一種節能型垃圾干餾制燃氣和燃氣發電的方法與流程

一、技術領域

本發明涉及一種節能型垃圾干餾制燃氣和燃氣發電的方法，屬于環保技術領域；

二、發明背景

隨著我國經濟發展和人民生活水平的提高，生活垃圾產生量與日增長，特別是廣大農村的有機垃圾的產生量不斷提高；垃圾中的有機物易變質腐爛將會影響人們生存的環境；然而，降低垃圾的綜合處理成本，提高垃圾處理的經濟效益，將其無害化、減量化和資源化，是全社會推進垃圾處理的重要的關鍵問題；

文獻報道，低位發熱值(即，l·h·v)大于3344kj/kg(或800大卡/kg)的垃圾在焚燒爐中能得到充分自燃，不用噴油或加煤助燃；當進爐的垃圾熱值達不到800大卡/kg熱值時，就必須向焚燒爐內噴射燃油或加煤以補充熱量使垃圾燒燼，然而，我國城市和鄉鎮生活垃圾中的瓜果皮、蔬菜殘渣、廚房餐館垃圾、餐后剩食等碳水化合物量較高，水分含量大，熱值低，不能自燃，這加大了垃圾處理的能耗成本；特別是，農村垃圾中的廢塑料、橡膠、紙等高熱值的物質較少，主要由果皮、菜葉、畜禽糞便等低熱值的碳水化合物組成，其熱值更低，這阻止了大量的農村垃圾進行焚燒或熱解處理；目前，國內外的農村垃圾的處理方法主要是傳統的填埋或是進行堆肥；然而，垃圾填埋后易產生垃圾滲透液的滲漏事件，污染地下水，垃圾生產的肥料含有重金屬，達不到國家的肥料質量標準，限制了垃圾肥料的銷售市場，垃圾處理的經濟效益低；

為了克服上述方法的弱點，現已公開了一些解決這方面問題的技術方案，例如：在本申請人授權的usp5,744,668、usp6,133,491和cn1068032c中，公開了將生活垃圾進行兩段和兩種不同溫度的熱裂解和催化裂解，采用連續進料和連續排渣的方法和設備；由于生活垃圾中的碳水化合物含量高，水分含量高，熱值低，要使垃圾中的有機物質(畜禽的臟器、皮、毛、骨)徹底分解，必須先提供和消耗大量的熱量，蒸發和除去有機物中所含的大量水分，使其干燥，然后才能夠達到其分解溫度；這，存在垃圾處理能耗高的缺陷；

在申請號200610014872.9《利用秸稈摻燒城市生活垃圾發電的方法》中，采用摻燒30-80％的高熱值的秸稈到低熱值的生活垃圾中，提高生活垃圾的熱值進行“氣化”或熱處理制造燃氣進行發電，存在秸稈摻燒量大、秸稈比重輕、運輸成本高的弱點；

在本申請人授權的cn101352721b中，公開了《一種連續化處理生活垃圾的方法》，采用機械擠壓機或脫水機(如離心機)對垃圾進行脫水；然而，機械式的擠壓脫水方式僅能對物質表面的游離水進行分離；不能擠壓脫去垃圾有機物內部包含的大量水分；實踐證明，擠壓機對生活垃圾進行擠壓脫水后，垃圾中殘留的水分至少在55％以上，因此，要有效地大量的除去碳水化合物垃圾內部包含的水分，必須消耗大量的蒸發熱或汽化熱，這增加了垃圾脫水和干燥的處理成本；這，存在垃圾處理能耗高的缺陷；

特別地，生活垃圾與生物質(如秸稈、稻殼、木屑.....等)組份絕然不同，生物質(秸稈、稻殼、木屑......等)的熱值一般在15000-19000kj/kg，而生活垃圾成分復雜，包含有泥土，含水率高達40-60％(wt％)，比重大，熱值低，如占生活垃圾70％左右(wt％)篩下物重組分垃圾的熱值僅為生物質最低熱值的1/5，無法點燃或焚燒，且含有一定量的金屬或重金屬；不能采用與生物質完全一樣的方法去對生活垃圾進行“氣化”或熱處理制取燃氣進行發電；據報道，生活垃圾的入爐焚燒或熱解的最低熱值為3300-5000kj/kg，最好在6000kj/kg以上，低于3300kj/kg不能焚燒或分解；生活垃圾分選出的篩下物(如菜葉、果皮、餐廚垃圾等碳水化合物)含水分高達40％-60％，熱值一般在800-1500kl/kg，熱值遠遠低于生活垃圾的焚燒或熱解的最低熱值3300-5000kj/kg范圍，通常只能作為堆肥的原料；

目前為止，在中國和世界專利文獻庫、相關的書籍、刊物、雜志以及工業化生產應用等方面，還沒有查閱將含水率高的農村垃圾進行焚燒發電或干餾制取燃氣進行發電的報道，沒有查閱到從生活垃圾中分選出來的占生活垃圾70％左右(wt％)的低熱值的碳水化合物進行干餾制取燃氣發電的報道。

本發明的目的就是要克服低熱值的垃圾(如農村垃圾)在熱解或焚燒發電中需要額外補充燃油或燃煤的缺陷，提供一種耗能低(即，含水率高的碳水化合物垃圾采用生化降解方式進行分解、減量、脫去分子結構水)、資源化(垃圾中的能量轉換成燃氣，即燃氣發電，燃氣民用或燃氣工業用)、減量化、環保、高效等多種優點的一種節能型垃圾干餾制燃氣和燃氣發電的方法。

三、

技術實現要素：

本發明涉及一種節能型垃圾干餾制燃氣和燃氣發電的方法；更具體地說，屬于將垃圾按照預處理、生化降解、干餾氣化、氣液分離、燃氣凈化、燃氣發電等工藝流程處理垃圾使其無害化、減量化和資源化的方法；

按本發明的方法包括以下步驟：

(1)預處理：垃圾由垃圾車輛運來，經地衡稱量，人工除去大件垃圾、磚石，用磁選機除去金屬，用破袋機進行破袋、破碎的初步處理；收集和利用初步處理后的垃圾物料，或是將初步處理后的垃圾物料進一步用篩分機進行分選，分別收集篩分出的篩上輕質物料、篩下重質物料；

(2)生化降解：將預處理中初步處理后的垃圾物料進行發酵，或是將預處理中分選出的篩下重質物料進行發酵，將一定量的發酵微生物菌劑與發酵的物料混勻，按照公知的發酵技術條件進行發酵，發酵使垃圾物料中的碳水化合物被分解成為氣體、水和有機殘渣，收集和凈化處理在發酵中產生的氣體，收集和凈化處理在發酵中產生的廢水，收集和利用發酵后的固體物料；

(3)干餾氣化：將生化降解后收集的固體物料和/或預處理中收集的篩上垃圾輕質物料加到干燥設備內進行干燥脫水，然后輸送到密閉的干餾氣化設備內進行干餾氣化；可以采用公知的無氧條件下的熱裂解技術原理，對干餾設備內的物料進行間接加熱的干餾氣化，也可以依照水煤氣生產或生物質氣化的制造技術原理，在干餾氣化設備內進行物料的缺氧燃燒的干餾氣化；干餾氣化中的壓力控制在負壓、常壓或稍高于常壓，干餾氣化產生氣相產物和殘渣，收集和利用干餾氣化產生的氣相產物，從干餾氣化設備中排出殘渣，收集和利用排出的殘渣；

(4)氣液分離：采用公知的氣--液分離技術原理，將干餾氣化中收集的氣相產物進行氣--液分離或冷凝，分離出混合油、廢水和可燃性氣體；對可燃性燃氣、混合油進行分別收集、利用，對廢水進行凈化達標處理；

(5)燃氣凈化：將氣液分離中收集的可燃性氣體進行脫酸、脫焦油、脫水、脫塵的氣體凈化達標處理，收集、儲備和利用凈化達標后的可燃性氣體；

(6)燃氣利用：將凈化后的可燃性氣體輸送給燃氣發電機組進行發電，或是將燃氣作為燃料供給蒸汽鍋爐產生水蒸氣，用水蒸氣進行汽輪機組發電，并對發電中產生的余熱進行利用，或是將燃氣作為工業和居民用的燃料；

按本發明的方法，所述的預處理中的篩分機是指：滾筒式篩分機、振動篩分選機、光電分選機、風力分選機；

按本發明的方法，所述的生化降解中的發酵是指：按照公知的有機物厭氧發酵或是好氧發酵的技術原理，將垃圾中的碳水化合物進行厭氧微生物的發酵，被分解成甲烷氣體、水和有機殘渣，或是將垃圾中含水率高的瓜果皮，菜葉餐廚垃圾等碳水化合物進行好氧發酵，分解成二氧化碳、水和少量的有機物殘渣；發酵產生的氣體通過石灰乳液或其它堿液中和吸收發酵中排放出來的二氧化碳及其它酸性氣體，不被堿液吸收的甲烷氣體被分離出，收集和回收利用。

一般情況下，發酵后剩余的有機殘渣(主要成分是腐殖酸)的重量占發酵前碳水化合物重量的10-20％(wt％)；垃圾中的碳水化合物是由碳(c)、氫(h)和氧(o)三元素所構成的有機化合物，主要由腐爛瓜果、瓜果皮、蔬菜殘葉、廚房餐館垃圾、餐后剩食所組成，含水率在70-90％(wt％)；碳水化合物中水分含量(wt％)超過數倍它的固體干基含量(wt％)；如一個102克的蘋果，榨汁后的固體殘渣只有15.6克，汁或水分占86.4克，水分含量為84.37％(w％)；通過發酵處理，這些垃圾中的碳水化合物被生化降解成為二氧化碳、水和少量的有機殘渣，發酵后剩余的有機殘渣重量只是發酵前碳水化合物垃圾重量的10-20％，碳水化合物中70％以上的分子結構水被分解除去；如1000公斤的西瓜皮好氧發酵后的剩余有機殘渣為106公斤；通過生化發酵，碳水化合物垃圾中的結構水被分離出，發酵剩余的有機殘渣容積只是碳水化合物垃圾在發酵前容積的10-30％(v/v％)，通過對垃圾中碳水化合物的發酵處理，使生活垃圾中的水分重量百分比含量(w％)大大降低，固體干基的重量百分比含量(w％)大大上升；因此，通過對生活垃圾碳水化合物的生化降解或發酵處理，生活垃圾中大量的分子結構水被分解除去，垃圾物料的容積大大降低，得到了第一次減量化處理，同時地，垃圾中水分的分離出去，導致垃圾的發熱值大大上升，其發熱值能滿足或超過此時垃圾焚燒至燼所需熱量；生化降解或發酵溫度一般維持在30-35℃，但在傳統的垃圾熱分解、干餾、垃圾焚燒法中，垃圾中的大部分水分都是靠吸收大量的汽化熱進行干燥、蒸發后除去的，因此造成了大量的能源浪費，極大地增加了垃圾處理的綜合成本；

因此，采用低能耗的生化降解或發酵方法，對生活垃圾中低熱值的碳水化合物進行生化降解，脫去碳水化合物垃圾中70％(wt％)以上的分子結構水，對碳水化合物垃圾進行70％以上的減容和減量，提高固體垃圾物料的綜合熱值；這，就是本發明的特征之一；

按本發明的方法，所述的干餾氣化，可以采用如下二種干餾氣化方法中的任意一種方法：

第一種方法：依照水煤氣生產或生物質氣化的制造技術，干餾氣化設備(如干餾氣化爐)中的物料與空氣直接接觸進行缺氧燃燒的干餾氣化，在干餾氣化設備內，垃圾物料依次經過干燥區、裂解區、氧化區、還原區后，被分解成為燃氣和灰渣；

第二種方法：依照公知的無氧條件下的干餾氣化技術，在完全隔離空氣的條件下，將垃圾物料加入密閉的干餾氣化設備內，采用間接加熱方式，使干餾氣化設備內的物料受熱后發生氣化、裂解，生成氣相產物和殘炭；

垃圾中的有機物(生物質和烴類物質)在干餾氣化的熱解反應中，主要發生如下熱解反應：

第一種干餾氣化方法是：依照水煤氣生產或生物質氣化的制造技術，在缺氧條件下對物料進行干餾氣化：將垃圾物料輸送到干餾氣化設備(如立式干餾氣化爐)中，可以從干餾氣化爐的上部或中部加料到干餾氣化爐中，進入干餾氣化爐的氣化劑可以是空氣、水蒸氣或氧氣；干餾氣化爐中的氧化燃燒區產生的900-1200℃的高溫氣體與垃圾物料直接接觸發生傳熱，供給垃圾物料進行熱分解或干餾氣化所需的熱量，使干餾氣化爐內的物料進行進一步干燥、熱解或氣化、氧化(殘炭焚燒)和還原過程；氣化爐內的還原區溫度控制在800℃左右，氧化燃燒區的溫度控制在900-1200℃，裂解區的溫度控制在400-700℃，干燥區的溫度控制在300℃左右，氣化爐內壓力控制在微負壓(如采用常規的下吸式固定床氣化爐)或稍高于常壓(如采用上吸式固定床氣化爐或流化床氣化爐)，物料在氣化爐內處理時間在0.1-1小時；熱解產生氣相產物和無機灰渣，氣相產物從氣化爐的上部(如采用上吸式固定床氣化爐或流化床氣化爐)或下部(如采用下吸式固定床氣化爐)排出氣化爐，無機灰渣從氣化爐的底部排出氣化爐；不斷地收集并利用干餾氣化爐內產生的氣相產物(主要是可燃性氣體)或固體灰渣；

在干餾氣化設備中，落入到氧化(或燃燒)層的熱解殘炭中不含有機物，不含氫(h)和氧(o)元素，殘炭是一種由炭(c)元素和無機灰塵組成的殘渣，已經完全無害化，這種不含氫(h)和氧(o)元素的剩余無機物殘渣在焚燒時，只會發生下列化學反應：

c+o2＝co2

因為殘渣中不含氫(h)或氧(o)，不能發生下列化學反應：

所以，垃圾干餾汽化的全過程中，二惡英(pcdfs)的生成得到遏制；

第二種方法是：依照公知的無氧條件下的干餾氣化的熱裂解技術，在完全隔離空氣(或氧氣)的條件下，將垃圾物料輸送到常規的密閉的干餾氣化設備(如臥式旋轉反應釜、臥式螺旋攪拌反應器釜)中，采用加熱爐燃燒產生的高溫煙氣、電熱(如等離子體設備加熱，或是中頻或高頻電磁加熱)，或采用高溫熱載體(如導熱油、熔融鹽)給干餾氣化設備的外壁或/和內部進行間接加熱，使干餾氣化設備內的物料受熱后的溫度達到300-500℃，并發生垃圾中有機物的熱分解，干餾氣化設備內的壓力可以是負壓、常壓或稍高于常壓，干餾產生氣相產物和固體殘炭(c)；氣相產物不斷地排出干餾氣化設備；采用常規的方法不斷地收集并利用干餾后產生的氣相產物(主要是可燃性氣體)和殘炭；

按本發明的方法，所述的氣液分離，進一步包括：采用公知的氣液分離方法，將干餾氣化設備中排出的氣相產物進行氣--液分離，其中包括對氣相產物進行冷凝，收集冷凝后得到的混合油(生物焦油和烴油)、廢水和不凝結的燃氣等產物；通常地，采用文丘里氣液分離器、電捕焦油器分離出氣相產物中的焦油，用油水分離器將混合油與廢水進行分離開；利用油和水的互不相溶性和密度差別將混合油與廢水分離開，將燃氣、混合油進行分別收集與利用，對廢水進行凈化處理達標后排放；

按本發明的方法，所述的燃氣凈化進一步包括：將收集的燃氣引入到燃氣凈化設備中，對燃氣進行脫酸性氣體(即脫硫、脫氯、脫氮)、脫焦油、脫水和脫塵的凈化達標處理；燃氣凈化的主要設備包括：電捕焦油器、濕法(噴淋塔)脫硫除塵設備、半干法凈化設備(噴霧干燥+除塵器)、干法凈化設備(干法管道噴射+除塵器)、活性炭吸附器、分子篩吸附器等，本發明優選本發明人授權的《一種氣體凈化裝置》zl：201220564006.8的燃氣凈化設備，該設備能有效地脫除或凈化垃圾熱解燃氣或生物質熱解燃氣中的焦油、酸性物質、灰塵和水分；

按本發明的方法，所述的燃氣發電，進一步包括將收集和儲備的可燃性氣體輸送給燃氣發電機組進行發電，可以將燃氣發電機組發電中排出的高溫煙氣進行熱量回收，用高溫煙氣作為熱源給余熱蒸汽鍋爐供熱產生水蒸氣，用水蒸氣驅動汽輪發電機組發電；

所述的垃圾包含生活垃圾、農村垃圾、餐廚垃圾、醫療垃圾、污泥、油沙，或以下一種或多種下列廢棄的有機物質：

i)有機聚合物：其中包括：廢塑料、廢橡膠、尼龍、廢烴油；

ii)有機纖維物質：其中包括：織物、衣物、廢紙、化纖、植物、棉、布、紗、木、葉、莖、殼、枝、草；

iii)碳水化合物：其中包括：淀粉、動植物油脂、含油植物、油籽、腐爛瓜果、糞便、瓜果皮、蔬菜殘渣、廚房餐館垃圾、餐后剩食、毛發、骨頭、動物臟器、人體組織器官；

iv)它有機殘余物：其中包括：皮革、藥材、顏料、油漆、有機化工廢品、油沙，裝飾垃圾、家用什具：

本發明的優點是：

1.城市生活垃圾，特別是低熱值的農村有機垃圾，經過生化降解的發酵處理，垃圾物料中70％(wt％)以上的分子結構水被分離除去，垃圾物料中水的百分比含量大大降低，垃圾物料的體積和重量得到了大量的減少，垃圾物料的熱值得到了提高，使得垃圾處理的能耗大大降低，特別是提高了后工序設備(如干餾氣化設備)在單位時間的對垃圾的處理量；使得垃圾的處理變得更加節能，使垃圾的單位處理量的投資和運行成本大大降低；

2.采用生化降解和干餾氣化的方法使垃圾減容、減量，無二惡因產生，真正做到了生活垃圾處理的無害化；

3.垃圾干餾后得到清潔的可燃性氣體產物，利用燃氣進行發電，或利用燃氣給居民的家用供氣，或將燃氣用于工業爐的加熱，真正實現了垃圾處理的資源化；

4.本發明所采用的設備均屬于常規的設備，運行可靠，技術成熟，結構簡單，維修方便，造價低廉；

5.本發明屬于連續化垃圾處理方法，能將堆積如山的生活垃圾完全地徹底地實行減量化、無害化和資源化，具有好的創造性，新穎性和工業實用性。

附圖說明

附圖1是本發明方法的工藝流程圖；

具體實施方式

如附圖1所示，在本發明如下的三個實施例中，本發明不受其限制；本發明的方法包括：將生活垃圾按照預處理、生化降解、干餾汽化、氣液分離、燃氣凈化和燃氣利用等工藝流程進行連續化處理；

實施例一

如附圖1所示，具體步驟是：

i)預處理：城市生活垃圾由垃圾車輛運來，經地衡稱量后加入垃圾池內，垃圾池容積約為1000-2000m³，垃圾池頂部安裝有抓斗式起重機，用于垃圾的倒垛和供料；先由磁選機分出黑色金屬，然后人工手選，除去較大的磚石、籮筐等大件廢棄物，另行無害化處理；用抓斗式起重機將1000kg生活垃圾抓起和移入到破袋機，對垃圾進行破袋處理，破袋后的垃圾落入輸送機被輸送入滾筒篩分選機進行篩分，分別收集和利用分選機篩上的廢塑料、紙屑、布、繩子等的垃圾輕質物料203公斤(含水9.7％，wt％)、篩下的瓜果皮、菜葉、餐后剩食、泥土等垃圾重質物料729公斤，以及較大的石塊和鐵器等68kg；

ii)生化降解：采用本申請人發明的《生活垃圾和/或餐廚垃圾的快速好氧發酵裝置》zl：201310041024.7的裝置，將上述i)預處理中收集的729公斤的篩下垃圾重質物料垃圾(如菜葉、果皮、餐后剩食、泥沙的混合物料)作為發酵物料，與適量的好氧微生物菌(“百花山”牌)，按公知的技術配方進行混合均勻，使c/n達到20-30，然后，加入到發酵倉中，裝料或出料屬于間歇式操作，采用熱空氣進行發酵，通過調節輸入的空氣溫度的高或低，去控制各個發酵階段在發酵中工藝所需的最佳溫度，提高發酵的速度，特別地，熱空氣能夠串透發酵物料表面的水膜，滲透到發酵物料內層的程度，提高發酵速度；發酵物料從室溫狀態開始，利用熱空氣直接輸入到發酵倉內，使熱空氣與發酵物料直接接觸傳熱，使發酵物料的溫度快速上升到高溫階段(50-80℃)，進行快速的發酵，利用高溫嗜熱微生物菌的生化分解作用將有機物快速地降解；然后，調節和降低輸入到發酵倉內的空氣的溫度，利用低溫空氣將高溫階段(50-80℃)的發酵物料溫度快速地降低至中溫階段(25-40℃)，進行后期的腐熟期的發酵，發酵全過程時間為2-3天完成，發酵完畢后，收集到208公斤(含水29.5％，wt％)發酵后的剩余產物，并排出發酵倉，收集和利用發酵后的剩余物料；利用石灰乳液吸收塔中和凈化處理發酵排出的酸性氣相產物；收集發酵中產生的廢水，廢水經過凈化處理后達標排放；

iii)干餾汽化：采用本申請人已經授權的《一種熱解煤或垃圾有機廢棄物的旋轉反應釜》zl201320236505.9的設備，將上述i)收集的篩上垃圾輕質物料203公斤和上述ii收集的發酵后的剩余產物208公斤(含水29.5％，wt％)等垃圾物料用輸送機連續地送入到臥式旋轉干燥機中，將150-120℃的熱空氣輸入臥式旋轉干燥機內與物料直接接觸發生傳熱，對物料進行加熱蒸發和脫水，將臥式旋轉干燥機內產生的水蒸氣和廢氣引入到氣體凈化裝置內進行氣體的凈化達標處理后排放；將干燥脫水后的物料輸送到密閉的臥式旋轉筒體裂解反應釜中，用燃油作為熱源給臥式旋轉筒體裂解反應釜的外壁加熱，裂解反應釜內的溫度控制在350-390℃，壓力控制在0.03-0.08mpa；垃圾物料在無氧密閉的臥式旋轉筒體裂解反應釜內不斷地上下翻滾，垃圾物料從臥式旋轉筒體裂解反應釜的一端進入，從另一端排出，垃圾物料從臥式旋轉筒體反應釜的一端移向另一端的裂解時間可控制在25-30分鐘，此時垃圾物料中的有機物發生干餾氣化的熱裂解反應，經過裂解反應后，垃圾物料被分解成固體殘渣和氣相產物(即co2、h2o和可燃性氣體)；分別收集和利用從臥式旋轉筒體反應釜排出的氣相產物和70.4公斤殘渣；

iv)氣液分離：將上述iii)排出的氣相產物經過冷凝、文丘里分離器、電捕焦油器后，得到混合油、水和不凝結的可燃性氣體(h2，c1-c4)；可燃性氣體排被輸送到后段工序進行凈化處理和利用，收集到36.5kg的混合油作為燃料在燃燒爐中燃燒產生高溫煙氣(900-1100℃)給iii)干熘氣化中的臥式旋轉筒體反應釜的外壁加熱進行干餾汽化或熱解反應；收集的廢水經過凈化處理后達到《gb18918-2002》一級排放標準，然后排放；收集的固體殘渣作為燃料在燃燒爐中燃燒回收熱量，燃燒爐產生的無機灰渣排出燃燒爐，此灰渣可以經磁選機回收金屬、粉碎、提純后用作制磚原料。

v)燃氣凈化：采用本申請人已經授權的《一種氣體凈化裝置》zl：201220564006.8的燃氣凈化設備和操作，將上述iv)收集的可燃性氣相進行脫酸性氣體(如硫化氫、二氧化硫、氯化氫、二氧化碳)、脫焦油、脫水、脫塵的燃氣凈化達標處理；收集、儲備和利用凈化達標后的可燃性氣體216m³(氣體的熱值為18.2mj/nm³)，凈化后的燃氣按照國標《gb/t12208-1990》城鎮燃氣中焦油和灰塵含量的檢測方法進行檢測，燃氣的質量符合(db37/253-2007)中規定的各項指標；

vi)燃氣利用：采用羅茲風機將上述v)燃氣凈化后的質量達標的燃氣從燃氣儲柜內輸送到燃氣發電機組(義發牌康明斯系列燃氣發電機組-100gf-sj，發電機型號-hci5c)配置聯接的內燃機中，驅動內燃機工作，由內燃機帶動發電機轉動發電，發電度數為329度電(kwh)；不斷地將上述內燃機(350gf-sj)排放的高溫煙氣引入到余熱鍋爐中，用余熱鍋爐回收熱量產生蒸汽，并利用蒸汽作為能源，輸入到與發電機配置聯接的蒸汽渦輪發動機(steamturbine)中，驅動蒸汽渦輪發動機工作，由蒸汽輪機帶動發電機轉動發電；

經過上述工藝過程得到如下主要數據和結果：

生活垃圾：1000kg；

平均熱值：1020千卡/公斤，或4263kj/kg；

垃圾物理性質(w％)：水分32.8％，總固體類(包括碳水化合物、廢塑料、

纖維素、淀粉、金屬、粉煤灰等等)67.2％，ph值為

8.5，比容為0.39噸/m³；

1000kg垃圾的容積：2.56m³

垃圾元素分析：h7.2％(wt％)；c21.1％(wt％)；o50.12％(wt％)；

s0.34％(wt％)；n1.2％(wt％)，金屬及無機物

20.14％(wt％)；

好氧發酵溫度：30-35℃；

好氧發酵時間：72小時

發酵菌劑：百花山”牌發酵菌劑，由中國農業科學院出產；

發酵剩余物：208公斤(含水29.5％，wt％)；

裂解反應釜內溫度：350-390℃；

裂解反應釜內壓力：0.03-0.08mpa

燃燒爐排出煙氣溫度：850-1050℃；

反應產物(w％)：

混合油：36.5kg，占3.65％；

可燃性氣體(h2、co、c1-c4)：199.9kg，占19.99％；

燃氣的產量：216立方米；

可燃性氣體熱值：18.2mj/nm³

燃氣發電量：329kwh；

石塊和鐵器：68kg；

干餾氣化殘炭：70.4kg

以上固體合計：138.4kg(68+70.4)，占13.84％；

水分(包括發酵脫水、裂解產生的水)597.1kg，占59.71％；

其它(包括煙氣中的酸性氣體成分)：28.1kg，占2.81％；

垃圾減容效果：

殘渣及金屬的平均密度：2.01噸/m³

138.4kg固體占容積：0.069m³(0.1384÷2.01)

垃圾減容率(v％)：97.3％[(2.56-0.069)/2.56×100％]

垃圾減量率(wt％)：97.3％[100％-2.7％]

實施例二

如附圖1所示，具體步驟是：

i)預處理：與實施例一的操作方法相同；得到篩上的垃圾輕質物料203公斤(含水9.7％，wt％)、篩下的垃圾重質物料729公斤和石塊和鐵器68kg；

ii)生化降解：與實施例一操作方法相同，將預處理得到的篩下重質物料729公斤進行發酵處理，得到發酵后的降解產物208公斤；

iii)干餾氣化：采用本申請人已經授權的《一種生活垃圾的熱解催化氣化爐》zl201320182361.3的設備(下吸式氣化爐)和操作，采用往復式液壓機將上述i)收集的篩上垃圾輕質物料203公斤和ii)收集的發酵后的降解產物208公斤這二種物料不經過干燥和脫水處理，而是直接的被輸送到密閉的干餾氣化爐內，采用空氣作為氣化劑，在缺氧條件下對所述氣化爐內的垃圾物料進行干餾氣化，垃圾物料先后經過干燥區的脫水，裂解區的熱解汽化，和燃燒區(還原區和氧化區)的殘炭焚燒的處理而發生熱分解；氣化爐內的干燥區的溫度控制在280-300℃左右，裂解區的溫度控制在500-700℃，氧化燃燒區的溫度控制在900-1200℃左右，還原區溫度控制在700-800℃左右，氣化爐內壓力控制0.02-0.09mpa，干餾氣化的熱分解過程為63分鐘；熱解產生氣相產物和灰渣，氣相產物從氣化爐的中下部排出氣化爐，灰渣從氣化爐的底部排出氣化爐，收集和利用從干餾氣化爐排出的氣相產物和32.5公斤的灰渣；此灰渣可以經磁選機回收金屬、粉碎、提純后用作制磚原料；

iv)氣液分離：將上述iii)排出的氣相產物經過冷凝、文丘里分離器、電捕焦油器后，得到焦油、水和不凝結的可燃性氣體；可燃性氣體排被輸送到后段工序進行凈化處理和利用；收集的焦油返回到干餾氣化爐進一步熱分解制造燃氣；收集的廢水經過凈化處理后達標排放；

v)燃氣凈化：按照實施例一的方法，對上述iv)收集的燃氣進行凈化達標處理，最后收集得到熱值為7.8mj/nm³的可燃性氣體為412m³，凈化后的燃氣按照國標《gb/t12208-1990》城鎮燃氣中焦油和灰塵含量的檢測方法進行檢測，燃氣的質量符合(db37/253-2007)中規定的各項指標；

vi)燃氣利用：采用羅茲風機將上述v)燃氣凈化后的412m³燃氣從燃氣儲柜內輸送到燃氣發電機組配置聯接的內燃機中，驅動內燃機工作，由內燃機帶動發電機轉動發電，發電度數為313度電(kwh)；

經過上述工藝過程得到如下主要數據和結果：

生活垃圾：1000kg；

平均熱值：1020千卡/公斤，或4263kj/kg；

垃圾物理性質(w％)：水分32.8％，總固體類(包括碳水化合物、廢塑料、

纖維素、淀粉、金屬、粉煤灰等等)67.2％，ph值為

8.5，比容為0.39噸/m³；

1000kg垃圾的容積：2.56m³

垃圾元素分析：h7.2％(wt％)；c21.1％(wt％)；o50.12％(wt％)；

s0.34％(wt％)；n1.2％(wt％)，金屬及無機物

20.14％(wt％)；

好氧發酵溫度：30-35℃；

好氧發酵時間：72小時

發酵菌劑：百花山”牌發酵菌劑，由中國農業科學院出產；

發酵剩余物：208公斤(含水29.5％，wt％)；

氣化爐內溫度：

干燥層：280-300℃；

裂解層：500-700℃

氧化燃燒層：900-1200℃；

還原反應層：700-800℃；

反應產物(w％)：

燃氣的產量：412立方米(n2、h2，c1-c4，co)；

可燃性氣體熱值：7.8mj/nm³

燃氣發電量：313kwh

無機殘渣及金屬：112.1kg

水分(包括發酵脫水、干餾氣化收集的水)591.6kg。

實施例三

如附圖1所示，具體步驟是：

i)預處理：農村垃圾1000公斤(其中，廢塑料為15公斤，占1.5％，wt％)由垃圾車輛運來，用人工除去垃圾中的大件垃圾、磚石和鐵器，磁選分離出鐵器，再用對琨式破碎機將垃圾撕碎成為20公分以下尺寸；結果是：分離出石塊和金屬共計為58公斤，得到除去石塊和鐵器后的其它垃圾942公斤(其中，包含廢塑料15公斤)，收集和備用；

ii)生化降解：

方法同實施例一，將上述i)預處理中收集的942公斤垃圾作為發酵物料加入到生化降解的發酵設備內進行生化降解的發酵處理，通過發酵處理，得到發酵后的降解產物為242公斤，其中，包括不被生化降解的廢塑料15公斤，占6.2％，wt％，降解產物的含水率為28.1％，wt％；

iii)干餾氣化：

方法同實施例二，將上述ii)收集的發酵后的降解產物242公斤(包括廢塑料15公斤)用輸送機連續地送入到臥式旋轉干燥機中，將150-120℃的熱空氣輸入臥式旋轉干燥機內與物料直接接觸發生傳熱，對物料進行加熱蒸發和脫水，將臥式旋轉干燥機內產生的水蒸氣和廢氣引入到氣體凈化裝置內進行氣體的凈化達標處理后排放；將干燥脫水后的物料輸送到密閉的干餾氣化爐內進行干餾氣化(采用下吸式氣化爐)的熱分解，干餾氣化產生氣相產物和灰渣，收集和利用從干餾氣化爐排出的氣相產物和灰渣；

iv)氣液分離：方法同實施例一；

v)燃氣凈化：按照實施例一的方法，對上述iv)收集的燃氣進行凈化達標處理，最后收集得到熱值為6.5mj/nm³的可燃性氣體280m³，凈化后的燃氣按照國標《gb/t12208-1990》城鎮燃氣中焦油和灰塵含量的檢測方法進行檢測，燃氣的質量符合(db37/253-2007)中規定的各項指標；

vi)燃氣利用：采用羅茲風機將上述v)燃氣凈化后的280m³燃氣從燃氣儲柜內輸送到燃氣發電機組配置聯接的內燃機中，驅動內燃機工作，由內燃機帶動發電機轉動發電，發電度數為153度電(kwh)；

經過上述工藝過程得到如下主要數據和結果：

農村垃圾：1000kg；

主要成分：菜葉，瓜果皮，草，枝，葉，秸稈、根，泥土，紙

屑，布，畜禽毛、人糞、畜禽糞便和少量廢塑料；

圾物理性質(w％)：水分32.1％，總固體類(包括碳水化合物、纖維素、

淀粉等等)70.9％，ph值為7.5，比容為0.58噸/m³；

平均熱值：586千卡/公斤，或2453kj/kg；

1000kg垃圾的容積：1.72m³

好氧發酵溫度：30-35℃；

好氧發酵時間：70小時

發酵菌劑：百花山”牌發酵菌劑，由中國農業科學院出產；

發酵剩余物：242公斤(含水29.5％，wt％)；

氣化爐內溫度：

干燥層：280-300℃；

裂解層：500-700℃

氧化燃燒層：900-1200℃；

還原反應層：700-800℃；

燃氣產物：

燃氣的產量：280立方米(n2、h2，c1-c4，co)；

可燃性氣體熱值：6.5mj/nm³

燃氣發電量：153kwh。