CN209307184U

CN209307184U - 固体废物高温等离子体气化发电系统

Info

Publication number: CN209307184U
Application number: CN201822213100.9U
Authority: CN
Inventors: 谢新兵; 陈兵
Original assignee: SHANDONG BORUN PROCESS INDUSTRIAL TECHNOLOGY CORP Ltd
Current assignee: Shandong Borun Environmental Protection Technology Co., Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-08-27
Anticipated expiration: 2028-12-26

Abstract

本实用新型属于工业废物处理技术领域，具体涉及一种固体废物高温等离子体气化发电系统。所述的固体废物高温等离子体气化发电系统，包括依次连接的储仓、低温干化系统、暂存仓、进料系统、等离子气化炉、第一换热器、除尘器、碱洗塔、引风机、燃气发电机组、SCR催化塔、第二换热器和烟囱，其中，燃气发电机组还与低温干化系统相连，等离子气化炉还与熔渣资源化系统相连。本实用新型通过高温等离子体气化系统和燃气发电机组系统的结合，实现了固体废物的资源化、无害化、减量化和稳定化的处理。

Description

固体废物高温等离子体气化发电系统

技术领域

本实用新型属于工业废物处理技术领域，具体涉及一种固体废物高温等离子体气化发电系统。

背景技术

现有的污泥等固废的主要处理技术有以下几种：1、污泥厌氧发酵；2、污泥好氧堆肥；3、污泥焚烧发电；4、污泥卫生填埋。

一、污泥厌氧发酵

厌氧三阶段：水解、发酵、产甲烷。第一阶段水解是将颗粒物转化成可溶性化合物；第二阶段发酵，发酵的最终产物是甲烷形成的前身；第三阶段产甲烷，乙酸分裂甲烷菌和氢利用甲烷菌产生甲烷。存在以下问题：

1)投资大，运营成本高、安全问题。2)污泥等固废需预热耗费大量热能，不能满足维持自身需要。3)产生大量沼渣，需再次处理。4)北方地区冬季无法运行。5)安全隐患，占地比较大。

二、污泥好氧堆肥

利用秸秆等辅料将污泥含水率降至60％，增加空隙达到规定CN比，不断补充氧气，经25-30天发酵腐殖。达到稳定化，可作为园林绿化和土地改良处置。存在以下问题：

1)污泥泥质不稳定，中重金属难以稳定化，只能用作园林绿化用肥。2)堆肥过程产生大量的臭气，污染周边环境。

三、污泥焚烧发电

核心设备焚烧炉，主体设备为塔形，底部有多孔板，板上放置载热体砂为燃烧床，塔内衬有耐火材料，气体从底部通入，污泥进入后成沸腾流化状态燃烧。存在以下问题：

1)投资大、对锅炉腐蚀严重，维护成本高。2)对尾气排放影响较大，易产生二噁英等有害气体。

四、卫生填埋

易污染水源、大气、占地面积大，存在安全隐患，并且，目前我国用于填埋的土地资源紧张，污泥填埋渠道将很快没有出路。

目前来看，现有工艺很难满足污泥等固废的无害化、资源化的处理处置要求。主要存在以下缺陷：

1)焚烧投资大、对锅炉腐蚀严重，维护成本高。

2)焚烧对尾气排放影响较大，易产生二噁英等有害气体。

3)卫生易污染水源、大气、占地面积大，存在安全隐患，并且，目前我国用于填埋的土地资源紧张，污泥填埋渠道将很快没有出路。

4)采用蒸汽发电方式，与合成气燃气发电相比，发电效率低，系统复杂。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种固体废物高温等离子体气化发电系统，设备简单，实现了固体废物的资源化、无害化、减量化和稳定化的处理。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种固体废物高温等离子体气化发电系统，包括依次连接的储仓、低温干化系统、暂存仓、进料系统、等离子气化炉、第一换热器、除尘器、碱洗塔、引风机、燃气发电机组、SCR催化塔、第二换热器和烟囱，其中，燃气发电机组还与低温干化系统相连，等离子气化炉还与熔渣资源化系统相连。

其中：

所述的储仓与等离子气化炉相连。

所述的储仓为封闭式储料仓。

等离子气化炉产生的熔渣用于生产铸石时，所述的熔渣资源化系统包括依次相连的管材离心机、板模和隧道窑。

工作原理及过程：

工作时，含水污泥或固废通过汽车或输送设备运输至储仓，整个储仓采用负压封闭结构，收集臭气引入等离子气化炉处理。储仓中物料先进入低温干化系统脱除多余的水分，低温干化系统将物料含水率降至30％以下，保证后端等离子气化系统入料，然后进入暂存仓贮存。

暂存仓中的物料通过进料系统进入等离子气化炉，进料系统根据物料成分调配添加剂，保证后端熔渣资源化利用成分要求。物料进入等离子气化炉后，有机物在等离子炬羟基自由基和高温作用下快速裂解气化成CO、H₂、CH₄等合成气，无机物在等离子气化炉底部高温熔融，熔渣进入熔渣资源化系统，可生产沙石骨料、铸石、泡沫玻璃、保温岩棉等产品。

合成气先进入第一换热器降温，可回收热量得到蒸汽或热水产品，降温后合成气进入除尘器除尘后，再进入碱洗塔脱除合成气中的酸性气体。整个系统采用引风机控制，净化后合成气进入燃气发电机组发电，得到的电力用于前段低温干化系统使用，多余电力可供整个系统使用，发电后产生烟气进入SCR催化塔脱除氮氧化物，然后，进入第二换热器降温回收热量得到热水，整个系统>120℃排放，防白烟。尾气通过烟囱排放。

熔渣进入熔渣资源化系统生产铸石时，岩浆在管材离心机内四分钟左右即可完成结晶成型，岩浆在板模内经二分钟凉板时间即完成结晶过程，随即脱模进行退火。较配料生产分别缩短结晶时间2分钟。采用先进的隧道窑快速退火工艺，机械化生产，工艺制度规范，大大提高了产品质量和产品稳定性。

本实用新型后端的发电后产生烟气根据国家相关标准规范的修改进行调整，以满足国家相关标准规范的排放要求。前段高温等离子气化炉把污泥或固废中有机成分分解为CO、H₂、CH₄等合成气，通过合成气净化后进入燃气发电机组发电，与蒸汽发电相比，整个工艺系统更简单，发电效率更高。把污泥或固废中无机成分高温下熔融，得到砂石骨料、铸石、保温岩棉、泡沫玻璃等产品来利用，从而实现污泥或固废的无害化处理和资源化利用，有效降低项目运行成本。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型设备简单，实现了固体废物的资源化、无害化、减量化和稳定化的处理。

2、采用本实用新型系统能够充分的将固体废物中有机物气化裂解后发电，将无机物熔融后生产沙石骨料、铸石、泡沫玻璃、保温岩棉等产品，实现资源化回收利用。

3、本实用新型燃气发电机组产生的电力可以用于前段污泥或固废干化使用，多余电力可供等离子系统使用。系统能量得到循环利用，有效降低整个系统运行成本。

4、整个系统全密闭运行，前段存贮产生的臭气可利用后端等离子系统处理，保证整个系统无臭味产生。

5、本实用新型既可解决固体废物的处置问题，避免固体废物填埋问题和焚烧二次污染问题，节约填埋场，又能够得到电力直接生产回用，同时可得到沙石骨料、铸石、泡沫玻璃、保温岩棉等产品，市场应用前景广阔。

附图说明

图1是本实用新型固体废物高温等离子体气化发电系统的结构示意图；

图中：1、储仓；2、低温干化系统；3、暂存仓；4、进料系统；5、等离子气化炉；6、第一换热器；7、除尘器；8、碱洗塔；9、引风机；10、燃气发电机组；11、SCR催化塔；12、第二换热器；13、烟囱；14、熔渣资源化系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例

如图1所示，所述的固体废物高温等离子体气化发电系统，包括依次连接的储仓1、低温干化系统2、暂存仓3、进料系统4、等离子气化炉5、第一换热器6、除尘器7、碱洗塔8、引风机9、燃气发电机组10、SCR催化塔11、第二换热器12和烟囱13，其中，燃气发电机组10还与低温干化系统2相连，等离子气化炉5还与熔渣资源化系统14相连。

所述的储仓1与等离子气化炉5相连。储仓1内的产生的气体也可直接进入等离子气化炉5进行处理。

所述的储仓1为封闭式储料仓，能够防止产生的臭气污染周边环境。

等离子气化炉5产生的熔渣用于生产铸石时，所述的熔渣资源化系统14包括依次相连的管材离心机、板模和隧道窑。

工作时，含水污泥或固废通过汽车或输送设备运输至储仓1，整个储仓1采用负压封闭结构，收集臭气引入等离子气化炉5处理。储仓1中物料先进入低温干化系统2脱除多余的水分，低温干化系统2将物料含水率降至30％以下，保证后端等离子气化系统入料，然后进入暂存仓3贮存。

暂存仓3中的物料通过进料系统4进入等离子气化炉5，进料系统4根据物料成分调配添加剂，保证后端熔渣资源化利用成分要求。物料进入等离子气化炉5后，有机物在等离子炬羟基自由基和高温作用下快速裂解气化成CO、H₂、CH₄等合成气，无机物在等离子气化炉5底部高温熔融，熔渣进入熔渣资源化系统14，可生产沙石骨料、铸石、泡沫玻璃、保温岩棉等产品。

合成气先进入第一换热器6降温，可回收热量得到蒸汽或热水产品，降温后合成气进入除尘器7除尘后，再进入碱洗塔8脱除合成气中酸性气体。整个系统采用引风机9控制，净化后合成气进入燃气发电机组10发电，得到的电力用于前段低温干化系统2使用，多余电力可供整个系统使用，发电后产生烟气进入SCR催化塔11脱除氮氧化物，然后，进入第二换热器12降温回收热量得到热水，整个系统>120℃排放，防白烟。尾气通过烟囱13排放。

熔渣进入熔渣资源化系统14生产铸石时，岩浆在管材离心机内四分钟左右即可完成结晶成型，岩浆在板模内经二分钟凉板时间即完成结晶过程，随即脱模进行退火。较配料生产分别缩短结晶时间2分钟。采用先进的隧道窑快速退火工艺，机械化生产，工艺制度规范，大大提高了产品质量和产品稳定性。

Claims

1.一种固体废物高温等离子体气化发电系统，其特征在于：包括依次连接的储仓(1)、低温干化系统(2)、暂存仓(3)、进料系统(4)、等离子气化炉(5)、第一换热器(6)、除尘器(7)、碱洗塔(8)、引风机(9)、燃气发电机组(10)、SCR催化塔(11)、第二换热器(12)和烟囱(13)，其中，燃气发电机组(10)还与低温干化系统(2)相连，等离子气化炉(5)还与熔渣资源化系统(14)相连。

2.根据权利要求1所述的固体废物高温等离子体气化发电系统，其特征在于：所述的储仓(1)与等离子气化炉(5)相连。

3.根据权利要求1所述的固体废物高温等离子体气化发电系统，其特征在于：所述的储仓(1)为封闭式储料仓。

4.根据权利要求1所述的固体废物高温等离子体气化发电系统，其特征在于：所述的熔渣资源化系统(14)包括依次相连的管材离心机、板模和隧道窑。