CN110701616A - 一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统及方法，该系统包括干燥热解炉、喷淋塔、沉降槽、热解气燃烧锅炉、垃圾热解半焦焚烧锅炉、发电系统和烟气处理系统，干燥热解炉的气体出口与喷淋塔的气体入口相连通，干燥热解炉的固体出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉相连通，喷淋塔的气体出口与热解气燃烧锅炉相连通，热解气燃烧锅炉的高温烟气出口与干燥热解炉的入口和垃圾热解半焦焚烧锅炉相连通，垃圾热解半焦焚烧锅炉的出口与烟气处理系统相连通。本发明可以将城市生活垃圾先干燥后热解，之后在进行焚烧，实现垃圾的减量化，减少二噁英的生成。

Description

一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统及方法
技术领域
本发明涉及城市生活垃圾处理设备领域，尤其是涉及一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统及方法。
背景技术
目前城市生活垃圾的处理方法主要有堆肥、填埋和焚烧三种。其中，堆肥处理，要求垃圾中有机物含量高，而且堆肥技术也存在明显的缺点不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低，仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。填埋是我国大多数城市处理生活垃圾的最主要方法，需要占用大量的土地，大多数垃圾填埋没有经过无害化处理，在垃圾填埋之后，会产生沼气和垃圾渗滤液等，其中的有害成分对大气、土壤、地表水体和地下水造成严重污染，破坏生态环境甚至危害人体健康。垃圾焚烧技术对垃圾进行焚烧处理减容、减量及无害化程度都很高，焚烧过程产生的热量用来发电，可以实现垃圾的能源化，是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染问题，尤其是易产生剧毒物二噁英，成为制约垃圾焚烧推广应用的瓶颈。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统及方法，可以实现垃圾的减量化，同时降低二噁英的排放。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，包括干燥热解炉1、喷淋塔2、沉降槽4、热解气燃烧锅炉5、垃圾热解半焦焚烧锅炉6、发电系统7和烟气处理系统8，所述的干燥热解炉1的气体出口与喷淋塔2的气体入口相连通，干燥热解炉1的固体出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通，喷淋塔2的气体出口与热解气燃烧锅炉5相连通，喷淋塔2的液体出口与沉降槽4相连通，沉降槽4的上部出口与热解气燃烧锅炉5相连通，沉降槽4的中部出口与喷淋塔2的液体入口相连通，沉降槽4的下部出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通；所述的热解气燃烧锅炉5的高温烟气出口与干燥热解炉1的入口和垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通；所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉6的出口与烟气处理系统8相连通；所述发电系统7的换热工质出口与热解气燃烧锅炉5的换热工质入口相连通，热解气燃烧锅炉5的换热工质出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6的换热工质入口相连通，垃圾热解半焦焚烧锅炉6的换热工质出口与发电系统7的换热工质入口相连通。
所述的喷淋塔2气体出口与热解气燃烧锅炉5之间设置有脱氯罐3。
所述的烟气处理系统8的出口与大气相连通，尾气直接放空。
所述的干燥热解炉1采用移动床方式运行。
所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉6为循环流化床锅炉或煤粉锅炉。
所述的热解气燃烧锅炉5和垃圾热解半焦焚烧锅炉6所需的空气来自垃圾储存库空间内的空气。
一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电方法，经过破碎后的城市生活垃圾进入干燥热解炉1，与来自热解气燃烧锅炉5的高温烟气接触，垃圾在干燥热解炉1中先进行干燥脱水，再热解形成垃圾热解半焦从干燥热解炉1底部出口排出进入垃圾热解半焦焚烧锅炉6，垃圾经过热解和干燥后产生的气体从干燥热解炉1上部排出进入喷淋塔2，气体经过喷淋塔2中喷淋的垃圾渗滤液冷却后，其中的水蒸气冷凝成水，焦油蒸汽冷凝成焦油，与喷淋的过量的垃圾渗滤液一起从喷淋塔2的底部进入沉降槽4，经过喷淋后的气体进入热解气燃烧锅炉5；
进入沉降槽4中的焦油和垃圾渗滤液不能互溶，在沉降槽中经过一定时间的静置沉降，焦油和垃圾渗滤液会分层，焦油在上层，垃圾渗滤液在下层，抽取沉降槽4上层的焦油进入热解气焚烧炉5与热解气一同燃烧，抽取沉降槽4中部的垃圾渗滤液送入喷淋塔2的顶部用于喷淋气体，多余的垃圾渗滤液连同沉降槽4底部的杂质一起从沉降槽4底部送入垃圾热解半焦焚烧锅炉6；
经过喷淋后的气体进入脱氯罐3脱氯后，送入热解气焚烧锅炉5，热解气中的可燃组分与来自沉降槽4的焦油和来自大气中的空气混合后燃烧，放出热量，加热来自于发电系统7的换热工质，换热工质经过热解气焚烧锅炉5加热后进入垃圾热解半焦焚烧锅炉6继续吸热，燃烧产生的高温烟气一部分进入干燥热解炉1用于加热垃圾，为垃圾的热解和干燥提供热量，另一部分烟气送入垃圾热解半焦焚烧锅炉6；
来自干燥热解炉1的垃圾热解半焦与空气在垃圾热解半焦焚烧锅炉6中混合燃烧，释放出热量，加热来自热解气燃烧锅炉5的换热工质，换热工质在垃圾热解半焦焚烧锅炉6中吸热后进入发电系统7做功发电，降温后继续进入热解气燃烧锅炉5吸热；燃烧产生的高温烟气与来自沉降槽4底部的垃圾渗滤液和杂质接触，将垃圾渗滤液中的有害物质完全燃烧，之后烟气进入烟气处理系统8，经过脱硝、脱硫和除尘等处理后，烟气排放入大气。
和现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明可以将城市生活垃圾先干燥后热解，之后再进行焚烧，实现垃圾的减量化，热解后形成的垃圾热解半焦热值高，氯含量降低，作为焚烧燃料时，燃烧温度高，可以大大降低二噁英的生成。热解气经过脱氯处理，燃烧时可以进一步降低二噁英的生成。
沉降槽保证了垃圾渗滤液与焦油的较长时间接触，垃圾渗滤液中的部分有机物会迁移到焦油中，降低了垃圾渗滤液中的有害物质含量，降低了垃圾渗滤液的处理难度。焦油作为高热值燃料送入热解气燃烧锅炉中燃烧，提高了热解气燃烧锅炉的温度，实现了焦油的利用。
多余的垃圾渗滤液进入垃圾热解半焦焚烧锅炉，与高温烟气反应，其中的有害物质完全燃烧，无垃圾渗滤液排出系统外。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
其中，1为干燥热解炉、2为喷淋塔、3为脱氯罐、4为沉降槽、5为热解气燃烧锅炉、6为垃圾热解半焦焚烧锅炉、7为发电系统、8烟气处理系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1，本发明所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，包括干燥热解炉1、喷淋塔2、沉降槽4、热解气燃烧锅炉5、垃圾热解半焦焚烧锅炉6、发电系统7和烟气处理系统8，所述的干燥热解炉1的气体出口与喷淋塔2的气体入口相连通，干燥热解炉1的固体出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通，喷淋塔2的气体出口与热解气燃烧锅炉5相连通，喷淋塔2的液体出口与沉降槽4相连通，沉降槽4的上部出口与热解气燃烧锅炉5相连通，沉降槽4的中部出口与喷淋塔2的液体入口相连通，沉降槽4的下部出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通；所述的热解气燃烧锅炉5的高温烟气出口与干燥热解炉1的入口和垃圾热解半焦焚烧锅炉6相连通；所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉6的出口与烟气处理系统8相连通；所述发电系统7的换热工质出口与热解气燃烧锅炉5的换热工质入口相连通，热解气燃烧锅炉5的换热工质出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉6的换热工质入口相连通，垃圾热解半焦焚烧锅炉6的换热工质出口与发电系统7的换热工质入口相连通。
作为本发明的优选实施方式，所述的喷淋塔2气体出口与热解气燃烧锅炉5之间设置有脱氯罐3，热解气经过脱氯处理，燃烧时可以进一步降低二噁英的生成。
作为本发明的优选实施方式，所述的烟气处理系统8的出口与大气相连通，尾气直接放空。
作为本发明的优选实施方式，所述的干燥热解炉1采用移动床方式运行。
作为本发明的优选实施方式，所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉6为循环流化床锅炉或煤粉锅炉。
作为本发明的优选实施方式，所述的热解气燃烧锅炉5和垃圾热解半焦焚烧锅炉6所需的空气来自垃圾储存库空间内的空气。
如图1所示，本发明一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电方法，经过破碎后的城市生活垃圾进入干燥热解炉1，与来自热解气燃烧锅炉5的高温烟气接触，垃圾在干燥热解炉1中先进行干燥脱水，再热解形成垃圾热解半焦从干燥热解炉1底部出口排出进入垃圾热解半焦焚烧锅炉6，垃圾经过热解和干燥后产生的气体从干燥热解炉1上部排出进入喷淋塔2，气体经过喷淋塔2中喷淋的垃圾渗滤液冷却后，其中的水蒸气冷凝成水，焦油蒸汽冷凝成焦油，与喷淋的过量的垃圾渗滤液一起从喷淋塔2的底部进入沉降槽4，经过喷淋后的气体进入热解气燃烧锅炉5。
进入沉降槽4中的焦油和垃圾渗滤液不能互溶，在沉降槽中经过一定时间的静置沉降，焦油和垃圾渗滤液会分层，焦油在上层，垃圾渗滤液在下层，垃圾渗滤液中原有的一部分有机物由于在焦油中的溶解度更高也会进入焦油中，降低垃圾渗滤液中的有害物质含量。抽取沉降槽4上层的焦油进入热解气焚烧炉5与热解气一同燃烧，抽取沉降槽4中部的垃圾渗滤液送入喷淋塔2的顶部用于喷淋气体，由于用于喷淋的垃圾渗滤液量一定，而垃圾的干燥和热解会源源不断的产生垃圾渗滤液，多余的垃圾渗滤液连同沉降槽4底部的油渣等杂质一起从沉降槽4底部送入垃圾热解半焦焚烧锅炉6。
经过喷淋后的气体进入脱氯罐3脱氯后，送入热解气焚烧锅炉5，热解气中的甲烷等可燃组分与来自沉降槽4的焦油和来自大气中的空气混合后燃烧，放出热量，加热来自于发电系统7的换热工质，换热工质经过热解气焚烧锅炉5加热后进入垃圾热解半焦焚烧锅炉6继续吸热，燃烧产生的高温烟气一部分进入干燥热解炉1用于加热垃圾，为垃圾的热解和干燥提供热量，另一部分烟气送入垃圾热解半焦焚烧锅炉6，一方面可以提高垃圾热解半焦焚烧锅炉6的燃烧温度，另一方面可以利用垃圾热解半焦焚烧锅炉6的烟气处理系统7。
来自干燥热解炉1的垃圾热解半焦与空气在垃圾热解半焦焚烧锅炉6中混合燃烧，释放出热量，加热来自热解气燃烧锅炉5的换热工质，换热工质在垃圾热解半焦焚烧锅炉6中吸热后进入发电系统7做功发电，降温后继续进入热解气燃烧锅炉5吸热。燃烧产生的高温烟气与来自沉降槽4底部的垃圾渗滤液和杂质接触，将垃圾渗滤液中的有害物质完全燃烧，之后烟气进入烟气处理系统8，经过脱硝、脱硫和除尘等处理后，烟气排放入大气。
需要指出的是，上述实施例只为说明本发明的技术构思和特点，具体的实施方法，如干燥热解炉1的运行方式、垃圾热解半焦焚烧锅炉6的类型等等仍可进行修改和改进，但都不会由此而背离权利要求书中所规定的本发明的范围和基本精神。

Claims (7)

1.一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，包括干燥热解炉(1)、喷淋塔(2)、沉降槽(4)、热解气燃烧锅炉(5)、垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)、发电系统(7)和烟气处理系统(8)，所述的干燥热解炉(1)的气体出口与喷淋塔(2)的气体入口相连通，干燥热解炉(1)的固体出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)相连通，喷淋塔(2)的气体出口与热解气燃烧锅炉(5)相连通，喷淋塔(2)的液体出口与沉降槽(4)相连通，沉降槽(4)的上部出口与热解气燃烧锅炉(5)相连通，沉降槽(4)的中部出口与喷淋塔(2)的液体入口相连通，沉降槽(4)的下部出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)相连通；
所述的热解气燃烧锅炉(5)的高温烟气出口与干燥热解炉(1)的入口和垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)相连通；
所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)的出口与烟气处理系统(8)相连通；
所述发电系统(7)的换热工质出口与热解气燃烧锅炉(5)的换热工质入口相连通，热解气燃烧锅炉(5)的换热工质出口与垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)的换热工质入口相连通，垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)的换热工质出口与发电系统(7)的换热工质入口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，所述的喷淋塔(2)气体出口与热解气燃烧锅炉(5)之间设置有脱氯罐(3)。
3.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，所述的烟气处理系统(8)的出口与大气相连通，尾气直接放空。
4.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，所述的干燥热解炉(1)采用移动床方式运行。
5.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，所述的垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)为循环流化床锅炉或煤粉锅炉。
6.根据权利要求1所述的一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电系统，其特征在于，所述的热解气燃烧锅炉(5)和垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)所需的空气来自垃圾储存库空间内的空气。
7.一种城市生活垃圾干燥热解焚烧发电方法，其特征在于：
经过破碎后的城市生活垃圾进入干燥热解炉(1)，与来自热解气燃烧锅炉(5)的高温烟气接触，垃圾在干燥热解炉(1)中先进行干燥脱水，再热解形成垃圾热解半焦从干燥热解炉(1)底部出口排出进入垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)，垃圾经过热解和干燥后产生的气体从干燥热解炉(1)上部排出进入喷淋塔(2)，气体经过喷淋塔(2)中喷淋的垃圾渗滤液冷却后，其中的水蒸气冷凝成水，焦油蒸汽冷凝成焦油，与喷淋的过量的垃圾渗滤液一起从喷淋塔(2)的底部进入沉降槽(4)，经过喷淋后的气体进入热解气燃烧锅炉(5)；
进入沉降槽(4)中的焦油和垃圾渗滤液不能互溶，在沉降槽中经过一定时间的静置沉降，焦油和垃圾渗滤液会分层，焦油在上层，垃圾渗滤液在下层，抽取沉降槽(4)上层的焦油进入热解气焚烧炉(5)与热解气一同燃烧，抽取沉降槽(4)中部的垃圾渗滤液送入喷淋塔(2)的顶部用于喷淋气体，多余的垃圾渗滤液连同沉降槽(4)底部的杂质一起从沉降槽(4)底部送入垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)；
经过喷淋后的气体进入脱氯罐(3)脱氯后，送入热解气焚烧锅炉(5)，热解气中的可燃组分与来自沉降槽(4)的焦油和来自大气中的空气混合后燃烧，放出热量，加热来自于发电系统(7)的换热工质，换热工质经过热解气焚烧锅炉(5)加热后进入垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)继续吸热，燃烧产生的高温烟气一部分进入干燥热解炉(1)用于加热垃圾，为垃圾的热解和干燥提供热量，另一部分烟气送入垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)；
来自干燥热解炉(1)的垃圾热解半焦与空气在垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)中混合燃烧，释放出热量，加热来自热解气燃烧锅炉(5)的换热工质，换热工质在垃圾热解半焦焚烧锅炉(6)中吸热后进入发电系统(7)做功发电，降温后继续进入热解气燃烧锅炉(5)吸热；燃烧产生的高温烟气与来自沉降槽(4)底部的垃圾渗滤液和杂质接触，将垃圾渗滤液中的有害物质完全燃烧，之后烟气进入烟气处理系统(8)，经过脱硝、脱硫和除尘等处理后，烟气排放入大气。
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