一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法
【專利摘要】本發明提出的是一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征包括如下工藝：（1）將有機固廢物脫水、烘干、粉碎后制成成型炭化物料；（2）將成型炭化物料從炭化爐頂的密封加料口加入到炭化爐腔中；（3）啟動炭化爐后面的負壓羅茨風機使炭化爐腔內形成0.5?1Kpa微負壓狀態；（4）將高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的成型炭化物料直接受熱而被干餾炭化生成生物質炭，并同時釋放出干餾燃氣；（5）干餾燃氣與經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入燃氣凈化系統內，冷卻后經過濾成潔凈的炭化燃氣。優點：1）產出的炭化燃氣發熱量高；2）產出的生物質炭中灰份少，品位高；3）可提高農民收益、保護生態環境。
【專利說明】
一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，屬于節能環保應用技術領域。
【背景技術】
[0002]我國是農業大國，每年產生大量的農林有機固廢物(秸桿、樹枝等)，同時也是煤炭大國，采用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產，不但是提高農民收益保護農村生態環境，而且對我國煤炭資源的清潔利用將能得到較快的發展，其市場潛力無限。
[0003]有機固廢物是再生能源的重要組成部份，用高溫煤氣與有機固廢物生產炭化燃氣及炭的方法，可將我國每年廣有數十億噸有機固廢物進彳丁尚效炭化利用，不但能提尚有機固廢物的利用價值，而且也是促進我國社會經濟發展，具有現實的戰略意義。
[0004]已有技術對有機固廢物(污水廠污泥，生活垃圾，生物質秸桿)的處理方法，大都將有機固廢物加入爐內直接焚燒鍋爐供熱發電或采用單一氣化及炭化工藝來獲取其中的能量。
[0005]已有技術中除將有機固廢物中的生物質秸桿和生活垃圾直接加入爐內焚燒鍋爐發電且能具有一定規模的處理量，現有的氣化、炭化生產工藝在工業化運行中將受一定規模的限制，尚不能滿足工業發展的需求，特別是在生產運行中產生的經濟價值較低，大都是靠地方政府財政補貼來維持生存，且對氮氧化物等污染物的排放量也存在一定的缺陷。
[0006]本發明是將一次能源煤炭和有機固廢物轉化為潔凈的二次能源氣化清潔利用，既能充分利用高溫煤氣中的載體能量資源，又為環境保護提供了有效措施，將是我國高效清潔利用一次能源煤炭和有機固廢物的主要發展方向。
【發明內容】
[0007]本發明提出的是一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其目的旨在克服現有各種單一處理有機固廢物尚存在的缺陷。
[0008]本發明的技術解決方案:一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其生產工藝包括以下步驟:
(1)將有機固廢物脫水、烘干，水份控制在15-20%，再經粉碎后制成直徑20-30毫米，長80-120毫米的成型炭化物料；
(2)將成型炭化物料從設置在炭化爐頂的密封加料口加入到炭化爐腔中；
(3)啟動設置在炭化爐后面的負壓羅茨風機使炭化爐腔內形成0.5-lKpa微負壓狀態，實現工業化連續運行；
(4)將設置在炭化爐前部的煤氣發生爐中產生的550-850°C的高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的成型炭化物料直接受熱而被干餾炭化生成生物質炭，并同時釋放出干餾燃氣；
(5)干餾燃氣與進入炭化爐腔內經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內，冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。
[0009]本發明的優點:
1)產出的炭化燃氣發熱量高，每立方米炭化燃氣的發熱量高達5500-6000KJ/m3可給鍋爐供熱或發電機組發電；
2)因高溫煤氣中含氧量小于1%，當高溫煤氣進入炭化爐腔內與炭化物料發生干餾炭化反應時無氧化反應，所以產出的生物質炭灰份少，品位高；
3)采用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產，可提高農民收益、保護生態環境，促進我國煤炭資源的清潔利用得到較快發展，其市場潛力無限。
【具體實施方式】
[0010]—種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其生產工藝包括以下步驟:
(1)將有機固廢物脫水、烘干，水份控制在15-20%，再經粉碎后制成直徑20-30毫米，長80-120毫米的成型炭化物料；
(2)將成型炭化物料從設置在炭化爐頂的密封加料口加入到炭化爐腔中；
(3)啟動設置在炭化爐后面的負壓羅茨風機使炭化爐腔內形成0.5-lKpa微負壓狀態，實現工業化連續運行；
(4)將設置在炭化爐前部的煤氣發生爐中產生的550-850°C的高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的成型炭化物料直接受熱而被干餾炭化生成生物質炭，并同時釋放出干餾燃氣；
(5)干餾燃氣與進入炭化爐腔內經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內，冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。
[0011]所述的有機固廢物為污泥或農林生物質(秸桿、稻殼、樹枝、木肩)或生活垃圾中的任一種或幾種。
[0012]所述的將有機固廢物脫水、烘干包括以下幾種方式中的任一種:I)經用機械擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物烘干;2)直接用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物烘干;3)如生活垃圾要先經用機械破包、風選除去重力物和無機物后經用機械擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉烘干爐內將有機固廢物烘干。
[0013]所述的步驟(4)中生成的生物質炭將從設置在炭化爐腔下部的密封出炭口排出爐外。
[0014]所述的步驟(4)中生成的生物質炭根據所用有機固廢物的不同可生產出不同的生物質炭;如:用污泥生產出的為污泥生物質炭，用農林生物質生產出的為農林生物質炭，用生活垃圾生產出的為垃圾生物質炭。
[0015]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0016]實施例1
一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其工藝如下:
I)將有機固廢物污水廠污泥經用機械擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物污泥烘干并將水份控制在15-20%，再經破碎后用成型機加工成直徑20-30毫米長80-120毫米的污泥炭化物料(污泥棒)，而后將污泥炭化物料用輸送帶送至設置在炭化爐頂的密封加料口將污泥炭化物料直接從加料口加入直徑2.56M的炭化爐腔中，待炭化爐腔內的污泥炭化物料加滿后，關閉密封加料口，等待運行;
2)啟動設置在炭化爐后部的負壓羅茨風機，使炭化爐腔內行成0.5-lKpa微負壓狀態，將從內直徑3.3M型煤氣發生爐內生產的550-850°C高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的污泥炭化物料直接受熱被干餾炭化生成污泥生物質炭從設置在炭化爐腔底部的密封出炭口排出爐外，經冷卻后用做生產炭基肥原料炭，在以上干餾炭化的同時釋放出的干餾燃氣與進入炭化爐腔內經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。
[0017]所述的設置在炭化爐前部的內直徑3.3M型煤氣發生爐每小時耗用氣化煤料2噸，每小時生產550-8500C高溫煤氣7500-8000 m3/h，每立方米煤氣發熱量5000-5500 KJ/m3，經該爐氣化反應后的爐渣經用絞龍或出渣系統排出爐外。
[0018]所述的設置在煤氣發生爐后部的內直徑2.56M炭化爐每小時干餾污泥炭化物料I噸，可生產干餾燃氣800—1000m3/h，每立方米干餾燃氣的發熱量為7000-9000KJ/m3。
[0019]本實施例每噸炭化物料可生產污泥生物質炭為500-550公斤，可用于生產炭基肥原料炭;并在干餾炭化同時生產的干餾燃氣與通入炭化爐腔內的高溫煤氣經爐內干餾炭化吸熱反應混合后的炭化燃氣每立方米的發熱量為5500-6000KJ/m3可用于燒鍋爐供熱或發電機組發電。
[0020]實施例2
一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其工藝如下:
1)將有機固廢物農林生物質(秸桿、稻殼、樹枝、木肩)等有機可燃物先用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物農林生物質烘干并將水份控制在15-20%，再經粉碎或切碎后用成型機加工成直徑20-30毫米長80-120毫米的生物質炭化物料(生物質棒)，而后將生物質炭化物料用輸送帶送至設置在炭化爐頂的密封加料口將炭化物料從加料口直接加入直徑2.86M的炭化爐腔中，待炭化爐腔內的生物質炭化物料加滿后，關閉密封加料口，等待運行；
2)首先啟動設置在炭化爐后部的負壓羅茨風機，使炭化爐腔內行成0.5-lKpa微負壓狀態，將從內直徑3.6M型煤氣發生爐內生產的550-850 V高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的生物質炭化物料直接受熱被干餾炭化成農林生物質炭從設置在炭化爐腔底部的密封出炭口排出爐外，經冷卻后即成炭化產品，在以上干餾炭化的同時釋放出的干餾燃氣與進入炭化爐腔內經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。
[0021 ]所述的設置在炭化爐前部的內直徑3.6M型煤氣發生爐每小時耗用氣化煤料3噸，每小時生產550-850°C高溫煤氣11000-12000 m3/h，每立方米煤氣發熱量5000-5500 KJ/m3,經該爐氣化反應后的爐渣經用絞龍或出渣系統排出爐外。
[0022]所述的設置在煤氣發生爐后部的內直徑2.86M炭化爐，每小時干餾炭化物料2噸，可生產干餾燃氣1500—2000m3/ h，每立方干餾燃氣的發熱量為7000_9000KJ/m3。
[0023]本實施例每2噸生物質炭化物料可生產農林生物質炭產量為600-700公斤，可用做燒烤炭及生產炭基肥原料炭;并在干餾炭化同時生產出的干餾燃氣與通入炭化爐腔內的高溫煤氣經爐內干餾炭化吸熱反應混合后的炭化燃氣每立方米的發熱量為5500-6000KJ/m3可用于燒鍋爐供熱或發電機組發電。
[0024]實施例3
一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其工藝如下:
1)將有機固廢物生活垃圾等有機可燃物先經用機械破包、風選除去重力物和無機物再經擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉烘干爐內將有機固廢物(生活垃圾)烘干并將水份控制在15-20%，而后用機械粉碎或切碎再進入成型機內加工成直徑20-30毫米長80-120毫米的垃圾炭化物料(垃圾棒)，而后將垃圾炭化物料用輸送帶送至設置在炭化爐頂的密封加料口將垃圾炭化物料直接從加料口加入直徑3.16M的炭化爐腔中，待炭化爐腔內的垃圾炭化物料加滿后，關閉密封加料口，等待運行；
2)先啟動設置在炭化爐后部的負壓羅茨風機，使炭化爐腔內行成0.5-lKpa微負壓狀態，將從內直徑3.8M型煤氣發生爐內生產的550-850°C高溫煤氣通入炭化爐腔中使爐腔中的垃圾炭化物料進行直接受熱而被干餾炭化成垃圾生物質炭從設置在炭化爐腔底部的密封出炭口排出爐外，經冷卻后即成炭化產品，在以上干餾炭化的同時釋放出干餾燃氣與進入炭化爐腔內經吸熱反應后的高溫煤氣混合后通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。
[0025]所述的設置在炭化爐前部的內直徑3.SM型煤氣發生爐每小時耗用氣化煤料4噸，每小時生產550-850°C高溫煤氣15000-16000 m3/h，每立方米煤氣發熱量5000-5500 KJ/m3,經該爐氣化反應后的爐渣經用絞龍或出渣系統排出爐。
[0026]所述的設置在煤氣發生爐后部的內直徑3.16M炭化爐，每小時干餾垃圾炭化物料3噸，可生產干餾燃氣2500—3000m3/h，每立方米干餾燃氣的發熱量為7000_9000KJ/m3。
[0027]本實施中3噸垃圾炭化物料可生產垃圾生物質炭產量為1200-1500公斤，可用做生產炭基肥原料炭;并在干餾炭化同時生產出的干餾燃氣與通入炭化爐腔內的高溫煤氣經爐內干餾炭化吸熱反應混合后的炭化燃氣每立方米發熱量為5500-6000KJ/V可用于燒鍋爐供熱或發電機組發電。
【主權項】
1.一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征包括以下工藝步驟: (1)將有機固廢物脫水、烘干，水份控制在15-20%，再經粉碎后制成直徑20-30毫米，長80-120毫米的成型炭化物料； (2)將成型炭化物料從設置在炭化爐頂的密封加料口加入到炭化爐腔中； (3)啟動設置在炭化爐后面的負壓羅茨風機使炭化爐腔內形成0.5-lKpa微負壓狀態，實現工業化連續運行； (4)將設置在炭化爐前部的煤氣發生爐中產生的550-850°C的高溫煤氣通入炭化爐腔中使炭化爐腔中的成型炭化物料直接受熱而被干餾炭化生成生物質炭，并同時釋放出干餾燃氣； (5)干餾燃氣與進入炭化爐腔內經干餾炭化吸熱反應后的高溫煤氣混合通入到設置在炭化爐后部的燃氣凈化系統內，冷卻后經用多層金屬絲網過濾凈化成潔凈的炭化燃氣。2.根據權利要求1所述的一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征在于，所述的有機固廢物為污泥或農林生物質或生活垃圾中的任何一種或幾種。3.根據權利要求1所述的一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征在于，所述的將有機固廢物脫水、烘干包括以下幾種方式中的任何一種:I)經用機械擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物烘干;2)直接用工業余熱或外來熱源進入旋轉式烘干爐將有機固廢物烘干;3)生活垃圾先經用機械破包、風選除去重力物和無機物再經擠壓脫水后，再利用工業余熱或外來熱源進入旋轉烘干爐內將有機固廢物烘干。4.根據權利要求1所述的一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征在于，所述的步驟(4)中生成的生物質炭將從設置在炭化爐腔下部的密封出炭口排出爐外。5.根據權利要求1所述的一種用高溫煤氣炭化有機固廢物實現氣、炭聯產的方法，其特征在于，所述的步驟(4)中生成的生物質炭根據所用有機固廢物的不同可生產出不同的生物質炭;如:用污泥生產出的為污泥生物質炭，用農林生物質生產出的為農林生物質炭，用生活垃圾生產出的為垃圾生物質炭。
【文檔編號】C10B21/00GK105907406SQ201610306911
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月11日
【發明人】韓連恩
【申請人】江蘇潤通生物科技有限公司