CN216273860U - 一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，包括余热锅炉、第一汽轮机、第一换热器第三换热器、等离子体热解炉和气体净化分离装置；实现炉渣热量的梯级回收。将多发的电量利用等离子体裂解生活垃圾制取乙炔，一方面乙炔外售提高电厂收入，一方面实现化学固碳，减少碳排放，获取减碳收益。利用等离子体裂解生活垃圾，可以在不扩大垃圾焚烧炉规模的情况下提高垃圾焚烧电厂处理生活垃圾的能力。

Description

一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置

技术领域

本实用新型属于余热回收技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置。

背景技术

垃圾焚烧即通过适当的热分解、燃烧、熔融等反应，使垃圾经过高温下的氧化进行减容，成为残渣或者熔融固体物质的过程。

焚烧在城市生活垃圾无害化处理中有着显著的优势，但是也存在一些有待解决的关键问题，最广泛的问题是垃圾焚烧电厂的整体能量效率偏低，存在较大的低品位能量损失，主要原因是锅炉燃烧的热损失和尾气排烟的低温热损失。另外，垃圾焚烧发电厂焚烧炉底部的底灰颗粒也蕴含着较大的余热能，但目前的垃圾焚烧电厂极少利用到这部分热量。现有技术中，生活垃圾焚烧仅用来焚烧发电，对于低品位能量尚未利用，造成浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，以解决现有技术中，生活垃圾焚烧仅用来焚烧发电，对于低品位能量尚未利用，造成浪费的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，包括余热锅炉、第一汽轮机、第一换热器第三换热器、等离子体热解炉和气体净化分离装置；

所述余热锅炉的过热蒸汽出口连接所述第一汽轮机的蒸汽进口，所述第一汽轮机的乏汽出口连接所述第一换热器的蒸汽换热进口，所述第一换热器的蒸汽换热出口连接所述第三换热器的蒸汽换热进口，所述第三换热器的蒸汽换热出口连接所述余热锅炉的循环水进口；

所述第一汽轮机的电能输出端通过导线连接所述等离子体热解炉的电能输入端，所述等离子体热解炉的进气侧连接有工作气体管路，所述等离子体热解炉的进料侧连接有生活垃圾运输线；所述等离子体热解炉的气体出口连接有气体净化分离装置，所述气体净化分离装置的气体出口分别连接有乙炔管路和其它轻质气体管路。

可选的，所述余热锅炉的进料口连接有炉渣运输线。

可选的，所述余热锅炉底部设置有固体颗粒排出口。

可选的，所述炉渣运输线的进料侧连接垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣出口，所述炉渣运输线的出料侧连接所述余热锅炉的进料口。

可选的，还包括第二汽轮机、第二换热器和冷凝器；

所述第一换热器的循环有机工质换热出口连接所述第二换热器的循环有机工质换热进口，所述第二换热器的循环有机工质换热出口连接至所述第二汽轮机，所述第二汽轮机的乏汽出口连接冷凝器，所述冷凝器的液态工质出口通过循环有机工质管路连接所述第一换热器的循环有机工质换热进口；

所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的烟气尾气管路连接所述第二换热器的烟气换热进口。

可选的，还包括第四换热器和热网回水管路；所述热网回水管路依次连接所述第三换热器和第四换热器；

所述第二换热器的烟气换热出口连接所述第四换热器的烟气换热进口；所述第四换热器的烟气换热出口连接所述气体净化分离装置。

可选的，所述其它轻质气体管路连接至所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的进气侧。

可选的，所述乙炔管路连接有乙炔储罐。

可选的，所述第二汽轮机的电能输出端通过导线连接所述等离子体热解炉的电能输入端。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型实施例提供的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，包括余热锅炉、第一汽轮机、第一换热器第三换热器、等离子体热解炉和气体净化分离装置；实现炉渣热量的梯级回收。将多发的电量利用等离子体裂解生活垃圾制取乙炔，一方面乙炔外售提高电厂收入，一方面实现化学固碳，减少碳排放，获取减碳收益。利用等离子体裂解生活垃圾，可以在不扩大垃圾焚烧炉规模的情况下提高垃圾焚烧电厂处理生活垃圾的能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置的系统示意图。

图2为本实用新型优选实施例垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置的系统示意图。

其中：1余热锅炉；2第一汽轮机；3第二汽轮机；4第一换热器；5第二换热器；6第三换热器；7第四换热器；8冷凝器；9炉渣运输线；10烟气尾气管路；11热网回水管路；12循环水进口；13过热蒸汽出口；14循环有机工质管路；15电线；16工作气体管路；17生活垃圾运输线；18等离子体热解炉；19气体净化分离装置；20乙炔管路；21其它轻质气体管路。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

实施例1

如图1所示，本实用新型的第一方面，提供了一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，包括余热锅炉1、第一汽轮机2、第一换热器4第三换热器6、等离子体热解炉18和气体净化分离装置19；

所述余热锅炉1的进料口连接有炉渣运输线9，所述余热锅炉1底部设置有固体颗粒排出口。所述炉渣运输线9的进料侧连接垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣出口，所述炉渣运输线9的出料侧连接所述余热锅炉1的进料口。

所述余热锅炉1的过热蒸汽出口13连接所述第一汽轮机2的蒸汽进口，所述第一汽轮机2的乏汽出口连接所述第一换热器4的蒸汽换热进口，所述第一换热器4的蒸汽换热出口连接所述第三换热器6的蒸汽换热进口，所述第三换热器6的蒸汽换热出口连接所述余热锅炉1的循环水进口12；

所述第一汽轮机2的电能输出端通过导线15连接所述等离子体热解炉18的电能输入端，所述等离子体热解炉18的进气侧连接有工作气体管路16，所述等离子体热解炉18的进料侧连接有生活垃圾运输线17；所述等离子体热解炉18的气体出口连接有气体净化分离装置19，所述气体净化分离装置19的气体出口分别连接有乙炔管路20和其它轻质气体管路21，所述乙炔管路20连接有乙炔储罐，所述其它轻质气体管路21连接至所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的进气侧。

还包括第二汽轮机3、第二换热器5和冷凝器8；所述第一换热器4的循环有机工质换热出口连接所述第二换热器5的循环有机工质换热进口，所述第二换热器5的循环有机工质换热出口连接至所述第二汽轮机3，所述第二汽轮机3的乏汽出口连接冷凝器8，所述冷凝器8的液态工质出口通过循环有机工质管路14连接所述第一换热器4的循环有机工质换热进口；所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的烟气尾气管路10连接所述第二换热器5的烟气换热进口。所述第二汽轮机3的电能输出端通过导线15连接所述等离子体热解炉18的电能输入端。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，还包括第四换热器7和热网回水管路11；所述热网回水管路11依次连接所述第三换热器6和第四换热器7；所述第二换热器5的烟气换热出口连接所述第四换热器7的烟气换热进口；所述第四换热器7的烟气换热出口连接所述气体净化分离装置19。

本实用新型的第二方面，提供了一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔方法，基于垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，包括如下步骤：

来自垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣进入余热锅炉1与循环水进行换热，换热后的固体颗粒排出进行后处理。

循环水接受炉渣的热量成过热蒸汽，送往第一汽轮机2做功发电，做工后的蒸汽进入第一换热器4与循环有机工质进行换热，随后进入第三换热器6继续与热网回水换热后冷凝成水，继续回到余热锅炉中，完成蒸汽朗肯循环。

循环有机工质在第一换热器4中与蒸汽换热后进入第二换热器5与来自垃圾焚烧电厂焚烧炉排出的烟气尾气换热蒸发成蒸汽，随后进入第二汽轮机3做功发电，做工后的有机工质蒸汽经过冷凝器8冷凝成液态，重新进入第一换热器4，完成有机朗肯循环。

热网回水先后经过第三换热器6和第四换热器7换热升温后，回到热网。焚烧炉排出的烟气尾气先后经过第二换热器5和第四换热器7换热降温后送往气体净化分离装置19后处理。

第一汽轮机2和第二汽轮机3发出的电激发工作气体在等离子体热解炉18中形成等离子体，工作气体为氢气、氩气或氢气/氩气混合物。生活垃圾进入热解炉后在其中热解，产生乙炔、氢气、甲烷等轻质气体。轻质气体进入气体净化分离装置19分离成乙炔和其它轻质气体。乙炔送往乙炔储罐，其他轻质气体送往垃圾焚烧炉作为掺烧气体。

本实用新型通过多级热量回收将垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣中的热量进行回收利用，经由蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环进行发电，提高了垃圾焚烧电厂的输出功率，并利用这部分电量通过等离子体裂解生活垃圾制乙炔，实现化学固碳，降低碳排放。同时利用热网回水将蒸汽朗肯循环中汽轮机乏汽和烟气的低位热量进行充分回收，热网回水升温后送回到热网中，可以增加电厂供热量。

本实用新型通过蒸汽朗肯循环和有机朗肯循环，实现炉渣热量的梯级回收。将多发的电量利用等离子体裂解生活垃圾制取乙炔，一方面乙炔外售提高电厂收入，一方面实现化学固碳，减少碳排放，获取减碳收益。利用等离子体裂解生活垃圾，可以在不扩大垃圾焚烧炉规模的情况下提高垃圾焚烧电厂处理生活垃圾的能力。通过热网回水回收低位热量，增加了电厂供热量和供热收入，提高了电厂的经济效益。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (9)

1.一种垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，包括余热锅炉(1)、第一汽轮机(2)、第一换热器(4)第三换热器(6)、等离子体热解炉(18)和气体净化分离装置(19)；

所述余热锅炉(1)的过热蒸汽出口(13)连接所述第一汽轮机(2)的蒸汽进口，所述第一汽轮机(2)的乏汽出口连接所述第一换热器(4)的蒸汽换热进口，所述第一换热器(4)的蒸汽换热出口连接所述第三换热器(6)的蒸汽换热进口，所述第三换热器(6)的蒸汽换热出口连接所述余热锅炉(1)的循环水进口(12)；

所述第一汽轮机(2)的电能输出端通过导线(15)连接所述等离子体热解炉(18)的电能输入端，所述等离子体热解炉(18)的进气侧连接有工作气体管路(16)，所述等离子体热解炉(18)的进料侧连接有生活垃圾运输线(17)；所述等离子体热解炉(18)的气体出口连接有气体净化分离装置(19)，所述气体净化分离装置(19)的气体出口分别连接有乙炔管路(20)和其它轻质气体管路(21)。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述余热锅炉(1)的进料口连接有炉渣运输线(9)。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述余热锅炉(1)底部设置有固体颗粒排出口。

4.根据权利要求2所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述炉渣运输线(9)的进料侧连接垃圾焚烧电厂焚烧炉底部的炉渣出口，所述炉渣运输线(9)的出料侧连接所述余热锅炉(1)的进料口。

5.根据权利要求4所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，还包括第二汽轮机(3)、第二换热器(5)和冷凝器(8)；

所述第一换热器(4)的循环有机工质换热出口连接所述第二换热器(5)的循环有机工质换热进口，所述第二换热器(5)的循环有机工质换热出口连接至所述第二汽轮机(3)，所述第二汽轮机(3)的乏汽出口连接冷凝器(8)，所述冷凝器(8)的液态工质出口通过循环有机工质管路(14)连接所述第一换热器(4)的循环有机工质换热进口；

所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的烟气尾气管路(10)连接所述第二换热器(5)的烟气换热进口。

6.根据权利要求5所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，还包括第四换热器(7)和热网回水管路(11)；所述热网回水管路(11)依次连接所述第三换热器(6)和第四换热器(7)；

所述第二换热器(5)的烟气换热出口连接所述第四换热器(7)的烟气换热进口；所述第四换热器(7)的烟气换热出口连接所述气体净化分离装置(19)。

7.根据权利要求4所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述其它轻质气体管路(21)连接至所述垃圾焚烧电厂焚烧炉的进气侧。

8.根据权利要求1所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述乙炔管路(20)连接有乙炔储罐。

9.根据权利要求5所述的垃圾焚烧电厂炉渣余热利用联产乙炔装置，其特征在于，所述第二汽轮机(3)的电能输出端通过导线(15)连接所述等离子体热解炉(18)的电能输入端。

Images