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申请/专利权人：合肥德博生物能源科技有限公司

摘要：本发明提供一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法，包括：气化炉，所述气化炉下端一侧设有混合燃料炉前料仓，所述混合燃料炉前料仓下侧的气化炉上设有催化剂给料装置，气化炉底端设有炉底送风装置，所述气化炉上端一侧连接于一级气固分离器，一级气固分离器上端连接于二级气固分离器，二级气固分离器上端通过管道与氨化烧结炉和一级喷淋塔相连，一级喷淋塔一侧依次连接有二级喷淋塔、旋流塔、净化塔，净化塔出气口连接于燃气增压风机。本发明充分利用污泥中高含量的N和秸秆中优质的C，在生成燃气的过程中联产生物炭制取炭基脱硫剂，经济效益高，对环境友好；同时有效避免了传统污泥气化热值过低，NOx排放过高的问题。

主权项：1.一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括：气化炉2，其特征在于：所述气化炉2下端一侧设有混合燃料炉前料仓1，所述混合燃料炉前料仓1下侧的气化炉2上设有催化剂给料装置18，气化炉2底端设有炉底送风装置17，所述气化炉2上端一侧连接于一级气固分离器3，一级气固分离器3上端连接于二级气固分离器4，二级气固分离器4上端通过管道与氨化烧结炉14和一级喷淋塔5相连，一级气固分离器3、二级气固分离器4下端通过出炭螺旋输送机16连接于混合炭颗粒仓库15，混合炭颗粒仓库15连接于氨化烧结炉；所述一级喷淋塔5一侧依次连接有二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8，净化塔8出气口连接于燃气增压风机9；所述一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8下端设有喷淋液循环水收集水槽10，一级喷淋塔5通过上部出口与二级喷淋塔6下部入口相连，所述二级喷淋塔6上部出口与旋流塔7下端通过管道相连，旋流塔7上部出口与净化塔8相连，净化塔8上部出口与燃气增压风机9入口相连，一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8上端通过管道连接于喷淋液循环水池11，喷淋液循环水收集水槽10通过管道连接于喷淋液循环水池11；所述喷淋液循环水池11一侧设有冷却塔12，喷淋液循环水池11通过管道连接于冷却塔12、混合炭颗粒仓库15，喷淋液循环水池11一侧设有补水泵13；所述催化剂为白云石、石灰石、石英砂、镍基催化剂其中一种或任意几种混合，粒径为0.5～5mm；喷入混合炭仓的喷淋液中焦油浓度为2～100gL，氨水浓度为2～50％；流化床气化炉的运行温度为400～900℃，氨化烧结炉的运行温度为300～800℃。

全文数据：一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法技术领域[0001]本发明涉及资源再利用和生物质气化及环保技术领域，具体为一种污泥秸杆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法。背景技术[0002]工业尾气中的S〇2对环境造成了污染，同时也造成了硫资源的浪费。目前对废气中S〇2的治理多采用化学吸收法，利用酸碱中和反应消除so2。由于so2每天排放量大，碱类物质的消耗量十分庞大，同时也有低值废弃物的二次污染及占地等问题。除了现有碱液吸收二氧化硫外，经氨化后的生物炭存在羟基、羰基、胺基、亚胺基及磺酸基等官能团，且具有极大的比表面积，能够大量、快速吸附二氧化硫，且无二次污染，近年来倍受关注。[0003]我国的生物质资源丰富，利用生物质可以大量生产生物炭和燃气。随着污水处理厂建设增多，产生了大量城市下水污泥，由于污泥中含有大量氮源，焚烧和气化污泥会产生nh3和氮氧化物等大量氮源污染。利用生物质和污泥进行混合气化联产燃气和生物炭，可以充分利用生物质资源生产炭基脱硫剂并实现污泥消纳，是节约能源、保护环境、降低生产成本、提高效益的有效手段。发明内容[0004]本发明所解决的技术问题在于提供一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置及其方法，以解决上述背景技术中的问题。[0005]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种污泥秸杆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括:气化炉，所述气化炉下端一侧设有混合燃料炉前料仓，所述混合燃料炉前料仓下侧的气化炉上设有催化剂给料装置，气化炉底端设有炉底送风装置，所述气化炉上端一侧连接于一级气固分离器，一级气固分离器上端连接于二级气固分离器，二级气固分离器上端通过管道与氨化烧结炉和一级喷淋塔相连，一级气固分离器、二级气固分离器下端通过出炭螺旋输送机连接于混合炭颗粒仓库，混合炭颗粒仓库连接于氨化烧结炉。[0006]所述一级喷淋塔一侧依次连接有二级喷淋塔、旋流塔、净化塔，净化塔出气口连接于燃气增压风机。[0007]所述一级喷淋塔、二级喷淋塔、旋流塔、净化塔下端设有喷淋液循环水收集水槽，一级喷淋塔通过上部出口与二级喷淋塔下部入口相连，所述二级喷淋塔上部出口与旋流塔下端通过管道相连，旋流塔上部出口与净化塔相连，净化塔上部出口与燃气增压风机入口相连;一级喷淋塔、二级喷淋塔、旋流塔、净化塔上端通过管道连接于喷淋液循环水池，喷淋液循环水收集水槽通过管道连接于喷淋液循环水池。[0008]所述喷淋液循环水池一侧设有冷却塔，喷淋液循环水池通过管道连接于冷却塔、混合炭颗粒仓库，喷淋液循环水池一侧设有补水栗。[0009]一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，包括以下步骤：[0010]步骤一:污泥与破碎后的秸秆原料经过混合、烘干后送至炉前料仓，由炉前给料装置送入气化炉，底部送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和催化剂作用下进行反应，制取燃气和生物炭；[0011]步骤二:产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓库；[0012]步骤三:燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机输出；另一路为氨化烧结炉提供能源；[0013]步骤四：喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到一定浓度后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，制备炭基脱硫剂。[0014]所述污泥的含水率为20〜80%，秸杆含水率10〜50%，污泥与秸秆的质量比为1:5〜6:1;所用催化剂为白云石、石灰石、石英砂、镍基催化剂，粒径为0.5〜5mm。[0015]所述喷入混合炭颗粒仓库的喷淋液中焦油浓度为2〜100gL，氨水浓度为2〜50%。[0016]所述流化床气化炉的运行温度为400〜900°C，氨化烧结炉的运行温度为300〜800。：。[0017]与已公开技术相比，本发明存在以下优点:本发明充分利用污泥中高含量的N和秸秆中优质的C，在生成燃气的过程中联产生物炭制取炭基脱硫剂，经济效益高，对环境友好；同时有效避免了传统污泥气化热值过低，N0X排放过高的问题。附图说明[0018]图1为本发明的结构示意图。具体实施方式[0019]为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0020]如图1所示，一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括:气化炉2,所述气化炉2下端一侧设有混合燃料炉前料仓1，所述混合燃料炉前料仓1下侧的气化炉2上设有催化剂给料装置18,气化炉2底端设有炉底送风装置17,所述气化炉2上端一侧连接于一级气固分离器3,一级气固分离器3上端连接于二级气固分离器4,二级气固分离器4上端通过管道与氨化烧结炉14和一级喷淋塔5相连，一级气固分离器3、二级气固分离器4下端通过出炭螺旋输送机16连接于混合炭颗粒仓库15,混合炭颗粒仓库15连接于氨化烧结炉14。[0021]所述一级喷淋塔5—侧依次连接有二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔S，净化塔8出气口连接于燃气增压风机9。[0022]所述一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8下端设有喷淋液循环水收集水槽10，一级喷淋塔5通过上部出口与二级喷淋塔6下部入口相连，所述二级喷淋塔6上部出口与旋流塔7下端通过管道相连，旋流塔7上部出口与净化塔8相连，净化塔8上部出口与燃气增压风机9入口相连;一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8上端通过管道连接于喷淋液循环水池11，喷淋液循环水收集水槽10通过管道连接于喷淋液循环水池11。[0023]所述喷淋液循环水池11一侧设有冷却塔12,喷淋液循环水池11通过管道连接于冷却塔12、混合炭颗粒仓库15，喷淋液循环水池11一侧设有补水栗13。[0024]本发明中混合燃料炉前料仓1、催化剂给料装置18、气化炉2、炉底送风装置17、一级气固分离器3、二级气固分离器4、一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8、燃气增压风机9、喷淋液循环水收集水槽10、喷淋液循环水池11、冷却塔12、补水泵13组成气化单兀；出炭螺旋输送机I6、混合炭颗粒仓库I5组成排炭单元;混合炭颗粒仓库15、氨化烧结炉14组成炭基脱硫剂制备单元。[0025]实施例1[0026]将含水率为40%的污泥与破碎后含水率为2〇%的秸杆原料按照污泥:秸秆质量比1:3混合、烘干后送至炉前料仓（1，由炉前给料装置送入气化炉（2，送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和白云石催化剂作用下进行反应，白云石催化剂粒径5mm，反应温度维持在700°C，制取燃气和生物炭;产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分1¾，气固分尚装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓库;燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机输出；另一路为氨化烧结炉（14提供能源;喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到焦油浓度20gL，氨气浓度10%后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，氨化烧结炉在700°C高温下将混合炭颗粒炭化制备炭基脱硫剂。[0027]实施例2[0028]将含水率为6〇%的污泥与破碎后含水率为30%的秸秆原料按照污泥:秸秆质量比3:2混合、烘干后送至炉前料仓（1，由炉前给料装置送入气化炉2，送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和镍基催化剂作用下进行反应，镍基催化剂粒径3mm，反应温度维持在68〇°C，制取燃气和生物炭;产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓库;燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机输出；另一路为氨化烧结炉（14提供能源;喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到焦油浓度25gL，氨气浓度I3%后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，氨化烧结炉在65〇°C高温下将混合炭颗粒炭化制备炭基脱硫剂。[0029]实施例3[0030]将含水率为20%的污泥与破碎后含水率为10%的秸秆原料按照污泥:秸秆质量比I:5混合、烘干后送至炉前料仓（1，由炉前给料装置送入气化炉（2，送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和石灰石催化剂作用下进行反应，石灰石催化剂粒径2mra，反应温度维持在75〇°C，制取燃气和生物炭;产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓;燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机'输出；另一路为氨化烧结炉（14提供能源;喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到焦油浓度35gL，氨气浓度2e%后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，氨化烧结炉在8〇〇°c高温下将混合炭颗粒炭化制备炭基脱硫剂。[0031]实施例4[0032]将含水率为60%的污泥与破碎后含水率为50%的秸秆原料按照污泥:秸秆质量比6:1混合、烘干后送至炉前料仓（1，由炉前给料装置送入气化炉2，送风装置将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和石英砂催化剂作用下进行反应，石英砂催化剂粒径0.8mm，反应温度维持在700°C，制取燃气和生物炭;产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机送至混合炭颗粒仓库；生物质燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机输出；另一路为氨化烧结炉（14提供能源;喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到焦油浓度5gL，氨气浓度10%后，喷入混合炭颗粒仓库内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉，氨化烧结炉在700°C高温下将混合炭颗粒炭化制备炭基脱硫剂。[0033]本发明的工作原理为：生物质气化过程形成的生物炭表面存在一系列含氧官能团，如羟基、羰基、羧基、内酯基等，这些官能团经过氨化后会生成胺基、亚胺基及磺酸基等官能团。这些官能团一部分呈酸性，一部分呈碱性；同时一些官能团还具有氧化还原性，这就会使氨化生物炭呈现出氧化还原特性;氨化生物炭具有极大的比表面积、发达的孔结构，对气体的吸附速度快、吸附容量大，这一特性对S〇2具有更好的吸附能力。并且经氨化后的生物炭含有的含氮官能团构成了吸附水的极性中心，其吸水量大于未引入含氮官能团的生物炭，含氮官能团有利于提高生物炭对S〇2和水蒸气的吸附能力和增强生物炭催化氧化so2的活性，从而增强脱硫活性。[0034]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

权利要求：1.一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，包括:气化炉（2，其特征在于:所述气化炉2下端一侧设有混合燃料炉前料仓1，所述混合燃料炉前料仓⑴下侧的气化炉2上设有催化剂给料装置（18，气化炉（2底端设有炉底送风装置（17，所述气化炉（2上端一侧连接于一级气固分离器3，一级气固分离器3上端连接于二级气固分离器4，二级气固分离器4上端通过管道与氨化烧结炉（14和一级喷淋塔⑸相连，一级气固分离器3、二级气固分离器4下端通过出炭螺旋输送机（16连接于混合炭颗粒仓库15，混合炭颗粒仓库（15连接于氨化烧结炉。2.根据权利要求1所述的一种污泥秸杆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于:所述一级喷淋塔5—侧依次连接有二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔8，净化塔⑻出气口连接于燃气增压风机⑼。3.根据权利要求2所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于:所述一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔7、净化塔⑻下端设有喷淋液循环水收集水槽（10，一级喷淋塔5通过上部出口与二级喷淋塔6下部入口相连，所述二级喷淋塔6上部出口与旋流塔7下端通过管道相连，旋流塔⑺上部出口与净化塔⑻相连，净化塔⑻上部出口与燃气增压风机⑼入口相连，一级喷淋塔5、二级喷淋塔6、旋流塔（7、净化塔（8上端通过管道连接于喷淋液循环水池（11，喷淋液循环水收集水槽10通过管道连接于喷淋液循环水池11。4.根据权利要求3所述的一种污泥秸杆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的装置，其特征在于:所述喷淋液循环水池（11一侧设有冷却塔（12，喷淋液循环水池（11通过管道连接于冷却塔12、混合炭颗粒仓库（15，喷淋液循环水池11一侧设有补水泵13。5.—种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于:包括以下步骤：步骤一：污泥与破碎后的秸秆原料经过混合、烘干后送至炉前料仓（1，由炉前给料装置送入气化炉2，底部送风装置（17将空气由气化炉底部通入，空气与混合燃料在高温和催化剂作用下进行反应，制取燃气和生物炭；步骤二:产生的燃气和生物炭经气固分离装置进行气固分离，气固分离装置捕集到的生物炭经出炭螺旋输送机16送至混合炭颗粒仓15;步骤三:燃气分为两路，一路依次经过喷淋净化装置去除焦油和氨气，净化后的燃气由燃气增压风机9输出；另一路为氨化烧结炉（14提供能源；步骤四：喷淋净化装置产生的含焦油和氨气的喷淋液，经多次循环达到一定浓度后，喷入混合炭颗粒仓库（15内，与生物炭均匀掺混造粒后，送入氨化烧结炉（14，制备炭基脱硫剂。6.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于:污泥的含水率为20〜80%，秸秆含水率1〇〜50%，污泥与秸杆的质量比为1:5〜6:1〇7.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于:所述催化剂为白云石、石灰石、石英砂、镍基催化剂其中一种或任意几种混合，粒径为0.5〜5mm〇8.根据权利要求5所述的一种污泥秸秆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于:喷入混合炭仓的喷淋液中焦油浓度为2〜l〇〇gL，氨水浓度为2〜50%。9.根据权利要求5所述的一种污泥秸杆共气化制备燃气联产炭基脱硫剂的方法，其特征在于:流化床的运行温度为400〜900°C，氨化烧结炉的运行温度为300〜800°C。

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