一种污泥热解等离子气化发电的系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种污泥热解等离子气化发电的系统。污泥热解等离子气化发电系统包括：蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在壳体的内周壁上；蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体；等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口；换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口；发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端；熄焦装置，熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口。本实用新型专利技术的技术方案，将换热处理合成气得到的蒸汽用于发电，其运行成本低，焦油产率极低，不发生管道堵塞，易于实现工业化和规模化。

Sludge pyrolysis plasma gasification power generation system

The utility model relates to a sludge pyrolysis plasma gasification power generation system. Including sludge pyrolysis plasma gasification power generation system: regenerative rotary bed comprises a casing annular furnace cavity and the annular furnace, regenerative radiant tube is arranged at the inner peripheral wall of the rotating bed; regenerative material entrance and pyrolysis gas-liquid mixture outlet and pyrolytic carbon outlet located in the plasma gasification reaction chamber comprises a shell; pyrolysis gas-liquid mixture and thermal entrance outlet gas; heat exchanger including hot and cold gas entrance outlet gas, condensate outlet, circulating water entrance and a steam outlet; the electricity generating device comprises a steam entrance, steam outlet and power output device; coke quenching, coke quenching device including char, entrance the ash outlet, dry water entrance. The technical proposal of the utility model is that the steam obtained by the heat exchange treatment synthetic gas is used for generating electricity, and the utility model has the advantages of low running cost, low tar yield, no pipe blockage and easy industrialization and scale.

【技术实现步骤摘要】
一种污泥热解等离子气化发电的系统
本技术总的涉及一种污泥热解的技术，具体涉及一种污泥热解等离子气化发电的系统。
技术介绍
随着环保水平的提高。城市污水的处理量在连年增加，作为城市污水处理的副产物，城市污泥的年产量也急剧增加，而污泥是一种含水率很高(80％-95％)的絮状泥粒，由污水中的悬浮物、微生物等形成的聚集体，污泥含有大量的重金属、氮磷、病原菌、病毒和毒性有机物等，如果任意排放到水体中，会造成水体恶化，并影响水生物的生存，利用到农业上会污染土壤，导致农作物产生病灾，甚至危害人体健康。因此，如何有效、无害地处理城市污泥，是国内外专家非常关注的问题。目前，常见的污泥处理技术有压滤、干化、好氧堆肥、厌氧消化、焚烧等。其中简单的压滤和干化只能把污泥脱水至50％-70％，因此减量化水平不高，剩余的污泥仍需要大量填埋处理，只能作为污泥的预处理使用。好氧堆肥和厌氧消化的目的均是把污泥制成有机肥料，最后作为产品出售，但污泥中含有较多有毒有害物质，其产品会污染农作物，因此难以产业化推广。常见的焚烧技术虽然具有较好的减量化效果，但焚烧过程中会产生二噁英，严重影响居民身体健康，群体性事件也时有发生。热解技术是在无氧或绝氧的条件下，将有机物进行热裂解，生成以H2、CH4、CO为主的可燃气体、高热值的燃料油及部分固定碳。等离子气化技术是利用等离子体火炬对物料进行加热，局部温度可到5000℃以上，并能使反应室的温度维持在1200℃左右，能迅速分解热解油、二噁英等物质，并产生大量CO、H2等合成气。具有二次污染小、能源回收利用率高等特点。现有的污泥处理技术存在多种缺陷。例如，有一些污泥回转窑热解工艺，其焦油产量较多，容易堵塞管道、腐蚀设备等，经常停车检修，并且后端需要复杂的油水分离及净化装置，导致投资大大增加。还有一些污泥竖炉等离子气化技术，直接用等离子火炬对污泥进行气化，由于污泥含水率较高，在处理大规模污泥时，该工艺的功率极大、耗电率非常高，因此导致运行成本增大，难以实现工业化应用。还有一些污泥处理工艺是在一个炉子中实现污泥热解气化，虽然会生成大量合成气，但同时也把灰渣进行了熔融处理，而灰渣中大部分物质为无机物，在气化过程中浪费了大量能量，系统的热利用率较低，运行成本较高，因此不具备商业运行价值。而据不完全统计，目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万只(套)，加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万只(套)，总数超过500多万只，并且每年以10％以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30％的比例，约439亿kWh，以平均电价0.65元/kWh计算，一年开支达285亿元，成为各地财政部门的一大负担。针对现有技术存在的不足，并且为了响应目前政府提出的环保、节约、能源重复利用的号召，本技术旨在提出一种垃圾回收利用的技术方案，将污泥作为能量的来源，为我国发电行业作出贡献，以同时解决污泥处理技术存在的缺陷及人类资源短缺的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种污泥热解等离子气化发电的系统，以同时解决污泥处理技术存在的缺陷及人类资源短缺的问题。本技术提供一种实现上述污泥热解等离子气化发电的系统，其包括：蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在所述壳体的内周壁上；蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体；等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口，所述热解气液混合物入口与所述热解气液混合物出口相连；换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口，所述热态合成气入口与所述热态合成气出口相连；发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端，所述蒸汽入口与所述蒸汽出口相连；熄焦装置，所述熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连。上述的污泥热解等离子气化发电系统，所述等离子气化反应室垂直布置在所述热解气液混合物出口上端。上述的污泥热解等离子气化发电系统，所述系统中包括污泥入口、干化污泥出口、乏汽入口、冷凝水出口、干燥水出口；所述干化污泥出口与所述原料入口相连；所述乏汽入口与所述乏汽出口相连；所述干燥水出口与所述干燥水入口相连。本技术的有益效果在于，本技术针对目前污泥热解工艺中热解油产量大、堵塞严重、腐蚀程度高、维修频率高、处理成本大等问题，以及污泥等离子气化工艺中处理规模小、功率极大、耗电率较高、运行成本高、难以工业化应用等问题，提供了一种清洁、高效的污泥热解等离子气化的方法，采用蓄热式旋转床对预处理后的污泥原料进行热解，并利用等离子气化反应室对热解气液混合物进行气化，干化过程中产生的干燥水分可作为热解炭的熄焦用水，获得的合成气产率高、热值高，可作为蓄热式辐射管的燃料气使用，通过换热处理合成气得到的蒸汽可用于发电，为发电行业提供了一条低成本、资源重复利用的新技术，而且发电产生的乏汽进一步用于给污泥干化供热，实现了污泥的“无害化、减量化、资源化”，其运行成本低，焦油产率极低，不发生管道堵塞，易于实现工业化和规模化。附图说明图1为本技术实施例的污泥热解等离子气化发电流程框图；图2为本技术实施例的污泥热解等离子气化发电系统结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本技术提出了污泥热解等离子气化发电的方法。根据本技术实施例的污泥热解等离子气化发电的方法包括：将污泥进行干化处理，以便蒸出污泥中的大部分水分，得到干燥水；将经过干化后的污泥送入蓄热式旋转床内进行热解处理，以便得到热解气液混合物和热解炭；将热解气液混合物通入等离子气化反应室，以便得到CO、H2等合成气；以及将等离子气化反应室产生的合成气进行换热处理，以便得到蒸汽用于发电。下面参考图1详细描述本技术具体实施例的污泥热解等离子气化发电的方法。在本技术的一些实施例中，所述蓄热式旋转床分为进料区、热解区和出料区。任选地，热解区蓄热式辐射管温度为500℃-800℃。根据污泥含水率的不同，选择热解区蓄热式辐射管的温度。在本技术的一些实施例中，所述干燥水由污泥干化处理得到，可直接作为热解炭的熄焦用水。污泥原料在干化过程中，主要是蒸出污泥原料中的水分，如果这部分水进入蓄热式旋转床以及等离子气化反应室，会大大增加系统能耗，导致运行成本增加，因此在蓄热式旋转床前端设置有污泥干化装置，有效地解决了这一问题。在本技术的一些实施例中，所述热解气液混合物由蓄热式旋转床热解区产生，不经处理直接通入等离子气化反应室，以便得到所述合成气。热态的热解气液混合物直接进行等离子气化，热利用率高、运行成本较低。在本技术的一些实施例中，所述等离子气化反应室侧壁安装有2个以上的等离子体火炬；任选地，等离子气化反应室的温度为1100℃-1500℃。由于所述等离子气化反应室只对所述热解气液混合物进行气化，而不是直接对污泥原料进行气化，因此需要设置的等离子体火炬数量少，处理效率高，运行成本低。在本技术的一些实施例中，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污泥热解等离子气化发电系统，其特征在于，包括：蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在所述壳体的内周壁上；蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体；等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口，所述热解气液混合物入口与所述热解气液混合物出口相连；换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口，所述热态合成气入口与所述热态合成气出口相连；发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端，所述蒸汽入口与所述蒸汽出口相连；熄焦装置，所述熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种污泥热解等离子气化发电系统，其特征在于，包括：蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在所述壳体的内周壁上；蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体；等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口，所述热解气液混合物入口与所述热解气液混合物出口相连；换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口，所述热态合成气入口与所述热态合成气出口相连；发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，张安强，任浩华，蔡先明，赵月晶，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11