CN109442420B - 一种城市垃圾热解燃烧耦合燃煤电站发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市垃圾热解燃烧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化系统。通过本发明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，同时解决了垃圾焚烧过程中HCl的高低温腐蚀问题，保障了大型燃煤机组受热面的安全性。同时，大型燃煤机组的：1)烟气净化系统效率高，有效解决了城市生活垃圾焚烧过程中产生的环境问题；2)发电效率高，城市生活垃圾的热值可以进行高效率的利用。本发明提供的系统投资少，见效快，具有极大的经济效益和社会效益。

Description

一种城市垃圾热解燃烧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
随着我国社会经济的快速发展、城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生活垃圾的排放量逐年增加。国家统计局数据显示，2016年我国城市生活垃圾的清运量为20362万吨，按每年6％的增长率计算，预计到2020年，我国城市生活垃圾的清运量将达到25706万吨，“垃圾围城”已经成为制约许多城市发展、影响市民生活质量的重要因素之一。城市生活垃圾不仅占用大量的土地，破坏城市景观，而且对人类赖以生存的环境造成了持续性的污染，进而对人类的健康构成威胁。
目前，城市生活垃圾的处理方式主要有填埋、堆肥和焚烧等方法，统计数据显示2016年我国垃圾焚烧处理占比为41.2％，截至2020年，我国垃圾焚烧处理占比要达到50以上，其中东部及沿海城市垃圾焚烧处理占比要达到60％以上。
虽然我国目前已经建成多个城市生活垃圾焚烧厂，但是已有的生活垃圾焚烧厂处理能力已明显不足，各地仍需要建设大量的焚烧厂，但是城市生活垃圾直接焚烧仍然存在很多问题，例如设备昂贵，初投资很高，垃圾处理效果不佳，运行成本高，缺乏经济性等问题。同时垃圾焚烧过程中还会产生大量的二噁英，这些剧毒污染物吸附在颗粒物上，沉降到水体和土壤，然后通过食物链的富集作用进入人体，危害人类的身体健康。
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，利用大型燃煤机组掺烧城市生活垃圾一方面可以无害化、减量化处理城市生活垃圾，减少新建垃圾焚烧厂的建设成本，另一方面大型燃煤机组燃料能量利用率高，可以大幅提高城市生活垃圾热值的利用效率。因此，利用燃煤发电机组协同生活垃圾焚烧具有多重效益。但城市生活垃圾成分复杂，直接在大型燃煤机组掺烧可能会对原燃煤电站的灰渣二次利用产生影响，同时会对燃煤机组的受热面产生腐蚀作用，影响燃煤机组的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的是利用大型燃煤机组掺烧城市生活垃圾
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燃烧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化系统；
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一方面依次经过旋风除尘器一、脱油塔及脱氯塔后，由负压风机送入锅炉炉膛；从垃圾低温热解系统出来的垃圾热解产物另一方面送入高热值垃圾池内存储，高热值垃圾池内的高热值垃圾被送入位于锅炉外的外置式燃烧系统燃烧，外置式燃烧系统产生的高温烟气进入锅炉的炉膛；
垃圾低温热解系统出来的蒸汽作为垃圾干化系统的热源，垃圾经由垃圾干化系统干燥后送入垃圾低温热解系统，垃圾在垃圾干化系统中干燥产生的气体依次经过旋风除尘器二、脱油塔及脱氯塔后，由负压风机送入锅炉炉膛；
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，由垃圾粉碎进料系统将垃圾池内的垃圾粉碎，粉碎后的垃圾经由螺旋进料系统送入所述垃圾干化系统内。
通过本发明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，同时解决了垃圾焚烧过程中HCl的高低温腐蚀问题，保障了大型燃煤机组受热面的安全性。同时，大型燃煤机组的：1)烟气净化系统效率高，有效解决了城市生活垃圾焚烧过程中产生的环境问题；2)发电效率高，城市生活垃圾的热值可以进行高效率的利用。本发明提供的系统投资少，见效快，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燃烧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燃烧耦合燃煤电站发电系统的工作过程为：
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11的垃圾进行热解。垃圾低温热解系统11的最优温度范围控制在330～350℃，从垃圾低温热解系统 11出来的垃圾热解产物分为两部分：一部分经过旋风除尘器一18后，依次通过脱油塔14、脱氯塔15，由负压风机16进入锅炉1的炉膛；另外一部分作为高热值燃料存储在高热值垃圾池12中，高热值垃圾池12中的高热值燃料可以被送入外置式燃烧系统17燃烧。外置式燃烧系统17可以是旋风炉燃烧系统，也可以是炉排炉燃烧系统，或者其他类型的燃烧系统。外置式燃烧系统17产生的高温烟气进入锅炉1的炉膛，经过锅炉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装置5最后从烟囱6排入大气中
从垃圾低温热解系统11出来的蒸汽作为垃圾干化系统10的热源对进入垃圾干化系统10的垃圾进行干燥。垃圾在垃圾干化系统10中干燥产生的气体依次经过旋风除尘器二13、脱油塔14及脱氯塔15后，由负压风机16送入锅炉1炉膛。从垃圾干化系统10出来的蒸汽或凝结水可以再回收利用。城市生活垃圾先统一由垃圾池7收集，随后由垃圾粉碎系统8将垃圾池7内的垃圾粉碎后，再被螺旋进料系统9送入垃圾干化系统10进行干燥，干燥后的垃圾进入垃圾低温热解系统11进行热解。
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 (2)

1.一种城市垃圾热解燃烧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(11)及垃圾干化系统(10)；
汽轮机(2)抽汽作为垃圾低温热解系统(11)的热源，垃圾低温热解系统(11)的温度范围控制在330～350℃，从垃圾低温热解系统(11)出来的垃圾热解产物一方面依次经过旋风除尘器一(18)、脱油塔(14)及脱氯塔(15)后，由负压风机(16)送入锅炉(1)炉膛；从垃圾低温热解系统(11)出来的垃圾热解产物另一方面送入高热值垃圾池(12)内存储，高热值垃圾池(12)内的高热值垃圾被送入位于锅炉(1)外的外置式燃烧系统(17)燃烧，外置式燃烧系统(17)产生的高温烟气进入锅炉(1)的炉膛；
垃圾低温热解系统(11)出来的蒸汽作为垃圾干化系统(10)的热源，垃圾经由垃圾干化系统(10)干燥后送入垃圾低温热解系统(11)，垃圾在垃圾干化系统(10)中干燥产生的气体依次经过旋风除尘器二(13)、脱油塔(14)及脱氯塔(15)后，由负压风机(16)送入锅炉(1)炉膛；
从垃圾低温热解系统(11)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锅炉(1)炉膛。
2.如权利要求1所述的一种城市垃圾热解燃烧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)，由垃圾粉碎进料系统(8)将垃圾池(7)内的垃圾粉碎，粉碎后的垃圾经由螺旋进料系统(9)送入所述垃圾干化系统(10)内。
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