CN105327930A - 利用生活垃圾发电的系统及其发电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了发电系统和发电方法。其中，该发电系统利用生活垃圾进行发电，发电系统包括：热解炉，所述热解炉用于对所述生活垃圾进行热解处理，以便得到热解油气和热解炭，其中，所述热解油气包括热解油和热解燃气；燃烧室，所述燃烧室与所述热解炉相连，用于对所述热解油气进行直接燃烧处理，以便得到烟气；余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃烧室相连，利用所述水蒸汽烟气与所述余热锅炉内的水进行换热处理，得到过热蒸汽和降温后的烟气；以及发电装置，所述发电装置与所述余热锅炉相连，利用所述过热蒸汽进行发电。本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及利用生活垃圾发电的系统及其发电方法。
背景技术
随着经济的迅速发展、人口的不断增长以及人民生活水平的日益提高，中国生活垃圾的产生量也急剧增加，目前中国城市生活垃圾年产生量约2.5亿吨，且每年还在以5％左右的速度增长，给环境造成了很大的负担，全国大城市中有2/3面临“垃圾围城”的困境。
目前垃圾处理常用的填埋、堆肥方式已陷入占用大量用地、堆肥产品无销路的困境，而垃圾焚烧处理的方式始终无法摆脱二噁英污染的问题。垃圾热解法可使生活垃圾在无氧或者缺氧条件下发生分解，生成燃气、燃油、固体炭三种能源进行再利用。热解工艺具有代表性的有回转窑工艺、真空移动床工艺、两段移动床工艺以及流化床热解工艺，上述技术存在对原料粒度要求严格、处理能力低、操作难度高等缺点。而且，垃圾热解油粘性大，成分复杂，热值较低，很难进行进一步的利用，同时这些热解油还会堵塞管道，影响生产的正常运行。
由此，对生活垃圾的处理的系统和方法有待研究。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种生活垃圾发电的系统，该系统结构简单、热效率高、能耗低，并且，经系统处理得到的产品为清洁的电能，不会产生难以处理的废水和热解油。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种发电系统。根据本发明的实施例，所述发电系统利用生活垃圾进行发电，所述发电系统包括：热解炉，所述热解炉用于对所述生活垃圾进行热解处理，以便得到热解油气和热解炭；热解油气燃烧室，所述燃烧室与所述热解炉相连，用于对所述热解油气进行直接燃烧处理，以便得到烟气；余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃烧室相连，利用所述烟气与所述余热锅炉内的水进行换热处理，以便得到过热蒸汽和降温后的烟气；发电装置，所述发电装置与所述余热锅炉相连，利用所述过热蒸汽进行发电；以及流化床反应器，所述流化床反应器与所述热解炉相连，用于对所述热解炭进行气化处理，以便得到燃气。
本发明中，对所述热解油气进行直接燃烧处理指的是将热解油气直接作为燃料进行燃烧。
所述热解炉具有生活垃圾入口、热解油气出口、出料口、可燃气入口和烟气出口。
所述燃烧室具有热解油气入口、助燃空气入口和烟气出口。所述燃烧室的所述热解油气入口与所述热解炉的所述热解油气出口相连。
所述余热锅炉具有烟气入口、烟气出口、锅炉水入口和过热蒸汽出口。所述余热锅炉的所述烟气入口与所述燃烧室的烟气出口相连。
所述发电装置具有过热蒸汽入口、蒸汽出口和电量输出端。所述发电装置的所述过热蒸汽入口与所述余热锅炉的所述过热蒸汽出口相连。
所述流化床反应器具有热解炭入口、燃气出口和排渣口。所述热解炭入口与所述热解炉的所述出料口相连，所述燃气出口与所述热解炉的所述可燃气入口相连。
根据本发明实施例的生活垃圾发电的系统，生活垃圾经热解炉热解后的高温热解油气直接进入燃烧室燃烧，可以充分回收高温热解油气的显热和潜热，系统的热电转换效率高，并且不会产生大量难以处理的废水，不需要燃气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生大量的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮发电机发电，产品为清洁的电能，无二次污染，有效的实现了废物利用，不仅解决了生活垃圾的环境污染问题，而且得到的产品具有良好的社会效益和经济效益。由此，本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的优点。
另外，根据本发明上述实施例的生活垃圾发电的系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，该系统进一步包括：进一步包括：燃气返回通道，所述燃气返回通道与所述流化床反应器和所述热解炉相连，用于将所述燃气输送至所述热解炉，以便为所述热解处理提供燃料。
根据本发明的实施例，该系统进一步包括：旋转空气预热器，所述旋转空气预热器与所述燃烧室和所述余热锅炉相连，利用所述降温后的烟气对所述燃烧室的助燃气进行预热处理，以便得到预热后的助燃气和冷却的烟气。
根据本发明的实施例，所述热解炉为旋转床热解炉，所述热解炉包括：环形炉体；以及燃气辐射管加热器，所述燃气辐射管加热器设置在所述环形炉体的环形内壁上。
根据本发明的优选实施例，所述热解炉为蓄热式旋转床热解炉。
根据本发明的实施例，所述出料口处设置密封双螺旋出料机。
根据本发明的实施例，所述发电装置为汽轮发电机。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种发电方法。根据本发明的实施例，所述发电方法以生活垃圾为原料，该方法包括：利用热解炉将所述生活垃圾进行热解处理，以便得到热解油气和热解炭；利用燃烧室将所述热解油气进行直接燃烧处理，以便得到烟气；利用余热锅炉将所述烟气与所述余热锅炉内的水进行换热处理，以便得到过热蒸汽和降温后的烟气；通过发电装置利用所述过热蒸汽进行发电；以及利用流化床反应器将所述热解炭进行气化处理，以便得到燃气。
根据本发明实施例的利用生活垃圾发电的方法，生活垃圾经热解后的高温热解油气直接进入燃烧室燃烧，可以充分回收高温热解油气的显热和潜热，热电转换效率高，并且不会产生大量难以处理的废水，不需要燃气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生大量的水蒸汽，利用水蒸汽驱动进行发电，产品为清洁的电能，无二次污染，有效的实现了废物利用，不仅解决了生活垃圾的环境污染问题，而且得到的产品具有良好的社会效益和经济效益。由此，本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的优点。
根据本发明的实施例，所述热解处理在完全绝氧条件下进行的。
根据本发明的实施例，该方法进一步包括：利用所述燃气为所述热解处理提供燃料。
根据本发明的实施例，该方法进一步包括：利用所述降温后的烟气对助燃气进行预热处理，以便得到预热后的助燃气和冷却的烟气，其中，所述预热后的助燃气用于所述直接燃烧处理。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的发电系统的结构示意图；
图2显示了根据本发明一个实施例的发电系统的结构示意图；
图3显示了根据本发明一个实施例的发电系统的结构示意图；
图4显示了根据本发明一个实施例的发电方法的流程示意图；
图5显示了根据本发明一个实施例的发电方法的流程示意图；
图6显示了根据本发明一个实施例的发电方法的流程示意图；
图7显示了根据本发明一个实施例的发电方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种发电系统，该发电系统利用生活垃圾进行发电。参考图1，根据本发明的实施例，该系统1000包括：热解炉100、燃烧室200、余热锅炉300、发电装置400和流化床反应器500。根据本发明的实施例，热解炉100用于对生活垃圾进行热解处理，得到热解油气和热解炭，其中，热解油气包括热解油和热解燃气；燃烧室200与热解炉100相连，用于对热解油气进行直接燃烧处理，得到水蒸汽烟气；余热锅炉300与燃烧室200相连，利用烟气与余热锅炉300内的水进行换热处理，得到过热蒸汽和降温后的烟气；发电装置400与余热锅炉300相连，利用过热蒸汽进行发电；流化床反应器500与热解炉100相连，用于对热解炭进行气化处理，得到燃气。
根据本发明实施例的利用生活垃圾发电的系统，生活垃圾经热解炉热解后的高温热解油气直接进入燃烧室燃烧，不仅避免了热解油气中的焦油冷凝粘结管壁而导致的管路堵塞等问题，而且可以充分回收高温热解油气的显热和潜热，系统的热电转换效率高，并且不会产生大量难以处理的废水，不需要燃气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生大量的水蒸汽，水蒸汽进入汽轮发电机发电，产品为清洁的电能，无二次污染，有效的实现了废物利用，不仅解决了生活垃圾的环境污染问题，而且得到的产品具有良好的社会效益和经济效益。此外，经流化床反应器对热解炭进行气化处理，将难以利用的、经济价值低的热解炭加工得到可燃的、易于利用的、经济价值高的燃气。由此，本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的优点。
参考图2，根据本发明的实施例，该系统进一步包括：燃气返回通道(图中未示出)，燃气返回通道与流化床反应器500和热解炉100相连，用于将所述燃气输送至热解炉，为所述热解处理提供燃料。由此，燃气经燃气返回通道进入热解炉内燃烧，燃烧产生的高温烟气作为垃圾热解的热源，并且，热解炭气化后仅会产生少量的残渣，真正实现了垃圾的减量化、无害化和资源化处理。
参考图3，根据本发明的实施例，该系统进一步包括：旋转空气预热器600，该旋转空气预热器600与燃烧室200和余热锅炉300相连，利用降温后的烟气对燃烧室200的助燃气进行预热处理，得到预热后的助燃气和冷却的烟气。由此，通过旋转空气预热器进行预热处理，不仅可以回收烟气中水蒸汽的汽化潜热，而且可以将烟气中的水蒸汽变为液态水进行回收利用。
根据本发明的一些实施例，经余热锅炉换热后的烟气进入旋转空气预热器，可将燃烧室助燃空气进行预热处理，其中，烟气的温度为300-500℃，预热后的助燃空气的温度为200-400℃。由于旋转空气预热器采用陶瓷蜂窝体材质，具有耐腐蚀性能强、耐磨损、热容量大等特点，可将烟气温度可降至100℃以下，在充分回收烟气的显热和烟气中水蒸汽的汽化潜热的同时，可以回收烟气中大量的冷凝水，冷凝水通过回收管网汇集到集水罐中。由于成分复杂的高温油气在燃烧室内燃烧产生烟气的主要成分为CO2和水蒸汽，经余热锅炉和旋转空气预热器换热后可后可直接达标排放，无二次污染，避免了传统油水分离会产生大量难以处理的废水问题，同时解决了垃圾热解油难以处理和利用的问题，具有很好的经济效益和节能减排效果。
根据本发明的实施例，所述热解炉为旋转床热解炉。由此，热解效率高，效果好。根据本发明的实施例，旋转床热解炉包括：环形炉体和燃气辐射管加热器，其中，燃气辐射管加热器设置在环形炉体的环形内壁上，通过燃气辐射管燃烧器加热，即通过燃烧可燃气以热辐射的方式提供热解所需热量。待热解物料布置在环形炉的环形炉底上，该炉底是可水平转动的，燃气辐射管燃烧器布置于环形炉的环形炉内壁上，辐射管内的烟气与环形炉内的气氛隔绝。由此，污泥在绝氧条件下，利用辐射管加热，热解油气与高温烟气隔绝，不产生二噁英污染，并且得到的热解油气品质高，热值在6000kcal以上。
根据本发明的优选实施例，热解炉为蓄热式旋转床热解炉。蓄热式旋转床热解炉采用蓄热式燃气辐射管加热器。由此，蓄热式燃气辐射管加热器的特点是可以使用>700kcal/m3的低品质燃料气，污泥热解炭气化所得燃料气热值大约在1200-1500kcal/m3，因此，优先选用蓄热式旋转床热解炉。
根据本发明的实施例，所述出料口处设置密封双螺旋出料机。通过密封双螺旋出料机的搅拌和挤压作用，对热解炭进行破碎处理，得到热解炭颗粒，使热解炭颗粒的粒径满足流化床等装置进一步处理的需要。
根据本发明的具体实施例，燃烧室采用烧嘴进行直接燃烧处理。由此，燃烧效率高，干馏气可在燃烧室内充分燃烧，产生烟气，根据本发明的具体实施例，烟气的温度达800-1200℃，有利于后续换热产生大量水蒸汽。
根据本发明的一些实施例，可以在热解炉的顶部靠近热解区设置气体出口，用于收集热解产生的含有水蒸汽的高温热解油气。
根据本发明的实施例，所述发电装置为汽轮发电机。由此，以垃圾热解产生的蒸气为动力，进行发电。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种利用前述的发电系统的发电方法，该发电方法以生活垃圾为原料。参考图4，根据本发明的实施例，对该方法进行解释说明，该方法包括：
S100热解处理
根据本发明的实施例，利用热解炉将生活垃圾进行热解处理，得到热解油气和热解炭，其中，热解油气包括热解油和热解燃气。由此，通过热解处理，将生活垃圾转化为可利用的、经济价值更高的热解油气和热解炭。
根据本发明的实施例，热解处理在完全绝氧条件下进行的。由此，生活垃圾的热解处理过程中无二噁英产生，并且气化残渣少，几乎对环境无污染。
根据本发明的实施例，生活垃圾在热解处理前需要挑拣出其中的大块无机物，如砖头、石块、大件玻璃金属制品等
根据本发明的一些实施例，热解处理可以先将生活垃圾进行干燥，干燥的温度为300-500℃，主要作用是将垃圾中的水分进行烘干，然后再将生活垃圾进行热解，热解的温度为600-800℃，使垃圾完成热解反应，反应生成高温热解油气和热解炭。由此，先对含水量大的生活垃圾进行干燥处理，再进行热解处理，热解效果好，效率高。
S200直接燃烧处理
根据本发明的实施例，利用燃烧室将热解油气进行直接燃烧处理，得到烟气。由此，通过直接燃烧处理，不仅避免了热解油气中的焦油冷凝粘结管壁而引起的管路堵塞等问题，而且干馏气中的燃气、焦油燃烧放热，可以充分回收高温干馏气的显热和潜热，热电转换效率显著提高，并且不会产生大量难以处理的废水，不需要燃气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高温烟气与水进行换热处理产生大量的水蒸汽，进行发电。
根据本发明的一些实施例，第二水蒸汽的温度为800-1000摄氏度。
S300换热处理
根据本发明的实施例，利用余热锅炉利用高温烟气与余热锅炉内的水进行换热处理，得到过热蒸汽和降温后的烟气。利用高温烟气与水进行换热处理产生大量用于发电的过热蒸汽。由此，利用生活垃圾热解气燃烧产生的热量，通过换热处理，无需外部热源，即可获得大量用于发电的过热蒸汽。
根据本发明的一些实施例，过热蒸汽的温度为300-500摄氏度。由此，该温度条件下的水蒸汽易于驱动汽轮机旋转，从而由汽轮机带动发电装置进行发电。
S400发电
根据本发明的实施例，通过发电装置利用过热蒸汽进行发电。由此，将水蒸汽的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能进行发电，产品为清洁的电能，无二次污染，社会效益和经济效益高。
根据本发明的具体实施例，过热蒸汽进入汽轮机，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网。经余热锅炉换热后的200℃以下的烟气处理后达标排放。
根据本发明实施例的利用生活垃圾发电的方法，生活垃圾经热解后的高温热解油气直接进入燃烧室燃烧，可以充分回收高温热解油气的显热和潜热，热电转换效率高，并且不会产生大量难以处理的废水，不需要燃气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生大量的水蒸汽，利用水蒸汽驱动进行发电，产品为清洁的电能，无二次污染，有效的实现了废物利用，不仅解决了生活垃圾的环境污染问题，而且得到的产品具有良好的社会效益和经济效益。由此，本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的优点。
参考图5，根据本发明的实施例，该发电方法进一步包括：
S500气化处理
根据本发明的实施例，将热解炭进行气化处理，得到燃气，并利用燃气为热解处理提供燃料。由此，经气化处理将难以利用的、经济价值低的热解炭加工得到可燃的、易于利用的、经济价值高的燃气，产生的燃气体进入热解炉内燃烧，燃烧产生的高温烟气作为垃圾热解的热源，并且，热解炭气化后仅会产生少量的残渣，真正实现了垃圾的减量化、无害化和资源化处理。
参考图6，根据本发明的实施例，该发电方法进一步包括：
S600预热处理
根据本发明的实施例，利用降温后的烟气可以对助燃气进行预热处理，得到预热后的助燃气和冷却的烟气，其中，预热后的助燃气用于直接燃烧处理。由此，通过换热处理，不仅可以回收烟气中水蒸汽的汽化潜热，而且可以将烟气中的水蒸汽变为液态水进行回收利用。
下面参考具体实施例，对本发明进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
采用某市生活垃圾为原料，垃圾含水率55％，成分组成如表1，参考图7，利用该生活垃圾进行发电，具体步骤如下：
表1生活垃圾成分组成(wt％)
(1)生活垃圾经输送系统送到加料装置，加料装置经进料口向旋转床热解炉布料区加料，在输送过程中拣出其中的大块无机物，如砖头、石块、大件玻璃金属制品等。
(2)生活垃圾的干燥、热解：热解的主体设备为无热载体蓄热式旋转床热解炉，它包括旋转床热解炉，蓄热式燃气辐射管燃烧器，以及布料、出料等辅助机构。其炉底为可转动的环形炉底，蓄热式燃气辐射管燃烧器布置于环形炉壁，通过燃烧可燃气以热辐射的方式提供垃圾热解所需热量，辐射管内的烟气与旋转床内的气氛隔绝，利用辐射管对生活垃圾在绝氧条件下进行热解，可以避免二噁英产生，对环境无污染。该热解炉分为两个区域，分别是干燥区和热解区，干燥区温度350℃，主要作用是将垃圾中的水分进行烘干，热解区温度700℃，是垃圾完成热解主反应区，反应生成高温油气和垃圾炭；在炉体顶部靠近热解区设置气体出口，用于收集含有水蒸汽的高温油气，其中，高温油气的温度为650℃。
(3)垃圾炭通过密封双螺旋出料机出料并送入流化床内，其中，双螺旋并排设置，螺旋互相咬合，由于垃圾经过了热解反应，其中的塑料，织物，木竹等有机物均热解为热解炭，该热解炭不同于原生垃圾，疏松易于破碎，经过双螺旋的搅拌、挤压作用，可在出料的同时完成破碎过程，形成符合流化床气化的原料。
(4)高温油气燃烧、发电：来自旋转床热解炉的高温油气通过管道与燃烧室相连，主要包括高热值热解燃气和热解油以及过热蒸汽，燃烧室采用特殊设计的烧嘴，热解燃气和热解油可在燃烧室内充分燃烧，产生约900℃的高温烟气。然后，900℃的燃烧烟气进入余热锅炉，与锅炉内的水换热产生300-500℃的过热蒸汽和换热后约400℃烟气，过热蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网，每吨垃圾可发电270kWh。
(5)中温烟气余热回收：经余热锅炉换热后的400℃烟气进入旋转空气预热器，将燃烧室助燃空气预热到300℃，由于旋转空气预热器采用陶瓷蜂窝体材质，具有耐腐蚀性能强、耐磨损、热容量大等特点，烟气温度可降至80℃，在充分回收烟气的显热和烟气中蒸汽的汽化潜热的同时，可以回收烟气中大量的冷凝水，冷凝水通过回收管网汇集到集水罐中，每吨垃圾可回收冷凝水0.35t。由于成分复杂的高温油气在燃烧室内燃烧产生烟气的主要成分为CO2和水蒸汽，经余热锅炉和旋转空气预热器换热后可后可直接达标排放，无二次污染，可避免传统油水分离会产生大量难以处理的废水问题，同时解决了垃圾热解油难以处理和利用的问题，具有很好的经济效益和节能减排效果。
(6)流化床气化：来自旋转床热解炉的热解炭经输送皮带、破碎机，进入贮斗中贮存，热解炭通过料仓底部的螺旋加料机送入气化炉底部锥体段。空气和来自废热锅炉的过热蒸汽混合作为气化剂和流化介质，从喷嘴进入气化炉，使入炉原料流化，气、固两相发生剧烈传质和传热，并发生燃烧反应和水煤气反应。气化温度约为1100℃，热解炭受热后快速热解产生焦油、酚和轻油等，并在床层高温条件下裂解成小分子。温度为900℃的出炉煤气经旋风除尘器后进入洗涤冷却塔进一步除尘冷却，出口煤气温度降至35℃左右，送入气柜，作为旋转床垃圾热解的燃料，每吨垃圾可产可燃气220Nm3，其成分及热值如下：
表2可燃气成分及热值
(7)热解炭气化后产生的灰渣经水内冷的螺旋出渣机排于密闭灰斗，定期排到炉底渣车，送出界外，剩余残渣收集做建筑材料或填埋，残渣量为入厂垃圾的10％。
综上所述，生活垃圾经发电处理，处理过程中无二噁英产生，气化残渣少，环境污染小，同时，发电产生大量的电能，并回收了垃圾中的水分进行再利用，同时，大幅减少了垃圾的占地面积，节约土地资源。
实施例2：
采用某市生活垃圾为原料，垃圾含水率45％，成分组成如表2，参考图7，利用该生活垃圾进行发电，具体步骤如下：
表2生活垃圾成分组成(wt％)
(1)生活垃圾经输送系统送到加料装置，加料装置经进料口向旋转床热解炉布料区加料，在输送过程中拣出其中的大块无机物，如砖头、石块、大件玻璃金属制品等。
(2)生活垃圾的干燥、热解：热解的主体设备为无热载体蓄热式旋转床热解炉，它包括旋转床热解炉，蓄热式燃气辐射管燃烧器，以及布料、出料等辅助机构。其炉底为可转动的环形炉底，蓄热式燃气辐射管燃烧器布置于环形炉壁，通过燃烧可燃气以热辐射的方式提供垃圾热解所需热量，辐射管内的烟气与旋转床内的气氛隔绝，利用辐射管对生活垃圾在绝氧条件下进行热解，可以避免二噁英产生，对环境无污染。该热解炉分为两个区域，分别是干燥区和热解区，干燥区温度450℃，主要作用是将垃圾中的水分进行烘干，热解区温度800℃，是垃圾完成热解主反应区，反应生成高温油气和垃圾炭；在炉体顶部靠近热解区设置气体出口，用于收集含有水蒸汽的高温油气，其中，高温油气的温度为750℃。
(3)垃圾炭通过密封双螺旋出料机出料并送入流化床内，其中，双螺旋并排设置，螺旋互相咬合，由于垃圾经过了热解反应，其中的塑料，织物，木竹等有机物均热解为热解炭，该热解炭不同于原生垃圾，疏松易于破碎，经过双螺旋的搅拌、挤压作用，可在出料的同时完成破碎过程，形成符合流化床气化的原料；
(4)高温油气燃烧、发电：来自旋转床热解炉的高温油气通过管道与燃烧室相连，主要包括高热值热解燃气和热解油以及过热蒸汽，燃烧室采用特殊设计的烧嘴，热解燃气和热解油在燃烧室内充分燃烧，产生约1000℃的高温烟气。然后，1000℃的燃烧烟气进入余热锅炉，与锅炉内的水换热产生300-500℃的过热蒸汽和换热后约500℃烟气，过热蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机，部分热能转换为汽轮机转子旋转的机械能，驱动同步发电机旋转产生电能，产生的电能部分自用外并入电网，每吨垃圾可发电280kWh。
(5)中温烟气余热回收：经余热锅炉换热后的500℃烟气进入旋转空气预热器，可将燃烧室助燃空气预热到400℃，由于旋转空气预热器采用陶瓷蜂窝体材质，具有耐腐蚀性能强、耐磨损、热容量大等特点，烟气温度可降至90℃，在充分回收烟气的显热和烟气中蒸汽的汽化潜热的同时，可以回收烟气中大量的冷凝水，冷凝水通过回收管网汇集到集水罐中，每吨垃圾可回收冷凝水0.28t。由于成分复杂的高温油气在燃烧室内燃烧产生烟气的主要成分为CO2和水蒸汽，经余热锅炉和旋转空气预热器换热后可后可直接达标排放，无二次污染，可避免传统油水分离会产生大量难以处理的废水问题，同时解决了垃圾热解油难以处理和利用的问题，具有很好的经济效益和节能减排效果。
(6)流化床气化：来自旋转床热解炉的热解炭经输送皮带、破碎机，进入贮斗中贮存，热解炭通过料仓底部的螺旋加料机送入气化炉底部锥体段。空气和来自废热锅炉的过热蒸汽混合作为气化剂和流化介质，从喷嘴进入气化炉，使入炉原料流化，气、固两相发生剧烈传质和传热，并发生燃烧反应和水煤气反应。气化温度约为1200℃，热解炭受热后快速热解产生焦油、酚和轻油等，并在床层高温条件下裂解成小分子。温度为1000℃的出炉煤气经旋风除尘器后进入洗涤冷却塔进一步除尘冷却，出口煤气温度降至45℃左右，送入气柜，作为旋转床垃圾热解的燃料，每吨垃圾可产可燃气240Nm3，其成分及热值如下：
表3可燃气成分及热值
(7)热解炭气化后产生的灰渣经水内冷的螺旋出渣机排于密闭灰斗，定期排到炉底渣车，送出界外，剩余残渣收集做建筑材料或填埋，残渣量为入厂垃圾的12％。
综上所述，生活垃圾经发电处理，处理过程中无二噁英产生，气化残渣少，环境污染小，同时，发电产生大量的电能，并回收了垃圾中的水分进行再利用，同时，大幅减少了垃圾的占地面积，节约土地资源。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种发电系统，其特征在于，所述发电系统利用生活垃圾进行发电，所述发电系统包括：
热解炉，所述热解炉用于对所述生活垃圾进行热解处理，以便得到热解油气和热解炭；
燃烧室，所述燃烧室与所述热解炉相连，用于对所述热解油气进行直接燃烧处理，以便得到烟气；
余热锅炉，所述余热锅炉与所述燃烧室相连，利用所述烟气与所述余热锅炉内的水进行换热处理，以便得到过热蒸汽和降温后的烟气；
发电装置，所述发电装置与所述余热锅炉相连，利用所述过热蒸汽进行发电；以及
流化床反应器，所述流化床反应器与所述热解炉相连，用于对所述热解炭进行气化处理，以便得到燃气。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
燃气返回通道，所述燃气返回通道与所述流化床反应器和所述热解炉相连，用于将所述燃气输送至所述热解炉，以便为所述热解处理提供燃料。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
旋转空气预热器，所述旋转空气预热器分别与所述燃烧室和所述余热锅炉相连，利用所述降温后的烟气对所述燃烧室的助燃气进行预热处理，以便得到预热后的助燃气和冷却的烟气。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热解炉为旋转床热解炉，所述热解炉包括：
环形炉体；以及
燃气辐射管加热器，所述燃气辐射管加热器设置在所述环形炉体的环形内壁上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电装置为汽轮发电机。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述的发电系统的发电方法，其特征在于，所述发电方法以生活垃圾为原料，所述发电方法包括：
利用热解炉将所述生活垃圾进行热解处理，以便得到热解油气和热解炭；
利用燃烧室将所述热解油气进行直接燃烧处理，以便得到烟气；
利用余热锅炉将所述烟气与所述余热锅炉内的水进行换热处理，以便得到过热蒸汽和降温后的烟气；
通过发电装置利用所述过热蒸汽进行发电；以及
利用流化床反应器将所述热解炭进行气化处理，以便得到燃气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热解处理在完全绝氧条件下进行的。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
利用所述燃气为所述热解处理提供燃料。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
利用所述降温后的烟气对助燃气进行预热处理，以便得到预热后的助燃气和冷却的烟气，其中，所述预热后的助燃气用于所述直接燃烧处理。
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