[发明专利]一种生物质废弃物液化-气化处理方法及气化装置

说明书

一种生物质废弃物液化‑气化处理方法及气化装置，其特征是首先将固态废弃物通过低温冷冻处理提高其物理脆性及破碎性能，并在低温下进行粉碎，获得粉状物料，在此基础上通过添加辅料形成液化浆料，然后将该液化浆料与气化剂混合后喷射雾化并进入气化炉，在气化炉中设置有电加热载体流道段，通过调节电加热载体的表面温度，可直接准确控制气化物料的反应温度，此外该气化炉具有旋风流态结构，一方面可加强气流扰动促进传热反应，另一方面具有自排灰功能提高了气化炉的稳定运行性能。本发明不仅能提高对不同物料的气化处理适应能力，而且可大大提高气化强度以及产气率。

技术领域

本发明涉及一种废弃处无害化处理技术，尤其是一种生物质废弃物的无害化处理技术，具体地说是一种生物质废弃物液化-气化处理方法及气化装置。

背景技术

目前的固体废弃物气化装置通常以块状颗粒态物料进料形式，如将生活垃圾、污泥、秸秆等制备成RDF颗粒物料，采用固定床、流化床等气化炉进行气化处理。由于是采用块状颗粒物料，导致物料在气化炉内的停留时间较长，而且易于出现物料在炉内堵塞等问题，限制了气化装置气化处理强度的提高，使气化设备的投资成本与运行成本难以有效降低，成为气化工艺中亟待解决的关键性问题。

通过在缺氧条件下的热化学反应，可以将固体有机废弃物转化为以氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等小分子为主的气态组分，从而为气态产物的进一步清洁化利用提供了有利条件，因此生物质气化技术成为固体有机废弃物处理行业中的一个重要发展方向。

据申请人所知，目前尚无一种行之有效的生物质气化技术可供使用。

发明内容

本发明的目的是针对现有的生物质气化处理存在工艺复杂，处理过程中易堵塞导致生交效率不高，处理成本高的问题，发明一种生物质废弃物液化-气化处理方法及气化装置。

本发明的技术方案是：

一种生物质废弃物液化-气化处理方法，首先将固态废弃物通过低温冷冻处理提高其物理脆性及破碎性能，并在低温下进行粉碎，这样可以获得粉碎后的粉状物料，在此基础上通过添加辅料形成具有良好流动性、表面张力适中、易于与气化剂混合雾化、液固相颗粒微小的液化浆料，由于液化浆料中的可气化物质尺寸很微小，这样就为大幅度提高气化炉的气化强度提供了基本条件；然后将该液化浆料与气化剂混合后喷射雾化并进入气化炉，在气化炉中设置有电加热载体流道段，通过调节电加热载体的表面温度，可直接准确控制气化物料的反应温度，此外该气化炉具有旋风流态结构，一方面可加强气流扰动促进传热反应，另一方面具有自排灰功能提高了气化炉的稳定运行性能。通过采用本发明的气化工艺，不仅能提高对不同物料的气化处理适应能力，而且可大大提高气化强度以及产气率。具体包括以下步骤：

（1）首先，将废弃物置于低温处理环境中进行超低温冷冻处理；既可以采用直接混合式冷冻，也可以采用间壁式冷冻；

（2）其次，将经过冷冻的废弃物进行低温球磨破碎，将废弃物转化为粒径小于1mm的粉状物料；

（3）第三，对球磨后的物料进行筛分，将球磨料回收，并将大块的惰性杂质从粉状物料中分离出来外运；

（4）将粉状物料与辅料进行混合搅拌，辅料由水、焦油、T型分子筛、壳聚糖和柠檬酸组成，粉状物料与辅料各组份的重量比例范围为：粉状物料（1）、水（0.5～2）、焦油（0.01～0.3）、T型分子筛（0.01～0.05）、壳聚糖（0.01～0.05）、柠檬酸（0.01～0.03），在30～60℃范围中控温搅拌5～30min，形成均质液化浆料；

（5）将液化浆料在控温30～60℃中采用高压泵进行增压输送到雾化器中，使输送压力达到3MPa以上；

（6）在雾化器中，加压的液化浆料与气化剂（如压缩空气、纯氧、富氧空气、二氧化碳等）在喷嘴内混合后雾化喷射到雾化室中，形成粒径小于5μm的均匀分布气雾流切向进入气化装置；