生活垃圾制天然气工艺与装置

摘要

本发明涉及垃圾处理领域，尤其涉及生活垃圾制天然气工艺与装置，通过将生活垃圾分类粉碎预处理后，无机物垃圾通过制H2多枪气化炉（6）、制CO多枪催化炉（19）反应生成H2与CO，H2与CO反应生成甲烷，有机物垃圾通过发酵池（48）从沼气中净化分离甲烷。本发明的有益效果在于：烟气主要污染物近零排放：在烟气密闭循环状态下捕集CO2的过程中，实现烟气主要污染物近零排放；生产高附加值天然气与碳黑产品，明显增加经济效益；适应大规模处理生活垃圾，可日处理量3000—30000吨。

主权项

生活垃圾制天然气工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：1）垃圾经垃圾分类岛对生活垃圾进行分类粉碎，分成废塑料、废纸等有机质含量较高的垃圾和餐饮、污泥等含水量较高而有机质含量较少的垃圾；2）废塑料、废纸等含量有机物较高垃圾通过甲烷岛制H2多枪气化炉（6）、制CO多枪催化炉（19）反应生成H2与CO，H2与CO反应生成甲烷后送天然气岛，并从甲烷岛捕集CO2送CO2循环岛，具体包括以下步骤：Step21：依次打开远程防爆总控岛电源开关和其它各系统电源开关，打开远程防爆等离子体发生器（5）、制H2多枪气化炉（6）、制CO多枪催化炉（19）循环水与过热锅炉（7）送水阀门；Step22：依次打开水蒸汽罐（10）、CO2循环岛CO2罐（13）、CO2脱氧器（20）阀门，向远程防爆等离子体发生器（5）输送所需的H2O、CO2和O2，并将H2O、CO2和O2激发成具有高活性的等离子态，送入制H2多枪气化炉（6）与垃圾进行气化反应；Step23：将经垃圾分类粉碎器（2）粉碎好的垃圾，通过垃圾输送带（3）送到螺杆压缩真空送料器（4），送到制H2多枪气化炉（6）进行气化制H2；Step24：将制H2多枪气化炉（6）气化反应的气体送入过热锅炉（7），产生的一部分蒸汽送蒸汽轮机（8）、发电机组（8）进行发电；一部分蒸汽送水蒸汽罐（10）供远程防爆等离子体发生器（5）供制H2多枪气化炉（6）制H2使用；Step25：将经过热锅炉（7）降温的气化气体送净化器（11）净化脱尘、脱硫、脱氯、脱硝后，送H2分离器（12）进行分离，其中：H2经通氢分子筛送H2罐（14），供甲烷合成器（15）进行甲烷合成；分离出来的CO2送CO2循环岛CO2罐（13），一部分CO2经热交换器（18）预热送远程防爆等离子体发生器（5）供制H2多枪气化炉（6）制H2使用，一部分CO2送CO2脱氧器（20）脱O2，O2经热交换器（18）预热送远程防爆等离子体发生器（5）供制H2多枪气化炉（6）制H2使用；脱O2后获得的C，送碳黑包装线（21）包装作为碳黑产品出售，也可以作为C源拌进垃圾一起送进制H2多枪气化炉（6）循环气化使用；完成的主反应为：C（垃圾有机质）+CO2——2CO               （1‑1）C（垃圾有机质）+H2O（水蒸气）——CO+H2   （1‑2）CO+H2O（水蒸气）——CO2+H2               （1‑3）C（垃圾有机质）+O2——2CO2               （1‑4）CO2——C+O2                              （1‑5）副反应：CO+O2——2CO2                            （1‑6）2H2+O2——2H2O                           （1‑7）Step26：:将CO2、O2经热交换器（18）预热送远程防爆等离子体发生器（5）供制CO多枪催化炉（19）与螺杆压缩真空送料器（4）送进来的垃圾气化制CO；完成的主反应为：C（垃圾有机质）+CO2——2CO               （1‑8）副反应为：C（垃圾有机质）+O2——2CO2               （1‑9）CO+O2——2CO2                            （1‑10）Step27：将制CO多枪催化炉（19）的CO气体送净化器（11）净化后送CO分离器（17）分离，CO送甲烷合成器（15）与H2反应制甲烷；分离的CO2供制CO多枪催化炉（19）循环使用；甲烷合成器（15）的主要反应机理为：CO+3H2——CH4+H2O                        （1‑11）Step28：将甲烷合成器（15）合成好的CH4，经冷却脱水或液化脱水处理后送天然气岛CH4罐（16）储存应用；3）餐饮、污泥等含水量较高而有机物含量较少的垃圾送沼气岛发酵，产生沼气送沼气分离岛，从沼气中分离的甲烷送天然气岛，分离的CO2送CO2循环岛，具体包括以下步骤：Step31：依次打开远程防爆总控岛电源开关、沼气岛远程防爆监测传感器（53）、远程压力传感器（54）、发酵池上部温湿度酸度监测器（56）、发酵池下部温湿度酸度监测器（57）电源开关，对垃圾发酵实行远程防爆、压力、温度、PH值监控；Step32：餐饮、污泥等含有机物垃圾经粉碎送料器（47）送发酵池（48）发酵，并将每批清池处理的发酵液经发酵液体进料口（55）送进发酵池（48）循环利用；优选发酵温度20—45℃；优选发酵含水量75—85%；优选发酵PH值7.0—8.5；优选发酵池48发酵周期5—30天；Step33：将沼气送沼气分离岛净化分离器（49）净化分离，其中CO2送CO2循岛CO2罐（13），H2送H2储罐（14），CH4送天然气岛CH4罐（16），N2送N2储罐或直接排放，H2S送H2S脱硫分离器（50）；脱硫后的H2送H2储罐（14），脱硫后的S送硫磺加工包装线（51），或加工成硫酸产品；Step34：将发酵池（48）发酵后的沼渣送沼渣处理器（58）处理，处理后的沼渣可做肥料；Step35：将发酵池（48）发酵后的沼液送沼液池（46）集中，送发酵液体进料口（55）循环利用；4）CO2循环岛中约25—50%的CO2送甲烷岛循环制甲烷，约50—75%的CO2送碳黑岛分离，分离的O2送甲烷岛循环利用，分离的碳黑送炭黑包装线（21）包装，或送甲烷岛循环利用制甲烷。