一种RDF-5燃料、流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法及其制备系统技术方案

本发明专利技术涉及一种RDF‑5燃料、流化床气化RDF‑5制备合成气的制备方法及其制备系统，属于废弃物处理技术领域，首先由RDF‑4燃料添加配料添加剂制备成一定粒径、灰熔点较高的RDF‑5燃料，再通过配料及输送单元载气喷吹入流化床的密相床层，在1000℃左右的温度下，RDF‑5燃料与旋风分离器所分离出的料腿回料以及预热空气和过热蒸汽进行充分的、足够时间的气化反应，可直接合成不含焦油和二噁英的合成气，通过普通的余热回收和净化即可直接输送至气柜或合成气外输管线，净化彻底，有效的降低了企业的成本，并拓展RDF气化应用到价值更高的洁净工业合成气或工业燃气领域。

A preparation method and system of rdf-5 fuel and fluidized bed gasification rdf-5 for synthesis gas

【技术实现步骤摘要】
一种RDF-5燃料、流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法及其制备系统
本专利技术涉及废弃物处理
，特别涉及一种RDF-5燃料、流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法及其制备系统。
技术介绍
城市生活垃圾(MSW)主要是指城市居民产生的生活垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾，如废纸、废塑料、废家具、废玻璃制品、废瓷器、厨房垃圾等。目前世界城市生活垃圾量正以快于经济平均增长速度的2.5～3倍的速度增加，据统计我国城市生活垃圾也以每年平均10％的速度递增，但我国人均耕地还不到美国的3.85％，可供垃圾填埋的宝贵土地资源正日益减少。此外垃圾填埋很容易造成地下水、土壤和大气的污染，威胁着人们的健康和生存环境。因此垃圾填埋或露天堆放不是垃圾处理的最终办法。垃圾焚烧可达到减容、减量、高温灭菌的目的,并可将其产生的能量用于发电,因此垃圾焚烧技术在工业发达国家得到研究与应用。世界各地各种型号垃圾焚烧炉已多达200多种,但目前最具代表性的垃圾焚烧炉技术主要有流化床焚烧炉(包括RDF焚烧炉)技术、回转窑焚烧炉技术以及炉排型焚烧炉技术。从焚烧方式看循环流化床有很多优点，但在用于处理我国低热值城市生活垃圾时存在不少问题。如：入炉垃圾需要分拣，要求入炉垃圾热值较高。有时为了提高垃圾热值稳定焚烧，还需要添加一定比例(≥20％)的辅助燃料。回转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物，且容量较小，在城市垃圾的处理中应用不多。炉排炉目前使用较多，并得到了国家推荐。炉排炉最大特点是入炉垃圾不需分拣，但其运行也遇到高水份、低热值入炉垃圾带来的燃烧温度低以及燃烧不受控、局部塌陷、尾气黑烟污染物排放不合格等诸多问题，排放的烟气需要经过复杂的处理过程才能达标排放，否则就是超标排放，助燃燃料成本与烟气处理成本极高。上述问题促使业内人士认识到，原生垃圾直接焚烧仍存在诸多问题，原生垃圾经过分选、除铁和除无机质等前处理，先制备成大小均匀、热值均匀稳定的垃圾衍生燃料(RDF-5)、再进行焚烧或热解气化有相当的重要性和必要性。中国专利CN105351019A、CN105363756A、CN204113363U、CN105983568A等公开了一种生活垃圾制备RDF、再热解气化、燃气焚烧发电工艺，首先将原生垃圾经过分选、粉碎和干燥，然后制成RDF固体燃料，再将RDF固体燃料进行热解气化生成可燃气体，850℃以上焚烧可燃气体，烟气余热回收产蒸汽和发电。相比较原生垃圾，该专利将生活垃圾制成可燃烧的RDF固体燃料，在缺氧或贫氧条件下热解气化RDF燃料能有效遏制二噁英的形成。制棒成型后，含水率降低热值提高，提高了发电效率，产生的可燃气经过二次高温蓄温焚烧，使二噁英彻底分解。但同所有RDF燃料的热解气化一样，上述专利低温热解气化生产的燃气不可避免含有焦油和二噁英，燃气达不到工业燃气品质，只能通过现场二次燃烧以完全消除其中的焦油和二噁英。此外，这类燃气未经脱酸脱硫净化，直接燃烧，烟气中酸性气体含量仍比较高，这限制了高温烟气余热锅炉所产蒸汽的等级，也影响了蒸汽发电的效率。另一方面，垃圾焚烧发电上网一直受当地电网调峰的限制，燃煤锅炉火力发电运行稳定，垃圾发电上网将影响电力调峰，对当地电网节约燃煤用量作用不大，原则上造成了整体资源浪费。中国专利CN108033446A公开了一种以城市垃圾衍生燃料RDF5为原料的热电炭肥活性炭联产工艺，该专利公开了RDF燃料热解气化后残留生物炭的利用价值和途径，但其热解气化工艺不可避免会产生焦油和二噁英，需要现场二次高温燃烧以彻底消除这些极其难以分解的有毒有害污染物。中国专利CN107057794A公开了一种生活垃圾改性成型及气化的方法，包括对生活垃圾进行破袋、磁选、筛分、粗破、中破、细破的工序。该专利提出了RDF-5燃料固化成型的改进工艺，目的在于提高固定床热解气化时的燃料强度，而不是灰熔点。RDF燃料从固定床顶部进料，与上升的燃气逆流接触完成低温干馏，生成焦油和二噁英。不同于气化煤质，RDF燃料基本以挥发分为主，大部分RDF燃料在固定床顶部发生热解气化消耗，只有少量碳化燃料向下移动进入气化层，气化温度与普通不配料RDF燃料没有明显变化，以防止床层底部灰渣熔融，影响排渣。该专利的RDF配料成型工艺没有解决燃气含焦油和二噁英的问题。中国专利CN107365614A公开了一种烟秆生物成型燃料资源化循环利用方法，该专利提出在RDF燃料中添加煤粉以增加热值，添加生石灰以吸收燃气中二氧化碳，将生物质燃气中的二氧化碳成分固化在炭渣中，增加炭渣中碳成分比例，作为生产炭基肥料的原料，同时减少生物质燃气燃烧时二氧化碳排放量。但该专利提出的RDF配料方法并没有提高RDF的灰熔点，RDF燃料热解气化仍产生含焦油和二噁英的燃气，燃气燃烧产生的蒸汽等级不高，使用受限。日本专利JP2016044819A公开了一种RDF流化床气化配置高温旋流燃烧室的方法，RDF气化所产生的焦油、二噁英在高温旋流燃烧室完全分解，高温同时也熔融燃气可能夹带的飞灰，使之成为液态熔渣，高温烟气再经余热回收产蒸汽。同样该专利仍关注于含焦油和二噁英的燃气燃烧方法，未解决RDF流化床气化阶段焦油和二噁英等问题。综上可知，目前RDF燃料的气化技术都集中在低温热解气化，燃气经冷却和电捕焦、或直接高温燃烧脱除其中的焦油和二噁英。但从技术经济角度，无任何种方式，RDF燃料气化+燃气燃烧的能效都不如RDF燃料直接燃烧，这极大地限制了RDF燃料热解气化技术的应用前景。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种RDF-5燃料、流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法及其制备系统，原生垃圾经过处理后得到散状RDF-4燃料，在添加了配料添加剂制作成RDF-5燃料后经流化床高温气化，并控制足够的停留时间，即可制备出不含焦油和二噁英的合成气。实现上述目的的技术方案是：本专利技术提供一种RDF-5燃料，通过RDF-4燃料和配料添加剂混合、挤压成型所得，所述配料添加剂包括高铝粉煤或高铝粉煤灰、焦炭、RDF-5挤压成型粘合剂和生石灰，其中，RDF-4燃料和各配料添加剂的比例为，RDF-4燃料：高铝粉煤或高铝粉煤灰：焦炭：RDF-5挤压成型粘合剂：生石灰＝1：0.1-0.5：0.1-0.5：0.1-0.5：0-0.5，该比例优选为1：0.1-0.3：0.1-0.3：0.1-0.3：0-0.3，使配料后产生的RDF-5燃料的灰熔点达到1000℃以上，挤出粒径控制在当量粒径5-10mm，除灰熔点之外，上述配料添加剂也用于调节RDF-5燃料的热值在设定范围内，利于稳定流化床气化系统的稳定。进一步地，所述RDF-5挤压成型粘合剂为焦油或纤维素生物质。进一步地，所述高铝粉煤或高铝粉煤灰的灰分中，氧化铝的含量为30％-50％，优选为35％-45％。本申请还提供了一种流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法，包括以下步骤：S1，将RDF-4燃料和配料添加剂混合、挤压成型制备成前述的RDF-5燃料；S2，将RDF-5燃料通过载气气力输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RDF-5燃料，是将RDF-4燃料和配料添加剂混合、挤压成型所得，其特征在于，所述配料添加剂包括高铝粉煤或高铝粉煤灰、焦炭、RDF-5挤压成型粘合剂和生石灰，其中，RDF-4燃料和各配料添加剂的比例为，RDF-4燃料：高铝粉煤或高铝粉煤灰：焦炭：RDF-5挤压成型粘合剂：生石灰＝1：0.1-0.5：0.1-0.5：0.1-0.5：0-0.5，该比例优选为1：0.1-0.3：0.1-0.3：0.1-0.3：0-0.3。/n

【技术特征摘要】
1.一种RDF-5燃料，是将RDF-4燃料和配料添加剂混合、挤压成型所得，其特征在于，所述配料添加剂包括高铝粉煤或高铝粉煤灰、焦炭、RDF-5挤压成型粘合剂和生石灰，其中，RDF-4燃料和各配料添加剂的比例为，RDF-4燃料：高铝粉煤或高铝粉煤灰：焦炭：RDF-5挤压成型粘合剂：生石灰＝1：0.1-0.5：0.1-0.5：0.1-0.5：0-0.5，该比例优选为1：0.1-0.3：0.1-0.3：0.1-0.3：0-0.3。


2.如权利要求1所述的RDF-5燃料，其特征在于：所述RDF-5挤压成型粘合剂为焦油或纤维素生物质。


3.如权利要求1所述的RDF-5燃料，其特征在于：所述高铝粉煤或高铝粉煤灰的灰分中，氧化铝的含量为30％-50％，优选为35％-45％。


4.一种流化床气化RDF-5制备合成气的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将RDF-4燃料和配料添加剂混合、挤压成型得到如权利要求1～3所述的RDF-5燃料；
S2，将所述RDF-5燃料通过载气气力输送至流化床的密相床层，同时通入过热蒸汽和预热空气，其中过热蒸汽温度为250-300℃，预热空气温度为300-700℃，优选为400-600℃，并控制RDF-5燃料在密相床层的停留时间在10-80min，优选为30-50min；
S3，分离流化床稀相段内的悬浮合成气，经冷却、净化后排出。


5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中的载气为空气、氮气或CO2。


6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2和S3之间，还包括步骤S2-1，将生石灰通过载气喷吹入流化床的稀相段，其中载气为氮气或CO2。


7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，RDF-5燃料在密相床层的停...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正兴，蒋伟伟，朱振鑫，张博，王志锋，吴建平，吕响荣，袁梦霞，丁雅倩，
申请(专利权)人：亚德上海环保系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31