CN115493151A - 燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法，存储系统的出口与破碎筛分系统的入口连接，破碎筛分系统的出口与废弃物炭化系统的入口连接；高温烟气接口的入口与煤粉锅炉炉膛的尾部烟道连接，高温烟气接口的出口与废弃物炭化系统的入口连接；废弃物炭化系统的气态产物出口与风机系统的入口连接，废弃物炭化系统的固态产物出口与物料粉碎及给料系统的入口连接，风机系统的出口及物料粉碎及给料系统的出口通过混合管道与废弃物燃烧器的入口连接，废弃物燃烧器的出口与煤粉锅炉炉膛连接，该系统及方法能够提高废弃物燃烧时的燃尽率，降低后续烟气处理的成本。

Description

燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法

技术领域

本发明属于废弃物处置领域，涉及一种燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法。

背景技术

最近年，随着生态文明建设及“两山理论”实施，废弃物产量急速增加，同时常规的垃圾发电厂及焚烧炉处置能力呈现不足，且存在占地面积大、工艺复杂、污染物排放浓度高等不足，因此，废弃物资源化及无害化处置成为当地政府面临的难题。国家层面积极鼓励利用燃煤电厂热电丰富、炉膛燃烧温度高及尾部环保设施齐全等有利条件开展废弃物处置，但废弃物干湿形态各异不能满足煤粉锅炉悬浮燃烧的特殊要求，制约了废弃物处置在火电行业的发展，目前处于起步阶段，目前利用燃煤电厂处置城市废弃物的技术基本是对废弃物进行预处理，固态产物及气态产物分别通过不同的方式送入煤粉锅炉炉膛进行燃烧，其中固态产物主要通过原制粉系统等方式输送至锅炉燃烧，工艺系统复杂，固态产物送至锅炉炉膛时温度较低，容易对锅炉燃烧产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法，该系统及方法能够将废弃物全组分一起送至煤粉锅炉进行燃烧，同时有效提高废弃物进入炉膛时的温度至35℃以上，提高了废弃物的燃尽率，同时减小了对锅炉燃烧的影响，降低后续烟气处理的成本。

为达到上述目的，本发明所述的燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统包括存储系统、破碎筛分系统、上料系统、高温烟气接口、废弃物炭化系统、风机系统、废弃物燃烧器、煤粉锅炉炉膛及物料粉碎及给料系统；

存储系统的出口与破碎筛分系统的入口连接，破碎筛分系统的出口与废弃物炭化系统的入口连接；高温烟气接口的入口与煤粉锅炉炉膛的尾部烟道连接，高温烟气接口的出口与废弃物炭化系统的入口连接；废弃物炭化系统的气态产物出口与风机系统的入口连接，废弃物炭化系统的固态产物出口与物料粉碎及给料系统的入口连接，风机系统的出口及物料粉碎及给料系统的出口通过混合管道与废弃物燃烧器的入口连接，废弃物燃烧器的出口与煤粉锅炉炉膛连接。

破碎筛分系统的出口经上料系统与废弃物炭化系统的入口连接。

废弃物炭化系统的气态产物出口与风机系统的入口通过密封管道连接。

煤粉锅炉炉膛的出口经煤粉锅炉污染物脱除系统与烟囱的入口相连通。

本发明所述的基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法包括以下步骤：

存储系统中的废弃物在破碎筛分系统中进行废弃物筛分及破碎，再均匀输送至废弃物炭化系统，从高温烟气接口抽取高温烟气作为惰性介质送入废弃物炭化系统，高温惰性介质在废弃物炭化系统中对废弃物进行炭化，废弃物炭化过程中产生的气态产物从废弃物炭化系统的气态产物出口排出，再通过密闭管道经风机系统进入到混合管道中，固态产物经废弃物炭化系统的固态产物出口排至物料粉碎及给料系统中粉碎至微米级颗粒，以适应煤粉锅炉悬浮燃烧方式的要求，粉碎后的物料均匀给料至混合管道中，采用废弃物炭化系统排出的气态产物作为输送介质，将废弃物炭化产生的挥发分、有机气体及固态粉末全组分一次流程送至煤粉锅炉炉膛中进行无害化焚烧。输送介质温度不低于350℃，其温度高于锅炉二次风温度，有利于炭化产物在炉膛中充分燃烧。

废弃物炭化系统出口处的烟气温度不低于350℃。

废弃物炭化过程中产生的固态产物的温度小于300℃。

废弃物在破碎筛分系统破碎至50mm的粒径以下。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统及方法在具体操作时，从高温烟气接口抽取高温烟气作为惰性介质送入废弃物炭化系统，高温惰性介质在废弃物炭化系统中对废弃物进行炭化，碳化后的固态产物经废弃物炭化系统的固态产物出口排至物料粉碎及给料系统中粉碎至微米级颗粒，然后以废弃物炭化过程中产生的气态产物及抽取的烟气作为输送介质，将废弃物炭化产生的挥发分、有机气体及固态粉末全组分一次流程送至煤粉锅炉炉膛中进行无害化焚烧，需要说明的是，本发明在整个废弃物处理过程中，不进行降温处理，且热量损失较少，因此热值更高，以提高废弃物的燃尽率，继而降低后续烟气的处理成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为存储系统、2为破碎筛分系统、3为上料系统、4为高温烟气接口、5为废弃物炭化系统、6为风机系统、7为废弃物燃烧器、8为煤粉锅炉炉膛、9为物料粉碎及给料系统、10为煤粉锅炉污染物脱除系统。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本发明所述的燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统包括存储系统1、破碎筛分系统2、上料系统3、高温烟气接口4、废弃物炭化系统5、风机系统6、废弃物燃烧器7、煤粉锅炉炉膛8、物料粉碎及给料系统9及煤粉锅炉污染物脱除系统10；

存储系统1的出口与破碎筛分系统2的入口连接，破碎筛分系统2的出口与上料系统3的入口连接，上料系统3的出口与废弃物炭化系统5的入口连接；高温烟气接口4的入口与煤粉锅炉炉膛8的尾部烟道连接，高温烟气接口4的出口与废弃物炭化系统5的入口连接；废弃物炭化系统5的气态产物出口与风机系统6的入口连接，废弃物炭化系统5的固态产物出口与物料粉碎及给料系统9的入口连接，风机系统6的出口及物料粉碎及给料系统9的出口通过混合管道与废弃物燃烧器7的入口连接，废弃物燃烧器7的出口与煤粉锅炉炉膛8连接。

本发明所述基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法包括以下步骤：

存储系统1中的废弃物在破碎筛分系统2中进行废弃物筛分，以分离出金属及不可燃组分，并将剩余废弃物破碎至粒径小于50mm，再经上料系统3均匀输送至废弃物炭化系统5，从高温烟气接口4抽取500℃以上高温烟气作为惰性介质送入废弃物炭化系统5，高温惰性介质在废弃物炭化系统5中对废弃物进行炭化，废弃物炭化系统5出口处的烟气温度根据废弃物种类进行调节，为避免焦油冷凝，废弃物炭化系统5出口处的烟气温度不低于350℃，废弃物炭化过程中产生的气态产物从废弃物炭化系统5的气态产物出口排出，再通过密闭管道经风机系统6进入到混合管道中，废弃物炭化过程中产生的固态产物的温度小于300℃，固态产物经废弃物炭化系统5的固态产物出口排至物料粉碎及给料系统9中粉碎至微米级颗粒，以适应煤粉锅炉悬浮燃烧方式的要求，粉碎后的物料均匀给料至混合管道中，采用废弃物炭化系统5排出的气态产物作为输送介质，将废弃物炭化产生的挥发分、有机气体及固态粉末全组分一次流程送至煤粉锅炉炉膛8中进行无害化焚烧。输送介质温度不低于350℃，其温度高于锅炉二次风温度，有利于炭化产物在炉膛中充分燃烧。煤粉锅炉炉膛8中的1300℃-1600℃高温条件能够遏制废弃物焚烧过程中二噁英及前体物等有害物质的生成，避免烟气温降过程中的二次合成，焚烧产生的大气污染物经煤粉锅炉污染物脱除系统10进行高效脱除后，实现超低排放水平。

需要说明的是，本发明突破了燃煤锅炉对废弃物处置的技术瓶颈，最大程度利用燃煤电厂现有设施实现了废弃物资源化及无害化处置，工艺简捷、占地小，推动了废弃物处置行业及电力行业技术进步，提高了国家大型设备使用效率，有效节约社会资本及土地面积。

Claims (8)

1.一种燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统，其特征在于，包括存储系统(1)、破碎筛分系统(2)、高温烟气接口(4)、废弃物炭化系统(5)、风机系统(6)、废弃物燃烧器(7)、煤粉锅炉炉膛(8)及物料粉碎及给料系统(9)；

存储系统(1)的出口与破碎筛分系统(2)的入口连接，破碎筛分系统(2)的出口与废弃物炭化系统(5)的入口连接；高温烟气接口(4)的入口与煤粉锅炉炉膛(8)的尾部烟道连接，高温烟气接口(4)的出口与废弃物炭化系统(5)的入口连接；废弃物炭化系统(5)的气态产物出口与风机系统(6)的入口连接，废弃物炭化系统(5)的固态产物出口与物料粉碎及给料系统(9)的入口连接，风机系统(6)的出口及物料粉碎及给料系统(9)的出口通过混合管道与废弃物燃烧器(7)的入口连接，废弃物燃烧器(7)的出口与煤粉锅炉炉膛(8)连接。

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统，其特征在于，破碎筛分系统(2)的出口经上料系统(3)与废弃物炭化系统(5)的入口连接。

3.根据权利要求1所述的燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统，其特征在于，废弃物炭化系统(5)的气态产物出口与风机系统(6)的入口通过密封管道连接。

4.根据权利要求1所述的燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的系统，其特征在于，煤粉锅炉炉膛(8)的出口经煤粉锅炉污染物脱除系统(10)与烟囱的入口相连通。

5.一种基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

存储系统(1)中的废弃物在破碎筛分系统(2)中进行废弃物筛分及破碎，再均匀输送至废弃物炭化系统(5)，从高温烟气接口(4)抽取高温烟气作为惰性介质送入废弃物炭化系统(5)，高温惰性介质在废弃物炭化系统(5)中对废弃物进行炭化，废弃物炭化过程中产生的气态产物从废弃物炭化系统(5)的气态产物出口排出，再通过密闭管道经风机系统(6)进入到混合管道中，固态产物经废弃物炭化系统(5)的固态产物出口排至物料粉碎及给料系统(9)中粉碎至微米级颗粒，以适应煤粉锅炉悬浮燃烧方式的要求，粉碎后的物料均匀给料至混合管道中，采用废弃物炭化系统(5)排出的气态产物作为输送介质，将废弃物炭化产生的挥发分、有机气体及固态粉末全组分一次流程送至煤粉锅炉炉膛(8)中进行无害化焚烧。输送介质温度不低于350℃，其温度高于锅炉二次风温度，有利于炭化产物在炉膛中充分燃烧。

6.根据权利要求5所述的基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法，其特征在于，废弃物炭化系统(5)出口处的烟气温度不低于350℃。

7.根据权利要求5所述的基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法，其特征在于，废弃物炭化过程中产生的固态产物的温度小于300℃。

8.根据权利要求5所述的基于燃煤电厂煤粉锅炉一次流程处置城市废弃物的方法，其特征在于，废弃物在破碎筛分系统(2)破碎至50mm的粒径以下。

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