CN117509785A - 一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法，该系统包括垃圾焚烧锅炉、烟气换热器、蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器、废水蒸发预处理池和余热蒸发结晶器，垃圾焚烧锅炉与烟气换热器、空气压缩机、余热换热器和蒸汽空预器相连通，余热蒸发结晶器与蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器和废水蒸发预处理池相连通，蒸汽透平机与烟气换热器和空气压缩机相连通。本发明将垃圾电厂余热利用、渗滤液零排放及压缩空气系统有机耦合，合理利用尾部烟气的余热，并利用余热蒸发结晶器产生的蒸汽预热垃圾焚烧炉助燃风，在实现垃圾焚烧电站余热利用的同时提高全厂能量效率，实现整个垃圾发电系统的高效经济运行。

Description

一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法

技术领域

本发明属于垃圾渗滤液零排放及压缩空气制作技术领域，具体涉及一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法。

背景技术

目前，垃圾焚烧余热锅炉设计锅炉出口烟温为190℃～210℃，随着生活水平的不断提高，生活垃圾热值逐渐提高，同时由于锅炉内部存在结焦或者积灰等情况，导致部分垃圾焚烧电站余热锅炉出口排烟温度比设计值更高，这部分能量随着烟气经过烟囱直接排放至环境中，导致全厂热效率的降低以及能量的浪费。

垃圾电站的蒸汽空预器普遍采用汽轮机本体一段抽汽或汽轮机主蒸汽作为加热汽源，加热后蒸汽疏水温度普遍较高，一般为湿蒸汽状态，直接回收至除氧器，使得除氧器不能完全回收循环系统中的疏水量，甚至可能造成除氧器产生沸腾现象，影响除氧效果，造成能量的浪费。

大量存在的垃圾电厂渗滤液处理难度大，目前通常经过预处理后送入膜浓缩装置进行浓缩，产水率通常只有40％～60％，其浓水最终通常被喷入垃圾焚烧炉进行汽化，经常导致燃烧恶化，特别是大幅降低焚烧炉的产汽量，严重影响汽轮机发电量，且运行费用很高。此外，厂内其它主工艺污水例如除盐水浓水、冷却塔排污水、冲洗水等的生成量和排放量均较大，若不加利用的话会造成水资源的较大浪费。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，包括垃圾焚烧锅炉、烟气换热器、蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器、废水蒸发预处理池和余热蒸发结晶器，所述垃圾焚烧锅炉分别与烟气换热器、空气压缩机、余热换热器和蒸汽空预器相连通，所述余热蒸发结晶器分别与蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器和废水蒸发预处理池相连通，所述蒸汽透平机分别与烟气换热器和空气压缩机相连通。

进一步的，所述系统还包括布袋除尘器和烟囱，所述垃圾焚烧锅炉、布袋除尘器、烟气换热器和烟囱顺序连通。

进一步的，所述系统还包括储气罐和除氧器，所述空气压缩机的出水口与除氧器的进水口相连通再连通垃圾焚烧锅炉，所述空气压缩机与储气罐相连通。

进一步的，所述系统还包括鼓风机，所述鼓风机与余热换热器相连通。

进一步的，所述系统还包括固化装置，所述余热蒸发结晶器的高浓水或结晶盐的出口和垃圾焚烧锅炉产生的飞灰S的出口分别与固化装置的进料口相通，所述余热蒸发结晶器采用石墨烯立式防结垢蒸发换热及分盐结晶结构，所述固化装置采用飞灰螯合固化设施或陶粒造粒装置。

进一步的，所述烟气换热器的高温出口与蒸汽透平机的蒸汽进口相连通，所述蒸汽透平机的乏汽出口与烟气换热器的低温进口相连通。

进一步的，所述废水蒸发预处理池的渗滤液出口与余热蒸发结晶器的料液进口相连通，所述余热蒸发结晶器的凝结水出口与空气压缩机的冷却水进口相连通，所述余热蒸发结晶器的热源进口与蒸汽空预器的出口相连通，所述余热蒸发结晶器的二次蒸汽出口分别与蒸汽透平机的蒸汽进口、余热换热器的高温侧进口以及余热蒸发结晶器的蒸汽再循环进口相连通。

进一步的，所述余热蒸发结晶器的再循环加热凝结水N的出口和余热换热器的凝结水N的出口分别与厂内工艺原水管相连通。

本发明还公开了一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作方法，包括以下步骤：

将垃圾电厂渗滤液Q0送入废水蒸发预处理池中进行预处理，预处理后的浓水Q1送入余热蒸发结晶器中；

浓水Q1在余热蒸发结晶器中被蒸汽空预器蒸汽加热侧产生的蒸汽疏水加热蒸发、浓缩或结晶，蒸汽放热后产生的凝结水进入空气压缩机冷却压缩空气，吸热后的热水通过除氧器送入垃圾焚烧锅炉；

余热蒸发结晶器的高浓水或结晶盐与飞灰S一并送入固化装置中，转化为建材原料或填埋固废E；

余热蒸发结晶器的污水侧二次蒸汽分成3部分：第一部分进入余热换热器，预热垃圾焚烧炉助燃风，以提高助燃风的温度；第二部分再循环，返回至余热蒸发结晶器，对预处理后渗滤液浓水进行辅助加热蒸发、浓缩或结晶；第三部分进入蒸汽透平机做功，带动空气压缩机制作厂里所需的压缩空气，送入储气罐中；

蒸汽透平机的乏汽进入烟气换热器，被垃圾焚烧锅炉排出的尾部烟气余热加热产生的蒸汽与渗滤液浓水污水产生的第三部分蒸汽混合进入蒸汽透平机，继续做功，带动空气压缩机制作压缩空气，送入储气罐中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法，该系统包括垃圾焚烧锅炉、烟气换热器、蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器、废水蒸发预处理池和余热蒸发结晶器，垃圾焚烧锅炉分别与烟气换热器、空气压缩机、余热换热器和蒸汽空预器相连通，余热蒸发结晶器分别与蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器和废水蒸发预处理池相连通，蒸汽透平机分别与烟气换热器和空气压缩机相连通。本发明提供的垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统及方法中，合理利用垃圾焚烧锅炉尾部烟气的余热，并利用余热蒸发结晶器产生的蒸汽预热垃圾焚烧炉助燃风，以提高助燃风的温度，在实现垃圾焚烧电厂余热利用的同时，提高了全厂能量效率；无需再将大量垃圾渗滤液喷入垃圾焚烧炉，能够显著提高垃圾焚烧炉的产汽量和燃烧过程的稳定性，垃圾焚烧炉的热效率及发电量可提高10％～20％；垃圾渗滤液中的固形物最终通过固化实现无害化乃至资源化，绿色环保；将垃圾电厂余热利用、渗滤液零排放及压缩空气系统有机耦合，实现整个垃圾发电系统的高效、经济运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中，1-垃圾焚烧锅炉，2-布袋除尘器，3-烟气换热器，4-烟囱，5-蒸汽透平，6-空气压缩机，7-储气罐，8-除氧器，9-鼓风机，10-余热换热器，11-蒸汽空预器，12-废水蒸发预处理池，13-余热蒸发结晶器，14-固化装置。

具体实施方式

下面对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

如图1所示，一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，包括垃圾焚烧锅炉1、布袋除尘器2、烟气换热器3、烟囱4、蒸汽透平机5、空气压缩机6、储气罐7、除氧器8、鼓风机9、余热换热器10、蒸汽空预器11、废水蒸发预处理池12、余热蒸发结晶器13和固化装置14，其中，垃圾焚烧锅炉1、布袋除尘器2、烟气换热器3、烟囱4顺序连通，垃圾焚烧锅炉1还与除氧器8、余热换热器10、蒸汽空预器11相连通，鼓风机9与余热换热器10相连通，烟气换热器3的高温出口与蒸汽透平机5的蒸汽进口相连通，蒸汽透平机5的乏汽出口与烟气换热器3的低温进口相连通，空气压缩机6的出水口与除氧器8的进水口相连通，空气压缩机6还与蒸汽透平机5和储气罐7相连通，废水蒸发预处理池12的渗滤液出口与余热蒸发结晶器13的料液进口相连通，余热蒸发结晶器13的凝结水出口与空气压缩机6的冷却水进口相连通，余热蒸发结晶器13的热源进口与蒸汽空预器11的出口相连通，余热蒸发结晶器13的驱动热源采用高温热水(蒸汽空预器11的蒸汽疏水)，余热蒸发结晶器13的二次蒸汽Q2的出口分别与蒸汽透平机5的蒸汽进口、余热换热器10的高温侧进口以及余热蒸发结晶器13的蒸汽再循环进口相连通，余热蒸发结晶器13还与固化装置14相连通，余热蒸发结晶器13的再循环加热凝结水N的出口和余热换热器10的凝结水N的出口分别与厂内工艺原水管相连通，余热蒸发结晶器13的高浓水或结晶盐的出口和垃圾焚烧锅炉1产生的飞灰S的出口分别与固化装置14的进料口相通。

垃圾焚烧锅炉1包括位于左侧的垃圾焚烧炉和位于右侧的垃圾焚烧余热锅炉，余热换热器10和蒸汽空预器11与垃圾焚烧炉相连通，空气压缩机6通过除氧器8与垃圾焚烧余热锅炉相连通。

余热蒸发结晶器13采用石墨烯立式防结垢蒸发换热及分盐结晶结构。

固化装置14采用飞灰螯合固化设施或陶粒造粒装置。

一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作方法，包括以下步骤：

将垃圾电厂渗滤液Q0送入废水蒸发预处理池12，进行蒸发所需的降重金属等预处理，预处理后的浓水Q1送入余热蒸发结晶器13中；

浓水Q1在余热蒸发结晶器13中被驱动热源加热蒸发、浓缩或结晶，其中的驱动热源采用蒸汽空预器11的蒸汽疏水，利用蒸汽空预器11蒸汽加热侧的蒸汽疏水对经过预处理后的渗滤液浓水Q1进行加热蒸发、浓缩或结晶，蒸汽放热后产生的凝结水通过凝结水出口进入空气压缩机6冷却压缩空气，吸热后热水通过除氧器8送入垃圾焚烧锅炉1；余热蒸发结晶器13的高浓水或结晶盐与飞灰S一并送入固化装置14中，转化为建材原料或填埋固废E；

余热蒸发结晶器13的污水侧二次蒸汽分成3部分，第一部分进入余热换热器10，预热垃圾焚烧炉助燃风，以提高助燃风的温度，第二部分再循环，返回至余热蒸发结晶器13，对预处理后渗滤液浓水进行辅助加热蒸发、浓缩或结晶，这两部分产生的凝结水通过厂内工艺原水管回厂内工艺补水，第三部分进入蒸汽透平机5做功，带动空气压缩机6制作厂里所需的压缩空气，送入储气罐7中；

蒸汽透平机5的乏汽进入烟气换热器3，被尾部烟气(经过布袋除尘器2除尘后的垃圾焚烧锅炉1排出的烟气)余热加热产生的蒸汽与渗滤液浓水污水产生的第三部分蒸汽混合进入蒸汽透平机5，继续做功，带动空气压缩机6制作压缩空气，送入储气罐7中。

本发明未具体描述的部分或结构采用现有技术或现有产品即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，包括垃圾焚烧锅炉、烟气换热器、蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器、废水蒸发预处理池和余热蒸发结晶器，所述垃圾焚烧锅炉分别与烟气换热器、空气压缩机、余热换热器和蒸汽空预器相连通，所述余热蒸发结晶器分别与蒸汽透平机、空气压缩机、余热换热器、蒸汽空预器和废水蒸发预处理池相连通，所述蒸汽透平机分别与烟气换热器和空气压缩机相连通。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述系统还包括布袋除尘器和烟囱，所述垃圾焚烧锅炉、布袋除尘器、烟气换热器和烟囱顺序连通。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述系统还包括储气罐和除氧器，所述空气压缩机的出水口与除氧器的进水口相连通再连通垃圾焚烧锅炉，所述空气压缩机与储气罐相连通。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述系统还包括鼓风机，所述鼓风机与余热换热器相连通。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述系统还包括固化装置，所述余热蒸发结晶器的高浓水或结晶盐的出口和垃圾焚烧锅炉产生的飞灰S的出口分别与固化装置的进料口相通。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述烟气换热器的高温出口与蒸汽透平机的蒸汽进口相连通，所述蒸汽透平机的乏汽出口与烟气换热器的低温进口相连通。

7.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述废水蒸发预处理池的渗滤液出口与余热蒸发结晶器的料液进口相连通，所述余热蒸发结晶器的凝结水出口与空气压缩机的冷却水进口相连通，所述余热蒸发结晶器的热源进口与蒸汽空预器的出口相连通，所述余热蒸发结晶器的二次蒸汽出口分别与蒸汽透平机的蒸汽进口、余热换热器的高温侧进口以及余热蒸发结晶器的蒸汽再循环进口相连通。

8.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作系统，其特征在于，所述余热蒸发结晶器的再循环加热凝结水N的出口和余热换热器的凝结水N的出口分别与厂内工艺原水管相连通。

9.一种垃圾电厂渗滤液零排放及压缩空气制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

将垃圾电厂渗滤液Q0送入废水蒸发预处理池中进行预处理，预处理后的浓水Q1送入余热蒸发结晶器中；

浓水Q1在余热蒸发结晶器中被蒸汽空预器蒸汽加热侧产生的蒸汽疏水加热蒸发、浓缩或结晶，蒸汽放热后产生的凝结水进入空气压缩机冷却压缩空气，吸热后的热水通过除氧器送入垃圾焚烧锅炉；

余热蒸发结晶器的高浓水或结晶盐与飞灰S一并送入固化装置中，转化为建材原料或填埋固废E；

余热蒸发结晶器的污水侧二次蒸汽分成3部分：第一部分进入余热换热器，预热垃圾焚烧炉助燃风，以提高助燃风的温度；第二部分再循环，返回至余热蒸发结晶器，对预处理后渗滤液浓水进行辅助加热蒸发、浓缩或结晶；第三部分进入蒸汽透平机做功，带动空气压缩机制作厂里所需的压缩空气，送入储气罐中；

蒸汽透平机的乏汽进入烟气换热器，被垃圾焚烧锅炉排出的尾部烟气余热加热产生的蒸汽与渗滤液浓水污水产生的第三部分蒸汽混合进入蒸汽透平机，继续做功，带动空气压缩机制作压缩空气，送入储气罐中。