專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生活垃圾預(yù)處理工藝，尤其是一種用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝。
背景技術(shù)：
生活垃圾是人類(lèi)在日?；顒?dòng)中產(chǎn)生的城市固體廢棄物，其特點(diǎn)是產(chǎn)生量大、成分復(fù)雜多樣。生活垃圾無(wú)害化、減容化和資源化處理是公眾熱切關(guān)注的主要議題之一。目前廣泛采用的垃圾處理技術(shù)包括堆肥、填埋和焚燒。然而，這些技術(shù)都有一些自身難以克服的缺點(diǎn)，例如堆肥減容比低、肥料養(yǎng)分含量低、長(zhǎng)期使用后造成土壤板結(jié)；填埋侵占大量土地、污染地下水，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和人口密集的地區(qū)來(lái)說(shuō)，土地資源非常緊張，已沒(méi)有多少場(chǎng)地可用于填埋；焚燒尾氣流量大、二次污染物(如S0x、N0x、飛灰、二噁英和呋喃等)濃度較高，為滿足相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必須配套龐大的脫酸除塵設(shè)備。為能更加潔凈地處理垃圾，同時(shí)綜合有效地回收利用垃圾能量，人們發(fā)展了等離子體氣化技術(shù)。該技術(shù)一般是采用等離子體作為外加熱源，通入一定量的氣化劑(如水蒸氣、二氧化碳、空氣、富氧氣體或它們的組合)，將垃圾的有機(jī)組份裂解氣化，轉(zhuǎn)化成合成氣 (主要可燃成分是C0+H2)，無(wú)機(jī)組份經(jīng)高溫熔融處理后成為無(wú)害的渣體。合成氣可利用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，其發(fā)電效率可高達(dá)39%，而蒸汽輪機(jī)難以超過(guò)23%。此外，該技術(shù)的環(huán)保效果遠(yuǎn)優(yōu)于焚燒，污染物排放比焚燒低2-3個(gè)數(shù)量級(jí)。然而，現(xiàn)有公開(kāi)的等離子體氣化技術(shù)主要是針對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的生活垃圾，如美國(guó)專(zhuān)利No. 6215678、No. 5280757和No. 5634414等。北美和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的垃圾分類(lèi)系統(tǒng)較為完善，餐廚垃圾很少與生活垃圾一同收集，干基熱值高達(dá)13000-17000 kj/kg，可直接進(jìn)入等離子體反應(yīng)器，這些技術(shù)均缺少預(yù)處理工藝(也沒(méi)有必要采用)。而我國(guó)及東南亞等發(fā)展中國(guó)家的垃圾分類(lèi)體系并不健全，餐廚垃圾往往與生活垃圾一同收集，含水率高、熱值低，直接進(jìn)入等離子體反應(yīng)器導(dǎo)致能量利用效率大大降低，發(fā)不出多少電能，產(chǎn)生不了經(jīng)濟(jì)效益。因此，為了充分高效清潔地利用垃圾熱值，降低單位質(zhì)量垃圾電耗，提高單位質(zhì)量垃圾凈發(fā)電量，必須對(duì)原生混合垃圾采用預(yù)處理工藝。目前已公開(kāi)了一些垃圾預(yù)處理工藝，如 CN1332332A、CN1292475A, CN101093078A、 CN101565647A.CN1334152A和CN101096032A等，它們主要是針對(duì)焚燒、堆肥、制作垃圾衍生燃料和除臭而發(fā)展起來(lái)的，并不適用于等離子體氣化，因此必須發(fā)展一種新型的垃圾預(yù)處
理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，具體為
1)預(yù)分選去除生活垃圾中大塊惰性不可燃組份；2)濕解將預(yù)分選后的生活垃圾送入濕解罐中，通入蒸汽，并加熱到設(shè)定時(shí)間；
3)篩分濕解后的生活垃圾經(jīng)過(guò)兩道篩分，分成篩上物和篩下物；
4)破碎將篩上物送入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎；
5)干燥對(duì)破碎后的物料進(jìn)行加熱，烘干出水份。進(jìn)一步，所述步驟2)中濕解罐上設(shè)置有出口減壓閥，濕解完成后，垃圾將從出口減壓閥噴放出來(lái)。進(jìn)一步，所述步驟3)中篩上物的顆粒大小在50毫米以下。進(jìn)一步，所述步驟5)中采用電加熱、換熱器、蒸汽加熱或者它們的組合來(lái)進(jìn)行干燥處理。進(jìn)一步，所述步驟5)中干燥后的物料的含水率為30% 10%。進(jìn)一步，所述步驟2)中的蒸汽由所述等離子體氣化發(fā)電的余熱鍋爐產(chǎn)生，該余熱鍋爐回收合成氣或發(fā)電機(jī)排氣的余熱，向外供給一定溫度和一定壓力的蒸汽。進(jìn)一步，所述步驟5)中干燥處理所排出的氣體經(jīng)冷凝分離出水后送入等離子體反應(yīng)器或氣體發(fā)電機(jī)中。本發(fā)明將不必要帶入等離子體反應(yīng)器的無(wú)機(jī)物和餐廚垃圾去除，把進(jìn)入反應(yīng)器垃圾的粒徑、熱值及含水率控制到合理范圍，達(dá)到使等離子體反應(yīng)器在輸入較少電能的情況下可將垃圾高效地轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量合成氣的目的。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的專(zhuān)用于等離子體氣化的生活垃圾預(yù)處理工藝由人工預(yù)分選、濕解、 篩分、破碎、干燥的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程組成，包括按以下步驟進(jìn)行
1)人工預(yù)分選首先對(duì)生活垃圾進(jìn)行人工預(yù)分選，將大塊惰性不可燃組份分選出來(lái)；
2)濕解將經(jīng)人工分選后的生活垃圾送入濕解罐中，通入蒸汽，加熱一段時(shí)間后快速打開(kāi)濕解罐出口減壓閥，將垃圾噴放出來(lái)；
3)篩分濕解后的生活垃圾經(jīng)過(guò)兩道篩分，分成篩上物和篩下物；
4)破碎等離子體反應(yīng)器尺寸較小，反應(yīng)過(guò)程時(shí)間短，為保證均勻進(jìn)料和較理想的氣化反應(yīng)，要求篩上物破碎到50毫米以下。5)干燥對(duì)破碎后的物料進(jìn)行加熱、烘干。加熱方式可以是電加熱、換熱器或蒸汽加熱，或者它們的組合。為得到高質(zhì)量的合成氣，應(yīng)將烘干后物料的含水率控制到30%以下，甚至低到10%，具體含水率大小與等離子體反應(yīng)器輸入氣體含氧量和輸入功率有關(guān)。步驟(2 )所述濕解不僅可達(dá)到降解有機(jī)質(zhì)和除臭的目的，還可破壞細(xì)胞壁，使得細(xì)胞壁內(nèi)水份更易脫除，為進(jìn)一步降低含水率創(chuàng)造有利條件。步驟(2)和(5)中所述蒸汽來(lái)自等離子體系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)的余熱鍋爐，該余熱鍋爐回收合成氣或發(fā)電機(jī)排氣的余熱，向外供給一定溫度和一定壓力的蒸汽。

步驟(5)中烘干出的氣體經(jīng)冷凝分離出水后送入等離子體反應(yīng)器或氣體發(fā)電機(jī)中。本發(fā)明包括對(duì)分類(lèi)收集垃圾和生物質(zhì)進(jìn)行常規(guī)的破碎和烘干的工藝，或者對(duì)原生混合垃圾進(jìn)行人工分選、濕解、篩分、破碎和烘干的工藝。本發(fā)明所述“濕解+篩分+破碎+ 烘干”相結(jié)合的預(yù)處理工藝是首次用于等離子體處理生活垃圾，可以適用于中國(guó)和東南亞的原生混合垃圾。而“破碎+烘干”相結(jié)合的預(yù)處理工藝適用于分類(lèi)收集生活垃圾及生物質(zhì) 。
權(quán)利要求
1.一種用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于，該工藝具體為預(yù)分選去除生活垃圾中大塊惰性不可燃組份；濕解將預(yù)分選后的生活垃圾送入濕解罐中，通入蒸汽，并加熱到設(shè)定時(shí)間；篩分濕解后的生活垃圾經(jīng)過(guò)兩道篩分，分成篩上物和篩下物；破碎將篩上物送入破碎機(jī)中進(jìn)行破碎；干燥對(duì)破碎后的物料進(jìn)行加熱、烘干。
2.如權(quán)利要求1所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟2)中濕解罐上設(shè)置有出口減壓閥，濕解完成后，垃圾將從出口減壓閥噴放出來(lái)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟3)中篩上物的顆粒大小在50毫米以下。
4.如權(quán)利要求1所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟5)中采用電加熱、換熱器或蒸汽加熱，或者它們的組合來(lái)進(jìn)行干燥處理。
5.如權(quán)利要求4所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟5)中干燥后的物料的含水率為30% 10%。
6.如權(quán)利要求2所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟2)中的蒸汽由所述等離子體氣化發(fā)電的余熱鍋爐產(chǎn)生，該余熱鍋爐回收合成氣或發(fā)電機(jī)排氣的余熱，向外供給一定溫度和一定壓力的蒸汽。
7.如權(quán)利要求5所述的用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，其特征在于， 所述步驟5)中干燥處理所排出的氣體經(jīng)冷凝分離出水后送入等離子體反應(yīng)器或氣體發(fā)電機(jī)中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于等離子體氣化發(fā)電的生活垃圾預(yù)處理工藝，包括首先對(duì)垃圾進(jìn)行人工預(yù)分選，將大塊惰性不可燃組份分選出來(lái)；然后將分選后的垃圾送入濕解罐中，通入蒸汽，高壓加熱一段時(shí)間后快速打開(kāi)濕解罐出口減壓閥，將垃圾噴放出來(lái)；把濕解后的垃圾經(jīng)過(guò)兩道篩分，分成篩上物和篩下物；將篩上物按氣化工藝要求破碎到50毫米以下；以得到高質(zhì)量合成氣為目標(biāo)，烘干物料，將其含水率控制到30%以下，具體數(shù)值與過(guò)量空氣系數(shù)和輸入功率有關(guān)。本發(fā)明所述“濕解+篩分+破碎+烘干”相結(jié)合的預(yù)處理工藝是首次在等離子體處理生活垃圾中采用，適用于東南亞和中國(guó)的原生混合垃圾。而“破碎+烘干”相結(jié)合的預(yù)處理工藝適用于分類(lèi)收集生活垃圾及生物質(zhì)。
文檔編號(hào)C10J3/00GK102211105SQ20111002955
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者徐永香, 李要建, 盛宏至 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所