CN107400525A - 污泥及垃圾的炭化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥及垃圾的炭化系统,包括:熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥炭化装置、蒸汽轮机、电能储备系统、热能制备站、溴化锂制冷站;该燃气轮机与发电装置连接后产生的电能并入电能储备系统;该高温污泥炭化装置连接热能制备站;该蒸汽轮机产生的电能并入电能储备系统、该蒸汽轮机分别连接热能制备站及溴化锂制冷站;该熔融气化炉连接垃圾粉碎池;该高温污泥炭化装置连接浓缩污泥池。本发明为城市进行热电冷联供的同时可以联动处理污泥和垃圾,做到了能源利用高效率、低能耗,垃圾及污泥处理的环保、高效,同时避免了垃圾及污泥处理过程中带来的二次污染。
Description
技术领域
本发明属于环保节能减排技术领域,涉及热电冷三联供和污泥、垃圾及烟气三消系统,具体指代一种污泥及垃圾的炭化系统。
背景技术
当今社会的发展,面临着环境保护和节能减排的双重压力。全球许多国家和地区根据能源利用和经济发展的内在需要,相应的调整能源发展规划。为了追求社会实现可持续发展目标,发展低碳经济、改善能源消费结构是有效的手段。随着能源清洁化的发展,国家出台了许多环保政策,鼓励低碳模式的发展。长远以来,我国的能源发展规划对终端用能的灵活性提高了要求,提出了建立能源清洁化体系。在社会低碳发展的背景下,能源利用高效、环保的分布式能源越来越受到社会资本的欢迎。
随着我国工业化的发展和城市化进程的加快,产生了大量污泥与垃圾,污泥、垃圾是一种性质复杂、污染物含量高、潜在环境风险巨大的污染物,是高含水率的液固物质,含有大量的病原菌、寄生虫卵等重金属有毒有害物质。污泥已经严重影响了人们的生产生活,给环境造成了严重污染,城市污泥、垃圾处理问题已经成为当今社会亟需解决的一大环保难题。
当前的方式为填埋或者焚烧。填埋则占地面积大,同时会造成二次污染。焚烧则会对大气造成严重污染。
发明内容
针对于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种稳定、环保、高效率、低能耗的污泥及垃圾的炭化系统,以解决现有的污泥、垃圾处理技术中填埋方式占地面积大,会造成二次污染;焚烧方式会对大气造成严重污染等问题,本发明适于城市能源供给和垃圾、污泥处置。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本发明的一种污泥及垃圾的炭化系统,包括:熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥炭化装置、蒸汽轮机、电能储备系统、热能制备站、溴化锂制冷站;其中,熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥蒸汽罐、蒸汽轮机依次连接;该燃气轮机与发电装置连接后产生的电能并入电能储备系统;该高温污泥炭化装置连接热能制备站;该蒸汽轮机产生的电能并入电能储备系统、该蒸汽轮机分别连接热能制备站及溴化锂制冷站;该熔融气化炉连接垃圾粉碎池;该高温污泥炭化装置连接浓缩污泥池及燃料混合器。
优选地,所述的燃气轮机使用的燃料为混合燃料。
优选地,所述的混合燃料为可燃气气体结合LNG燃料。
优选地,所述的熔融气化炉产生的气体为有机可燃性气体。
优选地,所述的高温污泥炭化装置将污泥处理后,污泥的干物质变成砂渣,污泥中的水分形成蒸汽。
优选地,所述的蒸汽轮机为蒸汽发电装置。
优选地,所述的电能储备系统配合发电装置使用。
本发明的有益效果:
本发明将生活垃圾通过破碎后进入熔融气化炉,产生的有机可燃气体可作为燃气轮机的补充燃料,形成的砂渣和污泥处置后的砂渣进入后续资源化,达到消污泥、消垃圾与消烟气的三消目的。
本发明为城市进行热电冷联供的同时可以联动处理污泥和垃圾,做到了能源利用高效率、低能耗,垃圾及污泥处理的环保、高效,同时避免了垃圾及污泥处理过程中带来的二次污染。
附图说明
图1是本发明的系统示意图;
图中,1为有机可燃气体,2为高温烟气,3为过热蒸汽,4为中温烟气,5为热水,6为电能。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
本发明的系统是一种稳定、环保、高效率、低能耗,适于城市能源供给和垃圾、污泥处置。
供电:主要分为两个阶段,第一个阶段是燃气轮机配合发电机进行发电。燃气轮机是本系统的主要设备,其高速运转产生的动能结合发电机可有效的转化为电能;第二阶段是在污泥处置过程产生大量的过热蒸汽,推动蒸汽轮机运行从而进行发电。
供热:高温污泥炭化装置利用后的中温烟气和蒸汽轮机发电后余下的蒸汽进入热能制备站,制成热水对城市进行供暖。
供冷:采用溴化锂吸收式制冷技术,充分利用原用于冬季采暖的蒸汽进行供冷,即构成了热—电—冷多联产系统。
消污泥:利用燃气轮机机产生的1100摄氏度以上的高温气体,对污泥进行非接触式的炭化处置处置。将含水率95%以上的浓缩池污泥直接通过机泵进入到污泥处置塔,将污泥进行干化、炭化,形成的固体无机物进入后续资源化工序。产生的过热蒸汽进入到蒸汽轮机进行二次发电。
消垃圾:将城市收集的生活垃圾首先进行粉碎,从而进入到熔融气化炉进行高温炭化分解,产生的有机可燃烟气与LNG燃料进行混合继而作为燃气轮机的燃料。产生的废渣与污泥炭化物进入后续资源化工序。
消烟气:污泥炭化过程产生的烟气和生活垃圾产生的烟气含有大量的有机可燃气体,可通过燃料混合器,回流到燃气轮机作为补充燃料进行有效利用。
参照图1所示,本发明的一种污泥及垃圾的炭化系统,包括:熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥炭化装置、蒸汽轮机、电能储备系统、热能制备站、溴化锂制冷站;其中,熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥蒸汽罐、蒸汽轮机依次连接;该燃气轮机与发电装置连接后产生的电能并入电能储备系统;该高温污泥炭化装置连接热能制备站;该蒸汽轮机产生的电能并入电能储备系统、该蒸汽轮机分别连接热能制备站及溴化锂制冷站;该熔融气化炉连接垃圾粉碎池;该高温污泥炭化装置连接浓缩污泥池及燃料混合器。
1、燃气轮机
燃气轮机是本发明系统的核心设备,是带动整套系统运行的枢纽。通过利用垃圾和污泥产生的可燃气气体结合LNG燃料,带动发动机运行,利用发动机动能进行发电,同时提供污泥炭化所需的高温烟气。
2、熔融气化炉
城市生活垃圾经破碎后,进入到垃圾分解炉,在炉内进行高温炭化,降解产生的有机可燃气体则同样作为燃气轮机的燃料使用。
3、高温污泥炭化装置
高温污泥炭化装置是污泥处置的主要场所,原始污泥为浓缩池含水95%的污泥,通过污泥泵打入到炭化装置;燃气轮机产生的1100℃高温烟气进入到高温污泥炭化装置,泥水在高温污泥炭化装置内形成的过热蒸汽进入蒸汽轮机、利用后的高温烟气变成中温烟气进入热能制备站供热,高温污泥炭化处置过程中产生的可燃气体回流至燃料混合器,处置后的砂渣则进入资源化工序。
4、蒸汽轮机
蒸汽轮机是将过热蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械,主要用作发电用的原动机;用于蒸汽轮机发电后的蒸汽及热水进入热能制备站或溴化锂制冷站或同时进入热能制备站和溴化锂制冷站。
5、热能制备站
热能制备站主要是将系统的热媒水和中温烟气进行热能回收从而达到供热目的。
6、溴化锂制冷站
真空状态下,溴化锂以热能为动力源,以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的低温水。溴化锂制冷站利用水在高真空状态下沸点变低(只有4摄氏度)的特点来制冷(利用水沸腾的潜热)。本系统中用于蒸汽轮机发电后的蒸汽及热水进入热能制备站或溴化锂制冷站或同时进入热能制备站和溴化锂制冷站。溴化锂制冷站内的溴化锂水溶液在发生器内受到热媒的加热后,溶液中的水不断汽化;随着水的不断汽化,发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高,进入吸收器;水蒸气进入冷凝器,被冷凝器内的冷却水降温后凝结,成为高压低温的液态水;当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时,急速膨胀而汽化,并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量,从而达到降温制冷的目的;在此过程中,低温水蒸气进入吸收器,被吸收器内的溴化锂水溶液吸收,溶液浓度逐步降低,再由循环泵送回发生器,完成整个循环。如此循环不息,达到连续制冷的目的。
7、燃料混合器
燃料混合器是将垃圾炭化分解和污泥炭化分解过程产生的有机可燃气体以及LNG燃气进行充分混合,形成混合性燃气为燃气轮机提供燃料。
8、电能储备系统
电能储备系统主要目的是将系统中配备的发动机产生的电量进行统一收集及调配,从而供给主要系统。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,包括:熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥炭化装置、蒸汽轮机、电能储备系统、热能制备站、溴化锂制冷站;其中,熔融气化炉、燃料混合器、燃气轮机、高温污泥炭化装置、蒸汽轮机依次连接;该燃气轮机与发电装置连接后产生的电能并入电能储备系统;该高温污泥炭化装置连接热能制备站;该蒸汽轮机产生的电能并入电能储备系统、该蒸汽轮机分别连接热能制备站及溴化锂制冷站;该熔融气化炉连接垃圾粉碎池;该高温污泥炭化装置连接浓缩污泥池及燃料混合器。
2.根据权利要求1所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的燃气轮机使用的燃料为混合燃料。
3.根据权利要求2所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的混合燃料为可燃气气体与LNG燃料混合后的气体。
4.根据权利要求1所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的熔融气化炉产生的气体为有机可燃性气体。
5.根据权利要求1所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的高温污泥炭化装置将污泥处理后,污泥的干物质变成砂渣,污泥中的水分形成蒸汽。
6.根据权利要求1所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的蒸汽轮机为蒸汽发电装置。
7.根据权利要求1所述的污泥及垃圾的炭化系统,其特征在于,所述的电能储备系统配合发电装置使用。
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