以垃圾炭為原料制備高濃度co的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于固體廢棄物資源化處理的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以垃圾炭為原料制備高濃度CO的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括垃圾預(yù)處理裝置、旋轉(zhuǎn)床熱解爐、破碎機(jī)、旋轉(zhuǎn)床熱解爐、節(jié)能脫硝裝置、油氣分離凈化裝置、CO2捕集裝置和流化床氣化爐，其中的旋轉(zhuǎn)床熱解爐、節(jié)能脫硝裝置、油氣分離凈化裝置、CO2捕集裝置和流化床氣化爐依次連接。本實(shí)用新型以垃圾炭為氣化原料，從熱解氣中捕集的高濃度CO2作為氣化劑氣化制備高濃度CO，并將其應(yīng)用于氣基豎爐直接還原煉鐵工藝，整個工藝，碳排放量低，環(huán)保效益好。
【專利說明】
以垃圾炭為原料制備高濃度CO的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于固體廢棄物資源化處理的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種以垃圾炭為原料制 備高濃度C0的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國正面臨環(huán)境和能源的雙重壓力，隨著經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)展的加速，全國能源消 耗巨大，同時(shí)多數(shù)大城市面臨垃圾圍城困境，通過技術(shù)手段將生活垃圾變?yōu)榭衫觅Y源，在 一定程度上可以緩解我國能源和環(huán)境危機(jī)。生活垃圾熱解技術(shù)以其資源化利用率高，環(huán)境 污染小的優(yōu)點(diǎn)越來越被人們所青睞。生活垃圾熱解主要產(chǎn)物有以下幾種:部分熱解油通過 精制可作為燃料油使用；可作為燃料氣使用的熱解氣包括一些低分子碳?xì)浠衔锶鐨錃狻?甲烷、一氧化碳等;垃圾炭大部分以炭黑形式存在，但存在重金屬等有毒有害物質(zhì)，熱值低， 市場銷路差;如果作為固體燃料使用時(shí)，燃燒效果較差，且燃燒過程中會產(chǎn)生大量二次污染 物，環(huán)保效益較差。因此，大多數(shù)垃圾炭最終只能作為熱解殘?jiān)M(jìn)行填埋處理，占用土地資 源且造成能源的浪費(fèi)。
[0003] 生活垃圾經(jīng)熱解后產(chǎn)生的熱解氣中含有30 %左右的C〇2，C〇2的存在會降低熱解氣 熱值，降低其利用途徑，經(jīng)濟(jì)效益較差。熱解炭大部分以炭黑形式存在，是良好的氣化原料， 如果采用熱解氣中的C0 2作為氣化劑將其氧化成C0, 一方面可大大降低因焚燒熱解炭所帶 來的環(huán)境污染問題，另一方面，降低熱解氣中co2含量，提高C0含量，提高熱解氣熱值。
[0004] 專利文獻(xiàn)(專利號201420457702.8)公開一種生活垃圾熱解資源化綜合處理系統(tǒng)， 該系統(tǒng)將生活垃圾經(jīng)過分選、破碎、烘干、成型等預(yù)處理后，在熱解爐內(nèi)熱解得到高溫油氣 和垃圾炭，垃圾炭氣化后生成氣化可燃?xì)?，用以作為蓄熱式燃?xì)廨椛涔苋紵鞯娜剂稀?br>[0005] 由于該系統(tǒng)采用預(yù)處理過程中產(chǎn)生的有臭味的空氣和含水蒸汽的煙氣作為垃圾 炭的氣化劑，氣化產(chǎn)生的可燃?xì)鉄嶂档?，利用價(jià)值低，同時(shí)氣化氣直接燃燒，沒有收集煙氣 中C0 2,炭排放量大，環(huán)境效益差。該系統(tǒng)采用氣化技術(shù)將垃圾炭氣化，實(shí)現(xiàn)垃圾炭資源化， 但產(chǎn)品中還原性氣體濃度較低，不能直接應(yīng)用于豎爐煉鐵工藝。
[0006] 另一專利文獻(xiàn)（專利號201210143133.5)的公布一種逆流廻轉(zhuǎn)生活垃圾熱解碳化 爐系統(tǒng)及垃圾處理工藝，該系統(tǒng)主要包括進(jìn)料裝置、垃圾炭化爐爐體、出渣螺旋器、熱解氣 焚燒爐、循環(huán)風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、鼓風(fēng)機(jī)、管道閥門等設(shè)備，并結(jié)合與垃圾炭化爐爐體連接的 氣、熱循環(huán)裝置進(jìn)行完善，配合對垃圾炭化爐爐體溫度、垃圾停留時(shí)間的控制，實(shí)現(xiàn)對生活 垃圾及有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行處理，此專利得到的產(chǎn)品熱解氣直接進(jìn)入焚燒爐燃燒產(chǎn)生850 °C_1100 °C的高溫?zé)煔?，垃圾炭作為最終產(chǎn)品。
[0007] 上述實(shí)用新型是在加熱無氧的條件下將生活垃圾及有機(jī)固廢分解成可燃?xì)怏w和 炭渣，可燃?xì)庵苯尤紵?，沒有實(shí)現(xiàn)C02循環(huán)利用，具有炭排放量大，環(huán)境效益差的缺點(diǎn)。此外， 上述實(shí)用新型是將垃圾炭作為最終產(chǎn)品，由于垃圾炭熱值較低，市場銷路不暢，且含有重金 屬等有毒有害物質(zhì)，如果將垃圾炭作為最終產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益都較差，技術(shù)推廣比 較困難。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)沒有將生活垃圾熱解氣中的C02作為氣化劑，垃圾炭作為氣化 原料生產(chǎn)高濃度⑶，并將其應(yīng)用于氣基豎爐直接還原煉鐵工藝，在實(shí)現(xiàn)垃圾炭資源化的同 時(shí)，既提高熱解氣熱值又滿足C0 2循環(huán)利用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 針對上述問題，本實(shí)用新型的主要目的是提供以垃圾炭為原料制備高濃度C0的系 統(tǒng)，將生活垃圾熱解氣中的C02作為氣化劑，垃圾炭作為氣化原料生產(chǎn)高濃度C0，并將其應(yīng) 用在氣基豎爐直接還原煉鐵工藝。
[0010] 本實(shí)用新型提供一種以垃圾炭為原料制備高濃度C0的方法，其包括以下步驟：
[0011] 預(yù)處理:垃圾依次經(jīng)過破袋、滾篩、分選和破碎處理，得到垃圾原料；
[0012] 垃圾熱解:送入旋轉(zhuǎn)床熱解爐的所述垃圾原料經(jīng)過干燥、熱解和活化反應(yīng)，得到的 物質(zhì)包括熱解炭、熱解油氣；
[0013] 破碎熱解炭:經(jīng)過破碎機(jī)破碎的所述熱解炭粒徑< 10mm;
[0014] 節(jié)能脫酸和分離凈化:所述熱解油氣經(jīng)過節(jié)能脫酸裝置和油氣分離凈化裝置處 理，得到熱解氣；
[0015] C02捕集:所述熱解氣經(jīng)過C02捕集裝置處理，分離出C02氣體；
[0016] 流化床氣化爐氣化:所述分離出C02和破碎后的所述熱解炭進(jìn)入所述流化床氣化 爐進(jìn)行氣化，流化床氣化爐的氣化溫度為900-1100°C，產(chǎn)生氣化氣C0。
[0017] 在所述C02捕集步驟中，所述熱解氣進(jìn)入C02捕集裝置的吸收塔，在吸收塔內(nèi)與醇胺 溶液接觸，所述熱解氣中的C0 2被所述醇胺溶液吸收變?yōu)楦灰?，所述富液?jīng)過富液栗送入解 吸塔，解吸后的混合氣體和和貧液經(jīng)冷卻器降溫冷卻，冷卻后的混合氣體進(jìn)入氣液分離器， 分咼出C〇2氣體。
[0018] 在流化床氣化爐氣化步驟中，產(chǎn)生的一部分所述氣化氣C0作為氣基豎爐還原煉鐵 的還原劑，產(chǎn)生的c〇2氣體送入所述流化床氣化爐；另一部分所述氣化氣C0送入所述旋轉(zhuǎn)床 熱解爐。
[0019] 垃圾熱解后得到的所述熱解油氣通過所述節(jié)能脫酸的處理后，所述熱解油氣的溫 度降至250°c-350°c，酸性氣體體積濃度g 0.05% ;所述油氣分離凈化裝置中的濕式除塵塔 采用70-80°C激冷循環(huán)水噴灑所述熱解油氣，實(shí)現(xiàn)除塵和熱解油、熱解氣的分離，除塵后的 所述熱解氣在初冷器中冷卻，然后送入電捕焦油器中脫焦油，再由鼓風(fēng)機(jī)將熱解氣送至脫 硫塔和脫硝塔，產(chǎn)生純凈的熱解氣;所述初冷器用循環(huán)水和制冷水將所述熱解油氣冷卻至 20-25°C，所述循環(huán)水和所述制冷水的溫度分別為30-35°C和15-20°C。
[0020] 垃圾預(yù)處理后的所述垃圾原料的粒徑<20mm，所述垃圾原料的含水率為20%-60% 〇
[0021] 本實(shí)用新型提供一種以垃圾炭為原料制備高濃度C0的系統(tǒng)，其包括：
[0022] 垃圾預(yù)處理裝置：由破袋機(jī)構(gòu)、滾篩機(jī)構(gòu)、分選機(jī)構(gòu)和破碎機(jī)構(gòu)依次連接構(gòu)成，所 述機(jī)構(gòu)分別具有進(jìn)料口和出料口；
[0023] 旋轉(zhuǎn)床熱解爐：由干燥區(qū)、熱解反應(yīng)一區(qū)、熱解反應(yīng)二區(qū)和熱解反應(yīng)三區(qū)構(gòu)成，每 個所述區(qū)的頂部有熱解油氣出口，每個所述區(qū)的輻射管有燃?xì)膺M(jìn)氣口；所述干燥區(qū)的前端 有垃圾原料入口，所述熱解反應(yīng)三區(qū)的末端有熱解炭出料口；
[0024] 破碎機(jī)的進(jìn)料口與所述熱解炭出料口相連，所述破碎機(jī)的儲炭槽出口與流化床氣 化爐的熱解炭進(jìn)料口相連；
[0025] 所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐、節(jié)能脫硝裝置、油氣分離凈化裝置、C02捕集裝置和所述流化 床氣化爐依次連接。
[0026] 進(jìn)一步地，所述節(jié)能脫硝裝置的熱解油氣進(jìn)氣口與所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的熱解油氣 出口相連；
[0027] 所述油氣分離凈化裝置由油熱解氣管道、濕式除塵塔、初冷器、電捕焦油器、鼓風(fēng) 機(jī)、脫硫塔、脫硝塔依次連接構(gòu)成;所述油熱解氣管道與所述節(jié)能脫硝裝置的熱解油氣出口 相連。
[0028] 所述C02捕集裝置由吸收塔、富液栗、解吸塔、再沸器、氣液分離器、貧液栗及貧液 冷卻器依次連接構(gòu)成;所述吸收塔的進(jìn)氣口與所述節(jié)能脫硝裝置的脫硝塔的出氣口相連， 所述氣液分離器的出氣口與所述流化床氣化爐的入氣口相連。
[0029] 在所述C02捕集裝置中，所述富液栗的入口與所述吸收塔底部的吸收塔第二出口 相連;所述富液栗的出口與所述解吸塔上部的解吸塔第一入口相連;所述貧液栗的入口與 所述解吸塔底部的解吸塔第一出口相連;所述再沸器的入口與所述解吸塔底部的解吸塔第 二出口相連，所述解吸塔第二入口與所述再沸器出口相連，所述解吸塔頂部的解吸塔第三 出口連通所述氣液分離器入口，所述貧液栗出口與所述貧液冷卻器的入口相連。
[0030]儲氣罐的進(jìn)氣口與所述流化床氣化爐的氣化氣出口相連，所述儲氣罐的第一出氣 口與所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的燃?xì)膺M(jìn)氣口相連，所述儲氣罐的第二出氣口與氣基豎爐相連。
[0031] 在所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐中，所述垃圾原料鋪料厚度為50-250mm。所述流化床氣化爐 的氣化溫度為900-1100°C。
[0032] 生活垃圾經(jīng)熱解后產(chǎn)生的熱解氣中含有30%左右的C02,由于C02是不可燃?xì)怏w，其 存在會降低熱解氣的熱值，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益較差。垃圾炭大部分以炭黑形式存在，是良好的 氣化原料。采用本實(shí)用新型的方法和系統(tǒng)，通過c〇 2捕集技術(shù)將熱解氣中的c〇2分離捕集，然 后作為氣化劑氣化垃圾炭制備高濃度C0氣體，一部分C0可作為氣基豎爐直接還原煉鐵的還 原劑，副產(chǎn)品高濃度c〇 2，可返回至流化床氣化爐作為氣化劑。一部分C0可以做旋轉(zhuǎn)床輻射 管補(bǔ)充燃料。本實(shí)用新型一方面可解決因焚燒垃圾炭所帶來的環(huán)境污染問題，另一方面，分 離捕集熱解氣中c〇 2,提高熱解氣的熱值，實(shí)現(xiàn)垃圾炭資源化，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)c〇2工藝內(nèi)部循 環(huán)利用，降低炭排放量，有利于提高整個生活垃圾熱解處理工藝的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
[0033] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0034] 采用旋轉(zhuǎn)床熱解爐作為生活垃圾熱解油氣和熱解油氣炭的設(shè)備，在同一個爐內(nèi)完 成干燥、熱解的過程，流程短，能源利用率高，同時(shí)易于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。
[0035] 從旋轉(zhuǎn)床熱解爐出來的熱解油氣經(jīng)過節(jié)能脫酸裝置，同時(shí)實(shí)現(xiàn)余熱回收和酸性氣 體的脫除，提高能量利用效率，減輕酸性氣體對設(shè)備的腐蝕。
[0036] 以垃圾炭為氣化原料，從熱解氣中捕集的高濃度C02作為氣化劑氣化制備高濃度 C0,并將其應(yīng)用于氣基豎爐直接還原煉鐵工藝，整個工藝，碳排放量低，環(huán)保效益強(qiáng)；同時(shí)也 解決了垃圾炭熱值低，市場銷路不暢的問題，經(jīng)濟(jì)效益高。
[0037] 采用本實(shí)用新型，C02回收率達(dá)90%以上，純度達(dá)98%以上。高純度C02與垃圾炭在 常壓、1200 °C下進(jìn)行氣化反應(yīng)，炭轉(zhuǎn)化率達(dá)97 %以上。氣化氣中C0純度達(dá)98 %以上，可以滿 足氣基豎爐直接還原煉鐵工藝要求。C02捕集后的熱解氣的熱值升至5152Kcal/Nm3,大大提 高熱解氣的利用。
【附圖說明】

[0038] 圖1是本實(shí)用新型以垃圾炭為原料制備高濃度C0的系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以 便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及各個方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方 式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對本實(shí)用新型的限制。
[0040] 本實(shí)用新型以垃圾炭為原料制備高濃度⑶的方法包括生活垃圾預(yù)處理、垃圾熱 解、破碎熱解炭、熱解油氣的節(jié)能脫酸和分離凈化、C0 2捕集和流化床氣化爐氣化等步驟。
[0041] 生活垃圾預(yù)處理是將垃圾依次經(jīng)過破袋、滾篩、分選和破碎處理，將其中的大塊無 機(jī)物，金屬等分出并破碎至入料要求，垃圾預(yù)處理后的垃圾原料的粒徑<20mm，所述垃圾原 料的含水率為20%-60%。
[0042]在垃圾熱解步驟中，將垃圾原料均勻送入旋轉(zhuǎn)床熱解爐，鋪料厚度為50-250mm，在 爐內(nèi)經(jīng)過階段升溫，經(jīng)過干燥、熱解和活化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間（即旋轉(zhuǎn)床旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間）約為 lh，得到的物質(zhì)包括熱解炭、熱解油氣。
[0043 ] 熱解炭經(jīng)過破碎機(jī)破碎，熱解炭的粒徑< 10mm。500 °C熱解油氣經(jīng)管道進(jìn)入節(jié)能脫 酸裝置完成余熱回收和脫酸，溫度降至350°C，酸性氣體濃度降至0.05%。利用回收的余熱 對惰性氣體進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度可達(dá)210°C左右，預(yù)熱后的惰性氣體送入干燥工藝，可對生 活垃圾原料、滲濾液和熱解污水等進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，實(shí)現(xiàn)惰性氣體循環(huán)利用。
[0044] 處理后的熱解油氣進(jìn)入油氣分離凈化裝置實(shí)現(xiàn)油氣的分離、熱解氣的除塵、脫硫、 脫硝等。具體地說，首先在濕式除塵塔中采用激冷循環(huán)水噴灑熱解油氣，實(shí)現(xiàn)除塵和熱解 油、熱解氣的分離，熱解氣進(jìn)入橫管初冷器，初冷器用32°C循環(huán)水和16°C制冷水的兩段冷卻 水將熱解氣冷卻至21°C左右。由初冷器下部排出的熱解氣進(jìn)入兩臺并聯(lián)同時(shí)操作的電捕焦 油器，完成氣體中夾帶的焦油工作。再由羅茨鼓風(fēng)機(jī)將熱解氣送至脫硫脫硝塔，完成脫硫脫 硝，產(chǎn)生純凈的熱解氣。
[0045] C02捕集步驟中，經(jīng)油氣分離凈化后的熱解氣經(jīng)風(fēng)機(jī)加壓給入吸收塔，在吸收塔內(nèi) 與吸收劑逆流接觸，采用醇胺溶液作為吸收劑，熱解氣中的C0 2被吸收劑吸收，變?yōu)楦灰?，?液經(jīng)富液栗給入解吸塔，解吸生成C02氣體、蒸汽及霧沫的混合氣體和貧液;解吸后的0) 2經(jīng) 冷卻器進(jìn)行降溫冷卻，蒸汽和霧沫變成水和泡沫;冷卻后的混合氣體進(jìn)入氣液分離器，除去 混合氣體內(nèi)的水和泡沫，分離出的C0 2氣體作為氣化劑進(jìn)入流化床氣化爐。
[0046] 流化床氣化爐氣化:作為氣化劑的C02和作為氣化原料的破碎后熱解炭進(jìn)入所述 流化床氣化爐進(jìn)行氣化，流化床氣化爐的氣化溫度為1〇〇〇 °C左右，產(chǎn)生氣化氣C0。一部分氣 化氣C0作為氣基豎爐直接還原煉鐵工藝中的還原劑，一部分氣化氣C0作為輻射管的補(bǔ)充燃 料。
[0047] 在流化床氣化爐氣化步驟中，產(chǎn)生的一部分所述氣化氣C0經(jīng)過氣基豎爐處理，產(chǎn) 生的c〇 2氣體送入所述流化床氣化爐;另一部分所述氣化氣C0送入所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐。
[0048] 氣基豎爐包含還原段和冷卻段，在氣基豎爐還原煉鐵的過程中，流化床氣化爐氣 化產(chǎn)生的高濃度C0從冷卻段輸送至氣基豎爐內(nèi)，以便使C0與冷卻段內(nèi)的海綿鐵進(jìn)行熱交換 后進(jìn)入還原段并進(jìn)行還原反應(yīng)，C0經(jīng)熱海綿鐵預(yù)熱后，溫度達(dá)到850°C以上，可直接進(jìn)行還 原反應(yīng)，降低還原段的反應(yīng)溫度，能耗減少。預(yù)熱后的C0上升進(jìn)入還原段，并與下落的氧化 球團(tuán)逆向接觸發(fā)生還原反應(yīng)，生成高溫海綿鐵和高濃度C0 2，C02由爐頂氣出口排出并進(jìn)入流 化床氣化床作為氣化劑使用，此過程實(shí)現(xiàn)了 C02循環(huán)利用，降低碳排放量。
[0049] 下面具體說明本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)以垃圾炭為原料制備高濃度C0的系統(tǒng)。
[0050] 如圖1所示，根據(jù)處理工藝要求，垃圾預(yù)處理裝置由破袋機(jī)構(gòu)、滾篩機(jī)構(gòu)、分選機(jī)構(gòu) 和破碎機(jī)構(gòu)依次連接構(gòu)成，所述機(jī)構(gòu)分別具有進(jìn)料口和出料口；
[0051] 旋轉(zhuǎn)床熱解爐由干燥區(qū)、熱解反應(yīng)一區(qū)、熱解反應(yīng)二區(qū)和熱解反應(yīng)三區(qū)構(gòu)成，每個 區(qū)的頂部有熱解油氣出口，每個區(qū)的輻射管有燃?xì)膺M(jìn)氣口；干燥區(qū)的前端有垃圾原料入口， 所述熱解反應(yīng)三區(qū)的末端有熱解炭出料口；輻射管為旋轉(zhuǎn)床熱解爐的加熱裝置，其通過燃 燒為旋轉(zhuǎn)床熱解爐供熱。
[0052] 破碎機(jī)的進(jìn)料口與熱解炭出料口相連，破碎機(jī)的儲炭槽出口與流化床氣化爐的熱 解炭進(jìn)料口相連；
[0053]旋轉(zhuǎn)床熱解爐、節(jié)能脫硝裝置、油氣分離凈化裝置、C02捕集裝置、流化床氣化爐依 次連接。
[0054]進(jìn)一步地，節(jié)能脫硝裝置包括惰性氣體儲氣罐、惰性氣體管道、熱解油氣管道、脫 酸-蓄熱復(fù)合體，其中熱解油氣進(jìn)氣口與旋轉(zhuǎn)床熱解爐的熱解油氣出口相連。
[0055]油氣分離凈化裝置由油熱解氣管道、濕式除塵塔、初冷器、電捕焦油器、鼓風(fēng)機(jī)、脫 硫塔、脫硝塔依次連接構(gòu)成，油熱解氣管道進(jìn)氣口與節(jié)能脫硝裝置的熱解油氣出口相連;除 塵塔有進(jìn)氣口和出氣口，除塵塔進(jìn)氣口與熱解油氣管道出氣口相連，除塵塔出氣口與脫硫 塔進(jìn)氣口相連，脫硫塔出氣口與脫硝塔進(jìn)氣口相連。
[0056] C02捕集裝置由吸收塔、富液栗、解吸塔、再沸器、氣液分離器、貧液栗及貧液冷卻 器依次連接構(gòu)成；吸收塔的進(jìn)氣口與節(jié)能脫硝裝置的脫硝塔的出氣口相連，氣液分離器的 出氣口與流化床氣化爐的C〇2進(jìn)氣口相連。
[0057]具體地，富液栗的入口與吸收塔底部的吸收塔第二出口相連；富液栗的出口與所 述解吸塔上部的解吸塔第一入口相連;貧液栗的入口與所述解吸塔底部的解吸塔第一出口 相連;再沸器的入口與解吸塔底部的解吸塔第二出口相連，解吸塔第二入口與再沸器出口 相連，解吸塔頂部的解吸塔第三出口連通所述氣液分離器入口，貧液栗出口與貧液冷卻器 的入口相連。
[0058] 流化床氣化爐氣化爐為垃圾炭氣化裝置，具有C02進(jìn)氣口、熱解炭進(jìn)料口、C0出口 和氣化殘?jiān)隹冢珻0出口與儲氣罐進(jìn)氣口相連，熱解炭進(jìn)料口與儲炭槽出口相連。
[0059] 在儲氣罐中，進(jìn)氣口與流化床氣化爐的C0出口相連，儲氣罐的第一出氣口與旋轉(zhuǎn) 床熱解爐的燃?xì)膺M(jìn)氣口相連，儲氣罐的第二出氣口與氣基豎爐相連。
[0060] 氣基豎爐設(shè)有進(jìn)料口、排料口、還原氣入口和爐頂氣出口，爐頂氣出口與流化床氣 化爐的C02進(jìn)氣口相連，氣基豎爐具有還原腔室和位于還原腔室下方的冷卻室，其中，所述 還原腔室具有還原氣進(jìn)口，冷卻腔室的冷卻氣進(jìn)口與儲氣罐的第二出氣口相連。
[0061 ] 實(shí)施例
[0062]采用某市生活垃圾為原料，原料成分組成如下面表1所示。
[0063] 表1生活垃圾成分組成(wt%)
[0064]
[0065] 進(jìn)廠的垃圾經(jīng)過簡單分選去除大塊無機(jī)物和金屬，然后進(jìn)行破碎，破碎得到的垃 圾熱解原料粒徑< 20mm;
[0066] 破碎的垃圾被均勻給入旋轉(zhuǎn)床熱解爐，布料厚度100mm，在爐內(nèi)垃圾隨爐底的轉(zhuǎn)動 經(jīng)過干燥區(qū)、熱解反應(yīng)一區(qū)、熱解反應(yīng)二區(qū)和熱解反應(yīng)三區(qū)完成熱解反應(yīng)，其中干燥區(qū)溫度 350°C，熱解反應(yīng)一區(qū)、熱解反應(yīng)二區(qū)和熱解反應(yīng)三區(qū)溫度800°C，反應(yīng)時(shí)間2-3h。
[0067] 生活垃圾經(jīng)過熱解爐熱解后的熱解氣成分和熱值如下面表2所示。熱解氣中0)2含 量為28%，氣體熱值3962Kcal/Nm 3。
[0068] 表2熱解氣組成及熱值
[0069]
[0070] 經(jīng)過C〇2捕集裝置處理后，C〇2回收率可達(dá)90 %以上，純度可達(dá)98%以上。高純度C〇2 與垃圾炭在常壓、1200 °C下進(jìn)行氣化反應(yīng)，炭轉(zhuǎn)化率達(dá)97 %以上。氣化氣中C0純度達(dá)98 %以 上，可滿足氣基豎爐直接還原煉鐵工藝要求。捕集C02后的熱解氣性質(zhì)如下面表3所示。熱解 氣的熱值由3962Kcal/Nm 3升至5152Kcal/Nm3,提高熱解氣的利用途徑。
[0071] 表3熱解氣組成及熱值
[0072]
[0073] 生活垃圾熱解產(chǎn)生大量的熱解氣，是熱解產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要產(chǎn)物，但由于其中 含有30 %左右的C02，熱解氣熱值較低，制約其使用途徑，降低生活垃圾處理技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效 益，使熱解技術(shù)的推廣和應(yīng)用受到了極大的限制。本實(shí)用新型采用的C0 2捕集技術(shù)分離收集 C02，提高熱解氣的熱值，收集后的C02可作為氣化劑制備高濃度C0,實(shí)現(xiàn)C02資源化利用，降 低碳排放量，提高環(huán)保效益。
[0074] 垃圾炭中存在重金屬等有毒有害物質(zhì)，熱值低，市場銷路差，如果作為固體燃料使 用，燃燒效果較差，且燃燒過程中會產(chǎn)生大量的二次污染物，環(huán)境效益較差，因此大多數(shù)垃 圾炭只能作為熱解殘?jiān)M(jìn)行填埋處理，占用土地資源且造成能源的浪費(fèi)，本實(shí)用新型采用 氣化技術(shù)將垃圾炭制成高濃度C0，可作為氣基豎爐直接還原煉鐵還原劑，提高經(jīng)濟(jì)效益，同 時(shí)產(chǎn)出的高濃度c〇2作為氣化劑返回流化床氣化爐，實(shí)現(xiàn)c〇 2內(nèi)部循環(huán)利用，使生活垃圾熱解 技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性方面都具有巨大的競爭力，極大地促進(jìn)技術(shù)推廣和應(yīng)用。
[0075]最后應(yīng)說明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例， 而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以垃圾炭為原料制備高濃度CO的系統(tǒng)，其包括： 垃圾預(yù)處理裝置：由破袋機(jī)構(gòu)、滾篩機(jī)構(gòu)、分選機(jī)構(gòu)和破碎機(jī)構(gòu)依次連接構(gòu)成，所述機(jī) 構(gòu)分別具有進(jìn)料口和出料口； 旋轉(zhuǎn)床熱解爐：由干燥區(qū)、熱解反應(yīng)一區(qū)、熱解反應(yīng)二區(qū)和熱解反應(yīng)三區(qū)構(gòu)成，每個所 述區(qū)的頂部有熱解油氣出口，每個所述區(qū)的輻射管有燃?xì)膺M(jìn)氣口；所述干燥區(qū)的前端有垃 圾原料入口，所述熱解反應(yīng)三區(qū)的末端有熱解炭出料口； 破碎機(jī)的進(jìn)料口與所述熱解炭出料口相連，所述破碎機(jī)的儲炭槽出口與流化床氣化爐 的熱解炭進(jìn)料口相連； 所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐、節(jié)能脫硝裝置、油氣分離凈化裝置、c〇2捕集裝置和所述流化床氣化 爐依次連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能脫硝裝置的熱解油氣進(jìn)氣口與所 述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的熱解油氣出口相連； 所述油氣分離凈化裝置由油熱解氣管道、濕式除塵塔、初冷器、電捕焦油器、鼓風(fēng)機(jī)、脫 硫塔、脫硝塔依次連接構(gòu)成;所述油熱解氣管道與所述節(jié)能脫硝裝置的熱解油氣出口相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述C02捕集裝置由吸收塔、富液栗、解吸 塔、再沸器、氣液分離器、貧液栗及貧液冷卻器依次連接構(gòu)成;所述吸收塔的進(jìn)氣口與所述 節(jié)能脫硝裝置的脫硝塔的出氣口相連，所述氣液分離器的出氣口與所述流化床氣化爐的入 氣口相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述富液栗的入口與所述吸收塔底部的吸 收塔第二出口相連;所述富液栗的出口與所述解吸塔上部的解吸塔第一入口相連;所述貧 液栗的入口與所述解吸塔底部的解吸塔第一出口相連;所述再沸器的入口與所述解吸塔底 部的解吸塔第二出口相連，所述解吸塔第二入口與所述再沸器出口相連，所述解吸塔頂部 的解吸塔第三出口連通所述氣液分離器入口，所述貧液栗出口與所述貧液冷卻器的入口相 連。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，儲氣罐的進(jìn)氣口與所述流化床氣化爐的氣 化氣出口相連，所述儲氣罐的第一出氣口與所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐的燃?xì)膺M(jìn)氣口相連，所述儲 氣罐的第二出氣口與氣基豎爐相連。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)床熱解爐中，所述垃圾原料鋪 料厚度為50_250mm。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流化床氣化爐的氣化溫度為900-1100 Γ。
【文檔編號】C10J3/60GK205710621SQ201620557036
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】任浩華, 肖磊, 張安強(qiáng), 賈懿曼, 劉璐, 蔡先明, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司