制革廢棄物氣化制備燃氣的方法及專用設備技術

本發明專利技術公開制革廢棄物氣化制備燃氣的方法及專用設備。該設備包括第一氣流床氣化爐和第二氣流床氣化爐；第一氣流床氣化爐氣體出口與第二氣流床氣化爐氣體入口連通；第一氣流床氣化爐上下分氣化區和渣池；氣化區頂部設第一進料噴嘴和第二進料噴嘴；渣池有使用時最大盛液位，第一氣流床氣化爐氣體出口設于第一氣流床氣化爐下部且高于渣池最大盛液位；第二氣流床氣化爐包括爐體和置于爐體內輻射廢鍋，爐體上部成氣化區；氣化區上部設氣體入口，頂部設第三進料噴嘴；輻射廢鍋包括燃氣入口、燃氣出口和灰渣出口，燃氣入口與氣化區連通，燃氣出口為第二氣流床氣化爐燃氣出口。該方法為使用該設備將制革廢棄物氣化制備燃氣，成本低、效率高且不污染環境。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制革廢棄物氣化制備燃氣的方法及專用設備。
技術介紹
近年來，隨著經濟和社會的快速發展，中國已經在世界上確立了皮革生產大國、貿易大國和消費大國的地位，主要產品的產量均居世界前列；其中，制革產量7. 2億平方米， 約占世界總量的1/5。中國皮革行業產品50%以上用于出口，皮革產品出口金額占全國貨物出口總額的4%，年均出口創匯達400多億美元，為國內出口創匯大戶。在制革工業的快速發展和繁榮的背后，由于產業形態和加工方式所致，卻加重了對環境的污染，很多制革聚集區域顯現出嚴重的環境污染。僅污泥一項，每年約產生多達100萬噸(污泥含水率為 70% )，約占全國污泥總量的1/10。皮革污泥成分復雜，既有蛋白質和油脂類有機污染物，又有鉻化物、硫化物以及大量的鈣、鈉的氯化物和硫酸鹽以及其它重金屬鹽等無機污染物，還含有病原菌及寄生蟲 (卵)等。因此，皮革污泥性質很不穩定，極易腐化，散發惡臭，處理不當容易造成嚴重的環境污染。隨著全球性生態問題的日益嚴峻，污泥處理的減量化、無害化和資源化發展趨勢已成為普遍的共識和新的研究熱點問題。據資料顯示，鉻離子具有相當的毒性，六價鉻離子比三價鉻離子的毒性高一百倍，導致多種疾病甚至癌癥的發生。特別是“毒膠囊”事件出現，對高鉻(VI)含量的皮革廢棄物(主要為皮革污泥，還有包括少量的皮革碎料和皮革脂肪等)進行處理就顯得更加迫在眉睫。目前我國現有的皮革污泥處理方法主要有填埋、堆肥農用和焚燒。填埋時易污染地下水環境、排放大量甲烷等溫室氣體。堆肥農用則存在著污泥中的重金屬成分對土壤的污染問題。通過焚燒處理可以迅速和較大程度地使污泥達到減量化，又利用了污泥中的能源；但是，焚燒前一般需要對污泥進行干燥處理，不僅消耗能量，而且還會產生大量難治理的惡臭尾氣；此外，污泥焚燒時會排放大量的SOjP ^,等污染物，而且還會產生二噁英等有機污染物。更為嚴重的是，由于制革污泥中含有三價鉻元素，在氧化性氣氛中燃燒，三價鉻就會變成劇毒的六價鉻，會導致更為嚴重的環境污染。經機械脫水后的脫水皮革污泥含水率一般為80%左右，污泥干基熱值約為10 20MJ/Kg，是煤熱值的1/2左右。近年來為減少污泥焚燒過程中污染物的排放，人們提出了污泥高溫氣化的方法。污泥高溫氣化過程是在高溫和還原性氣氛下進行，所有有機物幾乎瞬時分解，不會生成S02、N0x和二噁英等污染物；最為重要的是，在此高溫和還原性氣氛中， 鉻元素主要以Cr2O3形式固化在玻璃態的爐渣中，可用于建筑材料和鋪路等，可有效解決鉻污染的問題。目前公開報道的制革廢棄物處理僅限于皮革污泥，對制革過程中產生的大量的皮革碎料和皮革油脂尚未有有效的處理，而皮革碎料經燃燒或氣化后的灰渣中鉻含量 (以Cr2O3計)達到40 60%，回收利用價值非常高。現有污泥高溫氣化工藝主要采用固定床和流化床氣化爐，如JP20010127739，CN201120341172. 7，CN201120552371. 2的相關技術。其中，固定床氣化爐采用一定尺寸的固體塊為原料，與氣化劑逆流接觸。流化床氣化爐利用流態化的原理和技術，使顆粒通過氣化介質達到流態化，當氣體以某種速度通過顆粒床層而使顆粒物料懸浮，并能保持連續的隨機運動狀態時，便出現了顆粒床層的流化。國際上公開報道的污泥高溫氣化工藝，對于固定床氣化爐和流化床氣化爐，污泥進氣化爐前均需要將污泥干燥，再制成合適的污泥塊或顆粒進行氣化，處理能力較小，氣化效率較低，難以進行大規模的工業生產。因此，污泥干燥后單獨高溫氣化的工藝很難具有較好的環境和經濟效益。綜上所述，目前制革工業中迫切需要對制革廢棄物進行無害化處理和資源化利用的技術。該現狀亟待解決。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是為了克服現有技術中制革廢棄物需要預先干燥、污染嚴重且重金屬Cr回收困難的缺陷，提供一種成本低、效率高且不污染環境的制革廢棄物氣化制備燃氣的方法及其設備。本專利技術提供一種制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，包括一第一氣流床氣化爐和一第二氣流床氣化爐；該第一氣流床氣化爐的氣體出口與該第二氣流床氣化爐的氣體入口通過管道連通；該第一氣流床氣化爐由上至下分為一氣化區和一渣池；該氣化區的頂部間隔設置一第一進料噴嘴和若干第二進料噴嘴，該第一進料噴嘴為多通道組合式噴嘴；該渣池的出口為該第一氣流床氣化爐的液體與熔渣的出口 ；該渣池具有一個使用時的最大盛液位，該第一氣流床氣化爐的氣體出口設置于該第一氣流床氣化爐下部、且高于該渣池的最大盛液位；該第二氣流床氣化爐包括一爐體和一置于該爐體內的輻射廢鍋，該爐體的上部形成一氣化區，該輻射廢鍋固設于該氣化區的底部；該氣化區的上部設置一氣體入口，該氣化區的頂部間隔設置若干第三進料噴嘴；該輻射廢鍋包括一燃氣入口、一燃氣出口和一灰渣出口，該輻射廢鍋的燃氣入口與該氣化區連通，該輻射廢鍋的燃氣出口為該第二氣流床氣化爐的燃氣出口。本專利技術中，該第一氣流床氣化爐和該第二氣流床氣化爐均為本領域常規使用的氣流床氣化爐，內部中空，內壁材料較佳的為耐火材料,更佳的為耐火磚。本專利技術中，該第一氣流床氣化爐較佳的還包括一鎖斗，該鎖斗與該第一氣流床氣化爐的液體與熔渣出口(同該渣池的出口)通過設有一閥門的管道連通，用于收集固態熔渣。本專利技術中，該第一進料噴嘴較佳的為三通道組合式氣化噴嘴，用于將制革污泥煤漿與氧化劑在各自的通道內輸送至該第一氣流床氣化爐。本專利技術中，該第二進料噴嘴的個數較佳的為1 10個。該些第二進料噴嘴較佳的為兩通道組合式氣化噴嘴，用于將皮革油脂經氧化劑霧化后，與氧化劑一起輸送至該第一氣流床氣化爐。本專利技術中，該第一氣流床氣化爐的渣池為本領域常規，一般為側壁面被水冷夾套保護的筒體構造。該渣池接收來自該氣化區的液態熔渣，該渣池具有一個使用時的最大盛液位，用于盛裝冷卻水冷卻液態熔渣，在渣池底部形成固態熔渣層，本領域技術人員均知按照收集量，定時出料固態熔渣。本專利技術中，該些第三進料噴嘴較佳的均為一同軸雙通道的噴嘴。本專利技術中，該輻射廢鍋按本領常規一般還包括一水入口、一水與蒸汽的出口，一般冷卻水經該輻射廢鍋的水入口進入，吸收熱能而產生水與蒸汽的混合物經該水與蒸汽的出口導出。所述的水與蒸汽的混合物按本領域常規經過汽包進行汽、水分離后獲得蒸汽，實現熱能利用。本專利技術中，該第二氣流床氣化爐較佳的還包括一灰斗，該灰斗與該輻射廢鍋的灰渣出口通過管道連通，用于收集氣化灰渣。本專利技術還提供了一種制革廢棄物氣化制備燃氣的方法，其使用前述設備，包括如下步驟(I)將制革污泥煤漿與氧化劑經該第一進料噴嘴進入該第一氣流床氣化爐，將皮革油脂與氧化劑經該第二進料噴嘴進入該第一氣流床氣化爐，進行氣化反應得到燃氣和液體熔渣，所述的液體熔渣經冷卻為固態，后經渣池的出口出料，所述的燃氣經第一氣流床氣化爐的氣體出口進入該第二氣流床氣化爐；其中，所述的制革污泥煤漿包括皮革污泥、含碳物質、水煤漿分散劑和水；(2)將皮革碎料與氧化劑經該第三進料噴嘴進入該第二氣流床氣化爐，與步驟(I)得到的燃氣混合，利用該燃氣的熱量進行氣化反應得到燃氣和氣化灰渣，所述的燃氣通過該輻射廢鍋，再經該輻射廢鍋的燃氣出口出料，所述的氣化灰渣經輻射廢鍋出料。本專利技術中，所述的制革污泥煤漿一般為經機械攪拌制得的漿態物質，較佳的為在IOOs^1剪切速率下的表觀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，其包括：一第一氣流床氣化爐和一第二氣流床氣化爐；該第一氣流床氣化爐的氣體出口與該第二氣流床氣化爐的氣體入口通過管道連通；該第一氣流床氣化爐由上至下分為一氣化區和一渣池；該氣化區的頂部間隔設置一第一進料噴嘴和若干第二進料噴嘴，該第一進料噴嘴為多通道組合式噴嘴；該渣池的出口為該第一氣流床氣化爐的液體與熔渣的出口；該渣池具有一個使用時的最大盛液位，該第一氣流床氣化爐的氣體出口設置于該第一氣流床氣化爐下部、且高于該渣池的最大盛液位；該第二氣流床氣化爐包括一爐體和一置于該爐體內的輻射廢鍋，該爐體的上部形成一氣化區，該輻射廢鍋固設于該氣化區的底部；該氣化區的上部設置一氣體入口，該氣化區的頂部間隔設置若干第三進料噴嘴；該輻射廢鍋包括一燃氣入口、一燃氣出口和一灰渣出口，該輻射廢鍋的燃氣入口與該氣化區連通，該輻射廢鍋的燃氣出口為該第二氣流床氣化爐的燃氣出口。

【技術特征摘要】
1.一種制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，其包括一第一氣流床氣化爐和一第二氣流床氣化爐；該第一氣流床氣化爐的氣體出口與該第二氣流床氣化爐的氣體入口通過管道連通； 該第一氣流床氣化爐由上至下分為一氣化區和一渣池；該氣化區的頂部間隔設置一第一進料噴嘴和若干第二進料噴嘴，該第一進料噴嘴為多通道組合式噴嘴；該渣池的出口為該第一氣流床氣化爐的液體與熔渣的出口 ；該渣池具有一個使用時的最大盛液位，該第一氣流床氣化爐的氣體出口設置于該第一氣流床氣化爐下部、且高于該渣池的最大盛液位； 該第二氣流床氣化爐包括一爐體和一置于該爐體內的輻射廢鍋，該爐體的上部形成一氣化區，該輻射廢鍋固設于該氣化區的底部；該氣化區的上部設置一氣體入口，該氣化區的頂部間隔設置若干第三進料噴嘴；該輻射廢鍋包括一燃氣入口、一燃氣出口和一灰渣出口，該輻射廢鍋的燃氣入口與該氣化區連通，該輻射廢鍋的燃氣出口為該第二氣流床氣化爐的燃氣出口。2.如權利要求I所述的制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，該第一氣流床氣化爐和該第二氣流床氣化爐均為內部中空的氣流床氣化爐，所述的氣流床氣化爐的內壁材料為耐火材料，較佳的為耐火磚。3.如權利要求I所述的制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，該第一進料噴嘴為三通道組合式氣化噴嘴；該第二進料噴嘴的個數為I 10個；該些第二進料噴嘴為兩通道組合式氣化噴嘴；該些第三進料噴嘴均為一同軸雙通道的噴嘴。4.如權利要求I所述的制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，該第一氣流床氣化爐的渣池為側壁面被水冷夾套保護的筒體構造；該輻射廢鍋還包括一水入口、一水與蒸汽的出口，冷卻水經該輻射廢鍋的水入口進入，吸收熱能而產生水與蒸汽的混合物經該水與蒸汽的出口導出。5.如權利要求I所述的制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，其特征在于，該第一氣流床氣化爐還包括一鎖斗，該鎖斗與該第一氣流床氣化爐的液體與熔渣出口通過設有一閥門的管道連通；該第二氣流床氣化爐還包括一灰斗，該灰斗與該輻射廢鍋的灰渣出口通過管道連通。6.一種制革廢棄物氣化制備燃氣的方法，其特征在于，其使用如權利要求1-5任一項所述的制革廢棄物氣化制備燃氣的設備，包括如下步驟 (1)將制革污泥煤漿與氧化劑經該第一進料噴嘴進入該第一氣流床氣化爐，將皮革油脂與氧化劑經該第二進料噴嘴進入該第一氣流床氣化爐，進行氣化反應得到燃氣和液體熔渣，所述的液體熔渣經冷卻為固態，后經渣池的出口出料，所述的燃氣經第一氣流床氣化爐的氣體出口進入該第二氣流床氣化爐；其中，所述的制革污泥煤漿包括皮革污泥、含碳物質、水煤漿分散劑和水； (2)將皮革碎料與氧化劑經該第三進料噴嘴進入該第二氣流床氣化爐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉鋒，趙輝，張濤，于華，劉海峰，王輔臣，于廣鎖，龔欣，王亦飛，許建良，梁欽鋒，周志杰，代正華，陳雪莉，郭曉鐳，王興軍，陸海峰，
申請(專利權)人：華東理工大學，淄博大桓九寶恩皮革集團有限公司，
類型：發明
國別省市：