[发明专利]一种固体垃圾等离子气化裂解再生转化方法

说明书

本发明公开了一种固体垃圾等离子气化裂解再生转化方法，属于垃圾处理技术领域，主要包括垃圾分拣预处理、等离子气化裂解、气体净化和能源再生四个步骤，通过添加助燃混合物的方法提高固体垃圾的平均综合热值和固定碳量，以此降低等离子气化裂解过程中的耗电量，同时和发电站联动抵消后期一部分甚至全部的电能，降低其运营成本。利用脉冲电磁阀喷洒二噁英抑制剂，防止二噁英在低温区复合，配合后期的过滤吸附装置彻底净化气体，最后气化产生的残渣可制作微孔泡沫玻璃作为吸附介质，实现资源的循环利用。本发明回收利用率高、无有毒气体和物质排放，绿色环保、经济效益良好。

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，具体涉及一种固体垃圾等离子气化裂解再生转化方法。

背景技术

我国生活垃圾处理方式主要是填埋和焚烧。填埋不仅侵占大量土地，还污染地下水，是不得已而为之的选择。尽管如此，对于土地资源紧张的地区已没有多少场地可供填埋使用。焚烧法虽然减容比高，并能回收能量，但却因二噁英等污染问题遭到公众强烈反对，急需发展新一代的绿色环保、节能降耗的替代焚烧技术。

等离子体是物质第四态，具有许多异于固态、液态和气态的独特的物理化学性质，如温度和能量密度都很高、可导电和发光、化学性质活泼并能加强化学反应等，环保性能优良。

等离子体废物处理技术始于1970年代初期，最初主要用于低放射性废物、化学武器和常规武器销毁，于1990年代进入民用。由于等离子体设备技术含量高，投资巨大，运行成本高，多用于销毁多氯联苯(PCBs)、POPs、废农药、焚烧飞灰和医疗废物等危险废物。近十年来，随着技术的发展，成本逐渐得到控制，且政府对垃圾处理问题的重视和公众环保意识的提高，等离子体处理生活垃圾的技术也逐渐成为国内外的研究热点。

目前全球从事等离子体废物处理技术研究的单位有二十余家，技术还处于商业化的门槛阶段，多数未达到实用化阶段。现阶段所使用的技术都是采用等离子体炬对垃圾进行直接的高温气化，通过电弧放电产生高达7000℃的等离子体，将垃圾加热至很高的温度，从而迅速有效地摧毁废物。可燃的有机成分充分裂解气化，转化成可燃性气体，可以用于发电或作为可燃气，一般称为“合成气”(主要成分是CO+H2)。不可燃的无机成分经等离子体高温处理后成为无害的渣体。

然而现阶段的等离子垃圾气化技术尚有许多不足之处，首先，用等离子体炬直接气化垃圾需要极大地功率，其耗电率可达其产电能力的30％～45％，由于耗电过高导致运营成本大大增加，使其不具备商业运行的价值。其二，该方法气化垃圾，虽然相较于焚烧能有效去除大量二噁英，但事实上在合成气体冷凝的过程中又会由少量二噁英在氯化氢的作用下复合，导致最后产生的气体不能完全称之为无害气体。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种固体垃圾等离子气化裂解再生转化方法。

本发明的技术方案为：一种固体垃圾等离子气化裂解再生转化方法，具体包含以下步骤：

（1）垃圾分拣预处理：将固体垃圾中尺寸大于30cm有回收价值的垃圾人工筛捡出来，剩余小尺寸固体垃圾使用传送带以0.5-1.2m/s的速度通过涡流磁选机分离出金属物质和非金属物质，将非金属物质通过破碎机破碎成粒径为1-3cm的固体颗粒，所述固体颗粒经挤压机分段挤压成直径为20cm，长度为30cm的圆柱状料块；

（2）等离子气化裂解：所述的圆柱状料块进入等离子气化炉的预热区，将料块烘干脱水至含水量小于10%，投入质量比为10-30%的助燃混合物，使物料的综合热值不低于3000kcal/kg、固定碳量不低于12%，进入等离子气化炉的热解区，等离子热解区的温度为5000-7000℃，然后收集裂解产生的合成气和残渣；

（3）气体净化：在所述的合成气冷凝过程中通过高压粉末喷洒器向管道中喷洒二噁英抑制剂，为防止二噁英在低温区复合，所述二噁英抑制剂的喷洒量为100-200g/m3，再经所述管道末端的过滤吸附装置吸附过滤少量有害气体，得到CO、H2、CH4的净化合成气体；