CN203669943U - 一种利用废固节能发电的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用废固节能发电的装置，包括热解气化装置和燃气锅炉本体。热解气化装置的燃气出口经增压机与燃气锅炉本体上燃烧室相连，燃气锅炉本体包括位于锅炉炉膛左侧的上、下锅筒，上、下锅筒之间布置有对流管束，锅炉炉膛右侧的上、下集箱，上、下集箱之间设有膜式水冷壁管组成的燃烧室；锅炉炉膛出口处的水平烟道内布置有两级垂直式对流，且带有过热器入口集箱的过热器，两级过热器之间设置有面式减温器，炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器、对流管束进入省煤器，经引风机从烟囱排出；过热器的蒸汽出口集箱经汽轮机与发电机相连，利用废固气化产生可燃气体，再供燃气锅炉利用产生蒸汽，从而带动汽轮机做功，既环保，又节能。

Description

一种利用废固节能发电的装置

技术领域

本实用新型属于垃圾处理技术领域，涉及一种利用废固节能发电的装置。

背景技术

近几年来，城市生活垃圾数量的急剧上升，使得其处置管理问题日益严峻，成为一个世界性难题。据统计，我国城市生活垃圾的年增长率达8%-10%。未经处理的垃圾将会危害人类的身体健康，占用空间，导致严重的环境问题。垃圾焚烧技术因其显著的减量特点及回热利用优势，是继垃圾填埋之后，世界各工业发达国家广泛采用的生活垃圾处理技术。但是，众所周知，虽然焚烧处理城市生活垃圾比填埋、堆肥处理要好。但也存在诸多问题，如垃圾热值低时需要辅助燃料；炉温较低，对二恶英类等有毒有害成份不能彻底分解摧毁，会带来二次污染；资源化方面只能供热或余热发电；以及需要花费昂贵的污水处理系统、锅炉供水系统、发电配套系统等造成投资大、运行成本高。

目前发达国家利用垃圾发电占垃圾无害化处理的比例已经超过80％，而我国只有不到4％左右，未来5～10年内必将迎来爆发性增长。垃圾发电项目除将受到政府补贴的同时，按国家新的可再生能源法，垃圾发电将保证全额上网，这样，在电力供应饱和之后，这类电厂依然能够保证满发，经济效益极其可观。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种利用废固节能发电的装置，利用垃圾气化产生可燃气体，再供燃气锅炉利用产生蒸汽，从而带动汽轮机做功，既环保，又节能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种利用废固节能发电的装置，包括热解气化装置和燃气锅炉本体，所述的热解气化装置的燃气出口经增压机与燃气锅炉本体上燃烧室相连，所述的燃气锅炉本体包括位于锅炉炉膛左侧的上锅筒和下锅筒，所述的上锅筒和下锅筒之间布置有对流管束，锅炉炉膛右侧的上集箱和下集箱，所述上集箱和下集箱之间设有膜式水冷壁管组成的燃烧室；所述的锅炉炉膛出口处后墙延伸部分形成有水平烟道，水平烟道内布置有两级垂直式对流，且带有过热器入口集箱的过热器，两级过热器之间设置有面式减温器，炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器、对流管束进入省煤器，经引风机从烟囱排出；所述的过热器的蒸汽出口集箱经汽轮机与发电机相连。

所述的汽轮机经凝汽器与热井相连，热井经凝结水泵、除氧器、给水泵与省煤器相连。

所述的燃烧室前、后管束及管与管之间的鳍片形成密封的前后墙，前墙布置一只燃用垃圾气化燃气的燃烧器，燃烧室内后部布置有避免飞渣进入过热器的花格墙，所述的燃烧器与与其配套的鼓风机相连。

热解气化装置包括热解气化炉，所述的热解气化炉包括设置于顶端的进料口，所述的进料口与热解气化炉底部之间从上往下依次设置有干燥层、干馏层、反应层和灰层；所述的热解气化炉底部设置有供蒸汽和空气进入的进气口，侧壁上设置有与反应层相连的燃气出口。

所述的灰层处的热解气化炉炉壁上开设有排渣口，所述的进料口上连接有上料系统。

所述的燃气出口的燃气一部分依次经过焦油贮池、石灰水池、加压装置、干燥装置和干式脱硫装置变成成品；另一部分经干式除尘器后分别与加压装置和灰尘贮池相连。

所述的对流管束采用优质无缝钢管制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供了一种利用废固节能发电的装置，该发电装置通过热解气化装置对垃圾在绝氧或缺氧的条件下进行气化处理，得到处理后的燃气，将燃气送入燃气锅炉本体中进行燃烧，产生相应温度、压力参数的蒸汽，将蒸汽引入汽轮机中，通过汽轮机带动与其相连的发电机发电，该装置实现了对垃圾的环保利用，不需要花费昂贵的污水处理系统、锅炉供水系统、发电配套系统，减少了投资成本，运行成本低。

本实用新型为采用垃圾气化技术处理城市生活垃圾，以达到无害化、减量化、资源化效果。可气化垃圾每吨可产生约1800m³气体，在经过两级气体净化后，便可得到清洁的燃气。这种燃气的热值为4500-5500KJ/Nm³。按照每天气化处理1000T垃圾，其中可气化部分按照65%来计算，则每天可产生的能量约为527x107KJ。利用这些能量来进行发电，可产生很大的经济效益，同时亦产生可观的环保效益，从而实现了垃圾处理的无害化、减量化、资源化。

附图说明

图1为本实用新型提供的利用废固节能发电的装置中气化炉工作流程示意图；

图2为本实用新型提供的利用废固节能发电的装置中燃气锅炉结构及工作示意图；

图3为本实用新型提供的利用废固节能发电的装置燃气的制备及蒸汽的产生结构示意图；

图4为本实用新型提供的利用废固节能发电的装置发电部分流程示意图；

图5为本实用新型提供的利用废固节能发电的装置的结构示意图。

其中：1为燃烧器；2为上锅筒；3为下锅筒；4为过热器入口集箱；5为过热器入口集箱；6为面式减温器；7为上集箱；8为下集箱；9为省煤器；10为鼓风机；11为燃气锅炉本体；12为过热器；13为进料口；14为引风机；15为烟囱；16为干燥层；17为干馏层；18为反应层；19为灰层；20为蒸汽；21为空气；22为增压机；23为汽轮机；24为发电机；25为凝汽器；26为热井；27为凝结水泵；28为除氧器；29为给水泵；30为热解气化炉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1至图5，一种利用废固节能发电的装置，包括热解气化装置和燃气锅炉本体，热解气化装置包括热解气化炉30，所述的热解气化炉30包括设置于顶端的进料口13，所述的进料口13与热解气化炉30底部之间从上往下依次设置有干燥层16、干馏层17、反应层18和灰层19；所述的热解气化炉30底部设置有供蒸汽20和空气21进入的进气口，侧壁上设置有与反应层18相连的燃气出口；所述的热解气化装置的燃气出口经增压机22与燃气锅炉本体11上燃烧室相连，所述的燃气锅炉本体11包括位于锅炉炉膛左侧的上锅筒2和下锅筒3，所述的上锅筒2和下锅筒3之间布置有优质无缝钢管制成的对流管束，燃气锅炉炉膛右侧的上集箱7和下集箱8，所述上集箱7和下集箱8之间设有膜式水冷壁管组成的燃烧室；燃气锅炉左右两侧为膜式壁；所述的锅炉炉膛出口处后墙延伸部分形成有水平烟道，水平烟道内布置有两级垂直式对流，且带有过热器入口集箱4、5的过热器12，两级过热器12之间设置有面式减温器6，炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器12、对流管束进入省煤器9，经引风机14从烟囱15排出；所述的过热器12的蒸汽出口集箱经汽轮机23与发电机24相连；同时，所述的汽轮机23经凝汽器25与热井26相连，热井26经凝结水泵27、除氧器28、给水泵29与省煤器10相连。

其中，所述的燃烧室前、后管束及管与管之间的鳍片形成密封的前后墙，前墙布置一只燃用垃圾气化燃气的燃烧器1，燃烧室内后部布置有避免飞渣进入过热器12的花格墙，所述的燃烧器1与与其配套的鼓风机10相连，燃烧器1与增压机22相连。

此外，所述的灰层19处的热解气化炉30炉壁上开设有排渣口，所述的进料口13上连接有上料系统。所述的燃气出口的燃气一部分依次经过焦油贮池、石灰水池、加压装置、干燥装置和干式脱硫装置变成成品；另一部分经干式除尘器后分别于加压装置和灰尘贮池相连。

具体的，参见图1，在垃圾进入热解气化装置之前，对垃圾进行筛分预处理具体为：垃圾分检采用机械化、智能化的综合方式，取代人工劳动，减少人为造成的工作差错，达到完美的分捡效果。垃圾进入处理场，直接由自卸汽车缷料到链板式输送机上，经扒料机均匀布料送给链式输送带，转运进滚筒筛。筛下物经振动筛分，由输送机送到热解气化储料仓；筛分的土质可做填埋覆盖土或制砖用。筛分过程中的设备都是密闭的，可有效遏制灰尘散发；整个分捡工房处于负压状态，不会有气味散发。杜绝了垃圾处理的二次污染。

在热解气化装置中采用热解气化工艺时，可热解气化垃圾由上料系统液压推进送料，进入热解气化炉30。在高温、缺氧的条件下，经过一段时间热解气化反应，使生活垃圾中有机类组分得到充分的热解气化，在热解气化过程中有机质大分子态裂解成小分子态可燃气体，剩余物为熔融炉渣。在高温、空气、水蒸气的共同作用下，经过热解反应产生可燃气体。再经过除尘、电捕焦油、冷却降温、净化、脱氯、脱硫、加压、干燥等工艺，可得到热值：为4500-5500KJ/Nm3、压力为：11000～25000Pa的纯净商品燃气。

燃气主要成份表：

（垃圾每吨平均产气约1200-1800m3）

参见图2，这是专门为垃圾气化的燃气所配置的燃气锅炉，其为D型露天布置的双锅筒、纵置式水管自然循环室燃气锅炉，锅炉本体由两大件组成：上锅筒2和下锅筒3位于锅炉炉膛左侧，上、下锅筒之间焊有优质无缝钢管组成对流管束，左右两侧为膜式壁；上、下集箱7、8位于锅炉炉膛右侧，上、下集箱7、8之间焊有膜式水冷壁管组成的燃烧室。燃烧室前、后管束及管与管之间焊接的鳍片形成密封的前后墙，前墙布置一只燃用垃圾气化燃气的燃烧器1。燃烧室内后部布置有花格墙，尽量避免飞渣进入过热器12。

本锅炉为微负压燃烧锅炉，平衡通风，由一台燃烧器1配套的鼓风机10供给燃烧所需空气。在炉膛出口处后墙延伸部分形成的水平烟道内布置了两级垂直式对流过热器12，在上下锅筒2、3之间布置了对流管束。面式减温器6放置在两级过热器中间，过热蒸汽经过热器出口集箱排出，进入汽轮机做功；炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器12、对流管束、进入省煤器9，最后经引风机14从烟囱15排出。

参见图3，垃圾中的有机可燃物，从热解气化炉30的炉顶部设置的进料口13加入热解气化炉30中，在下降的过程中与温度在80-120℃的热解燃气接触，在2-4小时内不断脱去附着水，水变成蒸汽和热解燃气一起排出炉外，垃圾逐步变干燥。干燥后的垃圾可燃物，在部分反应层18上升过来的温度高达150-250℃的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类、一氧化碳、焦油等可燃气体和水蒸气，塑料橡胶等物质中的氯元素生成氯化氢气体，硫元素生成硫化氢气体，以上所有气体一起从炉体上部的燃气出口排出。由于干馏温度始终低于适宜生成二恶英的300-550℃温度范围，因此不可能生产致癌物质二恶英，这正是本工艺的核心所在。经过干馏后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在1100-1200℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳、氢气等可燃气体，从热解气化炉30炉体中部排出。经过增压机22加压，燃气被送往燃烧器1，并由一台燃烧器1配套的鼓风机10供给燃烧所需空气。在燃气锅炉本体11的炉膛出口处后墙延伸部分形成的水平烟道内布置了两级垂直式对流过热器12，在上下锅筒之间布置了对流管束。在燃气锅炉本体11炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器12、进入省煤器9，最后经引风机14从烟囱15排出。

参见图4，经过热解气化炉30制备好的清洁燃气，经过增压机22升压后送入燃气锅炉11的燃烧器中，并在燃气锅炉11中的燃烧器1中点火燃烧，加热燃气锅炉中的水，使其成为具有一定压力、一定温度参数的饱和蒸汽。饱和蒸汽被送至过热器12，经过在过热器12中进一步加热后，变为合格参数的过热蒸汽。所产生的过热蒸汽被送往汽轮机23，推动汽轮机23转子做功，从而带动与之同轴的发电机24的转子旋转，继而产生电能。做完功的乏汽排入凝汽器25中，被循环水冷却为凝结水，汇聚在热井26中。热井26中的凝结水经凝结水泵27打出，送往除氧器28，在其中除过氧后，合格的水经给水泵29再次被打入锅炉省煤器9中，重复循环产生蒸汽，用来发电。

本实用新型涉及一种将城市垃圾气化为可燃气的垃圾气化装置，配套燃气锅炉加热产生蒸汽，从而带动汽轮发电机发电的现代节能环保装置。

本实用新型先将垃圾进行气化处理，将垃圾放入气化炉中，在绝氧或缺氧的条件下，高温发生热化学反应，制取可燃气体。因为气化所需的空气量小于燃烧所需的量，因此产生的烟气浓度低于焚烧过程，更利于环保。所产生燃气经过净化处理，便可得到清洁的燃气且气化过程生成的燃气还可以用于发电、采暖、供居民生活燃气等。利用气化设备所产生的燃气，配备相应吨位的燃气锅炉，产生相应温度、压力参数的蒸汽，然后引入汽轮机中用于发电。达到了无害化、减量化、资源化效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种利用废固节能发电的装置，其特征在于，包括热解气化装置和燃气锅炉本体，所述的热解气化装置的燃气出口经增压机（22）与燃气锅炉本体（11）上燃烧室相连，所述的燃气锅炉本体（11）包括位于锅炉炉膛左侧的上锅筒（2）和下锅筒（3），所述的上锅筒（2）和下锅筒（3）之间布置有对流管束，锅炉炉膛右侧的上集箱（7）和下集箱（8），所述上集箱（7）和下集箱（8）之间设有膜式水冷壁管组成的燃烧室；所述的锅炉炉膛出口处后墙延伸部分形成有水平烟道，水平烟道内布置有两级垂直式对流，且带有过热器入口集箱（4、5）的过热器（12），两级过热器（12）之间设置有面式减温器（6），炉膛内充分燃烧产生的烟气经过热器（12）、对流管束进入省煤器（9），经引风机（14）从烟囱（15）排出；所述的过热器（12）的蒸汽出口集箱经汽轮机（23）与发电机（24）相连。

2.根据权利要求1所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，所述的汽轮机（23）经凝汽器（25）与热井（26）相连，热井（26）经凝结水泵（27）、除氧器（28）、给水泵（29）与省煤器（10）相连。

3.根据权利要求1所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，所述的燃烧室前、后管束及管与管之间的鳍片形成密封的前后墙，前墙布置一只燃用垃圾气化燃气的燃烧器（1），燃烧室内后部布置有避免飞渣进入过热器（12）的花格墙，所述的燃烧器（1）与与其配套的鼓风机（10）相连。

4.根据权利要求1所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，热解气化装置包括热解气化炉（30），所述的热解气化炉（30）包括设置于顶端的进料口（13），所述的进料口（13）与热解气化炉（30）底部之间从上往下依次设置有干燥层（16）、干馏层（17）、反应层（18）和灰层（19）；所述的热解气化炉（30）底部设置有供蒸汽（20）和空气（21）进入的进气口，侧壁上设置有与反应层（18）相连的燃气出口。

5.根据权利要求4所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，所述的灰层（19）处的热解气化炉（30）炉壁上开设有排渣口，所述的进料口（13）上连接有上料系统。

6.根据权利要求4所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，所述的燃气出口的燃气一部分依次经过焦油贮池、石灰水池、加压装置、干燥装置和干式脱硫装置变成成品；另一部分经干式除尘器后分别与加压装置和灰尘贮池相连。

7.根据权利要求1所述的利用废固节能发电的装置，其特征在于，所述的对流管束采用优质无缝钢管制成。

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