温蒸汽发电；经过余热锅炉热交换后的烟气进行烟气净化处理；另一部分经过空预器的高温烟气对所述焚烧处理所用一次风进行预热；所述烟气净化处理在烟气净化系统中进行；所述烟气净化系统包括依次连通的炉内脱硝装置、脱酸反应器、活性炭喷射装置、袋式除尘器和引风机，通过所述炉内脱硝装置、脱酸反应器、活性炭喷射装置、袋式除尘器后，能够去除烟气中的SOx、NOx、二恶英等有毒有害物质，然后经所述引风机排入大气；经所述袋式除尘器后，烟气中的飞灰会被收集起来，可进一步的加入螯合剂、水泥等进行螯合反应，待物质稳定后，转运到填埋场进行无害化填埋。所述焚烧处理产生的炉渣与水热液化反应产生的灰分进行相同的后处理，如制砖、制水泥等。对高含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：将所述焚烧处理后产生的部分高温蒸汽进入水热液化主反应器中用于加热主反应器，为所述水热液化反应提供能量；另一部分所述高温蒸汽经汽轮机进行发电；水热液化过程产生的原油作为所述焚烧处理所用燃料；具体地，由主蒸汽管道、阀门和连通所述主反应器的蒸汽支管进入所述主反应器中。所述高温蒸汽为由所述焚烧处理产生的高温烟气经能量回收而得；所述经汽轮机进行发电具体为将热能转换为动能引起转子旋转后经发电机发电；具体的，所述高温烟气的温度为800-1000℃；所述高温蒸汽的温度为300℃～400℃。所述水热液化反应产生的气相产物输入至所述烟气净化系统。本专利技术提供的垃圾焚烧发电热电联产与水热液化协同处置城市生活垃圾的方法，包括如下步骤：(1)非高湿城市生活垃圾经放置渗出渗沥液后进入焚烧炉进行焚烧处理；所述焚烧处理产生的高温烟气经能量回收产生高温蒸汽；(2)高湿城市生活垃圾经调节含水率后进行加压，然后通过热交换器进入主反应器中进行热水解反应；所述热分解反应产生的原油输入至所述焚烧炉中进行燃烧发电；所述高温蒸汽用于加热所述主反应器。上述方法中，所述非高湿城市生活垃圾为低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾处理的方法，包括：对低含水率垃圾进行焚烧处理；和/或，对高含水率垃圾进行水热液化反应。

【技术特征摘要】
2018.02.13 CN 20181014886081.一种垃圾处理的方法，包括：对低含水率垃圾进行焚烧处理；和/或，对高含水率垃圾进行水热液化反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述低含水率垃圾为非高湿城市生活垃圾；所述低含水率垃圾的含水率为10％～50％，且不包括50％；所述高含水率垃圾为高湿城市生活垃圾；所述高含水率垃圾的含水率为50％～90％，且包括50％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：对低含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：在所述焚烧处理前先将所述低含水率垃圾经放置渗出渗沥液；和/或，所述焚烧处理产生的高温烟气经能量回收产生高温蒸汽；对高含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：在所述水热液化反应步骤之前，调节所述高含水率垃圾的含水率；和/或，将所述焚烧处理后产生的部分高温蒸汽为所述水热液化反应提供能量；另一部分所述高温蒸汽经汽轮机进行发电；所述水热液化反应过程产生的原油作为所述焚烧处理所用燃料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述渗出渗沥液后，低含水率垃圾中的含水率为30％以下；所述调节所述高含水率垃圾的含水率的步骤中，调节至含水率为80％～95％；水、所述渗沥液和所述水热液化反应产生的水相产物作为调节所述高含水率垃圾的含水率所用稀释液。5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述焚烧处理中，焚烧温度为850-1000℃；所述水热液化反应步骤中包括：将所述高含水率垃圾加压到100～150atm；所述对高含水率垃圾进行水热液化反应步骤还包括：在所述水热液化反应之前，将反应体系先经过热交换器进行热交换；所述热交换器的温度为100℃～150℃；所述主反应器的温度为260℃～350℃；反应时间为10～45分钟；所述水热液化反应后的产物返回至所述热交换器中降温至80～100℃；具体为80℃。6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：对低含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：将所述焚烧处理后产生的高温烟气进行发电和预热所述焚烧处理所用一次风；对高含水率垃圾进行垃圾处理的方法还包括：将所述焚烧处理后产...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭祖诚，王天志，郭致廷，闫军，曲磊，
申请(专利权)人：郭祖诚，王天志，郭致廷，
类型：发明
国别省市：北京,11