專利名稱：通過(guò)氣化處理廢物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)氣化處理廢物的方法和裝置，更具體地說(shuō)，涉及這樣一種處理廢物的方法和裝置，即通過(guò)在較低溫度下氣化，然后在較高溫度下回收廢物中處于可循環(huán)的狀態(tài)下的金屬或灰分(ash content)，以及可用于合成氨(NH3)的含一氧化碳(CO)和氫氣(H2)的氣體。
氨(NH3)是一種化學(xué)工業(yè)的基本原料，它是大量生產(chǎn)硝酸和多種化肥的原料；包括硝酸銨、硫酸銨和尿素；丙烯腈，己內(nèi)酰胺等。氨是在催化劑的存在下，由氮?dú)?N2)和氫氣(H2)在高壓下合成的。氫氣(H2)既可以通過(guò)天然氣或石腦油的蒸汽重整，也可以通過(guò)部分燃燒，即烴類，如石油、煤或石油焦的氣化來(lái)得到。
迄今，通常采用焚燒方法來(lái)處理包括城市垃圾的有機(jī)廢物，包括纖維增強(qiáng)塑料(FRP)的塑料廢物、生物廢物以及汽車廢物，從而減少其體積，或者將有機(jī)廢物以未經(jīng)處理的狀態(tài)拋棄在掩埋場(chǎng)地中。
然而，少量有用的資源已經(jīng)從有機(jī)廢物中得到回收，并且用于重復(fù)使用——無(wú)論是用于直接的還是間接的應(yīng)用。
作為氨(NH3)的一種原料的氫氣是從天然氣、石腦油、石油、煤、石油焦中獲得的。由于這些原料中的大多數(shù)依賴于從國(guó)外進(jìn)口，因此，渴望能獲取廉價(jià)的且在我們自己國(guó)家中能得到的原料。
另一方面，固體廢物的焚燒已經(jīng)成為有害，理由如下迄今，采用一臺(tái)加煤加熱爐或者是一臺(tái)流化床加熱爐來(lái)進(jìn)行廢物焚燒。然而，就環(huán)境保護(hù)或者就資源或能源的重復(fù)使用而言，這種焚燒是有問(wèn)題的。更具體一些，由于高氣率(air ratio)，大量廢氣被排出了，而有毒的二惡英(dioxins)包含在廢氣之中。另外，從加熱爐中排出的金屬不適于重復(fù)使用，因?yàn)樗鼈儽谎趸?，而掩埋?chǎng)地變得一年比一年缺乏。最近，采用灰熔設(shè)備的廢物處理設(shè)備的數(shù)目在增加，然而，所碰到的問(wèn)題是這些廢物處理設(shè)施的建設(shè)費(fèi)用和/或操作費(fèi)用。再有，目前正在發(fā)展一種有效地利用固體廢物能量的趨勢(shì)。
由于缺乏掩埋場(chǎng)地，將固體廢物以未經(jīng)處理的狀態(tài)傾倒在場(chǎng)地上已經(jīng)變得更加困難，從環(huán)保的觀點(diǎn)來(lái)講，這也已經(jīng)不能允許。因此，象報(bào)廢汽車的粉碎機(jī)粉塵這樣的固體廢物，已沒(méi)有場(chǎng)地可用來(lái)將它們處理掉。
因此；本發(fā)明的目的是提供一種通過(guò)氣化處理廢物的方法和裝置，該方法和裝置能回收廢物中的資源，為資源的分離和再使用開辟了一條道路，能通過(guò)部分燃燒產(chǎn)生具有用作氨合成氣體所要求組分的合成氣體，能解決由于焚燒或傾倒有機(jī)廢物所造成的種種問(wèn)題，還能獲得用于氨合成的低成本氫氣(H2)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種通過(guò)氣化處理廢物的方法，該方法包括以下步驟在較低的溫度下，在流化床反應(yīng)器中氣化廢物；將在流化床反應(yīng)器中生成的氣態(tài)物質(zhì)和焦炭引入高溫焚燒爐；且在較高的溫度下，在高溫焚燒爐中生產(chǎn)合成氣體；冷卻(quenching)在高溫焚燒爐中生成的合成氣體；將合成氣體中的CO和H2O轉(zhuǎn)化為CO2和H2；且通過(guò)去除CO2從而回收H2。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通過(guò)氣化處理廢物的裝置，該裝置包括在較低的溫度下，氣化廢物以生成氣態(tài)物質(zhì)和焦炭的流化床反應(yīng)器；在較高的溫度下，由氣態(tài)物質(zhì)和焦炭生產(chǎn)合成氣體的高溫焚燒爐；裝有水且用于冷卻合成氣體的冷卻腔；用于將合成氣體中的CO和H2O轉(zhuǎn)化為CO2和H2的轉(zhuǎn)化器；以及一個(gè)用于吸收CO2從而回收H2的吸收器。
在流化床反應(yīng)器和高溫焚燒爐中的氣化步驟可以在10至40atm的壓力范圍下來(lái)進(jìn)行。被回收的H2可以被用來(lái)生產(chǎn)氨。
該方法可以包括將空氣分離成氧氣和氮?dú)獾牟襟E，被分離出來(lái)的氧氣被用來(lái)作為在流化床反應(yīng)器和高溫焚燒爐中的氣化劑，而被分離出來(lái)的氮?dú)鈩t被用來(lái)生產(chǎn)氨。
在流化床反應(yīng)器的流化床中，較低的溫度在450-650℃的溫度范圍內(nèi)，而在流化床反應(yīng)器的凈空(freeboard)中的溫度在600至800℃的范圍內(nèi)。
在高溫焚燒爐中，較高的溫度是1300℃或更高。
在氣化過(guò)程中，通過(guò)分離空氣所獲得的氧氣以及蒸汽的一種混合物被用來(lái)作為生產(chǎn)氫氣的一種氣化劑。通過(guò)分離空氣所獲得的氮?dú)獗挥脕?lái)進(jìn)行氨合成。將空氣分離成氧和氮是通過(guò)采用一種低溫分離法(PSA)，一種吸收方法(TSA)或一種膜分離方法來(lái)實(shí)施的。通過(guò)采用富氧空氣作為一種氣化劑，能夠生成氫氣(H2)、氮?dú)?N2)比率為3∶1的混合氣體，而所生成的氣體能夠用來(lái)進(jìn)行氨(NH3)合成。
該裝置還進(jìn)一步包括一個(gè)設(shè)置在冷卻腔下游的一個(gè)滌氣器，用來(lái)去除在所生成氣體中的塵埃以及如HCl這樣的有毒氣體；一個(gè)用來(lái)將所生成氣體中的CO和H2O轉(zhuǎn)化為H2和CO2的轉(zhuǎn)化器；一個(gè)酸性氣體去除設(shè)備，用來(lái)在CO的變換(shift)轉(zhuǎn)化之后去除CO2和H2O；以及一個(gè)使提純后的H2與提純后的N2反應(yīng)從而合成NH3的反應(yīng)器。
進(jìn)一步，要求該裝置再包括一個(gè)用來(lái)將空氣分離成N2和O2的分離器，將分離后的N2引導(dǎo)進(jìn)入反應(yīng)器從而合成氨NH3的裝置，以及將分離后的O2引導(dǎo)進(jìn)入流化床反應(yīng)器和/或高溫焚燒爐的裝置。
附圖用實(shí)例描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，通過(guò)下列參照附圖的描述，將會(huì)使本發(fā)明的上述和其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)更清楚。


圖1為用于實(shí)施本發(fā)明處理方法的裝置的第一實(shí)施方案的示意圖。
圖2為用于實(shí)施本發(fā)明處理方法的裝置的第二實(shí)施方案的示意圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，表示從廢物到合成氨(NH3)的過(guò)程的一個(gè)流程圖；及圖4為在RDF的氮?dú)夥罩校硎緹峤馓卣鞯囊粋€(gè)圖。
下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)氣化處理廢物的方法和裝置。
用于本發(fā)明的廢物可以是城市垃圾、生物廢物、包括纖維增強(qiáng)塑料在內(nèi)的塑料廢物(FRP)、汽車廢物、低級(jí)煤、廢油，以及通過(guò)凝固或灌漿(slurring)上述廢物而生成的替代燃料。
替代燃料包括從垃圾得到的燃料(RDF)。它是通過(guò)對(duì)城市垃圾進(jìn)行粉碎和分類，在分類后的城市垃圾中加生石灰且壓成一個(gè)的形狀來(lái)生成，而固體-水混合物是通過(guò)粉碎城市垃圾，用水將其轉(zhuǎn)化為稀漿，且通過(guò)熱液反應(yīng)將稀漿轉(zhuǎn)化為油性燃料來(lái)生成的。生物廢物包括來(lái)自供水或污水處理廠(混合物(admixture)，污泥等)的廢物，農(nóng)業(yè)廢物(稻殼，稻桿，剩余產(chǎn)品等)，林業(yè)廢物(鋸末，樹皮，切削的碎屑等)，工業(yè)廢物(紙漿碎片粉塵等)，以及來(lái)自建筑的廢木料。低質(zhì)煤包括具有低熱值的泥煤，或是在煤的精選中產(chǎn)生的煤廢物。
本發(fā)明還適用于包括油頁(yè)巖在內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)，垃圾，畜牲的尸體，廢服裝，廢紙，和任何其他物質(zhì)。
首先將這些廢物輸送到流化床反應(yīng)器中并在其中對(duì)廢物進(jìn)行熱解。尤其是，當(dāng)采用回轉(zhuǎn)式流化床反應(yīng)器作反應(yīng)器時(shí)，廢物通過(guò)預(yù)處理粗粉碎，就可以輸送到流化床反應(yīng)器中。其原因是通過(guò)流化介質(zhì)的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，對(duì)輸送廢物有良好的傳熱效果，并能從流化床爐子中排走大顆粒的不能焚燒物。下文還要詳細(xì)描述流化介質(zhì)回轉(zhuǎn)流動(dòng)的效果。
因此，在這些廢物中，將城市垃圾、生物廢物、塑料廢物和汽車廢物粗粉碎到大約30cm的粒徑。通過(guò)離心分離機(jī)或類似的專用處理設(shè)備使水分含量高的污泥和糞便脫水，成為泥餅，然后再將脫水后的泥餅輸送到本發(fā)明的處理裝置的現(xiàn)場(chǎng)。從垃圾得來(lái)的燃料、固體和水的混合物以及高度濃縮的廢液可按它們本來(lái)的狀況使用。如果將煤粉碎成40mm或更小的粒徑，加入并用于調(diào)整熱值的煤可以直接使用。
根據(jù)它們各自的熱量和水分含量，將上述廢物粗分成高熱量廢物和低熱量廢物。通常，城市垃圾、垃圾得來(lái)的燃料、固體-水的混合物、塑料廢物、汽車廢物和電器廢物屬于高熱量廢物。生物廢物、如醫(yī)院廢物的特殊廢物、污泥和糞便的脫水泥餅、以及高度濃縮的廢液屬于低熱量廢物。
將這些廢物裝入高熱量廢物坑、低熱量廢物坑和池中，并在坑和池中進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬突旌稀４撕?，將它們輸送到流化床反?yīng)器中。如果輸送到流化床反應(yīng)器的廢物中所含的金屬的熔點(diǎn)高于流化床反應(yīng)器中流化床的溫度，則可在不熔蝕條件下回收這些金屬。因此，根據(jù)金屬的種類，回收的金屬可用作金屬鑄塊。
如果輸送到流化床反應(yīng)器的廢物量是恒定的，則廢物量與輸送到流化床反應(yīng)器中的用于氣化的氣體量的比也應(yīng)是恒定的。然而，如果在輸送的廢物中，低熱量廢物的比例增加，或在輸送的廢物中，總水分增加了，則流化床的溫度會(huì)低于所要求的值。當(dāng)流化床的溫度下降時(shí)，從后一階段的氣體利用設(shè)施來(lái)看，最好調(diào)整所輸送廢物中低熱量廢物與高熱量廢物的比例，以使所輸送廢物的熱量保持恒定。另一方面，可以加入高熱值的煤，以調(diào)整所輸送廢物的熱量。偶爾，用油焦來(lái)取代煤，從而調(diào)整所輸送的廢物的熱量。
接下來(lái)，將在下面描述根據(jù)本發(fā)明的在較低溫度下氣化廢物的流化床反應(yīng)器。采用這種流化床在較低溫度下氣化廢物是本發(fā)明的特征之一。
已知，流化床反應(yīng)器本身即為焚燒爐或氣化爐。然而，本發(fā)明不同于現(xiàn)有技術(shù)的新特點(diǎn)是將流化床反應(yīng)器和高溫焚燒爐聯(lián)合起來(lái)使用，生產(chǎn)可燃?xì)怏w。將煤以粉煤或煤漿的形式輸送到高溫氣化爐已是已知技術(shù)。然而，與煤相比，對(duì)于廢物來(lái)說(shuō)，不容易將它們粉碎。尤其是，如果廢物含有不可燃物，如金屬、粗砂或石頭，幾乎不可能將廢物粉碎或使廢物成漿。然而，在使用流化床反應(yīng)器的情況下，粗粉碎狀態(tài)的廢物能被熱解，從而生成可燃?xì)怏w原料和細(xì)小的焦炭。將生成的氣體原料和焦炭輸送到后續(xù)高溫焚燒爐，在高溫焚燒爐中對(duì)廢物進(jìn)行在相對(duì)高溫條件下的氣化。在流化床反應(yīng)器中，唯一必需的工作是通過(guò)一個(gè)熱分解和氣化的低速反應(yīng)將廢物轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w和焦炭，因此，在流化床反應(yīng)器中的流化床能保持較低的溫度?？紤]到待處理廢物的特性，本發(fā)明使用的流化床反應(yīng)器可以是已知的包括鼓泡式流化床爐在內(nèi)的常壓或加壓流化床反應(yīng)器。然而，尤其優(yōu)選的是采用一種回轉(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器，該反應(yīng)器也由本發(fā)明的發(fā)明者開發(fā)了。
最好回轉(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器有一個(gè)環(huán)形的水平截面，在中間區(qū)域是一個(gè)較輕緩的流化床，流化氣體的流動(dòng)速率低，而在周邊區(qū)域是一個(gè)較劇烈的流化床，流化氣體的流動(dòng)速率高?；剞D(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器有一個(gè)沿內(nèi)壁安裝的傾斜壁，它與流化床的表面相垂直，用來(lái)使流動(dòng)的流化介質(zhì)從周邊區(qū)域偏向中心區(qū)域，使得流化介質(zhì)以在輕緩流化床中下降，而在劇烈流化床中上升的方式形成回轉(zhuǎn)流動(dòng)，流化介質(zhì)在流化床的下部從中心區(qū)域流向周邊區(qū)域，而在流化床的上部區(qū)域從周邊區(qū)域流向中心區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，具有特定結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于生成的焦炭不積聚在流化床上，而是均勻地分散在流化床中，因此可在流化床中有效地對(duì)焦炭進(jìn)行氧化，尤其是在劇烈的流化床中。氧化焦炭產(chǎn)生的熱量可傳導(dǎo)到流化介質(zhì)上，所傳導(dǎo)的熱量可有效地用作流化床反應(yīng)器內(nèi)流化床中心區(qū)域進(jìn)行熱分解和氣化的熱源。
2、由于被傾斜壁偏轉(zhuǎn)的向上流動(dòng)的流化介質(zhì)在流化床反應(yīng)器的流化床中心區(qū)域會(huì)相互碰撞，故可將焦炭粉碎。如果用硬硅砂作為流化介質(zhì)，可進(jìn)一步加速焦炭的破碎。
3、由于流化介質(zhì)的向下流動(dòng)，廢物會(huì)下落到流化床中，所以只有粗粉碎的固體廢物才能輸送到流化床反應(yīng)器中。因此，能夠省去粉碎設(shè)備，顯著地降低用于粉碎的電能。
4、盡管對(duì)廢物只進(jìn)行粗粉碎，會(huì)產(chǎn)生大顆粒的不可燃物，但這種大顆粒的不可燃物很容易通過(guò)流化介質(zhì)的回轉(zhuǎn)流動(dòng)從流化床反應(yīng)器中排出。
5、由于生成的熱量可通過(guò)在流化床整個(gè)區(qū)域形成的流化介質(zhì)的回轉(zhuǎn)流動(dòng)而分散開，因此可避免生成的結(jié)塊或渣塊引起的麻煩。
在使用通常的鼓泡型流化床的情況下，盡管流化介質(zhì)在流化床中能均勻流化，但流化介質(zhì)在水平方向上的分布仍不好。因此，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器在上述1-5個(gè)優(yōu)點(diǎn)方面優(yōu)于通常使用的鼓泡型流化床反應(yīng)器。
本發(fā)明的流化床反應(yīng)器有溫度在450-800℃范圍內(nèi)的流化床。如果流化床的溫度低于450℃，由于廢物熱分解和氣化反應(yīng)的速度相當(dāng)?shù)?，不可分解物?huì)積聚在流化床中，增加了氧化速率低的焦炭的生成量。如果升高流化床的溫度，會(huì)加速?gòu)U物的熱解反應(yīng)，由此解決了不可分解物在流化床中的積聚問(wèn)題。然而，廢物進(jìn)料速度的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致生成氣體量的波動(dòng)，這會(huì)損害后續(xù)旋流式高溫焚燒爐的運(yùn)行。這是因?yàn)椴豢赡芨鶕?jù)流化床反應(yīng)器中生成的含氧氣體量，細(xì)微地調(diào)節(jié)輸送到旋流式高溫焚燒爐中的氣體的量。由此，流化床溫度的上限設(shè)定為650℃，以使熱解反應(yīng)比較緩慢。流化床反應(yīng)器在流化床的上部有一個(gè)被稱作“凈空”的大直徑部分。通過(guò)向凈空輸送含氧氣體，如大體上純的氧氣或富氧空氣，可降低后續(xù)高溫焚燒爐的負(fù)荷，在凈空中，可加速焦油和焦炭在生成氣體中的氣化。
根據(jù)本發(fā)明，在450-650℃的溫度范圍內(nèi)，在流化床中對(duì)廢物進(jìn)行初級(jí)焚燒，然后，在600-800℃的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選的是在650-750℃的溫度范圍內(nèi)，在凈空中對(duì)廢物進(jìn)行次級(jí)焚燒。
輸送到流化床反應(yīng)器中的用于對(duì)廢物進(jìn)行氣化的流化氣體選自空氣、富氧空氣、空氣和蒸汽的混合物、富氧空氣和蒸汽的混合物、以及氧氣和蒸汽混合物。作為流化介質(zhì)，可使用如硅砂或橄欖石砂這類的砂子、礬土、鐵粉、石灰石、白云石或類似物。
在流化床反應(yīng)器中生成的氣體含有大量的焦油和含碳物質(zhì)。在流化床中，將含碳物質(zhì)粉碎成粉末焦炭，然后將粉末焦炭和氣體輸送到旋流式高溫焚燒爐中。由于流化床已降低到常壓，所以廢物中的金屬可在不熔蝕的情況下從流化床反應(yīng)器中排出。
可被回收的金屬是那些熔點(diǎn)低于氣化溫度的金屬。由此為了回收熔點(diǎn)為660℃的鋁，必須將流化床的溫度設(shè)定在650℃或更低。
接著，下面將描述為什么流化床反應(yīng)器中的流化床被保持在一個(gè)溫度范圍450至650℃的原因。
圖4所示為在RDF的一個(gè)氮?dú)夥罩械臒峤馓卣鳌Ｔ诹骰卜磻?yīng)器中所進(jìn)行的一個(gè)初級(jí)氣化過(guò)程中，希望生成盡可能多的氣體組分，包括氣體(gas)和焦油(tar)，生成盡可能少的固體組分，包括可燃物質(zhì)和灰分一即含碳物質(zhì)。由在流化床反應(yīng)器中的含碳物質(zhì)生成且具有較小直徑的焦炭隨著在流化床反應(yīng)器中生成的氣體的一個(gè)向上的氣流被傳輸?shù)礁邷胤贌隣t，而在流化床中沒(méi)有被很好粉碎、具有較大直徑的含碳物質(zhì)隨著不可燃物質(zhì)在反應(yīng)器的底部被排走了。
如果含碳物質(zhì)的比率很高，那么從反應(yīng)器底部排出的含碳物質(zhì)的量必須增加，從而防止固體組分在流化床中的積累。在從中除去砂子和不可燃物質(zhì)之后，焦炭被再次使用，但是希望減少?gòu)姆磻?yīng)器排出的焦炭量。
如圖4所示，如果熱分解溫度下降，所生成的固體組分的量增加。再有，如果在450℃或更低的溫度下，熱分解速度變得極慢，且未分解的物質(zhì)趨于在流化床上積累，從而使流化床反應(yīng)器的操作變得困難。相反，當(dāng)流化床中的溫度增加時(shí)，所生成的固體組分的量下將，從而加速?gòu)U物的熱解。
然而，由于輸送到流化床反應(yīng)器的廢物幾乎處于未粉碎狀態(tài)，如果可能，當(dāng)流化床溫度過(guò)度地上升時(shí)，反應(yīng)速度應(yīng)增加。因此，廢物輸送速率的變化造成氣體生成速率和爐內(nèi)壓力的變化，而這一點(diǎn)會(huì)削弱后續(xù)高溫焚燒爐的運(yùn)作。用汽車廢物的粉碎機(jī)粉塵所做的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，如果氣化溫度是650℃或更低，在排出氣體中的CO含量被扼制在10ppm或更低。大多數(shù)廢物含有金屬，且重要的是在未被氧化、適合于再次使用的狀態(tài)下回收廢物中的金屬。在金屬中，鋁的回收是重要的，為了回收熔點(diǎn)為660℃的鋁，就必須將流化床中的溫度設(shè)定在650℃或更低。
由于流化床反應(yīng)器在較低的溫度下進(jìn)行氣化，因此能夠處理粒徑在幾毫米到幾厘米范圍的各種廢物。流化床反應(yīng)器具有很高的容量，并能容易地按比例加大。流化床反應(yīng)器沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，由此運(yùn)行時(shí)容易調(diào)節(jié)溫度和其它參數(shù)，它對(duì)加熱介質(zhì)有良好的導(dǎo)熱率，可使流化床的溫度保持均勻。
如果流化床反應(yīng)器是回轉(zhuǎn)流動(dòng)式的流化床反應(yīng)器，則在將廢物輸送到流化床反應(yīng)器之前，無(wú)需將廢物粉碎。在這種流化床中，可有效地將含碳物質(zhì)粉碎成在流化床中均勻分散的焦炭，由此使流化床反應(yīng)器有很高的廢物容積，使流化床的溫度保持均勻，并有很高的氣化效率。
接下來(lái)描述高溫焚燒爐。向高溫焚燒爐輸送來(lái)自流化床反應(yīng)器的氣態(tài)物質(zhì)和焦炭，通過(guò)使氣態(tài)物質(zhì)和焦炭與輸送到高溫焚燒爐中的氣體相接觸，在1300℃或更高的溫度下，對(duì)氣態(tài)物質(zhì)和焦炭進(jìn)行氣化。焦油和焦炭被完全氣化，其中的灰分作為熔渣(melten slag)從高溫焚燒爐的底部排放。
該高溫焚燒爐可以包括Texaco爐，只從爐的上部通入氣態(tài)物質(zhì)和焦炭，但最好包括旋流式高溫焚燒爐。在該旋流式高溫焚燒爐中，隨著用來(lái)氣化的氣體的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，在較高的溫度下對(duì)氣態(tài)物質(zhì)和焦炭進(jìn)行氣化，使灰分熔融，然后分離出熔渣，并從這里排走。
通過(guò)使用旋流式高溫焚燒爐可進(jìn)行高負(fù)荷和高速焚燒，氣體停留時(shí)間的分布很窄小，碳轉(zhuǎn)化效率和渣霧的收集效率部很高，焚燒爐的體積可以很小。
通入高溫焚燒爐用于氣化的氣體可選自富氧空氣和氧氣。通入流化床反應(yīng)器和高溫焚燒爐的氧氣總量可在焚燒廢物用氧氣理論量的0.1-0.6倍的范圍內(nèi)。通入流化床反應(yīng)器的氧氣量可在焚燒廢物用氧氣理論量的0.1-0.3倍的范圍內(nèi)。用這種方式，可從高溫焚燒爐中得到熱值在1000-1500kcal/Nm3(干)的低熱值氣體燃料，或熱值在2500-4500kcal/Nm3(干)的中熱值氣體燃料。根據(jù)本發(fā)明，由這些廢物可生產(chǎn)以一氧化碳和氫氣為主要組分的氣體，生成的氣體可用作工業(yè)氣體燃料或化學(xué)工業(yè)的合成氣體。
由于在高溫焚燒爐中，可將從流化床反應(yīng)器通入后續(xù)高溫焚燒爐的焦炭中的灰分熔化成熔渣，有害重金屬被熔封在熔渣中，不能浸出。在高溫焚燒爐中，通過(guò)高溫焚燒可將二惡英和其前體，以及PCB(多氯聯(lián)苯)幾乎完全分解掉。
通常，在生產(chǎn)用于化學(xué)工業(yè)合成中所用的合成氣體的情況下，氣化在10-40atm下進(jìn)行。然而，氣化可以在大氣壓力下進(jìn)行，而所生產(chǎn)的氣體的提純是在CO轉(zhuǎn)化后在30-40atm下進(jìn)行的。作為流化床反應(yīng)器中的氣化劑，通?？墒褂糜煽諝夂驼羝牡蜏胤蛛x所得到的純氧氣(O2)的混合物，但通過(guò)除去酸性氣體的方法回收的CO2也被加入O2中。在氨(NH3)合成中使用由空氣低溫分離獲得的氮?dú)?。另外，富氧空氣也可作為氣化劑。在CO轉(zhuǎn)化之后，通過(guò)調(diào)整氧濃度使比率H2∶N2＝3∶1，使用生成的氣體作為氨合成氣體是可能的。但是，該方法的缺點(diǎn)是氣體流速增大，導(dǎo)致大尺寸的氣體處理裝置。
在使用廢物作為氨合成氣體的情況下，必須保證廢物的量并使廢物的質(zhì)量穩(wěn)定。進(jìn)一步地，必須在系統(tǒng)操作過(guò)程中處理廢物質(zhì)量的變化。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)系統(tǒng)僅使用廢物不能穩(wěn)定操作或系統(tǒng)在開工時(shí)，可向廢物中加入具有高熱值并且具有穩(wěn)定性的固體燃料，如煤或油焦，這樣的固體燃料實(shí)際上是用于生產(chǎn)H2的。這樣，通過(guò)向廢物中加入煤或油焦，使得其在廢物中以20-40％的比率包含在廢物中，氣化的物質(zhì)就能變得既在質(zhì)量上穩(wěn)定又在數(shù)量上穩(wěn)定。當(dāng)由于在操作過(guò)程中某些原因而降低了廢物的質(zhì)量，且氣體中H2或CO的濃度變低時(shí)，氣體的質(zhì)量可以通過(guò)增大固體燃料的供應(yīng)率而變得穩(wěn)定。順便說(shuō)一下，系統(tǒng)中使用的煤不是屬于廢物的低級(jí)煤而是具有高煤化度的次煙煤或煙煤。
下面參考附圖，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施通過(guò)氣化處理廢物方法的各種裝置。
圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案，實(shí)施其處理方法的裝置的一個(gè)示意圖。
如圖1所示，該裝置包括一個(gè)料斗1、一個(gè)螺旋加料器2和一個(gè)其中有流化床4的回轉(zhuǎn)流動(dòng)型流化床反應(yīng)器3。流化床反應(yīng)器3具有一個(gè)凈空5和一個(gè)燃燒爐6，且流化床反應(yīng)器與一個(gè)轉(zhuǎn)筒篩7相連接，而轉(zhuǎn)筒7與一個(gè)斗式輸送機(jī)8相配合。該裝置進(jìn)一步還包括一個(gè)帶有初級(jí)燃燒室10、次級(jí)燃燒室8和熔渣分離室12的旋流式高溫焚燒爐9。旋流式高溫焚燒爐9有一個(gè)燃燒器13。在圖1中，符號(hào)a，b′，b″和c分別表示有機(jī)廢物、用于流化床4的空氣，用于凈空5的空氣，用于高溫焚燒爐9的空氣和大尺寸不可燃物。此外，符號(hào)d，e，e′和f分別表示石英砂，生成的氣體，燃燒排出氣體和渣。
廢物“a”提供給料斗1，然后用螺旋加料器2以恒定的速率輸送到流化床反應(yīng)器3中?？諝狻癰”作為氣化劑輸送到流化床反應(yīng)器3的底部，在流化床反應(yīng)器3的分散板上方形成一個(gè)由石英砂構(gòu)成的流化介質(zhì)的流化床4。
具有較低流化氣體速率的流化氣體被提供進(jìn)入流化床4的中部，而具有相對(duì)較高流化氣體速率的流化氣體被提供進(jìn)入流化床4的邊緣部分，由此，如圖1所示，在流化床反應(yīng)器4中形成流化介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)流。
加料于流化床4中的有機(jī)廢物“a”與在流化床4中的O2相接觸，流化床的溫度保持在450-650℃的范圍內(nèi)，且快速進(jìn)行熱解。在流化床4中的流化介質(zhì)和不可燃物由流化床反應(yīng)器3的底部排出，進(jìn)入滾筒7，由此除去不可燃物“c”。經(jīng)分離的石英砂“d”通過(guò)斗式輸送機(jī)8回過(guò)來(lái)加入流化床反應(yīng)器3的頂部。排出的不可燃物“c”含有金屬。由于流化床4的溫度保持在450到650℃的范圍內(nèi)，所以能在適于回收的不熔蝕條件下，回收鐵、銅和鋁。
當(dāng)廢物“a”在流化床4中被氣化時(shí)，生成了氣體、焦油、含碳物質(zhì)。氣體和焦油在流化床反應(yīng)器3中被霧化并上升。通過(guò)流化床4的攪拌作用將含碳物質(zhì)粉碎成焦炭。由于焦炭多孔且輕，它被生成氣體的上升氣流所攜帶。由于流化床3的流化介質(zhì)包含硬質(zhì)的石英砂，含碳物質(zhì)的粉碎化作用被加速了?？諝狻癰”被吹入凈空5中用于氣化溫度處于600℃至800℃的氣體，焦油，和焦炭，由此，加速了氣體組分向低分子量組分的轉(zhuǎn)化和焦油和焦炭的氣化。
由流化床反應(yīng)器3排出的生成氣體“e”被輸送到旋流式高溫焚燒爐9的初級(jí)燃燒室10中，在1300℃或更高的溫度下被燃燒，同時(shí)與經(jīng)預(yù)熱的空氣“b”在其旋流中相混合。燃燒是在次級(jí)燃燒室11中完成的，所生成的排出氣體“e′”從渣分離室12排出。由于旋流型高溫燃燒器9中的高溫，焦炭中的灰分被轉(zhuǎn)化成為渣霧，該渣霧在旋流的離心力下被初級(jí)燃燒室10內(nèi)壁的熔渣相(slag phase)捕集。熔渣在內(nèi)壁上向下流動(dòng)，并進(jìn)入次級(jí)燃燒室11，渣“f”從這里穿過(guò)渣分離室12的底部出。初級(jí)和次級(jí)燃燒室10和11分別提供有用于啟動(dòng)的燃燒器13。以這種方式，燃燒在氣率為約1.3下進(jìn)行，并進(jìn)行了灰分的熔融及其渣的形成。
圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案，實(shí)施其廢物處理方法的裝置的一個(gè)示意圖。
如圖2所示的裝置是用來(lái)在10到40atm的高壓下生產(chǎn)合成氣體的。
該裝置包括一個(gè)回轉(zhuǎn)流動(dòng)式流化床反應(yīng)器3和旋流式高溫焚燒器17。該流化床反應(yīng)器3與一個(gè)和篩15相配合的石料料斗(rock hopper)14相連接。旋流式高溫焚燒爐17也與一個(gè)和篩15’相配合的石料料斗14’相連接。篩15通過(guò)流化介質(zhì)循環(huán)管線16與流化床反應(yīng)器3相連接。旋流式高溫焚燒爐17中有一個(gè)高溫氣化室18和一個(gè)冷卻室19。旋流式高溫焚燒爐17與一個(gè)連接滌氣器21的離心式除塵器20相連接。還提供了與高溫焚燒爐配合的沉淀器22。在圖2中，“a”代表用作補(bǔ)充燃料的煤或油焦，“g”和“g”代表作為氣化劑的O2和H2O的混合物，“g”代表作為氣化劑的O2。
將廢物“a”通過(guò)石料料斗等以恒定的速度輸送到流化床反應(yīng)器3中。O2和H2O的混合物作為氣化劑“g”且從流化床反應(yīng)器3的底部引入流化床反應(yīng)器3，在流化床反應(yīng)器3分布板的上方形成由石英砂構(gòu)成的流化介質(zhì)的的流化床4。廢物“a”輸入流化床4，并使它們與流化床4內(nèi)的氣化劑“g”相接觸，將流化床的溫度保持在450-650℃的范圍內(nèi)并處于10-40atm的壓力的范圍內(nèi)，廢物“a”被迅速熱解。從流化床反應(yīng)器3的底部排放流化床4的流化介質(zhì)和不可燃物質(zhì)，經(jīng)石料料斗14，然后提供給篩15，通過(guò)篩15不可燃物“c”被分離出來(lái)。經(jīng)流化介質(zhì)循環(huán)管線16將石英砂“d”回過(guò)來(lái)加入流化床反應(yīng)器3中。排放的不可燃物“c”中含有金屬。由于將流化床4的溫度保持在450-650℃的范圍內(nèi)，所以能在適于回收的不銹蝕條件下，回收鐵、銅和鋁。
當(dāng)在流化床4中氣化廢物“a”時(shí)，生成了氣體、焦油和含碳物質(zhì)。將氣體和焦油汽化，使其在流化床反應(yīng)器3中上升。通過(guò)流化床4的強(qiáng)烈回轉(zhuǎn)作用將含碳物質(zhì)粉碎成焦炭。由于焦炭是多孔的并很輕，它被生成氣體的上升氣流所攜帶?？蓭?dòng)生成的氣體向上流動(dòng)。由于流化床4的流化介質(zhì)是很硬石英砂，可加速含碳物質(zhì)的粉碎。將包含O2和H2O的混合物的氣化劑“g”通入凈空5中，以在600-800℃的溫度范圍內(nèi)，氣化氣體、焦油和焦炭，由此可加速氣體組分向低分子組分轉(zhuǎn)化，以及焦油和焦炭的氣化。
將從流化床反應(yīng)器3排放的生成氣體“e″”輸送到旋流式高溫焚燒爐17的高溫氣化室18中，隨著與預(yù)熱的氣化劑“g″”在旋轉(zhuǎn)流中的混合，在1300℃或更高的溫度下進(jìn)行焚燒。由于旋流式高溫焚燒爐17中的溫度很高，氣體中的灰分被轉(zhuǎn)化成渣霧，渣霧與該氣體進(jìn)入冷卻室19直接與水接觸。在冷卻室19中，渣被冷卻成粒狀渣，且粒狀渣從石料料斗14′排到高溫焚燒爐17之外，然后，用篩15′將其分類成為粗粒渣“f′”和細(xì)粒渣“f″”。
生成的氣體由高溫焚燒爐17中排出，并通過(guò)離心式除塵器20送入滌氣器21。在滌氣器21中，該氣體被洗滌，由此產(chǎn)生提純的氣體。
圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，表示從有機(jī)廢物到合成氨(NH3)的過(guò)程的一個(gè)流程圖。
如圖3所示，該方法包括一個(gè)氣化步驟100，一個(gè)一氧化碳轉(zhuǎn)化步驟200，一個(gè)除去酸性氣體的步驟300，一個(gè)用液氮純化氣體的步驟400，一個(gè)合成氨的步驟500，和一個(gè)回收硫的步驟600。用于實(shí)施上述方法的裝置包括一個(gè)氣體滌氣器21，一個(gè)低溫空氣分離器23，一個(gè)用于有機(jī)廢物初級(jí)氣化的流化床反應(yīng)器3，一個(gè)在相對(duì)較高的溫度下進(jìn)行次級(jí)氣化的高溫焚燒爐17，一個(gè)一氧化碳轉(zhuǎn)化器36，一個(gè)吸收塔40，一個(gè)冷凝槽41，一個(gè)二氧化碳汽體塔44，一個(gè)硫化氫汽體塔50，一個(gè)吸收塔53，一個(gè)液氮清洗塔56，和一個(gè)冷卻器57。該裝置進(jìn)一步包括用于壓縮氣態(tài)氮的壓縮機(jī)58，一個(gè)用于壓縮氣態(tài)氧的壓縮機(jī)59，一個(gè)用于壓縮合成氣體的壓縮機(jī)60，一個(gè)氨合成塔62，一個(gè)氨冷凍機(jī)(refrigerator)68，一個(gè)氨分離器70，和一個(gè)氨儲(chǔ)存槽72。該裝置進(jìn)一步包括換熱器38，39，48，52，64，和66，泵30，46和54。在圖3中，符號(hào)i，j，q和r分別表示空氣，氧氣(O2)，硫(S)和亞硫酸銨。
通過(guò)空氣分離器23，空氣“i”被分離成氧“j”和氮“k”。分離的氧被壓縮機(jī)59壓縮，并被作為氣化劑提供給流化床反應(yīng)器3和高溫焚燒爐17。氮“k”被壓縮機(jī)58壓縮，并用作合成氨的氣體。低溫分離法是通常用于分離空氣的。
在氣化步驟100，有機(jī)廢物“a”和補(bǔ)充原料“a′”在流化床反應(yīng)器3中的相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行處理，然后在高溫焚燒爐17中在溫度在1200-1500℃范圍內(nèi)、壓力在10-40kg/cm2G下進(jìn)行處理產(chǎn)生含有CO，H2，H2O和CO作為主要組分的氣體。在高溫焚燒爐17中的溫度主要是通過(guò)控制氧的量來(lái)調(diào)節(jié)的。該高溫焚燒爐17是一種直接-冷卻系統(tǒng)，且在其頂部具有氣化室18，在其底部具有冷卻室19。生成氣體直接接觸冷卻室19中的水而被冷卻，然后從高溫焚燒爐17排出。通過(guò)這種冷卻，產(chǎn)生了大量的蒸汽，所產(chǎn)生的蒸汽與生成氣體一起流動(dòng)，而大多數(shù)在高溫氣化室18中生成的渣被除去了。渣和水的漿液提供至渣處理步驟。所產(chǎn)生的由大量蒸汽所伴隨的氣體，當(dāng)其從冷卻腔19排出時(shí)，在文丘里(venturi)滌氣器(未示出)中得到清洗并被氣體滌氣器21從渣霧中除去。此后，所生成的氣體被輸送至一氧化碳轉(zhuǎn)化步驟200。在氣體滌氣器21底部的滌氣水主要通過(guò)泵30輸送至冷卻腔19用于循環(huán)，部分滌氣水輸送至渣的處理步驟。
在一氧化碳轉(zhuǎn)化步驟200中，含有蒸汽的和由氣化步驟100提供的生成氣體被用作合成氣。來(lái)自氣體滌氣器21的氣體被換熱器加熱，換熱器所用的氣體經(jīng)過(guò)第一級(jí)催化床達(dá)到在換熱器38中適于一氧化碳轉(zhuǎn)化的溫度，然后提供給一氧化碳轉(zhuǎn)化器36。在一氧化碳轉(zhuǎn)化器36中，在一氧化碳轉(zhuǎn)化催化劑的存在下，氣體一氧化碳(CO)與與之伴隨的蒸汽反應(yīng)，生成氫(H2)。該一氧化碳轉(zhuǎn)化器36包含由Co-Mo催化劑構(gòu)成的兩級(jí)催化床。第一級(jí)催化床的入口溫度是約300℃。蒸汽與干的生成氣體的摩爾比為約1.5。第一級(jí)催化床的出口溫度不得超過(guò)480℃。
第二級(jí)催化床的入口溫度約為300℃。轉(zhuǎn)化率為90％或更高，在一氧化碳轉(zhuǎn)化器36出口處于氣體中一氧化碳的濃度為2％或更低。一氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)由下式表示
該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且高溫氣體經(jīng)過(guò)第一級(jí)催化床用帶有來(lái)自一氧化碳轉(zhuǎn)化器36入口的氣體的換熱器進(jìn)行冷卻，然后進(jìn)入第二級(jí)催化床。在第二級(jí)催化床中，一氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行。
經(jīng)過(guò)一氧化碳轉(zhuǎn)化器36的氣體被換熱器39冷卻至約40℃，在冷凝槽41中分離成冷凝水和氣體，然后通過(guò)有部分來(lái)自氮清洗塔56頂部的純化氣體的換熱器冷卻至-17℃。此后，經(jīng)冷卻的氣體輸送至除去酸性氣體的步驟300中，在該步驟中用物理吸收，即Rectisol法從由一氧化碳轉(zhuǎn)化步驟200提供的轉(zhuǎn)化氣體中除去雜質(zhì)，這些雜質(zhì)包括硫化氫(H2S)，硫化羰(COS)和二氧化碳(CO2)。
冷卻至-17℃的氣體被引入吸收塔40中，在其中，二氧化碳(CO2)通過(guò)與約-60℃的液態(tài)甲醇逆向接觸而被吸收。其結(jié)果是，由吸收塔40排出的氣體含有范圍在10到20ppm濃度的二氧化碳和約0.1ppm濃度的硫化氫(H2S)。由于用甲醇作為吸收二氧化碳的吸收液、甲醇的溫度就會(huì)升高，且其吸收能力會(huì)降低。因此，由吸收塔40抽出的甲醇用氨冷卻劑冷卻，然后返回吸收塔40。
除了二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)之外，少量的氫(H2)和一氧化碳(CO)溶解在從吸收塔40中抽出的甲醇中。為了從甲醇回收氫(H2)和一氧化碳(CO)，在甲醇再生塔(未示出)中減壓下處理甲醇，以從中釋放氫(H2)和一氧化碳(CO)。所釋放的氫和一氧化碳被壓縮機(jī)壓縮，再循環(huán)使用。在另一方面，為了回收被甲醇吸收的高純二氧化碳(CO2)，將甲醇輸送至二氧化碳汽提塔44，在其中減壓，用氣態(tài)氮汽提之，由此，釋放了甲醇中的二氧化碳，并回收了釋放的二氧化碳。
含有冷凝后的硫化氫(H2S)的甲醇從二氧化碳汽提塔44底部取出，并由泵46輸送至換熱器48。在換熱器48中經(jīng)加熱后，甲醇被輸送至硫化氫汽提塔50中，其中，甲醇間接地由蒸汽再生。從硫化氫汽提塔50頂部排出的富含硫化氫的氣體由換熱器52冷卻，然后輸送至回收硫的步驟600中，在其中回收了硫“q”或亞硫酸銨“r”。從硫化氫汽提塔50抽出的甲醇由泵54輸送至吸收塔40的頂部用于再循環(huán)。
由吸收塔40輸送的富含氫的氣體含有少量的一氧化碳(CO)和痕量的二氧化碳(CO2)，該氣體經(jīng)吸收塔53以除去其中的甲醇和二氧化碳，并由冷卻器57冷卻至約-190℃，然后輸送至液氮清洗塔56。在用液氮提純氣體的步驟400中，所提供的含有痕量一氧化碳(CO)和甲烷(CH4)的氣體用過(guò)冷液氮清洗，由此除去一氧化碳和甲烷。氣態(tài)氫不被液氮吸收，這是因?yàn)闅涞姆悬c(diǎn)低于氮。因此，含有氮的經(jīng)純化的富含氫的氣體由氮清洗塔56頂部獲得。
由液氮清洗塔56頂部排出的純化氣體與具高壓的氣態(tài)氮混合，該氣態(tài)氮由被冷卻器57冷卻的液氮生成，以致于氫和氮的摩爾比被調(diào)節(jié)至一個(gè)合適的值，即約3，適用于氨的合成，混合后的氣體經(jīng)冷卻器57再次加熱，并輸送至合成氨的步驟500中。部分被壓縮機(jī)58壓縮的氮被冷卻器57冷卻并液化，輸送至氮清洗塔56，其中，所提供的氮?dú)馀c由氮清洗塔56底部輸送的氣體逆向接觸，在所輸送的氣體中的雜質(zhì)，包括一氧化碳(CO)，氬(Ar)和甲烷(CH4)，被液氮吸收，并除去。吸收了雜質(zhì)，如一氧化碳(CO)，氬(Ar)和甲烷(CH4)的液氮從液氮塔56的底部抽出，減壓并作為鍋爐的燃料使用。由清洗步驟400提供的氣體在壓縮機(jī)60的第一級(jí)被壓縮至例如150kg/cm2G的壓力，然后壓縮氣體與來(lái)自氨分離器70的循環(huán)氣體混合。此后，混合氣體在壓縮機(jī)60的第二級(jí)被壓縮到165kg/cm2G的壓力，然后輸送至氨合成塔62。氨合成塔具有由Fe催化劑構(gòu)成的兩級(jí)催化床。氨合成塔62入口處的氣體具有164kg/cm2的壓力和250℃的溫度。當(dāng)合成氣體通過(guò)催化床時(shí)，進(jìn)行氨合成反應(yīng)。該反應(yīng)由下式表示
經(jīng)過(guò)催化床的氣體的溫度超過(guò)500℃，但卻被引入氨合成塔62的冷卻氣體冷卻。
由氨合成塔62排出的氨的壓力為160kg/cm2G，溫度為450℃。通過(guò)換熱器64和66，氨被冷卻至室溫左右，并進(jìn)一步被氨冷凍機(jī)68冷卻，由此，冷凝大部分氨。經(jīng)冷凝的氨被分離成液態(tài)氨和氣體，液態(tài)氨入氨儲(chǔ)存槽72。經(jīng)分離的氣體輸送至壓縮機(jī)60的第二級(jí)，由此被壓縮至165kg/cm2G的壓力，然后被壓縮的氣體輸送至氨合成塔用于再循環(huán)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用氣化法處理廢物的方法和裝置提供了如下的優(yōu)點(diǎn)1.用于氨的原料氫能從在我們自己的國(guó)家中能夠得到的有機(jī)廢物中生產(chǎn)出來(lái)。由此，氨的生產(chǎn)成本大大減低。
2.通過(guò)氣化有機(jī)廢物生產(chǎn)氫，各種由常規(guī)的焚燒處理引起的問(wèn)題能得以解決。更特別地，排放氣體的量大大減少，且二惡英及其前體不再產(chǎn)生。進(jìn)而，由于廢物中的灰分轉(zhuǎn)化成為無(wú)害的爐渣，開墾土地的壽命可以延長(zhǎng)，而回收的爐渣可用作鋪路的材料。
3.金屬，如鐵、銅或鋁可以以適用于回收的不銹蝕條件下回收。
從有效利用廢物和環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來(lái)看，用于氣化有機(jī)廢物的氣化設(shè)施和氨合成設(shè)施相鄰設(shè)置，并且在原料的利用方面有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以增強(qiáng)兩種設(shè)施作為一個(gè)整體系統(tǒng)的功能。
4.通過(guò)提供補(bǔ)充燃料，如煤或油焦，有可能處理不僅在廢物的質(zhì)量上和而且在其數(shù)量上的變化。特別地，該氣化設(shè)施能平穩(wěn)地運(yùn)作而不會(huì)因?yàn)楣虘B(tài)燃料混合比率的提高而損害所生產(chǎn)氣體的性能。
盡管詳細(xì)展示和描述了本發(fā)明的某些最佳實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，在不背離后附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)，可作多種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)氣化處理廢物的方法，該方法包括以下步驟在較低的溫度下，在流化床反應(yīng)器中氣化廢物；將在流化床反應(yīng)器中生成的氣態(tài)物質(zhì)和焦炭引入高溫焚燒爐；在較高的溫度下，在高溫焚燒爐中生產(chǎn)合成氣體；在所述的高溫焚燒爐中冷卻生成的所述的合成氣體；將所述合成氣體中的CO和H2O轉(zhuǎn)化為CO2和H2；以及通過(guò)除去CO2回收H2。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述流化床中和所述高溫焚燒爐中的所述的氣化步驟在范圍在10至40atm的壓力下進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的回收的H2用于生產(chǎn)氨。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含將空氣分離成氧和氮，在所述的流化床反應(yīng)器和所述的高溫焚燒爐中，分離得到的氧用為氣化劑，分離得到的氮用于生產(chǎn)氨。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述流化床反應(yīng)器的流化床中，所述的較低的溫度在450-650℃的溫度范圍內(nèi)，在所述流化床反應(yīng)器的凈空中的溫度在600-800℃的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述高溫焚燒爐中，所述較高的溫度是1300℃或更高。
7.一種通過(guò)氣化處理廢物的裝置，該裝置包括在較低的溫度下，氣化廢物以生成氣態(tài)物質(zhì)和焦炭的流化床反應(yīng)器；在較高的溫度下，用于生產(chǎn)合成氣體的高溫焚燒爐；用于冷卻所述合成氣體的含有水的冷卻腔；用于將所述合成氣體中的CO和H2O轉(zhuǎn)化為CO2和H2的轉(zhuǎn)化器；以及用于吸收CO2來(lái)回收H2的吸收器。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，在所述流化床反應(yīng)器和所述高溫焚燒爐中的氣化是在10到40atm的壓力范圍內(nèi)進(jìn)行的。
9.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述的回收的H2用于生產(chǎn)氨。
10.如權(quán)利要求9的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包含將空氣分離成氧和氮的分離器，在所述的流化床反應(yīng)器和所述的高溫焚燒爐中，分離得到的氧用為氣化劑，分離得到的氮用于生產(chǎn)氨。
11.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，在所述流化床反應(yīng)器的流化床中，所述的較低的溫度在450-650℃的溫度范圍內(nèi)，在所述流化床反應(yīng)器的凈空中的溫度在600-800℃的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求7的方法，其特征在于，在所述高溫焚燒爐中，所述較高的溫度是1300℃或更高。
全文摘要
一種通過(guò)氣化處理廢物的方法和裝置，該方法和裝置能回收廢物中處于可回收利用的狀態(tài)下的金屬或灰分，以及可用于合成氨(NH
文檔編號(hào)C10J3/66GK1163375SQ96120859
公開日1997年10月29日 申請(qǐng)日期1996年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月23日
發(fā)明者藤村宏幸, 平山詳郎, 藤并晶作, 永東秀一, 廣勢(shì)哲久, 大下孝裕, 入江正昭, 高野和夫, 福田俊男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社荏原制作所