一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法
【專利摘要】本發(fā)明一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法屬于可再生能源與環(huán)境保護(hù)用領(lǐng)域,一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法包括包括以下步驟：（1）生活垃圾經(jīng)破碎、烘干處理后與秸稈混合，混合物料送入裂解爐內(nèi)裂解；（2）裂解過(guò)程中向爐內(nèi)噴加水蒸氣；（3）裂解過(guò)程中產(chǎn)生的氣液混合物經(jīng)噴淋凈化裝置。本發(fā)明可制得高熱值可燃?xì)怏w，有效控制裂解爐內(nèi)物料裂解的溫度，降低能量損耗。
【專利說(shuō)明】一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法屬于可再生能源與環(huán)境保護(hù)用領(lǐng)域，特別涉及一種裂解過(guò)程中噴灑水蒸氣的垃圾裂解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)時(shí)，關(guān)于生活垃圾裂解過(guò)程中噴加水蒸氣的研究極少，原因在于生活垃圾成分非常復(fù)雜，研究起來(lái)十分費(fèi)勁。部分對(duì)生活垃圾進(jìn)行裂解氣化的試驗(yàn)中，僅對(duì)垃圾中的某種或某些具有代表性的成分進(jìn)行裂解試驗(yàn)，而生活垃圾的分類(lèi)政策還不成熟，大規(guī)模的垃圾裂解處理實(shí)施起來(lái)較為困難，所以相關(guān)試驗(yàn)難以運(yùn)用于實(shí)際中。
[0003]垃圾裂解過(guò)程中噴加水蒸氣可獲得高熱值的可燃?xì)?，同時(shí)裂解過(guò)程中的反應(yīng)溫度亦會(huì)影響產(chǎn)氣的效率，特別是高熱值氣體氫氣的產(chǎn)率。有實(shí)驗(yàn)顯示，裂解物料的產(chǎn)氫量會(huì)隨著裂解溫度的變化而變化，溫度大于900°C后產(chǎn)氫率會(huì)隨著溫度的升高而逐漸減少。而且爐內(nèi)溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致熱量的損失，降低裂解的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，旨在提供一種利用水蒸氣促進(jìn)垃圾裂解反應(yīng)的方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下措施達(dá)到的，一種利用水蒸氣促進(jìn)垃圾裂解反應(yīng)的方法，主要包括以下步驟:生活垃圾回收進(jìn)場(chǎng)，分揀出電池，然后進(jìn)行破碎、烘干處理，破碎、烘干后物料與秸桿混合；物料混合后經(jīng)運(yùn)料系統(tǒng)送入裂解爐內(nèi)進(jìn)行裂解；在物料裂解過(guò)程中向爐內(nèi)噴加水蒸氣；裂解后的殘?jiān)鼮闊o(wú)機(jī)物灰燼，裂解產(chǎn)生的氣液混合物進(jìn)入噴淋凈化裝置處理，整個(gè)裂解處理過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何污染物。
`[0006]本發(fā)明經(jīng)可制得高熱值可燃?xì)怏w，有效控制裂解爐內(nèi)物料裂解的溫度，產(chǎn)氫率高?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0009]圖中:生活垃圾1、破碎、烘干后的垃圾2、秸桿、垃圾混合物3、殘?jiān)?、氣液混合物
5、廢液6、濃縮后的廢液7、氣體8、清潔水9、水蒸氣10。
[0010](I)生活垃圾經(jīng)破碎、烘干處理后與秸桿混合，混合物料送入裂解爐內(nèi)裂解；
(2)裂解過(guò)程中向爐內(nèi)噴加水蒸氣；
(3)裂解過(guò)程中產(chǎn)生的氣液混合物經(jīng)噴淋凈化裝置。
[0011]
一、生活垃圾回收后進(jìn)行破碎、烘干處理，烘干破碎處理后與秸桿混合，混合后的物料含水率降至79TlO%，粒徑在f5mm。經(jīng)運(yùn)料系統(tǒng)送入裂解爐內(nèi)進(jìn)行裂解處理，裂解過(guò)程中爐內(nèi)溫度控制在650°C _950°C之間，保證反應(yīng)過(guò)程的產(chǎn)氫量。整個(gè)裂解過(guò)程無(wú)需添加任何輔助燃料及催化劑，避免了由于使用催化劑所帶來(lái)的裝置復(fù)雜性以及催化劑的回收再生等問(wèn)題，本反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)，單易于維護(hù)，大大簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，節(jié)省了處理成本。
[0012]二、在物料裂解過(guò)程中向爐內(nèi)噴加水蒸氣?；旌衔锪狭呀夂笞兂山固浚驙t內(nèi)噴加水蒸氣，水蒸氣與焦炭反應(yīng)，能夠進(jìn)一步提取焦炭中的有效成分，提高反應(yīng)的產(chǎn)氫量。首先垃圾有機(jī)物受熱發(fā)生裂解反應(yīng): 生活垃圾 H2+C0+C02+輕質(zhì)碳?xì)浠衔?焦油+焦炭+Q
生活垃圾中有機(jī)物含量高，有機(jī)物裂解時(shí)，揮發(fā)份析出，生成H2、CO、CO2XH4和其他氣態(tài)小分子碳?xì)浠衔?，同時(shí)生成焦油等重質(zhì)烴和焦炭，水蒸氣噴入爐內(nèi)后，先發(fā)生水蒸氣的還原反應(yīng):
C+H20 co+h2+q C+2H20 C02+2H2+Q
然后水蒸氣與裂解產(chǎn)生的焦油及碳?xì)浠衔锝Y(jié)合后，可發(fā)生水蒸氣的重整: CnHm+2nH20 2n+m/ 2H2+nC02
從上述反應(yīng)中可知，噴入水蒸氣后，提高燃?xì)獾暮瑲淞俊?br> [0013]裂解爐內(nèi)的生活垃圾發(fā)生裂解反應(yīng)時(shí)，由于爐內(nèi)溫度較高，物料所含的水分會(huì)被蒸發(fā)，會(huì)隨著氣體被帶出爐外，而水的裂解亦可以提供大量的氫氣，為補(bǔ)充裂解反應(yīng)中的水分，向爐內(nèi)噴入水蒸氣。
[0014]有機(jī)物受熱首先脫去水分，然后發(fā)生脫甲基反應(yīng)，及時(shí)噴入的水蒸氣能夠補(bǔ)充被帶走的水分，與甲基結(jié)合，生成大量的氫氣，反應(yīng)如下:
垃圾物料中的有機(jī)物受裂解，首先發(fā)生脫水反應(yīng)，然后發(fā)生脫甲基反應(yīng)，最后，及時(shí)通入的水蒸氣與甲基結(jié)合，生成大量氫氣。
[0015]生活垃圾中含有大量有機(jī)物，裂解后，有機(jī)物變成焦炭，若裂解過(guò)程中不噴加水蒸氣，裂解后的殘?jiān)鼊t會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)成塊現(xiàn)狀。由于回收后的垃圾未經(jīng)任何篩分處理，直接進(jìn)行破碎、烘干處理，所以物料成分極其復(fù)雜。物料中含有的玻璃、塑料、沙石等物質(zhì)在裂解過(guò)程中由于塑料的熔解容易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)狀。而塑料類(lèi)物質(zhì)的體積在垃圾物料中占了絕大部分，受熱后發(fā)生熔融反應(yīng)，粘結(jié)大量的泥沙、陶瓷片等無(wú)機(jī)物質(zhì)，使得物料間結(jié)合緊密，溫度降低后出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)狀。結(jié)塊現(xiàn)狀除了不利于殘?jiān)暮罄m(xù)處理以外，還會(huì)嚴(yán)重影響物料裂解過(guò)程中氣體的流通性。本發(fā)明在物料裂解過(guò)程中不斷從裂解爐底部通入水蒸氣，過(guò)熱的水蒸氣與焦炭物料反應(yīng)，直至使其變成白色無(wú)機(jī)物灰燼，不具粘結(jié)性，從而減少了爐內(nèi)物料結(jié)塊的現(xiàn)狀，保證氣流的暢通性。水蒸氣通入后與生成的焦炭發(fā)生反應(yīng)，充分提取焦炭中的有效成分，解決了垃圾裂解殘?jiān)Y(jié)塊的問(wèn)題。
[0016]三、裂解過(guò)程中產(chǎn)生的氣液混合物從爐頂排出，經(jīng)管道進(jìn)入噴淋凈化裝置處理后得到的高熱值燃?xì)饪芍苯尤紵仩t或提純儲(chǔ)罐，廢液經(jīng)濃縮處理后可以混合秸桿重新返回裂解爐內(nèi)進(jìn)行裂解處理，清潔的水可達(dá)標(biāo)排放。
[0017]生活垃圾、秸桿混合物料裂解后的殘?jiān)鼮闊o(wú)機(jī)物灰燼，由于裂解過(guò)程中向物料噴加水蒸氣，水蒸氣與焦炭發(fā)生一系列反應(yīng)，在增加燃?xì)鉄嶂档耐瑫r(shí)，使得剩余灰燼不含有毒有害物質(zhì)，可作為水泥廠或造磚廠的優(yōu)良配料，最大限度地實(shí)現(xiàn)垃圾處理的經(jīng)濟(jì)效益。[0018]本發(fā)明整個(gè)裂解過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何污染物。垃圾物料處于缺氧的環(huán)境下進(jìn)行裂解，因此產(chǎn)生的N0X、SOx, HCl等較少，排出的二次污染氣體極少，尤其是二噁英含量極低(0.0669ng-TEQ/m3),當(dāng)水蒸氣噴入到熾熱的焦炭上時(shí),把焦炭中所有成分提取,剩下的灰燼為無(wú)機(jī)物，而且剩余的灰燼量極少，I噸未經(jīng)任何分選處理的生活垃圾混合秸桿裂解后剩余的灰燼質(zhì)量為120kg~150k g，產(chǎn)生的焦油量只有3~5kg。
【權(quán)利要求】
1.一種利用水蒸氣促進(jìn)生活垃圾裂解的方法，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn): (1)生活垃圾經(jīng)破碎、烘干處理后與秸桿混合，混合物料送入裂解爐內(nèi)裂解； (2)裂解過(guò)程中向爐內(nèi)噴加水蒸氣； (3)裂解過(guò)程中產(chǎn)生的氣液混合物經(jīng)噴淋凈化裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水蒸氣促進(jìn)垃圾裂解的方法，其特征在于，水蒸氣從裂解爐底部均勻噴入。
3..根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用水蒸氣促進(jìn)垃圾裂解的方法，其特征在于，裂解過(guò)程持續(xù)向爐內(nèi)噴加水蒸氣， 直至裂解反應(yīng)停止。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK103627441SQ201210300158
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日
【發(fā)明者】黃廣禧, 李高奇, 周銳海, 陳明忠, 吳桂香 申請(qǐng)人:黃廣禧