一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，包括原生垃圾预处理系统，原生垃圾预处理系统的原生垃圾料仓分两路，一路与垃圾渗滤液处理系统连接，另一路经过干燥筛分模块与垃圾气化合成系统的气化炉连接，垃圾渗滤液处理系统和垃圾气化合成系统均与垃圾灰渣处理系统连接；垃圾气化合成系统还经过合成气净化系统与合成气余热利用系统的合成气换热器连接，合成气净化系统经过合成气发电系统与烟气净化及余热系统连接，用于实现垃圾气化热电联供，烟气净化及余热系统经过烟气循环系统与气化炉连接实现烟气循环。对垃圾气化工艺、气化合成气净化工艺进行了优化，最终实现垃圾气化发电、供热的要求；还提高了系统整体的能源利用效率。

A garbage gasification combined heat and power system with flue gas circulation

The invention discloses a combined heat and power supply system for garbage gasification with flue gas circulation, which comprises a primary garbage pretreatment system, a primary garbage bin of the primary garbage pretreatment system which is divided into two ways, one way connected with the garbage leachate treatment system, and the other way connected with the gasifier of the garbage gasification synthesis system through a drying and screening module. The landfill leachate treatment system and the garbage gasification synthesis system are connected with the garbage ash treatment system; the garbage gasification synthesis system is also connected with the syngas heat exchanger of the syngas waste heat utilization system through the syngas purification system, and the syngas purification system is connected with the flue gas purification and waste heat utilization system through the syngas power generation system. In order to realize the combined heat and power supply of garbage gasification, the flue gas purification and waste heat system are connected with the gasifier through the flue gas circulation system to realize the flue gas circulation. The garbage gasification process and the gasification synthesis gas purification process were optimized to meet the requirements of garbage gasification for power generation and heating, and the overall energy utilization efficiency of the system was improved.

【技术实现步骤摘要】
一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统
本专利技术属于垃圾减量化、无害化处理
，具体涉及一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统。
技术介绍
当前我国垃圾清运总量约为1.79亿吨/年，由于处理技术水平低下，大量垃圾仅仅被运到城市郊区或者城乡结合部随意堆放或简单填埋，“垃圾围城”现象日益严重，制约着我国的现代化进程和城市化发展。卫生填埋法和堆放是当前我国垃圾的主要处理方式，占我国垃圾处理总量的88％，但这两种方法既没有实现垃圾的“无害化”，又没有做到“资源化”和“减量化”。就目前的研究来看，以垃圾焚烧技术为代表的热利用方式，是较适合目前普通城市生活垃圾终极处理技术，但该技术仍然存在一些技术难题，制约了其发展，归结起来主要有以下几点：1)垃圾热值较低，难以满足焚烧炉需求焚烧法处理生活垃圾，需要垃圾的热值较高(大约5000kJ/kg以上)，含水率较低。发达国家的垃圾中的可燃成分较高，含水率在10％以下，所以垃圾着火燃烧都较为容易。而我国垃圾总体含水率高，南方城市垃圾含水率通常在40％至50％左右，这就增大了垃圾焚烧炉运行的难度，需要添加辅助燃料(如煤炭、重油等)才能保证垃圾焚烧炉的稳定运行。2)焚烧法处理生活垃圾，易带来二次污染由于垃圾成分的多样性、易变性、焚烧过程影响因素的复杂性等，现阶段垃圾焚烧技术不可避免的容易对环境造成的二噁英、重金属等二次污染，使得许多垃圾焚烧项目推进受阻。①垃圾焚烧产生二噁英污染：当前常规的垃圾焚烧过程中，二噁英主要通过两种途径来生成：一种是含氯的有机物通过不完全燃烧产生二噁英；另一种是在尾气冷却阶段含氯烟气由重金属催化产生二噁英。由于垃圾成分复杂多变，容易造成燃烧不充分，并且垃圾中氯元素含量较高，二噁英可在此过程中通过第一种途径大量生成；即便是燃烧反应控制在很高的温度下，燃烧进行得很完全，由于垃圾中存在大量的重金属元素，二噁英仍然会通过重金属的催化作用在尾部烟道通过第二种途径再次生成。而二噁英目前无法实现在线监测，没有高效的脱除手段，通常只能采取激冷和活性炭吸附等手段进行处理，处理达标成本很高，大大影响垃圾发电的经济效益，甚至会造成亏损，这也就是垃圾焚烧过程中二噁英问题难以克服的主要原因。②垃圾焚烧产生重金属污染：由于当前我国垃圾分类不彻底，所以我国垃圾中重金属的成分较高，而垃圾焚烧过程中，垃圾中易挥发的重金属会随着烟气及飞灰排放到大气中，不易挥发的重金属则在垃圾焚烧底渣中大量存在。垃圾焚烧飞灰属于危险废弃物，其中含有大量的Pb、Cr、Cd等重金属元素，其对环境具有很强的危害，必须要进行妥善地处理，目前通常采用水泥固化、化学酸洗等方法，成本较高，且处理不彻底。因此，卫生填埋、焚烧等常规垃圾处理技术具有不可避免的技术缺点，因此需要寻找一种更加先进的垃圾无害化处理技术。以生活垃圾气化为代表的热化学转化利用方式，是比较适合生活垃圾的处理技术。针对我国垃圾特点，建立适用于我国垃圾的可以实现垃圾资源化、无害化、减量化处理的气化系统是对垃圾进行处理的有效方法。除此之外，烟气中含有大量CO2，而原生垃圾组分中固定碳在CO2存在的情况下可发生气化反应，生成大量CO，可有效提高合成气品质。除此之外，排烟温度较高，通过烟气循环利用可有效利用排烟中的低温余热，提高系统的能源利用效率。因此，建立一种带有烟气循环的垃圾气化热电联供系统具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，通过有效结合我国垃圾特点，开发了有效的洁净的原生垃圾预处理系统；并结合了燃气轮机对燃气的高热值、低焦油、低金属含量的一系列高要求，对垃圾气化工艺进行了优化，还对气化合成气的净化工艺进行了优化，优化之后的合成气可满足燃气轮机的燃烧要求，最终可以实现垃圾气化发电、供热的要求；该系统还对低温烟气进行了循环利用，不仅增加了合成气的品质，同时还提高了系统整体的能源利用效率。本专利技术采用以下技术方案：一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，包括原生垃圾预处理系统，原生垃圾预处理系统的原生垃圾料仓分两路，一路与垃圾渗滤液处理系统连接，另一路经过干燥筛分模块与垃圾气化合成系统的气化炉连接，垃圾渗滤液处理系统和垃圾气化合成系统均与垃圾灰渣处理系统连接；垃圾气化合成系统还经过合成气净化系统与合成气余热利用系统的合成气换热器连接，合成气净化系统经过合成气发电系统与烟气净化及余热系统连接，用于实现垃圾气化热电联供，烟气净化及余热系统经过烟气循环系统与气化炉连接实现烟气循环。具体的，原生垃圾料仓依次经过物料输送机、破碎挤水模块和干燥筛分模块与气化炉入口连接，原生垃圾料仓内的垃圾由物料输送机送至破碎挤水模块，经破碎挤水模块处理后经过干燥筛分模块进入气化炉内，破碎挤水模块还与垃圾渗滤液处理系统连接。进一步的，垃圾渗滤液处理系统包括渗滤液储蓄池，渗滤液储蓄池的一端分别与原生垃圾料仓、破碎挤水模块以及垃圾灰渣处理系统的高温灰渣筛分器连接，气化炉出口排出的高温灰渣经高温灰渣筛分器筛分后对渗滤液储蓄池内的渗滤液进行蒸发浓缩处理；渗滤液储蓄池的另一端分两路，一路经过蒸发液储蓄池与RO模块连接，另一路依次经过灰渣储蓄池、垃圾灰渣处理系统的气化炉床料储罐与气化炉出口连接，蒸发液进入蒸发液储蓄池，灰渣储蓄池的灰渣用于对浓缩液进行吸附，吸附之后的灰渣作为气化炉床料进入气化炉床料储罐，用于气化炉所需床料。进一步的，气化炉的出口经高温灰渣筛分器与填埋场连接，填埋场还与干燥筛分模块连接。具体的，合成气净化系统包括过滤器，过滤器的入口与气化炉出口连接，过滤器的出口依次经过催化床、合成气换热器与洗涤塔连接，洗涤塔内设置有洗涤液，洗涤塔出口分两路，一路与合成气发电系统连接，另一路经过废液池与废液回收模块连接用于回收处理。进一步的，垃圾气化合成系统包括富氧鼓风机、水和低温烟气循环鼓风机，富氧鼓风机和水通过合成气换热器与气化炉的入口连接，低温烟气循环鼓风机通过合成气换热器与干燥筛分模块连接。进一步的，合成气换热器包括高温段、中温段及低温段，高温段与富氧鼓风机连接，中温段与水连接，低温段与低温烟气循环鼓风机连接。具体的，合成气发电系统包括设置有鼓风机的燃气轮机，燃气轮机的入口与合成气净化系统的洗涤塔连接，合成气进入燃气轮机用于燃烧发电，燃气轮机的出口经过烟气净化及余热系统与烟气循环系统连接。进一步的，烟气净化及余热系统包括SCR模块，SCR模块内设置有氧气及二噁英催化剂和NOx选择性还原催化剂，SCR模块的一端与燃气轮机连接，用于将经过燃气轮机产生的高温烟气送入SCR模块内，另一端经过余热锅炉用于发电或生活用水，余热锅炉分两路，一路与烟囱连接，另一路与低温烟气循环鼓风机连接实现循环利用。具体的，气化炉包括固定床气化炉或流化床气化炉，气化介质为水蒸气、富氧或富氧，气化炉内设置有脱硫脱氯剂。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，在原生垃圾预处理系统中，经过合理的布置，有效利用了合成气产生的高温余热，同时对干燥筛分模块产生的臭气进行了无害化处理；在渗透液处理系统中，不仅对气化炉高温排渣的余热进行了利用，同时还对具有水质复杂、危害性大、CODCr和BOD5浓度高、金属含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，其特征在于，包括原生垃圾预处理系统，原生垃圾预处理系统的原生垃圾料仓(2)分两路，一路与垃圾渗滤液处理系统连接，另一路经过干燥筛分模块(5)与垃圾气化合成系统的气化炉(6)连接，垃圾渗滤液处理系统和垃圾气化合成系统均与垃圾灰渣处理系统连接；垃圾气化合成系统还经过合成气净化系统与合成气余热利用系统的合成气换热器(10)连接，合成气净化系统经过合成气发电系统与烟气净化及余热系统连接，用于实现垃圾气化热电联供，烟气净化及余热系统经过烟气循环系统与气化炉(6)连接实现烟气循环。

【技术特征摘要】
1.一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，其特征在于，包括原生垃圾预处理系统，原生垃圾预处理系统的原生垃圾料仓(2)分两路，一路与垃圾渗滤液处理系统连接，另一路经过干燥筛分模块(5)与垃圾气化合成系统的气化炉(6)连接，垃圾渗滤液处理系统和垃圾气化合成系统均与垃圾灰渣处理系统连接；垃圾气化合成系统还经过合成气净化系统与合成气余热利用系统的合成气换热器(10)连接，合成气净化系统经过合成气发电系统与烟气净化及余热系统连接，用于实现垃圾气化热电联供，烟气净化及余热系统经过烟气循环系统与气化炉(6)连接实现烟气循环。2.根据权利要求1所述的一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，其特征在于，原生垃圾料仓(2)依次经过物料输送机(3)、破碎挤水模块(4)和干燥筛分模块(5)与气化炉(6)入口连接，原生垃圾料仓(2)内的垃圾由物料输送机(3)送至破碎挤水模块(4)，经破碎挤水模块(4)处理后经过干燥筛分模块(5)进入气化炉(6)内，破碎挤水模块(4)还与垃圾渗滤液处理系统连接。3.根据权利要求1或2所述的一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，其特征在于，垃圾渗滤液处理系统包括渗滤液储蓄池(15)，渗滤液储蓄池(15)的一端分别与原生垃圾料仓(2)、破碎挤水模块(4)以及垃圾灰渣处理系统的高温灰渣筛分器(19)连接，气化炉(6)出口排出的高温灰渣经高温灰渣筛分器(19)筛分后对渗滤液储蓄池(15)内的渗滤液进行蒸发浓缩处理；渗滤液储蓄池(15)的另一端分两路，一路经过蒸发液储蓄池(16)与RO模块(28)连接，另一路依次经过灰渣储蓄池(17)、垃圾灰渣处理系统的气化炉床料储罐(18)与气化炉(6)出口连接，蒸发液进入蒸发液储蓄池(16)，灰渣储蓄池(17)的灰渣用于对浓缩液进行吸附，吸附之后的灰渣作为气化炉床料进入气化炉床料储罐(18)，用于气化炉(6)所需床料。4.根据权利要求3所述的一种带烟气循环的垃圾气化热电联供系统，其特征在于，气化炉(6)的出口经高温灰渣筛分器(19)与填埋场(20)连接，填埋场(20)还与干燥筛分模块(5)连接。5.根据权利要求1所述的一种带烟气循环的垃圾气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树众，蔡建军，赵军，匡草，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61