CN104588399B - 一种垃圾处理联合发电的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垃圾处理联合发电的装置，包括垃圾处理回转窑、垃圾残渣冷却器、低温等离子处理器、磨粉机、低温余热发电设备、高温余热发电设备和废气排放系统。垃圾处理回转窑为间壁式回转窑结构，垃圾处理回转窑的中心为窑膛，窑膛与外壁之间为垃圾干馏室。垃圾干馏气从出口出来后依次通过低温等离子处理器、低温余热发电设备和废气排放系统。炉膛烟气从出口出来后依次通过除尘设备、高温发电设备和废气排放系统。垃圾残渣出口通过垃圾残渣冷却器和磨粉机连接到回转窑烧嘴的燃料入口。本发明通过间壁式回转窑隔壁干馏垃圾，加热用的烟气与垃圾干馏气体隔离，避免了垃圾干馏气泄露污染环境。垃圾干馏气单独通过等离子处理设备处理后，有着显著的环保效益。

Description

一种垃圾处理联合发电的装置

技术领域

本发明属于垃圾处理及余热回收利用设备技术领域，涉及一种垃圾处理联合发电的装置。

背景技术

全世界每年产生 4.9 亿吨垃圾，仅中国每年就产生近 1.5 亿吨城市垃圾。世界垃圾年均增长速度为 8.42%，而中国垃圾增长率达到 10% 以上。垃圾处理已经成为生活、生产发展中所面临的一个重大问题，垃圾的存在限制了生活和生产的发展，如何高效、节能、环保的处理垃圾已经迫在眉睫。随着环境问题逐渐被重视，为垃圾处理提供产业发展的机会。

垃圾焚烧法是城市垃圾处理的主要方法之一。将垃圾用焚烧法处理能消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物。垃圾焚烧炉配有良好的烟尘净化装置，减轻对大气的污染。垃圾焚烧处理设备主要包括焚烧回转窑、炉排炉、硫化床炉等，由于城市垃圾多种多样，致使垃圾得不到充分彻底的燃烧，让二噁英、二氧化硫等有害气体达不到排放标准。并且垃圾处理中的余热得不到充分利用。

公开号为CN 102692022 A的发明专利申请公开“一种回转窑垃圾焚烧发电设备。抓斗车抓起垃圾放入垃圾管道输送机内，被送到垃圾进料罐内，再流入回转窑内。进风机吸入垃圾仓内的污浊空气，再吹入垃圾管道输送机内，出来后通过过滤网过滤进入进风冷却器，然后吹到回转窑内支持的垃圾燃烧。电机带动回转窑在支撑台上转动，使回转窑内燃烧的垃圾缓慢下移；从风管的出风孔喷出的燃油火焰点燃回转窑内的垃圾。焚烧过的垃圾从回转窑出来后，经过造渣排炉的焙烧垃圾渣从垃圾渣口流出。从回转窑出来的烟气，经过烟气焚烧炉焚烧消除烟气中的二恶英和可燃气体后用来烧锅炉。锅炉产生的高温高压水蒸气用来推动蒸气发电机发电。用余热加热垃圾管到输送机，从而烘干垃圾管道输送机里的垃圾”。该专利申请在回转窑直接焚烧垃圾，排出的烟气中带有的有害气体不易处理，容易对周围环境造成污染，并且过于复杂，不便于实施。

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。垃圾干馏气在经过等离子体设备后被彻底分解，转化为无害的小分子的水、二氧化碳以及气体氧化物等。

发明内容

本发明的目的是提供一种垃圾处理联合发电的装置，通过间壁结构的回转窑隔热煅烧垃圾，对垃圾干馏气体进行低温等离子处理，使之转化为无害的小分子的水、二氧化碳以及气体氧化物等，并且充分利用垃圾处理过程中产生的热能进行发电，提高垃圾处理综合经济效益和社会环保效益。

本发明的技术方案是：垃圾处理联合发电的装置，包括垃圾处理回转窑、空分设备、垃圾残渣冷却器、冷却风机和废气排放系统，冷却风机与垃圾残渣冷却器连接。装置设有低温等离子处理器、磨粉机、低温余热发电设备、高温发电设备和除尘设备。垃圾处理回转窑为间壁式回转窑结构，垃圾处理回转窑的中心为窑膛，窑膛与外壁之间为垃圾干馏室。窑膛设有烧嘴和烟气出口，垃圾干馏室设有垃圾入口、垃圾干馏气出口和垃圾残渣出口。垃圾干馏气出口连接到低温等离子处理器，低温等离子处理器出口通过低温余热发电设备连接到废气排放系统。垃圾入口与垃圾进料设备连接，垃圾残渣出口通过垃圾残渣冷却器与磨粉机连接。磨粉机连接到烧嘴的燃料入口，空分设备的氧气出口连接到烧嘴的助燃气体入口。烟气出口通过除尘设备和高温发电设备连接到废气排放系统。

装置设有焦化回转窑、煤气处理单元、煤气收集器、焦炭冷却器和混合器，焦化回转窑与垃圾处理回转窑并列设置。焦化回转窑为间壁式回转窑结构，焦化回转窑中心为窑膛，窑膛与外壁之间为干馏室。窑膛设有烧嘴和烟气出口，干馏室设有煤入口、煤气出口和焦炭出口。煤入口与煤进料设备连接，煤气出口通过煤气收集器连接到煤气处理单元。焦炭出口通过焦炭冷却器连接到混合器，垃圾残渣冷却器连接到混合器，混合器通过磨粉机连接到烧嘴的燃料入口。

低温余热发电设备和高温发电设备的出口连接到烧嘴的助燃气体入口。装置设有脱硫脱硝设备，高温发电设备连接到脱硫脱硝设备，脱硫脱硝设备连接到废气排放系统。低温余热发电设备和高温发电设备分别设有废热锅炉、蒸汽轮机和发电机。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽轮机和发电机轴连接，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机。煤气处理单元设有煤气冷却器、油气分离器和脱水设备。煤气处理单元连接到煤气后加工单元，煤气后加工单元包括LNG生产设备和合成甲醇设备。除尘设备为旋风除尘器或布袋除尘器。

本发明垃圾处理联合发电的装置通过间壁式回转窑隔热煅烧垃圾，使燃烧焦粉产生的烟气与垃圾干馏气体隔离，分别回收进行不同工艺的处理和利用，对垃圾干馏气体进行低温等离子分解处理，二恶英等有害物质被彻底分解，其分解率高达100％，处理过后的尾气为纯净的水、二氧化碳及小分子氧化物等，可直接排放，不对周围环境产生任何污染。垃圾处理过程中的热能被用来发电，提高了垃圾处理综合经济效益。将焦化回转窑和垃圾处理回转窑结合，可充分发挥两者结合的优势，提高了能量利用效率。

附图说明

图1为本发明垃圾处理联合发电的装置的流程示意图；

图2为本发明另一方案的流程示意图。

其中：

1—煤气处理单元、2—煤气收集器、3—烟气出口、4—焦化回转窑、5—干馏室、6—窑膛、7—空分设备、8—混合器、9—磨粉机、10—除尘设备。11—垃圾处理回转窑、12—垃圾干馏室、13—低温余热发电设备、14—低温等离子处理器、15—高温发电设备、16—脱硫脱硝设备、17—废气排放系统、18—煤气后加工单元、19—烧嘴、20—垃圾入口、21—煤入口、22—垃圾干馏气出口、23—煤气出口、24—垃圾残渣冷却器、25—冷却风机。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明垃圾处理联合发电的装置如图1所示，包括垃圾处理回转窑11、空分设备7、垃圾残渣冷却器24、冷却风机25、低温等离子处理器14、磨粉机9、低温余热发电设备13、高温发电设备15、除尘设备10、脱硫脱硝设备16和废气排放系统17。冷却风机与垃圾残渣冷却器连接。垃圾处理回转窑为间壁式回转窑结构，垃圾处理回转窑的中心为窑膛6，窑膛与外壁之间为垃圾干馏室12。窑膛设有烧嘴19和烟气出口3，垃圾干馏室设有垃圾入口20、垃圾干馏气出口22和垃圾残渣出口。垃圾干馏气出口连接到低温等离子处理器，低温等离子处理器出口通过低温余热发电设备连接到废气排放系统。垃圾入口与垃圾进料设备连接，垃圾残渣出口通过垃圾残渣冷却器与磨粉机连接。磨粉机连接到烧嘴的燃料入口，空分设备的氧气出口连接到烧嘴的助燃气体入口，连接管路设有流量调节阀门。烟气出口通过除尘设备连接到高温发电设备，高温发电设备连接到脱硫脱硝设备，脱硫脱硝设备连接到废气排放系统。低温余热发电设备和脱硫脱硝设备的出口连接到烧嘴的助燃气体入口，连接管路设有流量调节阀门，部分排放气体用于调节烧嘴助燃风的氧含量，控制燃烧速度。低温余热发电设备和高温发电设备分别设有废热锅炉、蒸汽轮机和发电机。废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽轮机和发电机轴连接，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机。本发明垃圾处理联合发电的装置的运行过程是，垃圾通过垃圾进料设备输送到垃圾入口20，经垃圾入口进入垃圾干馏室12，窑膛6中烧嘴燃烧产生的热量间壁加热垃圾干馏室中垃圾物料。垃圾受热分解产生的垃圾干馏气经垃圾干馏气出口22到低温等离子处理器14进行等离子分解处理，分解后的纯净气体进入低温余热发电设备13，进行低温余热发电。低温利用后的废气经废气排放系统17排放。窑膛的烟气经烟气出口3到除尘设备10，除尘后到高温发电设备15，通过废热锅炉产生蒸汽，驱动发电机组发电，产生的电能并入电网。离开余热锅炉的废烟气经脱硫脱硝设备16，脱出SO₂ 、NO_X后到废气排放系统排放。垃圾干馏室12处理后的垃圾残渣经垃圾出口到垃圾残渣冷却器24冷却后，经磨粉机9磨成细粉输送到烧嘴的燃料出口作燃料。空分设备的氧气管路向烧嘴输送氧气作助燃气体，排放前的部分废气返回烧嘴的气体入口，用于调节助燃气体的氧含量。

实施例2

本发明另一实施方式如图2所示。包括焦化回转窑4和垃圾处理回转窑11，焦化回转窑与垃圾处理回转窑并列设置。装置设有煤气处理单元1、煤气收集器2、焦炭冷却器、混合器8、煤气后加工单元18、空分设备7、垃圾残渣冷却器24、冷却风机25、低温等离子处理器14、磨粉机9、低温余热发电设备13、高温发电设备15、除尘设备10、脱硫脱硝设备16和废气排放系统17。焦化回转窑4为间壁式回转窑结构，焦化回转窑中心为窑膛6，窑膛与外壁之间为干馏室5。窑膛设有烧嘴19和烟气出口3，干馏室设有煤入口21、煤气出口23和焦炭出口。煤入口与煤进料设备连接，煤气出口通过煤气收集器连接到煤气处理单元，煤气处理单元1连接到煤气后加工单元18，煤气后加工单元包括LNG生产设备和合成甲醇设备。焦炭出口通过焦炭冷却器连接到混合器，垃圾残渣冷却器连接到混合器，混合器通过磨粉机连接到烧嘴的燃料入口。煤气处理单元1设有煤气冷却器、油气分离器和脱水设备。

焦化原料经煤进料设备和煤入口21进入干馏室5，产生的焦炉煤气经煤气出口23到煤气收集器2收集，然后进入煤气处理单元1，经过冷却、油气分离和脱水后的煤气进入煤气后加工单元18，煤气后加工单元包括LNG生产设备和合成甲醇设备。窑膛的烟气经烟气出口3与垃圾处理回转窑11的烟气汇合，一起到除尘设备10进行烟气处理和余热利用。干馏室5焦化反应后的焦炭经焦炭出口到焦炭冷却器冷却后进入混合器8。垃圾干馏室12处理后的垃圾残渣经垃圾出口到垃圾残渣冷却器24冷却后进入混合器，与焦炭混合后经磨粉机9磨成细粉输送到烧嘴的燃料出口作燃料。垃圾处理回转窑部分的流程和操作与实施例1相同。

Claims (7)

1.一种垃圾处理联合发电的装置，包括垃圾处理回转窑(11)、空分设备(7)、垃圾残渣冷却器(24)、冷却风机(25)和废气排放系统(17)，冷却风机与垃圾残渣冷却器连接，其特征是：所述装置设有低温等离子处理器(14)、磨粉机(9)、低温余热发电设备(13)、高温发电设备(15)和除尘设备(10)；所述垃圾处理回转窑为间壁式回转窑结构，垃圾处理回转窑的中心为窑膛(6)，窑膛与外壁之间为垃圾干馏室(12)；所述窑膛设有烧嘴(19)和烟气出口(3)，所述垃圾干馏室(12)设有垃圾入口(20)、垃圾干馏气出口(22)和垃圾残渣出口；所述垃圾干馏气出口连接到低温等离子处理器，低温等离子处理器出口通过低温余热发电设备连接到废气排放系统；所述垃圾入口与垃圾进料设备连接，垃圾残渣出口通过垃圾残渣冷却器与磨粉机连接；磨粉机连接到烧嘴的燃料入口，所述空分设备的氧气出口连接到烧嘴的助燃气体入口；所述烟气出口通过除尘设备和高温发电设备连接到废气排放系统。

2.根据权利要求1所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述装置设有焦化回转窑(4)、煤气处理单元(1)、煤气收集器(2)、焦炭冷却器和混合器(8)，焦化回转窑与垃圾处理回转窑(11)并列设置；所述焦化回转窑(4)为间壁式回转窑结构，焦化回转窑中心为窑膛(6)，窑膛与外壁之间为干馏室(5)；所述窑膛设有烧嘴(19)和烟气出口(3)，所述干馏室设有煤入口(21)、煤气出口(23)和焦炭出口；所述煤入口与煤进料设备连接，所述煤气出口通过煤气收集器连接到煤气处理单元，所述焦炭出口通过焦炭冷却器连接到混合器，所述垃圾残渣冷却器连接到混合器，所述混合器通过磨粉机连接到烧嘴的燃料入口。

3.根据权利要求1或2所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述低温余热发电设备(13)和高温发电设备(15)的出口连接到烧嘴(19)的助燃气体入口。

4.根据权利要求3所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述装置设有脱硫脱硝设备(16)，所述高温发电设备(15)连接到脱硫脱硝设备，脱硫脱硝设备连接到废气排放系统(17)。

5.根据权利要求3所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述低温余热发电设备(13)和高温发电设备(15)分别设有废热锅炉、蒸汽轮机和发电机；废热锅炉设有蒸汽盘管，蒸汽轮机和发电机轴连接，蒸汽盘管连接到蒸汽轮机。

6.根据权利要求2所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述煤气处理单元(1)设有煤气冷却器、油气分离器和脱水设备。

7.根据权利要求6所述的垃圾处理联合发电的装置，其特征是：所述煤气处理单元(1)连接到煤气后加工单元(18)，所述煤气后加工单元包括LNG生产设备和合成甲醇设备。