集成炉排式垃圾气化燃烧方法技术

本发明专利技术涉及垃圾烟气处理技术领域，具体为集成炉排式垃圾气化燃烧方法，包括以下步骤：S1:干燥；S2:热解气化；S3：燃烬；S4:合成气燃烧；S5:余热回收利用；S6:高温烟气循环；S7:助燃供风；S8:尾气处理；S9:低温烟气循环。本发明专利技术是基于集成炉排的垃圾连续气化燃烧处理，对垃圾料层综合分离效果更好，交错一次风更易穿透料层，再充分利用高温烟气和低温烟气携带的热量，结合三炉体结构，热量利用率和反应速率得到提高，合成气品质得到提升，二次污染物控制得更好，同时，也控制了钢结构工作温度，提高了系统可靠性。系统可靠性。系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
集成炉排式垃圾气化燃烧方法


[0001]本专利技术涉及垃圾烟气净化
，具体为集成炉排式垃圾气化燃烧方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展和城市化进程的不断加快，固体废弃物的产生量快速增长，生活垃圾已成为制约社会发展的一大关键因素，不仅占用大量土地，还会对生态环境和人类健康造成巨大危害。目前，垃圾处理技术主要有焚烧、卫生填埋、堆肥、废品回收等。焚烧作为生活垃圾处置的主要方式之一，其减容、减量效果显著，可实现能源化利用，符合我国可持续发展的战略要求，具有很好的应用价值。
[0003]焚烧方式在处理过程中会产生SOx、NOx、颗粒物、重金属和二噁英等污染物，对环境造成严重的二次污染，因此如何控制焚烧垃圾的二次污染尤为重要。多年来，针对焚烧垃圾的二次污染控制进行了持续的研究，其中垃圾热解气化焚烧技术由于其焚烧产生的二次污染物较少，逐渐被推入到工业化应用的道路上。
[0004]垃圾热解气化焚烧技术是指垃圾在无氧或缺氧的条件下燃烧，垃圾中有机组分的大分子发生断裂，产生小分子气体、焦油和残渣的过程。由于其在无氧或缺氧的条件下燃烧，因此其在燃烧过程中产生的有害气体如二噁英、SOx等相对较少，因此造成的二次污染较少。
[0005]现有技术的垃圾热解气化系统其及方法在运行中存在以下缺点：(1)系统对原料垃圾的热值、含水率等要求较高，垃圾需要进行分类、干燥等预处理过程，增加预处理成本；(2)热解气化室内经常发生垃圾堆积搭棚现象，布料不均匀，热解气化不充分，容易在炉排上结焦，装置运行一段时间后，焦块粘结在炉排上，影响热解气化效率，无法卸焦，装置无法连续运行；(3)对产生的废渣处理没有做到一体化处理，设置额外的废渣处理系统，造成资源能量浪费；(4)系统内热循环系统设计简单，系统各个热处理阶段的能量没有被充分利用，造成了能量浪费，能量利用率低。
[0006]为解决上述问题，我国学者经过大量的研究，对垃圾焚烧炉及二次污染物控制技术进行了多次改进，随着技术的发展以及对环保的进一步要求，诞生了如：机械炉排式垃圾气化焚烧炉及其处理方法(CN105402735B)、双层机械炉排式垃圾气化焚烧炉及其处理方法(CN105423306B)、机械炉排式垃圾单炉气化焚烧系统及其处理方法(CN105444183B)、机械炉排式垃圾气化焚烧系统及其处理方法(CN105627322B)和双层机械炉排式垃圾气化焚烧系统及其处理方法(CN105402736B)等新兴气化焚烧处理技术和方法，提升了二次污染物控制水平，细化了工艺控制过程，并获得了大量实验验证，但存在的问题有：1、在垃圾干燥阶段均采用统一温度的干燥风干燥，这样如果干燥风温度较低，则容易造成垃圾干燥不完全，影响后续气化燃烧效率；如果干燥风温度较高，所需能量和处理费用增加，同时容易造成垃圾在炉排上结焦，影响炉排的正常运行。2、没有根据垃圾干燥、气化所需要的温度不同设置独立的干燥和气化阶段，造成了热量分布不均匀，热量利用率不高的问题。同时垃圾干燥和气化同时进行，各阶段热转化过程会相互相应，造成工艺控制难度较大，二次污染物不易控
制，干燥、气化效率受限。3、只有一路烟气循环管路或没有烟气循环管路，其他处理单元的热烟气没能参与系统处理，能量利用效率低。同时，对于热解气化产生的合成气没有设置相应的烟气使其混合重组，导致合成气中CO/H2比例较低，合成气纯度较低。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了集成炉排式垃圾气化燃烧方法，用于解决现有技术中垃圾燃烧能量没能充分利用的技术问题。
[0008]本专利技术提供如下技术方案：集成炉排式垃圾气化燃烧方法，包括以下步骤：
[0009]S1:干燥，梯度升温干燥，垃圾干燥后产生干燥烟气和干燥垃圾；
[0010]S2:热解气化，对干燥垃圾进行热解气化，产生底渣和热解气化合成烟气，干燥烟气供入气化炉与合成烟气混合重整；
[0011]S3：燃烬，底渣高温燃烬，产生灰渣和燃烬烟气；灰渣进行资源化利用，燃烬烟气返回与热解气化合成烟气、干燥烟气混合重整；
[0012]S4:合成气燃烧，对重整的热解气化合成烟气进行二次高温燃烧，产生高温烟气，同时进行高温脱硝；
[0013]S5:余热回收利用，高温烟气经锅炉系统、换热器，产生低温烟气、水蒸汽、加热空气；
[0014]S6:高温烟气循环，抽取锅炉系统中的高温烟气，分别供入S1、S2和S4中；
[0015]S7:助燃供风，抽取垃圾储料坑内的空气，经锅炉系统换热形成加热空气后供入S3和S4中；
[0016]S8:尾气处理，低温烟气通入尾气处理系统，依次进行脱硫、活性炭吸附和除尘后引入烟囱达标排放；
[0017]S9:低温烟气循环，抽取烟气净化系统末端的低温烟气，分别供入S1和S2中；所述低温烟气供入S1的方式包括直接供入和混合供入，所述混合供入为低温烟气与高温烟气混合形成循环混合烟气后再供入，循环混合烟气温度呈梯度分布。
[0018]进一步，所述S6中高温烟气温度为500
‑
550℃；所述S7中加热空气温度为100
‑
150℃；所述S9中低温烟气温度为120
‑
150℃，循环混合烟气温度为180
‑
250℃、250
‑
300℃、300
‑
350℃。
[0019]有益效果：高温烟气供入S1、S2和S4中可以充分利用其热量对垃圾进行干燥、热解气化和助燃。加热空气供入S3、S4可以提供燃烧所需氧气。低温烟气温度合适，气体无污染，适合继续供入利用。循环混合烟气供入S1中可以提供梯度干燥所需烟气。
[0020]进一步，所述S6中高温烟气含氧量为6％
‑
10％；加热烟气含氧量为21％；低温烟气含氧量为8％
‑
12％。
[0021]有益效果：本申请中大部分气体均来自内部循环，同时垃圾热解气化燃烧需要在无氧或乏氧状态下进行，因此限制气体的含氧量较低，使垃圾在气化燃烧过程中合成的有害物质如SOx、二噁英等物质较少，减少二次污染。
[0022]进一步，所述S1中干燥温度为150
‑
500℃，干燥烟气温度为450
‑
500℃。
[0023]有益效果：S1采用梯度温度干燥垃圾可以充分使垃圾中残余的水分蒸发，产生含水量较大的干燥烟气后续使用，干燥效率高，能够防止局部温度过高产生结焦。并且后部垃
圾少部分热解，有利于提高热解气化效率。
[0024]进一步，所述S2中热解气化温度为500
‑
850℃，所述S3中燃烬温度为850
‑
950℃。
[0025]有益效果：S2中此温度下热解气化可以充分进行，将垃圾热解气化。底渣继续高温燃烧可以使底渣中残余的二噁英等物质分解或封结在垃圾固体中，同时继续燃烧产生的燃烬烟气可以返回至热解气化中，提高整体的能量利用效率。
[0026]进一步，所述S4中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.集成炉排式垃圾气化燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:干燥，梯度升温干燥，垃圾干燥后产生干燥烟气和干燥垃圾；S2:热解气化，对干燥垃圾进行热解气化，产生底渣和热解气化合成烟气，干燥烟气供入气化炉与合成烟气混合重整；S3：燃烬，底渣高温燃烬，产生灰渣和燃烬烟气；灰渣进行资源化利用，燃烬烟气返回与热解气化合成烟气、干燥烟气混合重整；S4:合成气燃烧，对重整的热解气化合成烟气进行二次高温燃烧，产生高温烟气，同时进行高温脱硝；S5:余热回收利用，高温烟气经锅炉系统、换热器，产生低温烟气、水蒸汽、加热空气；S6:高温烟气循环，抽取锅炉系统中的高温烟气，分别供入S1、S2和S4中；S7:助燃供风，抽取垃圾储料坑内的空气，经锅炉系统换热形成加热空气后供入S3和S4中；S8:尾气处理，低温烟气通入尾气处理系统，依次进行脱硫、活性炭吸附和除尘后引入烟囱达标排放；S9:低温烟气循环，抽取烟气净化系统末端的低温烟气，分别供入S1和S2中；所述低温烟气供入S1的方式包括直接供入和混合供入，所述混合供入为低温烟气与高温烟气混合形成循环混合烟气后再供入，循环混合烟气温度呈梯度分布。2.根据权利要求1所述的集成炉排式垃圾气化燃烧方法，其特征在于：所述S6中高温烟气温度为500
‑
550℃；所述S7中加热空气温度为100
‑
150℃；所述S9中低温烟气温度为120
‑
150℃，循环混合烟气温度为180
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250℃、250
‑
300℃、300
‑
350℃。3.根据权利要求2所述的集成炉排式垃圾气化燃烧方法，其特征在于：所述S6中高温烟气含氧量为6％
‑
10％；加热烟气含氧量为21％；低温烟气含氧量为8％
‑
12％。4.根据权利要求1所述的集成炉排式垃圾...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁又青，郭大江，朱新才，胡桂川，徐明，林顺洪，
申请(专利权)人：重庆滨南生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：