利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統。其包括垃圾儲存及輸送單元、干燥單元、破碎單元、空分單元、氣化單元、洗滌單元、煙氣凈化單元以及燃氣-蒸汽聯合循環發電單元。本實用新型專利技術技術方案垃圾資源化利用高，可以高效地回收生活垃圾中的資源、能源，可以回收灰渣中的有價金屬、熔融渣；可以從根本上解決二噁英和重金屬二次污染的問題，實現二噁英、呋喃類(PCDD/Fs)、重金屬等劇毒二次污染物排放值降接近零排放，能滿足更嚴格的生活垃圾焚燒污染排放標準。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及城市垃圾的節能環保處理技術，具體涉及一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統。
技術介紹
生活垃圾焚燒技術經過100多年的發展，特別是自20世紀70年代全球受資源和能源危機的影響以及各種不同環保法規的實施和不斷強化，垃圾焚燒技術得到迅速的發展，垃圾焚燒技術由原先的簡易焚燒處理，經歷了以固定床式、機械爐排式、回轉窯式和流化床式垃圾焚燒技術為代表的傳統垃圾焚燒技術。傳統垃圾焚燒過程中容易產生二次污染，如揮發性有機物(VOCs)尤其是芳香烴類(PAH)、多氯化聯苯類(PCBs)和二噁英、呋喃類(P⑶D/Fs)，Cd、Hg、Pb等重金屬流失到大氣、土壤、水環境中造成的二次污染，以及焚燒過程中排放的HCl、S0X、HF、NOX等酸性氣體的污染和危害性灰渣的排放等。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其垃圾資源化利用高，可以高效地回收生活垃圾中的資源、能源，可以回收灰渣中的有價金屬、熔融渣；可以從根本上解決二噁英和重金屬二次污染的問題，實現二噁英、呋喃類(P⑶D/Fs)、重金屬等劇毒二次污染物排放值降接近零排放，能滿足更嚴格的生活垃圾焚燒污染排放標準。本技術所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其包括垃圾儲存及輸送單元、干燥單元、破碎單元、空分單元、氣化單元、洗滌單元、煙氣凈化單元以及燃氣-蒸汽聯合循環發電單元；所述的垃圾儲存及輸送單元包括垃圾輸送管線，垃圾儲倉入口與垃圾輸送管線相連接；垃圾通過垃圾輸送管線進入垃圾儲倉；所述的干燥單元包括干燥裝置，干燥裝置的入口通過管路與垃圾儲倉出口相連接，過熱蒸汽進氣管路和飽和蒸汽輸出管路分別與干燥裝置的入口和出口相連接；過熱蒸汽經由過熱蒸汽進氣管路輸送至干燥裝置，對進入干燥裝置內的垃圾進行干燥，然后所得飽和蒸汽經由飽和蒸汽輸出管路輸出；所述的破碎單元包括破碎裝置，破碎裝置的入口通過管路與干燥裝置的出口相連接；干燥后的垃圾進入破碎裝置內進行破碎；所述的空分單元包括用于將空氣中的氧氣分離出來的空分裝置，空分裝置的入口與空氣輸送管路相連接，空分裝置的出口通過氧氣輸送管路與焚燒氣化爐的入口相連接；空氣進入空分裝置分離出氧氣，氧氣經由氧氣輸送管路輸送至焚燒氣化爐的上段氣化段參與助燃； 所述的氣化單元包括上段為氣化段、下段為急冷段的焚燒氣化爐，焚燒氣化爐的上段氣化段的一個頂部入口通過管路與破碎裝置的出口連接，另一個頂部入口與氧氣輸送管路連接；焚燒氣化爐的下段急冷段中部入口連接工業水管路，底部出口連接渣及灰水排放管路，中部出口連接合成氣輸送管路；破碎后的垃圾在上段氣化段內高溫不完全燃燒，燃燒溫度為1000 1250°C，壓力在微正壓 4MPa ;燃燒生成的合成氣進下段入急冷段內，被霧化工業水急冷并被水飽和，熔渣迅速固化并通過渣及灰水排放管路排出，然后合成氣再經合成氣輸送管路送至合成氣洗滌單元；所述的洗滌單元包括洗滌裝置，洗滌裝置的入口通過合成氣輸送管路與焚燒氣化爐的下段急冷段中部出口連接；冷卻后的合成氣在洗滌裝置內用水進一步潤濕洗滌，以除去殘余的飛灰；所述的煙氣凈化單元包括凈化裝置，凈化裝置的入口通過管路與洗滌裝置的出口連接；洗滌后的合成氣在凈化裝置內脫硫和脫HCl ；所述的燃氣-蒸汽聯合循環發電單元包括通過管路與凈化裝置出口連接的燃氣輪機，與燃氣輪機連接的蒸汽鍋爐，與蒸汽鍋爐連接的蒸汽輪機；從凈化裝置出來的合成氣在燃氣輪機中燃燒產生的高溫煙氣首先推動燃氣輪機的葉輪轉動帶動發電裝置工作，之后的煙氣進入蒸汽鍋爐，通過能量進一步回收換熱產生過熱蒸汽推動蒸汽輪機進行發電工作；回收熱量之后的煙氣經由煙囪排空管路排放至大氣中。如上所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其所述的空分裝置包括與空氣輸送管路相連接的給空氣增壓的羅茨鼓風機，羅茨鼓風機出口連接吸附器底部入口，吸附器頂部出口連接氧氣平衡罐，氧氣平衡罐出口連接氧氣輸送管路；在吸附器內部裝填活性氧化鋁吸附劑，活性氧化鋁吸附劑上部裝填沸石分子篩；其中，空氣被羅茨鼓風機增壓至O. 3 O. 5barg后從吸附器底部入口進入，空氣中的水分、二氧化碳、及少量其它氣體組分被活性氧化鋁所吸附，隨后氮氣被裝填于活性氧化鋁上部的沸石分子篩所吸附；氧氣從吸附器頂部出口進入氧氣平衡罐。如上所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其所述的焚燒氣化爐的氣化段連接余熱鍋爐，該余熱鍋爐采用立式冷壁結構，充分回收利用煙氣中的熱量，產生的飽和蒸汽供生產生活需要。所述的凈化裝置內先采用MDEA法脫硫，再采用填料塔堿法脫HC1。所述的干燥裝置采用床混式(BMD)干燥方法。所述的破碎裝置采用低溫破碎與常規的機械破損相結合的方法將垃圾盡可能破碎。本技術的效果在于本技術所述的利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其以焚燒爐高溫氣化為主要技術途徑，在純氧燃燒環境下燃燒溫度可以達到1000 1250°C，可以將生活垃圾中的有機成分氣化，無機成分熔融化。氣化并凈化后的合成氣以CO和H2為主要成分，有效氣體含量可達65%左右，可以實現燃氣的聯合循環發電和合成氣的燃料和原料的輸出。與常規垃圾焚燒技術相比，該技術垃圾資源化利用高，可以高效地回收生活垃圾中的資源、能源，可以回收灰渣中的有價金屬、熔融渣；可以從根本上解決二噁英和重金屬二次污染的問題，實現二噁英、呋喃類(P⑶D/Fs)、重金屬等劇毒二次污染物排放值降接近零排放，能滿足更嚴格的生活垃圾焚燒污染排放標準。附圖說明圖I為本技術所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統示意圖。圖中1.垃圾輸送管線；2.垃圾儲倉；3.過熱蒸汽進氣管路；4.飽和蒸汽輸出管路；5.干燥裝置；6.破碎裝置；7.空氣輸送管路；8.空分裝置；9.氧氣輸送管路；10.氣化段；11.急冷段；12.工業水管路；13.渣及灰水排放管路；14.合成氣；15.洗滌裝置；16.凈化裝置；17.燃氣輪機；18.蒸汽鍋爐；19.蒸汽輪機；20.煙囪排空管路；21.余熱鍋爐。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統作進一步描述。如圖I所示，本技術所述的一種利用城市垃圾高溫氣化聯合循環發電的系統，其包括依次連接的垃圾儲存及輸送單元、干燥單元、破碎單元、空分單元、氣化單元、洗滌單元、煙氣凈化單元以及燃氣-蒸汽聯合循環發電單元；所述的垃圾儲存及輸送單元包括垃圾輸送管線I，垃圾儲倉2入口與垃圾輸送管線I相連接；垃圾通過垃圾輸送管線I進入垃圾儲倉2 ；所述的干燥單元包括干燥裝置5，干燥裝置5的入口通過管路與垃圾儲倉2出口相連接，過熱蒸汽進氣管路3和飽和蒸汽輸出管路4分別與干燥裝置5的入口和出口相連接；過熱蒸汽經由過熱蒸汽進氣管路3輸送至干燥裝置5，對進入干燥裝置5內的垃圾進行干燥，然后所得飽和蒸汽經由飽和蒸汽輸出管路4輸送至公用工程管網；所述的破碎單元包括破碎裝置6，破碎裝置6的入口通過管路與干燥裝置5的出口相連接；干燥后的垃圾進入破碎裝置6內進行破碎；所述的空分單元包括空分裝置8，空分裝置8的入口與空氣輸送管路7相連接，空分裝置8的出口通過氧氣輸送管路9與焚燒氣化爐的入口相連接；空氣進入空分系統8分離出氧氣，氧氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：錢永康，丁建亮，楊娟，
申請(專利權)人：北京航天動力研究所，
類型：實用新型
國別省市：