[發明專利]一種有機固體廢物氣化焚燒一體化裝置及方法

有效

• 申請號: 201410069870.4
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103791503A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 李愛民;高寧博;張雷
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F22B33/18
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 趙連明;梅洪玉

技術領域

本發明屬于環保技術領域，涉及一種有機固體廢物污染物近零排放的氣化焚燒一體裝置及方法，特別是對有機物固體廢物氣化產生的氣化氣焚燒處理實現污染物的近零排放，并回收氣體中蘊含的能源。

背景技術

有機固體廢物的處理方法主要有填埋法、堆肥法以及熱化學處理法。填埋法因占用大量土地，對于土地資源緊缺的地區，其應用受到制約，另外填埋法也容易造成周圍環境以及地下水資源的二次污染。堆肥法存在處理周期長，堆肥產物市場銷路的制約問題。熱化學處理方法中，主要包括焚燒、熱解和氣化法。目前開展較多的技術是焚燒法，但簡單的焚燒技術也容易造成大氣污染以及二惡英排放等問題。氣化法是一種有前景的技術，其可將有機固體廢物轉化為載能氣體和具有高熱值的焦炭，從而實現機固體廢物的減量化、無害化和資源化。

有機物固體廢物一般含有較高的熱值，可以作為低熱值燃料替代煤，從而可以減少對煤的消耗以節約資源。通過對有機固體廢物的能源化利用，可以便廢為寶，實現廢物的資源轉化。氣化方法處理有機物是一種有效減少有機物體積，回收有機物熱值的方法，可以大大減少有機物的體積，實現的資源化利用。有機物氣化過程中產生的高溫可燃氣和可燃氣體中蘊含的熱值可以作為有機物干燥所需的熱量來源。

經檢索發現了專利申請號為200480028969.4、名稱為“處理有機物的方法和裝置”的技術方案。該方案中提到了有機物的氣化熱解產氣直接進入氣體凈化工序，這種方式容易造成管路的堵塞并會產生大量的廢水，另外該方案中的氣化熱解產氣直接用于動力回收而非兩級干燥。專利申請號為201120263610.2、名稱為“一種有機固體廢物熱解氣化裝置”的技術方案。該方案中提到了有機固體廢物的氣化熱解處理方案，但這種方法難以實現氣化氣中灰分的完全分離，難以實現有機固體廢物氣化污染物的零排放。

發明內容

本發明的目的是針對有機固體廢物氣化過程中存在的二次污染難以控制，氣化氣品質差等問題，提供一種過程污染物可調控，通過氣化氣焚燒技術將有機物轉化為能源的方法。通過氣化反應器內的添加劑、高溫除塵與蓄熱燃燒的結合，實現對有機物固體廢物氣化焚燒污染物的近零排放目的。建立一套以有機固體廢物氣化焚燒設備為主體的污染物零排放氣化焚燒系統，達到有機固體廢物資源化、能量化循環利用的目的。

本發明的技術方案如下：

一種實施有機固體廢物氣化焚燒一體化裝置，包括氣化裝置、高溫除塵裝置、蓄熱式焚燒裝置、過熱及蒸發換熱裝置、省煤器、發電裝置；氣化裝置出氣口與高溫除塵裝置進口連接；高溫除塵裝置的出口與蓄熱式焚燒裝置進口連接，過熱及蒸發換熱裝置進口與蓄熱式焚燒裝置出口連接，省煤器的進口與過熱及蒸發換熱裝置出口連接，其出口與煙囪連接；過熱及蒸發換熱裝置中的飽和水經換熱后為成過熱蒸汽供發電裝置發電，發電后的余熱用于為原料預處理提供能量。

上述裝置的有機固體廢物氣化焚燒一體化方法，包括有機固體廢物的氣化過程、氣化氣的高溫除塵過程、氣化氣的蓄熱式焚燒過程以及熱量回收過程和發電過程。具體步驟如下：

（1）有機固體廢物和添加劑作為原料送入氣化裝置中進行氣化處理，氣化過程產生氣化氣和灰渣；氣化產生的氣化氣的組分是H₂、O₂、N₂、CO、CH₄、CO₂，C₁-C₃烷烴類氣體以及焦油類大分子碳氫化合物；灰渣用于制作建材用料；氣化裝置的溫度范圍為500-900℃，

（2）從氣化過程中產生的氣化氣進入高溫除塵裝置進行凈化處理；在高溫除塵過程中，氣化氣中夾雜的灰分被分離、去除；高溫除塵裝置的運行溫度范圍為500-800℃；高溫除塵過程中，氣化氣的溫度保持在400-700℃；

（3）氣化氣作為燃氣在蓄熱式焚燒裝置進行焚燒，焚燒后變成高溫煙氣；蓄熱式焚燒裝置始終保持在800-1100℃的高溫狀態；

（4）高溫煙氣經與過熱及蒸發換熱裝置以及省煤器換熱后成為低溫煙氣排出，焚燒產生大量熱量為蓄熱器提供能量；

（5）循環水經換熱后為成過熱蒸汽為發電裝置提供的高溫工質，發電后的余熱用于為原料預處理提供能量。

在氣化氣的高溫除塵過程中，從氣化過程中產生的氣化氣進入高溫除塵過程進行凈化處理。在高溫除塵過程中，氣化氣中夾雜的灰分被去除、分離。高溫除塵過程中，氣化氣的溫度保持在400-700℃。