CN106940017A - 燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃煤电厂协同生活垃圾气化系统及方法，燃煤电厂锅炉的一次风或二次风、汽轮机抽汽送入生活垃圾气化装置对其进行气化，气化后的燃气引入锅炉内，实施稳燃或再燃。在设备的成本投入上，仅仅只需要额外增加一个气化炉，不用进行大型的设备改造和研发，就可以实现生活垃圾的处理和燃煤发电机组的过剩资源的再利用。本发明将燃煤机组现有装备直接利用，将燃煤电厂过剩产能与生活垃圾资源化利用有机结合，降低垃圾处理投资成本，同时解决了燃煤电厂低负荷稳燃、燃烧改造投资，实现效益最大化。

Description

燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统及方法。
背景技术
随着经济的飞速发展，城镇化进程的不断加深，生活垃圾产量持续增长生活垃圾占用土体，污染环境，对人们的健康也有着负面影响。利用焚烧生活垃圾进行发电已经是非常常见的处理方法。部分省、自治区还发布了《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》，要求生活垃圾的处理，原则上一律选用焚烧(发电)处理技术。
但是，已有的生活垃圾焚烧厂的处理能力已经不足，根据意见，各地需要大量建设焚烧厂，投资巨大，施工复杂。目前的生活垃圾处理方法，都是将生活垃圾进行粉碎、分选、干化、后，送入专门垃圾焚烧炉进行燃烧，上述技术都存在以下问题：
(1)产生大量二噁英，而环境中的二噁英很难自然降解消除，具有很强的毒性，有调查显示，垃圾焚烧从业人员血中的二恶英含量为806pgTEQ/L，是正常人群水平的40倍左右；排放到大气环境中的二噁英可以吸附在颗粒物上，沉降到水体和土壤，然后通过食物链的富集作用进入人体，危害人们的健康和环境；
(2)产生大量的NOX等其他污染物，会污染环境，而焚烧厂的污染物处理设备投入量大，投入成本高；
(3)建造大型焚烧厂，需要投入锅炉及其配套系统，投入成本高，占用大量的城市或城镇土地，投资大。
与此同时，随着我国经济增速放缓，用电不足，燃煤电厂出现产能过剩，发电机组利用小时数和设备利用率持续下滑。如何提高设备利用率并提高电厂经济和社会效益无疑有重要意义。同时，由于机组利用小时数的下降，燃煤电厂的锅炉经常在低负荷运行，低负荷下锅炉往往燃烧不稳定。如何保障锅炉稳燃也是目前亟待解决的重要问题。此外，燃煤电厂本身具有的污染物处理系统非常齐全和高效，由于机组的低负荷运行，其利用率不足，难以发挥最佳效益。
若在现有燃煤电厂新建生活垃圾气化装置，利用电厂锅炉产生的高温一次风或二次风、汽轮机水蒸汽实施生活垃圾的气化，不仅有效利用了电厂产生的各类热源，提高了电厂设备的使用效率，而且节省了常规生活垃圾焚烧厂的热源及能量消耗(往往需要掺烧煤炭)以及新建污染物处理系统的巨大成本。此外，气化产生的燃气可返回锅炉进行燃烧实现稳燃，同时兼顾NOX的降低，对于锅炉的低负荷正常运行也有很大益处。因此，燃煤发电机组协同生活垃圾气化具有多重效益，一举多得。可以将生活垃圾焚烧发电与燃煤电厂机组相结合。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统及方法，本发明直接利用燃煤电厂的现有锅炉设备，将锅炉的高温一次风或二次风和汽轮机抽汽作为热源引入生活垃圾气化装置，用于生活垃圾的气化，再将气化后产生的燃气送入锅炉进行高温焚烧，从源头上抑制二噁英的析出，既处理了生活垃圾又解决了锅炉低负荷稳燃的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，抽取燃煤发电机组锅炉的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后产生的燃气引入燃煤发电机组锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃。通过将燃气引入燃烧器段，能够实现稳燃，解决锅炉低负荷稳燃的问题。同时，将汽轮机抽汽一同送入气化装置，有助于提高气化后产生的燃气的含氢量。
进一步的，所述燃气通过高温燃气风机引入锅炉炉膛上部，采用分级燃烧方式，抑制炉内NOx的生成，实现燃煤电厂锅炉的低NOx排放。
进一步的，所述气化装置为气化炉。
进一步的，所述气化装置包括干燥装置，将生活垃圾进行干燥处理。
生活垃圾预先经过分选、粉碎和干燥等处理。
一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，抽取燃煤发电机组锅炉的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后产生的燃气引入燃煤发电机组锅炉内的燃烧器所在区域的上端，进行分级再燃。通过再燃能够有助于降低氮氧化物的排放量，实现节能、环保。
一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，将燃煤发电机组锅炉产生的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，将气化产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃，解决低负荷稳燃的问题。
一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，将燃煤发电机组锅炉产生的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，将气化产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域的上端，实施分级再燃，降低燃煤锅炉NOx生成量。
锅炉一次风或二次风或二次风温度为100-300℃。
汽轮机抽汽温度为100-500℃。
一次风或二次风量及抽汽量根据生活垃圾量确定。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明将燃煤电厂现有的锅炉设备的高温一次风或二次风额汽轮机抽汽作为热源用于生活垃圾气化，再将气化产生的燃气送入上述锅炉设备进行燃烧，不需要建立多个焚烧厂，就可以对生活垃圾进行高效、低成本的资源化处置，填补国内外技术空白；
(2)本发明将生活垃圾的处理和燃煤发电机组的过剩资源的再利用相结合，会利用少量的锅炉高温一次风或二次风及汽轮机抽汽，从而小幅降低了电厂发电量和发电小时数，这与目前的电厂情况相匹配。
(3)在设备的成本投入上，仅仅只需要额外增加一个气化炉，不用进行大型的设备改造和研发，通过燃气回送锅炉，解决了燃煤电厂低负荷下的稳燃难题，实现效益最大化；
(4)利用垃圾气化产生的燃气返喷锅炉实施分级燃烧，有助于降低焦油、NOX等污染物的排放，使得锅炉更环保。此外，不需要单独新建垃圾焚烧污染处理系统，可利用电厂本身现有的污染物处理系统，提高了设备的利用效率，综合成本大大降低。
(5)传统的垃圾焚烧发电技术，是在氧化性气氛中进行，产生二恶英是难以避免的。在垃圾气化过程即使产生了少量的二噁英，也可在锅炉内经过高温燃烧分解，保证了二恶英等有毒有机气体在高温下完全分解燃烧。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明的第一种实施方式的结构示意图；
图2是本发明的第二种实施方式的结构示意图；
其中：1、干燥装置，2、气化炉，3、高温燃气风机，4、燃烧锅炉，5、燃烧器，6、汽轮机，7、发电机，8、空气预热器，9、一次风或二次风，10、灰渣，11、排放的烟气，12、气化产生的燃气，13、预处理后的生活垃圾，14、烟道，15、汽轮机抽汽。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在生活垃圾焚烧发电技术都存在污染大，投入成本巨大，建筑改造大的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种燃煤电厂协同生活垃圾气化系统及方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种燃煤电厂协同生活垃圾气化系统，抽取部分燃煤电厂锅炉的一次风或二次风和汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃。通过将燃气引入燃烧器段，能够实现稳燃，解决锅炉低负荷稳燃的问题。
燃气通过高温燃气风机引入锅炉内。
气化装置为气化炉。
气化装置包括提升装置，将生活垃圾送入其处理区域。
生活垃圾预先经过分选、粉碎和干燥等处理。
从燃煤电厂的汽轮机抽取水蒸气与一次风或二次风一起送入气化装置，提高生成气化气体的含氢量。
一种燃煤电厂协同生活垃圾气化方法，将燃煤电厂的锅炉的一次风或二次风和汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，将气化产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃，解决低负荷稳燃的问题。
如图2所示，本发明的第二种典型实施方式，一种燃煤电厂协同生活垃圾气化系统，燃煤电厂的锅炉的一次风或二次风和汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域的上端，进行分级燃烧。通过分级再燃能够有助于降低氮氧化物的排放量，实现节能、环保。
气化装置具有排渣部件。
其中，气化装置、空气预热器、高温燃气风机等使用现有的装置即可。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：抽取燃煤发电机组锅炉的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后产生的燃气引入燃煤发电机组锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃。
2.如权利要求1所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：所述燃气通过高温燃气风机引入锅炉炉膛上部，采用分级燃烧方式，抑制炉内NOx的生成，实现燃煤电厂锅炉的低NOx排放。
3.如权利要求1所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：所述气化装置为气化炉。
4.如权利要求1所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：所述气化装置包括干燥装置，将生活垃圾进行干燥处理。
5.如权利要求1所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：生活垃圾预先经过分选、粉碎和干燥处理。
6.一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的系统，其特征是：抽取燃煤发电机组锅炉的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，气化后产生的燃气引入燃煤发电机组锅炉内的燃烧器所在区域的上端，进行分级再燃。
7.一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，其特征是：将燃煤发电机组锅炉产生的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，将气化产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域，辅助煤燃烧，实现稳燃，解决低负荷稳燃的问题。
8.一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，其特征是：将燃煤发电机组锅炉产生的高温一次风或二次风以及汽轮机抽汽直接送入气化装置对其内部的生活垃圾进行气化，将气化产生的燃气引入锅炉内的燃烧器所在区域的上端，实施分级再燃，降低燃煤锅炉NOx生成量。
9.如权利要求7或8所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，其特征是：锅炉一次风或二次风或二次风温度为100-300℃，汽轮机抽汽温度为100-500℃。
10.如权利要求7或8所述的一种燃煤电厂协同生活垃圾气化的方法，其特征是：一次风或二次风量及抽汽量根据生活垃圾量确定。
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