CN109207178A - 一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统 - Google Patents

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张涛
朱飞
朱一飞
陶丽
蒋晓锋
刘明勇
吕为智
黄辉武
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上海发电设备成套设计研究院有限责任公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONAGEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators

Abstract

本发明公开了一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，包括锅炉，锅炉通过汽轮机带动发电机发电，其特征在于，还包括垃圾低温热解系统及垃圾干燥系统。本发明提供了一种城市生活垃圾热解、气化耦合燃煤电站发电系统，利用低温热解系统对城市生活垃圾进行低温热解，可以将城市生活垃圾中的HCl挥发出来并进行脱除，从源头上降低二噁英的生成量，同时避免了城市生活垃圾焚烧过程中产生的HCl对燃煤锅炉受热面的高温腐蚀问题，保障了大型燃煤机组受热面的安全性。

Description

一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统
技术领域
本发明涉及一种将垃圾处理与大型燃煤机组耦合的系统，属于垃圾处理系统技术领域。
背景技术
目前城市生活垃圾处理的技术主要有焚烧、填埋和堆肥三种，其中垃圾焚烧技术是目前城市生活垃圾主要的处理方式。现有的垃圾焚烧采用直接焚烧方式，存在利用效率低、环境污染严重等问题。随着国内外对环保要求的不断提高，如何增强二次污染的控制尤为重要，因此垃圾气化作为垃圾洁净利用技术则是垃圾清洁高效利用的重要方向。
我国是以煤炭为主要能源的国家，各地均有大量大型燃煤电站，燃煤电厂本身具有的污染物处理系统非常齐全且高效，利用大型燃煤机组耦合生活垃圾气化技术，一方面可以无害化、减量化处理城市生活垃圾，同时减少新建垃圾气化发电厂的建设成本。因此，利用燃煤发电机组协同生活垃圾气化具有多重效益。
城市生活垃圾在气化过程中会产生大量的二噁英，虽然采用控制反应温度、延长反应时间、气化炉增加脱氯剂和激冷技术等技术能够减少二噁英的产生，但并不能从源头上避免二噁英的产生，仍需在尾部烟道加装活性炭二噁英脱除系统。在与大型燃煤机组耦合的过程中，城市生活垃圾气化会产生大量的HCl气体，含有HCl气体的合成气在煤粉锅炉燃烧后遗留的HCl会对炉膛内的受热面造成高温腐蚀，影响燃煤机组的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的是解决解决垃圾焚烧过程中烟气净化问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，包括锅炉，锅炉通过汽轮机带动发电机发电，其特征在于，还包括垃圾低温热解系统及垃圾干燥系统；
汽轮机抽汽作为垃圾低温热解系统的热源，从垃圾低温热解系统出来的垃圾热解产物依次经过旋风除尘器一、电捕焦油塔、HCI脱除系统后，由负压风机一送入锅炉炉膛；
垃圾低温热解系统出来的蒸汽作为垃圾干燥系统的热源，垃圾经由垃圾干燥系统干燥后送入垃圾低温热解系统，垃圾在垃圾干燥系统中干燥产生的气体依次经过旋风除尘器二、烘干气冷却塔后，由负压风机二送入锅炉炉膛；
从垃圾低温热解系统出来的燃料送入气化炉气化，气化炉产生的合成气经过至少气固分离装置将飞灰脱除后进入燃煤锅炉炉膛将飞灰脱除后进入锅炉炉膛。
优选地，还包括用于盛放垃圾的垃圾池，垃圾池内的垃圾经由螺旋进料系统送入所述垃圾干燥系统内。
优选地，所述烘干气冷却塔中烘干气中的水蒸气冷却后进入循环水池，循环水池中的水经由水处理系统进行处理，经过水处理系统处理后的一部分水返回循环水池，循环水池内的水经由循环水泵送回所述烘干气冷却塔，经过水处理系统处理后的一部分进入制浆塔，制浆塔产生的用来脱除HCl的脱除剂经由浆液泵送入所述HCl脱除系统。
优选地，经过所述水处理系统的除满足所述循环水池及所述制浆塔外的多余水排出至污水处理管网系统。
优选地，所述HCl脱除系统采用半干法脱除。
优选地，所述气化炉选用循环流化床气化炉。
优选地，所述气固分离装置包括一级气固分离装置和二级气固分离装置。
本发明提供的城市生活垃圾热解、气化耦合燃煤电站发电系统利用低温热解系统对城市生活垃圾进行低温热解，可以将城市生活垃圾中的HCl挥发出来并进行脱除，从源头上降低二噁英的生成量，同时避免了城市生活垃圾焚烧过程中产生的HCl对燃煤锅炉受热面的高温腐蚀问题，保障了大型燃煤机组受热面的安全性。
本发明采用气化炉耦合燃煤机组的方式，可以充分利用大型燃煤机组高效的烟气净化系统解决垃圾焚烧过程中烟气净化问题，极大地降低了城市生活垃圾焚烧处理的系统投资。大型燃煤机组的发电效率高，城市生活垃圾的热值可以进行高效率的利用。因此采用本发明提供的城市生活垃圾热解、气化耦合燃煤电站发电系统具有极大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明提供的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统的原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
结合图1，本发明提供的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统的工作过程是：
锅炉1出来的高温高压主蒸汽推动汽轮机2旋转，带动发电机3发电。锅炉1内产生的烟气经过空气预热器4、烟道内的烟气净化装置5后由烟囱6排出。
采用汽轮机2抽汽作为热源对进入垃圾低温热解系统10的垃圾进行热解，垃圾低温热解系统10最优温度范围控制在330～350℃。从垃圾低温热解系统10出来的垃圾热解产物经过旋风除尘器一11后，依次通过电捕焦油塔13、HCl脱除系统15和负压风机一21进入锅炉1的炉膛燃烧。HCl脱除系统15优先采用半干法脱除，采用半干法脱除不仅脱除效率高，而且不会产生大量的含有无机盐和重金属的废水。采用半干法脱除后，加装旋风除尘器对无机盐进行捕集回收再利用。
从垃圾低温热解系统10出来的蒸汽作为垃圾干化系统9的热源对进入垃圾干化系统9的垃圾进行干燥。在本实施例中，垃圾存储在垃圾池7内，垃圾池7内的垃圾经由螺旋进料系统8送入垃圾干燥系统9内干燥。干燥后的垃圾送入垃圾低温热解系统10。垃圾干燥产生的气体经过旋风除尘器二12后进入烘干气冷却塔14。烘干气冷却塔14中的烘干气中的水蒸气冷却后进入循环水池16，剩余的气体则通过负压风机二22送入锅炉1的炉膛燃烧。
冷凝下来的水进入循环水池16后引入到水处理系统17进行处理，处理后一部分水再返回循环水池16，由循环水泵19送回烘干气冷却塔14；一部分水进入制浆塔18，由制浆塔18产生用来脱除HCl的脱除剂，脱除剂经浆液泵20送入HCl脱除系统15对热解气中的HCl进行脱除；多余的水则外排进入污水处理管网系统。
从垃圾低温热解系统10出来的燃料送入气化炉23气化。在本实施例中，气化炉23优选为循环流化床气化炉，采用其它型式的气化炉也视为本专利的保护范围。循环流化床气化炉产生的合成气经过一级气固分离装置24和二级气固分离装置25将飞灰脱除后，进入锅炉1的炉膛燃烧。锅炉1的受热面吸热后，进入尾部烟道，在尾部烟道内经过烟气净化系统5后从烟囱6排入大气中。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，包括锅炉(1)，锅炉(1)通过汽轮机(2)带动发电机(3)发电，其特征在于，还包括垃圾低温热解系统(10)及垃圾干燥系统(9)；
汽轮机(2)抽汽作为垃圾低温热解系统(10)的热源，从垃圾低温热解系统(10)出来的垃圾热解产物依次经过旋风除尘器一(11)、电捕焦油塔(13)、HCl脱除系统(15)后，由负压风机一(21)送入锅炉(1)炉膛；
垃圾低温热解系统(10)出来的蒸汽作为垃圾干燥系统(9)的热源，垃圾经由垃圾干燥系统(9)干燥后送入垃圾低温热解系统(10)，垃圾在垃圾干燥系统(9)中干燥产生的气体依次经过旋风除尘器二(12)、烘干气冷却塔(14)后，由负压风机二(22)送入锅炉(1)炉膛；
从垃圾低温热解系统(10)出来的燃料送入气化炉(23)气化，气化炉(23)产生的合成气经过至少气固分离装置将飞灰脱除后进入燃煤锅炉炉膛将飞灰脱除后进入锅炉(1)炉膛。
2.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，还包括用于盛放垃圾的垃圾池(7)，垃圾池(7)内的垃圾经由螺旋进料系统(8)送入所述垃圾干燥系统(9)内。
3.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，所述烘干气冷却塔(14)中烘干气中的水蒸气冷却后进入循环水池(16)，循环水池(16)中的水经由水处理系统(17)进行处理，经过水处理系统(17)处理后的一部分水返回循环水池(16)，循环水池(16)内的水经由循环水泵(19)送回所述烘干气冷却塔(14)，经过水处理系统(17)处理后的一部分进入制浆塔(18)，制浆塔(18)产生的用来脱除HCl的脱除剂经由浆液泵(20)送入所述HCl脱除系统(15)。
4.如权利要求3所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，经过所述水处理系统(17)的除满足所述循环水池(16)及所述制浆塔(18)外的多余水排出至污水处理管网系统。
5.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，所述HCl脱除系统(15)采用半干法脱除。
6.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，所述气化炉(23)选用循环流化床气化炉。
7.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解气化耦合燃煤电站发电系统，其特征在于，所述气固分离装置包括一级气固分离装置(24)和二级气固分离装置(25)。
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