第三代垃圾热解气化技术_精品文档.pdf

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1第三代垃圾热解气化技术第三代垃圾热解气化技术江江苏苏长长江江机机械械集集团团http:

/PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建2前言：

前言：

资源与环境是资源与环境是21世纪的两大主题世纪的两大主题,城市生活垃圾处理是这两大主题城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。

随着人们环境资源意识的增强中的重要课题。

随着人们环境资源意识的增强,各国政府对垃圾处理各国政府对垃圾处理技术标准的提高技术标准的提高,传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷术日益显示出其缺陷,如垃圾填埋占用大片土地如垃圾填埋占用大片土地,堆肥法处理量小、效堆肥法处理量小、效率低率低,焚烧法容易产生二次污染焚烧法容易产生二次污染,特特别别是二是二恶英恶英（Dioxins）的污染的污染问问题题,使其在工业应用方面受到阻碍。

使其在工业应用方面受到阻碍。

垃圾垃圾热解热解技术技术具有具有二次污染小二次污染小,无害无害化彻底化彻底,资源资源化程度化程度高的特高的特点点,是处理垃圾的重要技术是处理垃圾的重要技术之一之一,正引起正引起世世界界各国各国研究者研究者的的广泛广泛重重视视。

我公司以城市生活垃圾典型有机组分作我公司以城市生活垃圾典型有机组分作为研究对象为研究对象,主要从以下几个方面开展研究主要从以下几个方面开展研究:

深入探讨了城市生活垃深入探讨了城市生活垃圾热解的原理、工艺与反应过程圾热解的原理、工艺与反应过程,全面总结了垃圾热解技术国内外的全面总结了垃圾热解技术国内外的研究现状与进展以及城市生活垃圾热解技术的优点研究现状与进展以及城市生活垃圾热解技术的优点,对国外典型垃圾对国外典型垃圾热解工艺作出了科学的分析与比较热解工艺作出了科学的分析与比较;采用采用TG-DTG分析方法对典型的分析方法对典型的有机垃圾组分有机垃圾组分:

木屑木屑,废纸张废纸张,织物以及废塑料织物以及废塑料PVC的热失重特性作了的热失重特性作了详细深入的分析详细深入的分析,并建立了多阶段一级反应模型并建立了多阶段一级反应模型,获取了各组分在各获取了各组分在各温度区间内的热解动力学参数温度区间内的热解动力学参数;在自行设计的外热式热解炉装置平在自行设计的外热式热解炉装置平台上对城市生活垃圾的热解做了大量的实验研究台上对城市生活垃圾的热解做了大量的实验研究,深入分析了城市生深入分析了城市生活垃圾外热式热解在不同工况下的产物分布情况、产气特性、热解气活垃圾外热式热解在不同工况下的产物分布情况、产气特性、热解气体性质、热解溶液以及热解残留半焦的特性体性质、热解溶液以及热解残留半焦的特性,结果表明热解温度是影结果表明热解温度是影响城市生活垃圾热解过程的最重要的参数响城市生活垃圾热解过程的最重要的参数;随着温度的上升随着温度的上升,气体产气体产率迅速增加率迅速增加,热解溶液产率和半焦产率则呈下降趋势。

热解气体主要热解溶液产率和半焦产率则呈下降趋势。

热解气体主要由由CO、H2、CH4、CO2组成组成,随着热解温度的升高随着热解温度的升高,CO、H2的含量逐渐的含量逐渐PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建3升高升高;热解气体的热值并不随着热解温度升高而升高热解气体的热值并不随着热解温度升高而升高,而是有一个最而是有一个最大值大值;随着热解温度的升高随着热解温度的升高,热解半焦的热值呈上升的趋势热解半焦的热值呈上升的趋势;热解溶液热解溶液中绝大部分是水分和挥发分中绝大部分是水分和挥发分,固定碳和灰分含量很低固定碳和灰分含量很低,二者之和也不二者之和也不足足3%。

建立了垃圾热解焦油的成分分析方法建立了垃圾热解焦油的成分分析方法:

液液分离液液分离GC/MS,通过蒸发、萃取和分离等化学分离方法将城市生活垃圾热解产生的焦通过蒸发、萃取和分离等化学分离方法将城市生活垃圾热解产生的焦油分成酸性组分、碱性组分、非极性、极性中性物等几个大类之后利油分成酸性组分、碱性组分、非极性、极性中性物等几个大类之后利用用GC/MS来进行分析来进行分析,获得焦油组分的构成信息。

获得焦油组分的构成信息。

自行研发了生物质自行研发了生物质粉体供热城市生活垃圾外热式热解新工艺粉体供热城市生活垃圾外热式热解新工艺,并做了大量的实验研究并做了大量的实验研究,结果表明结果表明:

用生用生物物质质直接燃直接燃烧技术烧技术为为垃圾垃圾热解热解供供热热,具有具有独创独创性性,该该外外热热式式热解热解系系统统运运行行稳稳定定,产产气气率率较较高高,可达可达45%以以上上;热解结热解结束束后后,在在高高温温下下通通入入水蒸气水蒸气,能能实实现现绝绝大大部部分分残留碳残留碳的的气气化化;该该工艺热解工艺热解产生产生的的气体气体热热值值在在1416MJ之之间间,是是内热内热式式热解热解气体气体热热值值的的3倍倍;利利用用专专业业流流体体软件软件Fluent较较好好的的模模拟拟了了该系该系统统燃燃烧烧室室和和热解热解室室的的温温度度场场,为以为以后后系系统统优化优化提提供供了了基础基础。

我公司的研究成果将能为城市生活垃我公司的研究成果将能为城市生活垃圾热解技术的发展和应用提供一定的理论基础和科学依据。

圾热解技术的发展和应用提供一定的理论基础和科学依据。

江苏长江集团江苏长江集团刘中林刘中林2008年年8月月12日日PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建4垃圾垃圾分分选选工艺工艺流流程程垃圾分检采用机械化、智能化的综合方式，取代人工劳动，减少人为垃圾分检采用机械化、智能化的综合方式，取代人工劳动，减少人为造成的工作差错，达到完美的分检效果。

我公司制造的造成的工作差错，达到完美的分检效果。

我公司制造的WST大型城市大型城市生活垃圾水分类设备，结合环保行业的最新需求，提供最可靠的保障。

生活垃圾水分类设备，结合环保行业的最新需求，提供最可靠的保障。

垃圾进入处理场，直接由自卸汽车卸料到链板式输送机上，经扒料机垃圾进入处理场，直接由自卸汽车卸料到链板式输送机上，经扒料机均匀布料送给链式输送带，转运进滚筒筛。

筛下物可填埋或制砖，筛均匀布料送给链式输送带，转运进滚筒筛。

筛下物可填埋或制砖，筛下物经振动筛分，由输送机送到热解气化储料仓；筛分的土质可做填下物经振动筛分，由输送机送到热解气化储料仓；筛分的土质可做填埋覆盖土或制砖用。

筛分过程中的设备都是密闭的，可有效遏制灰尘埋覆盖土或制砖用。

筛分过程中的设备都是密闭的，可有效遏制灰尘散发；整个分检工房处于负压状态，不会有气味散发。

杜绝了垃圾处散发；整个分检工房处于负压状态，不会有气味散发。

杜绝了垃圾处理的二次污染。

理的二次污染。

垃圾垃圾经经过分过分选选主要主要成成份份：

1.可燃物：

约可燃物：

约30-50%；2、有机土等：

约、有机土等：

约25-35%；3、可回收金属：

、可回收金属：

约约0.5%；4、砖、石、玻璃、熔渣等、砖、石、玻璃、熔渣等8-15%；垃圾垃圾可燃可燃物热解物热解气气化工艺化工艺流流程程生活垃圾的热解气化技术，是指将可气化生活垃圾放入热解气化炉生活垃圾的热解气化技术，是指将可气化生活垃圾放入热解气化炉中，在高温、缺氧的条件下，经过一段时间热解气化反应，使生活垃中，在高温、缺氧的条件下，经过一段时间热解气化反应，使生活垃圾中有机类组分得到充分的热解气化，在热解气化过程中有机质大分圾中有机类组分得到充分的热解气化，在热解气化过程中有机质大分子态裂解成小分子态可燃气体，剩余物为熔融炉渣。

各类细菌病原菌子态裂解成小分子态可燃气体，剩余物为熔融炉渣。

各类细菌病原菌被彻底杀灭的工艺过程。

被彻底杀灭的工艺过程。

采用热解气化工艺时，可热解气化垃圾由上料系统液压推进送料，进采用热解气化工艺时，可热解气化垃圾由上料系统液压推进送料，进入热解气化炉。

在高温、空气、水蒸气的共同作用下，经过热解反应入热解气化炉。

在高温、空气、水蒸气的共同作用下，经过热解反应产生可燃气体。

再经过除尘、电捕焦油、冷却降温、净化、脱氯、脱产生可燃气体。

再经过除尘、电捕焦油、冷却降温、净化、脱氯、脱PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建5硫、加压、干燥等工艺，可得到热值：

为硫、加压、干燥等工艺，可得到热值：

为5500-6500kj/Nm3、压力为：

、压力为：

1100025000Pa的纯净商品燃气。

昼夜不停、连续输出。

输出量依据的纯净商品燃气。

昼夜不停、连续输出。

输出量依据设备台数工艺要求而定。

设备台数工艺要求而定。

燃燃气气主要主要成成份份表表（垃圾垃圾每吨每吨平平均均产产气气约约1200-1800m3）物物质质CO一氧一氧化碳化碳CO2二氧二氧化碳化碳H2氢气氢气CmHn主要主要为甲为甲烷烷O2氧气氧气N2氮气氮气HCl氯化氢氯化氢H2S硫化氢硫化氢焦油、灰尘焦油、灰尘总含量总含量含含量量2430%46%812%2.63.8%0.6%4751%40mg/350mg/3100mg/3热解气化的原理及过程热解气化的原理及过程第一步、第一步、垃圾中的树叶、垃圾中的树叶、木质物、蔬菜叶、塑料橡胶木质物、蔬菜叶、塑料橡胶包装物、废纸、布等有机可包装物、废纸、布等有机可燃物，从炉顶部加入热解气燃物，从炉顶部加入热解气化炉中，在下降的过程中与化炉中，在下降的过程中与温度在温度在80-120的热解燃的热解燃气接触，在气接触，在1-2小时内不断小时内不断脱去附着水，水变成蒸汽和脱去附着水，水变成蒸汽和热解燃气一起排出炉外，垃热解燃气一起排出炉外，垃圾逐步变干燥。

（见干燥层）圾逐步变干燥。

（见干燥层）第二步、干燥后的垃圾可燃第二步、干燥后的垃圾可燃物，在部分反应层上升过来物，在部分反应层上升过来PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建6的温度高达的温度高达200-450的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类（类（CmHn）、一氧化碳（）、一氧化碳（CO）、焦油等可燃气体和水蒸气（）、焦油等可燃气体和水蒸气（H2O），），塑料橡胶等物质中的氯（塑料橡胶等物质中的氯（Cl）元素生成氯化氢（）元素生成氯化氢（HCl）气体，硫（）气体，硫（S）元素生成（元素生成（H2S）气体，以上所有气体一起从炉体上部排出。

（见干）气体，以上所有气体一起从炉体上部排出。

（见干馏层）馏层）第三步、经过干馏后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃第三步、经过干馏后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在物，在1100-1200高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳（产生一氧化碳（CO）、氢（）、氢（H2）等可燃气体，从炉体中部排出。

主要）等可燃气体，从炉体中部排出。

主要反应如下：

（见反应层）反应如下：

（见反应层）C+O2=CO2+408840kJ/kmolC+1/2O2=CO+123217kJ/kmolCO2+C=CO-162405kJ/kmolC+H2O=CO+H2-118821kJ/kmolC+2H2O=CO2+2H2-75237kJ/kmol第四步、垃圾可燃物气化完成变成含少量固定碳的无机熔渣，通过特第四步、垃圾可燃物气化完成变成含少量固定碳的无机熔渣，通过特制出渣机构从反应炉底部排除。

（见灰渣层）制出渣机构从反应炉底部排除。

（见灰渣层）工艺特点工艺特点1、连续不断；生活垃圾连续进入热解气化炉全过程可采用全天、连续不断；生活垃圾连续进入热解气化炉全过程可采用全天24小时不间断作业，生产稳定，产气连续，对用户可连续不断供应燃气。

小时不间断作业，生产稳定，产气连续，对用户可连续不断供应燃气。

2、资源化效果最好；生活垃圾采用热解气化工艺处理时，分选工序、资源化效果最好；生活垃圾采用热解气化工艺处理时，分选工序先将可气化物、有机营养土及不可气化物彻底分