[发明专利]一种有机固体废弃物复合热化学处置和利用方法

说明书

本发明提供了一种有机固体废弃物复合热化学处置和利用方法，将有机固体废弃物经预处理后低温热解，产物和气化剂混合在高温气流床气化炉内高温气化熔融，产生高温合成气和熔渣；高温合成气经过除尘、余热梯级利用或激冷、脱氨、脱硫后，得到净化的干合成气，其中一部分送入燃烧器，一部分与气化炉出口的高温合成气掺混降温，剩余部分进行高值化利用；高温熔渣经激冷后，形成玻璃体。合成气与富氧气体在燃烧器内燃烧产生高温烟气，为热解反应器间壁供热，排出的烟气经干燥后一部分用作输送气，一部分掺配纯氧制备富氧气体，剩余部分直接进行碳捕集和封存。本发明的方法清洁、低碳、高效、安全，可实现大规模固体废弃物的无害化处置与资源化利用。

技术领域

本发明涉及有机固体废弃物特别是有机危废固体废弃物无害化处置和资源化利用领域。具体地，涉及一种有机固体废弃物复合热化学处置和利用方法。

背景技术

有机固体废弃物的安全、清洁、低碳、高效处置已成为困扰城市及工业经济健康快速发展的一个严重而紧迫的问题。有机固体废弃物，特别是有机危险固体废弃物，如生活垃圾、填埋场垃圾、工业污泥、飞灰等，处置不彻底，会产生重金属、二噁英等有毒有害物质，造成二次污染。

现有的有机固废处置技术包括卫生填埋、堆肥、热干化-焚烧、协同焚烧、热解气化等。随着填埋场饱和以及用地的紧缺，填埋工艺已逐渐被淘汰，且填埋场垃圾的处置也逐渐成为人类面临的又一难题。堆肥工艺周期长、占地大，也不适用于大宗有机固体废弃物的处置。有机固体废弃物焚烧是目前商业化程度最高的技术工艺，但现有技术仍存在过程二次污染防控，邻避效应，公众接受度低环评要求高等问题；尤其对于有机危险固体废弃物，其处置要求更为严苛，处置后的残渣需达到玻璃态标准，需严格控制二噁英、重金属含量，防止二次污染，处置难度极高。高温熔融是有机危险固体废弃物深度处置的发展方向，但目前的高温熔融技术，如等离子体气化、水泥窑协同技术等均存在能耗和成本高、处理量小等问题，限制了其应用。因此，开发一种适用于大规模有机固物，特别是危废高效处置和深度资源化利用的技术工艺具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种有机固体废弃物复合热化学处置和利用方法。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种有机固体废弃物复合热化学处置和利用方法，包括以下步骤：

1）有机固体废弃物经预处理后输送至低温热解反应器，生成热解残渣和热解气；

2）将热解残渣、热解气以及气化剂通入高温气流床气化炉中进行高温气化熔融反应，产生高温合成气和熔渣；

3）高温合成气经过除尘、余热梯级利用或激冷、脱氨、脱硫后，得到净化的干合成气，其中一部分通入燃烧器用于后续的富氧燃烧，一部分与气化炉出口的高温合成气掺混降低合成气温度至除尘温度，剩余部分合成气回收后进行高值化利用；

高温熔渣经激冷后，形成玻璃体；

除尘后的飞灰与热解残渣掺混后循环送入气流床气化炉进行高温熔融；

4）合成气与富氧气体在燃烧器内燃烧产生高温烟气，为热解反应器间壁供热，排出的烟气经干燥后一部分用作输送气，经气力输送器输送热解残渣至气化炉，一部分掺配纯氧制备富氧气体通入燃烧器，剩余部分进行碳捕集和封存。

作为一种优选的实施方式，所述的有机固体废弃物包括生活垃圾、填埋场垃圾、医疗废弃物、炼化污泥、钢厂污泥、含油污泥和/或飞灰中的一种或几种。

作为一种优选的实施方式，所述预处理包括，根据有机固体废弃物区别选用破碎、压滤、分选、干化、调质中的一种或几种预处理方式；优选的，经预处理后，原料的热值为1200~5000kcal/kg，含水率20%~40%。

作为一种优选的实施方式，所述热解反应器为热解炉或气化炉；热解反应的反应温度为300~500℃。