[發明專利]固定床氣化裝置及包括其的處理系統，廢棄物處理方法

有效

• 申請號: 201410150775.7
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103881757A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 李偉鋒;趙輝;劉海峰;王輔臣;于廣鎖;龔欣;王亦飛;許建良;梁欽鋒;周志杰;代正華;陳雪莉;郭曉鐳;王興軍;郭慶華;劉霞;陸海峰;李超;龔巖;王立
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;上海熠能燃氣科技有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/06;C10J3/84;C10J3/72;B09B3/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 余化鵬

技術領域

本發明涉及固定床氣化裝置及包括其的廢棄物的處理系統、廢棄物處理方法。

背景技術

近年來，隨著經濟和社會的快速發展，我國每年產生大量的有機廢棄物亟待處理。含有機質的固體廢棄物種類繁多，常見的有：城市垃圾、醫療和制藥廢物、污染的土壤、工業固廢和農業廢棄物等。有機廢棄物的成分十分復雜，極易腐化，散發惡臭，常含有病原菌及寄生蟲等，同時還有鎘、汞、鉻、鉛等重金屬，以及多環芳烴、農藥、有機氯等持久性有機污染物，處理不當容易造成嚴重的環境污染。

隨著全球性生態問題的日益嚴峻，有機廢棄物的減量化、無害化和資源化發展趨勢已成為普遍的共識和新的研究熱點問題。目前我國現有的有機廢棄物處理方法主要有填埋、堆肥農用和焚燒等。填埋時易污染地下水環境、排放大量甲烷等溫室氣體。堆肥農用則存在著重金屬等有害成分對土壤的污染問題。通過焚燒處理可以迅速和較大程度地達到減量化，又利用了有機質的熱能；但是，焚燒時會排放SO2和NOx等污染物，而且還會產生二噁英等有機污染物。熱解和氣化技術（JP20010127739，CN201120341172.7，CN201120552371.2）克服了焚燒法的缺點，該技術可以將廢棄物中的有機物轉化為燃料氣、油等，同時其氣氛保持為無氧或還原狀態，不會產生SO₂、NO_x和二噁英等。

由于有機廢棄物形狀不規則，制漿、制粉難度較大，因此采用氣流床和流化床氣化技術需要復雜的預處理過程，難以有較好的經濟效益。固定床氣化爐具有進料簡單、投資小和操作簡單的優點，適合于處理有機廢棄物。但是常規的固定床氣化爐內部溫度梯度較大，其自下而上可簡單分為：灰渣層、燃燒層、氣化層和干燥層。這樣在處理含有重金屬鉻的皮革廢棄物時，鉻在燃燒層的高溫氧化環境下轉化為劇毒的六價鉻，然后經灰渣層排出，污染嚴重。同時，出口合成氣中含有焦油等，還會產生難以處理的含酚廢水，污染嚴重。因此，要想將固定床氣化技術用于有機廢棄物氣化，必須對氣化工藝和固定床氣化爐的結構做出改進。

發明內容

本發明為了要解決的技術問題是為了克服現有技術中的有機廢棄物處理方法大多采用簡單焚燒處理，廢氣廢渣中的二噁英和可浸出重金屬等有害物質的排放含量難以達標；少數使用固定床設備處理有機物廢棄物，但出口合成氣中含有焦油，灰渣中含有大量有毒的六價鉻，產生難以處理的含酚廢水，對環境污染嚴重的問題，提供高效環保的固定床氣化裝置及包括其的廢棄物處理系統、廢棄物處理方法。

本發明提供一種固定床氣化裝置，其包括一氣化腔體，一廢棄物入口、一固液體出口、一第一氣體入口、一氣體出口、至少一第二氣體入口；所述的廢棄物入口設在所述的氣化腔體頂部，并與氣化腔體內部連通；所述的固液體出口設在氣化腔體底部并與氣化腔體內部連通，所述的固液體出口為固液體出料口；所述的第一氣體入口設在氣化腔體下部并與氣化腔體連通，所述的第二氣體入口設在氣化腔體的中部；所述的第二氣體入口與所述的第一氣體入口之間的垂直距離，和所述的氣化腔體高度比值為0.4-0.8；所述的氣體出口設在氣化腔體上方并與氣化腔體內部連通，所述的氣體出口為合成氣出氣口。

本發明中，較佳地，所述的第二氣體入口的個數為2個或2個以上的時候，若干所述的第二氣體入口等角度均勻分布在所述的氣化腔體中部的同一水平面上。

本發明中，較佳地，所述的第二氣體入口與所述的第一氣體入口之間的垂直距離，和所述的氣化腔體高度比值為0.5-0.6。

較佳地，所述的廢棄物入口設有一分布器。需要處理的有機廢棄物通過分布器均勻落入所述的氣化腔體內，保證與氧氣充分接觸。

較佳地，所述的氣化腔體的內壁設置一水冷夾套裝置進行保溫，以免溫度過高被損壞。所述的水冷夾套裝置為本領域常規的用于固定床氣化裝置內部的裝置。

較佳地，所述的氣化腔體下部還內設一爐箅，且所述的爐箅位于所述的第一氣體入口上方。爐箅能更好地將第一氣體入口通入的氣體導入到氣化腔體內，以及有利于將固廢渣均勻排出。所述的爐箅較佳地使用水冷夾套裝置進行保溫，以免溫度過高被損壞。

本發明還提供一種廢棄物的處理系統，包括一廢棄物預處理器、至少一鎖斗、一如上所述的固定床氣化裝置、一換熱器、一除塵裝置、一脫硫凈化裝置；所述的廢棄物預處理器、鎖斗和廢棄物入口依次連接；所述的氣體出口與所述的換熱器、所述的除塵設備和所述的脫硫凈化設備依次連接。

較佳地，所述的廢棄物處理系統還包括一灰斗、所述的灰斗與所述的固液體出口連接。

本發明還提供一種廢棄物處理方法，其包括如下步驟：