CN109654464A - 一种垃圾填埋气发电余热利用系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾填埋气发电余热利用系统及方法，所述系统包括软水制备单元、换热单元、取样单元、排污单元等辅助单元。本发明通过对填埋气发电机排放的高温烟气余热利用制备蒸汽。该方法实现了填埋气发电机排放的高温烟气余热回收，为后续垃圾填埋场渗滤液脱氨系统提供蒸汽热源，提高垃圾填埋气利用效率，节约能源。

Description

一种垃圾填埋气发电余热利用系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾填埋气发电余热利用技术领域，特别涉及一种垃圾填埋气发电余热利用系统及方法。

背景技术

在当前全球能源日益严重和经济高速发展及环境变化的背景下，各国对所需能源和环保的要求越来越高。两次能源危机的发生更是引起各国对能源利用的重视。节能已经成为解决现在能源危机问题的一个重要手段。

垃圾填埋气发电机的排烟温度高低不仅直接影响着发电机运行的经济性，而且发电机排烟温度较高，具有很大的节能潜力，烟气余热热利用的潜力未得到充分挖掘。发电机烟气中的余热未能得到有效利用和回收，不仅浪费能源，同时还会对环境造成热污染，因此迫切需要开发一种新型工艺系统用于垃圾填埋气发电排烟余热回收，降低排烟温度，提高垃圾填埋气利用效率、节约能源。

发明内容

本发明的目的在于针对垃圾填埋气发电排烟温度高的特点，提供了一套完整的垃圾填埋气发电余热利用系统，通过火管式换热器对填埋气发电机的排烟余热回收的方法，将发电机的排烟温度降低，制备蒸汽，为后续垃圾填埋场渗滤液脱氨系统提供蒸汽热源，实现能源高效利用，节约能源。

本发明的技术方案如下：一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，所述系统包括：

软水制备单元，厂区自来水经软水制备单元制成软化水，送入软化水箱缓存，软化水硬度≤0.03mmol/L；

换热单元，包括换热设备，软化水箱中的软化水经给水泵送入换热设备，在换热设备中与填埋气发电机排放的高温烟气进行热交换，产生饱和蒸汽，蒸汽进入分汽缸汇总后送至垃圾填埋场渗滤液脱氨系统使用；

取样单元，所述取样单元对送入换热设备的软化水及换热设备内部的软化水进行取样；

排污单元，换热设备排污水进入排污扩容器减压，由排污扩容器分离出的二次蒸汽进入软化水箱，排污水外排处置。

进一步地，所述软水制备单元中，软水装置采用全自动钠离子交换器。

进一步地，指换热设备为火管式换热器，包括前烟箱、换热腔和后烟箱，换热腔内设热管，所述热管一端连接前烟箱的烟气进口，另一端连接后烟箱的烟气出口，前烟箱的烟气进口连接填埋气发电机排烟口，后烟箱的烟气出口连接烟囱，换热腔设有软化水入口和蒸汽出口，软化水进入换热腔内，与通入热管的高温烟气进行热交换，软化水形成蒸汽后从蒸汽出口输出。

进一步地，所述换热设备前设置电动三通阀，所述电动三通阀的第一端与填埋气发电机的高温烟气输出端连接，第二端与换热设备连接，第三端与烟囱连通，填埋气发电机排放的高温烟气经电动三通阀后进入换热设备，进行热交换，若换热设备故障或检修时，发电机排放的高温烟气经电动三通阀控制直接排入大气。

进一步地，所述换热单元包括若干个火管式换热器，每一火管式换热器的烟气进口连接一个填埋气发电机排烟口，火管式换热器软化水入口通过给水母管与软水制备单元连接，给水母管与软水制备单元之间设给水泵，所述给水泵通过变频控制，保证给水母管压力恒定。

进一步地，换热腔中设磁翻板液位计或平衡容器差压变送器，其液位通过磁翻板液位计或平衡容器差压变送器控制。

进一步地，火管式换热器的蒸汽出口设有蒸汽流量计，可用于蒸汽流量计量及监控发电机运行状态。

进一步地，火管式换热器的烟气进口设温度变送器、压力变送器，可监控发电机工作状态。

进一步地，火管式换热器的后烟箱设爆破片，便于发电机异常工况下的烟气紧急排放。

进一步地，火管式换热器设有排污口，所述若干个火管式换热器的排污口均通过管道与排污扩容器的输入口连接，排污扩容器的出气口连接软化水箱，排污扩容器的出液口连接厂区雨水系统，火管式换热器的排污口排出的排污水进入排污扩容器减压，分离出二次蒸汽和废水，其中二次蒸汽进入软化水箱，提高系统给水温度，废水则排至厂区雨水系统。

本发明的另一目的在于提供一种利用垃圾填埋气发电烟气余热制备蒸汽方法，实现填埋气发电余热利用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种垃圾填埋气发电余热利用方法，包括如下步骤：

（1）：对厂区自来水采用全自动钠离子交换器进行软化处理；

（2）：对填埋气发电机排放的高温烟气送入火管式换热器，软化水与高温烟气在火管式换热器内间接换热，产生蒸汽，换热后的高温烟气则通过烟囱排出；

（3）：火管式换热器产生的蒸汽送入分汽缸汇总后送至垃圾填埋场渗滤液脱氨系统使用；

（4）：火管式换热器排污口的废气送入排污扩容器，排污扩容器分离出二次蒸汽和废热水，其中二次蒸汽进入软化水箱，提高系统给水温度，废热水则排至厂区雨水系统。

本发明通过换热器将垃圾填埋气发电排烟余热回收，既实现了填埋气发电机高温烟气余热利用，又提高了填埋气利用效率，工程经济效益和社会效益十分显著。本发明的有益效果具体如下：

1、本发明所提供的垃圾填埋气发电余热利用系统及方法将垃圾填埋气发电机排烟余热回收，实现了能源高效利用；

2、本发明所提供的垃圾填埋气发电余热利用系统及方法可大幅度降低发电机排烟温度，节约能源。

附图说明

图1为本发明实施例的垃圾填埋气发电余热利用系统简图。

图中包括：软水装置1，软化水箱2，给水泵3，填埋气发电机4，换热设备5，烟囱6，取样装置7，第一分汽缸8，第二分汽缸9，第三分汽缸10，厂区雨水系统11，排污扩容器12，垃圾填埋场渗滤液脱氨系统蒸汽供应端13。

具体实施方式

下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

请参见图1，图1示出了垃圾填埋气发电余热利用系统工艺流程，其中：

软水制备单元，厂区自来水经全自动软水装置1制成软化水，送入软化水箱2缓存，软化水硬度≤0.03mmol/L。

换热单元，软化水经给水泵3送入换热设备5，与填埋气发电机4排放的高温烟气进行热交换，产生饱和蒸汽，蒸汽进入分汽缸汇总后送至后续的垃圾填埋场渗滤液脱氨系统使用。

取样单元，包括设置在换热设备本体上或者位于换热设备外的取样装置7，用于对换热设备运行中的给水、炉水进行取样。

排污单元，换热设备排污水进入排污扩容器减压，回收二次蒸汽用于加热给水，排污水外排处置。

进一步地，所述软水制备单元中，软水装置采用全自动钠离子交换器。

进一步地，换热设备为火管式换热器，包括前烟箱、换热腔和后烟箱，换热腔内设热管，所述热管一端连接前烟箱的烟气进口，另一端连接后烟箱的烟气出口，前烟箱的烟气进口连接填埋气发电机排烟口，后烟箱的烟气出口连接烟囱，换热腔设有软化水入口和蒸汽出口，软化水进入换热腔内，与通入热管的高温烟气进行热交换，软化水形成蒸汽后从蒸汽出口输出。

进一步地，所述取样单元包括设置在换热腔的软化水入口以及换热腔内的取样装置，用于对换热设备运行中的给水（送至换热腔的软化水）、炉水（换热腔内的软化水）进行取样。

进一步地，所述换热设备前设置电动三通阀，所述电动三通阀的第一端与填埋气发电机的高温烟气输出端连接，第二端与换热设备连接，第三端与烟囱连通，填埋气发电机排放的高温烟气经电动三通阀后进入换热设备，进行热交换，若换热设备故障或检修时，发电机排放的高温烟气经电动三通阀控制直接排入大气。

进一步地，所述换热单元包括若干个火管式换热器，每一火管式换热器的烟气进口连接一个填埋气发电机排烟口，火管式换热器软化水入口通过给水母管与软水制备单元连接，给水母管与软水制备单元之间设给水泵，所述给水泵通过变频控制，保证给水母管压力恒定。

进一步地，换热腔中设磁翻板液位计或平衡容器差压变送器，其液位通过磁翻板液位计或平衡容器差压变送器控制。

进一步地，火管式换热器的蒸汽出口设有蒸汽流量计，可用于蒸汽流量计量及监控发电机运行状态。

进一步地，火管式换热器的烟气进口设温度变送器、压力变送器，可监控发电机工作状态。

进一步地，火管式换热器的后烟箱设爆破片，便于发电机异常工况下的烟气紧急排放。

进一步地，火管式换热器设有排污口，所述若干个火管式换热器的排污口均通过管道与排污扩容器的输入口连接，排污扩容器的出气口连接软化水箱，排污扩容器的出液口连接厂区雨水系统，火管式换热器内软化水产生蒸汽后余留下的废水由火管式换热器的排污口排出，排污废水进入排污扩容器减压，分离出二次蒸汽和废水，其中二次蒸汽进入软化水箱，提高系统给水温度，废水则排至厂区雨水系统。

进一步地，本发明的余热利用系统设置第一分汽缸8、第二分汽缸9和第三分汽缸10，其中第一分汽缸各进气口与所述若干个火管式换热器中部分火管式换热器的蒸汽出口连接，第二分汽缸的各进气口与所述若干个火管式换热器中其他火管式换热器的蒸汽出口连接，所述第一分汽缸的出气端与第二分汽缸的另外一个进气口连接，第二分汽缸的出气端与第三分汽缸的一个进气口连接，所述第三分汽缸的另一进气口还与其他余热回收设备连接，所述第三分汽缸的出气端连接至垃圾填埋场渗滤液脱氨系统蒸汽供应端13。分汽缸中其他输入输出端与本发明无关，因此在说明书和附图中不再具体说明。

并且，在该实施例中，在第二分汽缸设置压力检测器，根据压力检测器检测的数据，调节火管式换热器前的电动三通阀的开度，保证蒸汽流量供需平衡。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，所述系统包括：

软水制备单元，厂区自来水经软水制备单元制成软化水，送入软化水箱缓存，软化水硬度≤0.03mmol/L；

换热单元，包括换热设备，软化水箱中的软化水经给水泵送入换热设备，在换热设备中与填埋气发电机排放的高温烟气进行热交换，产生饱和蒸汽，蒸汽进入分汽缸汇总后送至垃圾填埋场渗滤液脱氨系统使用；

取样单元，所述取样单元对送入换热设备的软化水及换热设备内部的软化水进行取样；

排污单元，换热设备排污水进入排污扩容器减压，由排污扩容器分离出的二次蒸汽进入软化水箱，排污水外排处置。

2.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，所述软水制备单元软水装置采用全自动钠离子交换器。

3.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，换热设备为火管式换热器，包括前烟箱、换热腔和后烟箱，换热腔内设热管，所述热管一端连接前烟箱的烟气进口，另一端连接后烟箱的烟气出口，前烟箱的烟气进口连接填埋气发电机排烟口，后烟箱的烟气出口连接烟囱，换热腔设有软化水入口和蒸汽出口，软化水进入换热腔内，与通入热管的高温烟气进行热交换，软化水形成蒸汽后从蒸汽出口输出。

4.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，所述换热设备前设置电动三通阀，所述电动三通阀的第一端与填埋气发电机的高温烟气输出端连接，第二端与换热设备连接，第三端与烟囱连通，填埋气发电机排放的高温烟气经电动三通阀后进入换热设备，进行热交换，若换热设备故障或检修时，发电机排放的高温烟气经电动三通阀控制直接排入大气。

5.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，所述换热单元包括若干个火管式换热器，每一火管式换热器的烟气进口连接一个填埋气发电机排烟口，火管式换热器软化水入口通过给水母管与软水制备单元连接，给水母管与软水制备单元之间设给水泵，所述给水泵通过变频控制，保证给水母管压力恒定。

6.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，换热腔中设磁翻板液位计或平衡容器差压变送器，其液位通过磁翻板液位计或平衡容器差压变送器控制。

7.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，火管式换热器的蒸汽出口设有蒸汽流量计，可用于蒸汽流量计量及监控发电机运行状态。

8.如权利要求1所述的一种垃圾填埋气发电余热利用系统，其特征在于，火管式换热器设有排污口，所述若干个火管式换热器的排污口均通过管道与排污扩容器的输入口连接，排污扩容器的出气口连接软化水箱，排污扩容器的出液口连接厂区雨水系统，火管式换热器的排污口排出的排污水进入排污扩容器减压，分离出二次蒸汽和废水，其中二次蒸汽进入软化水箱，提高系统给水温度，废水则排至厂区雨水系统。

9.一种垃圾填埋气发电余热利用方法，包括如下步骤：

（1）：对厂区自来水采用全自动钠离子交换器进行软化处理；

（2）：对填埋气发电机排放的高温烟气送入火管式换热器，软化水与高温烟气在火管式换热器内间接换热，产生蒸汽，换热后的高温烟气则通过烟囱排出；

（3）：火管式换热器产生的蒸汽送入分汽缸汇总后送至垃圾填埋场渗滤液脱氨系统使用；

（4）：火管式换热器排污口的废气送入排污扩容器，排污扩容器分离出二次蒸汽和废热水，其中二次蒸汽进入软化水箱，提高系统给水温度，废热水则排至厂区雨水系统。