基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺制造技术

本发明专利技术公布了一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。本发明专利技术具有零污染排放、运行成本低、安全可靠的特点，通过垃圾填埋气体中低浓度甲烷在热氧化反应系统中燃烧产生的高温烟气，来实现渗滤液的蒸发处理，无需额外使用燃料从而降低整个工艺系统的能耗，进一步减少渗滤液的处理成本。

【技术实现步骤摘要】
基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺
本专利技术涉及垃圾处理
，具体来讲，涉及一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺。
技术介绍
生活垃圾卫生填埋场垃圾堆体中的有机物质分解会产生填埋气体，其主要组分为CH4，CO2。每吨垃圾在填埋场寿命期内大约可产生100～200m3的甲烷气体，其热值一般为7450～22350kj/m3，是一种潜在的清洁能源。我国对于垃圾填埋气体的利用主要是用于发电，通过燃烧作功产生动力，使发动机带动发电机进行发电。但是利用垃圾填埋气体发电的发电机组，进气的甲烷浓度一般要求大于28%的体积浓度，而国内运行超过10年的垃圾填埋场填埋气体中的甲烷浓度都小于28%体积浓度，达不到发电要求，基本上是无控制排放或者是简单处理后排放，造成了环境污染和能源浪费。生活垃圾卫生填埋场垃圾堆体中的有机物质分解也会产生大量渗滤液，其中含有大量的氨氮、有机物以及其他有毒有害的杂质，需要经过处理才能安全排放。近年来，蒸发工艺越来越多的应用于渗滤液处理，蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，由两部分组成：加热渗滤液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸汽。蒸发工艺主要分为常压高温蒸发、负压中温和负压低温蒸发三种，其中常压高温蒸发因能耗较高的问题极少应用于渗滤液处理，负压中温和负压低温蒸发由于蒸发温度较低导致大量底部浓缩液产生，不能达到零污染排放。为了解决上述问题，现有中国专利申请公布号为CN1785825A的专利公开了一种渗滤液雾化蒸发工艺，该专利方法是以填埋气体为能源，利用填埋气体通过燃烧器燃烧后产生的火焰以及高温烟气直接将雾化的渗滤液中的可燃物焚烧同时将其中的水分蒸发，然后将热混合尾气引入余热锅炉进行余热利用，最后将混合气中的水蒸气冷凝回收，可以达到零污染排放。但该工艺的填埋气体是通过燃烧器燃烧，同样只能利用甲烷体积浓度大于28%的填埋气体，不能完全资源化利用垃圾填埋场填埋气体。为此，针对目前存在的问题，有必要研发一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，进一步资源化利用垃圾填埋气体中的甲烷资源，零污染排放处理渗滤液。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，具有零污染排放、运行成本低、安全可靠的特点，通过垃圾填埋气体中低浓度甲烷在热氧化反应系统中燃烧产生的高温烟气，来实现渗滤液的蒸发处理，无需额外使用燃料从而降低整个工艺系统的能耗，进一步减少渗滤液的处理成本。为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案是：一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。所述的垃圾堆体为垃圾填埋场卫生填埋的生活垃圾；所述的渗滤液为垃圾堆体中水分和有机组分经生物发酵等复杂化学反应形成的一种高浓度的有机废水。所述的填埋气体收集输送系统用于收集垃圾堆体产生的填埋气体，并输送至气体净化处理系统；所述气体净化处理系统用于进一步净化填埋气体，进行脱硫净化等处理后，将净化后的填埋气体被输送至热氧化反应系统；所述热氧化反应系统用于将填埋气体中甲烷氧化，释放出化学反应热，并将热能传递至热解系统；所述渗滤液调节系统用于处理渗滤液，渗滤液经过pH调节和除杂后，输送至蒸发系统；用于对渗滤液进行蒸发处理，然后将处理得到的渗滤浓缩液输送至热解系统，将蒸发尾气输送至尾气处理系统；所述热解系统用于将浓缩液中有机质热解为小分子可燃气体和炭渣，然后将可燃气体输送至热氧化反应系统作为能源使用；所述尾气处理系统用于净化由蒸发系统产生的蒸发尾气，确保其达标排放。在上述技术方案的基础上，所述气体收集输送系统包括膜上填埋气体收集工艺、竖井填埋气体收集工艺和总干管；所述的膜上填埋气体收集工艺将膜上气体收集接口设置在HDPE膜与垃圾堆体表面之间，与对应的气体收集风机相连，用来吸收垃圾堆体表面的填埋气体；所述的竖井填埋气体收集工艺将竖井气体收集接口设置在垃圾堆体的气体收集井内，与对应的气体收集风机相连，竖井气体收集接口与吸引管上端相连接，吸引管的下端开设有若干进气口，用来吸收垃圾堆体内部的填埋气体；所述总干管每隔20～30m设置一个接口，与若干个中转气柜连接，每3～5个气体收集接口（膜上气体收集接口或竖井气体收集接口）共用一个中转气柜。在上述技术方案的基础上，所述气体净化处理系统包括依次相连的脱硫净化装置、粗过滤器、气液分离器、罗茨风机、精过滤器和储气罐。所述的脱硫净化装置用来降低填埋气体硫化氢含量；所述的粗过滤器用来初步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的气液分离器用来降低填埋气体的含水率；所述的罗茨风机用来提供所需压强并调节气体流速；所述的精过滤器用来进一步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的储气罐用来存储净化后的填埋气体。在上述技术方案的基础上，所述的热氧化反应系统包括泵站、掺混器、在线分析仪表和热氧化反应器；所述的泵站与掺混器的填埋气体进口相连，泵站至少设置有一台空气压缩机，用来产生压强推动气体流动并控制气体流速；所述的掺混器具有填埋气体进口、空气进口和混合气体出口，用来调节混合气体中甲烷浓度，根据在线分析仪表的甲烷浓度在线测量参数结果，得到填埋气体中甲烷的精确体积浓度，并依据填埋气体中甲烷的体积浓度差异，通过掺混器掺混空气调节甲烷体积浓度以满足热氧化反应器需求；所述的热氧化反应器与掺混器的混合气体出口相连，用来稳定燃烧甲烷以产生热能，经过掺混器调节的常温填埋气体被引入到热氧化反应器内，经过电加热预热的热氧化反应器将填埋气体继续加热到甲烷自燃温度（在1000℃左右），使其中的甲烷和氧气发生反应，释放出化学反应热；所述的在线分析仪表与掺混器相连，用来监测掺混器内的甲烷浓度。在上述技术方案的基础上，所述的渗滤液调节系统包括细格栅、调节池出口、渗滤液输送装置、进料泵；所述的细格栅设置在调节池出口处，用来过滤去除渗滤液中的不溶固体；所述的调节池出口设置在渗滤液调节系统末端；所述的渗滤液输送装置为提升泵，出口与间壁热交换器渗滤液进口相连，将渗滤液均匀输送至蒸发系统；所述进料泵设置在渗滤液调节系统前端，用来将渗滤液输送至渗滤液调节系统。在上述技术方案的基础上，所述的蒸发系统包括间壁热交换器、渗滤液进口、热烟气进口、循环水泵、雾化喷头、蒸发尾气出口和螺旋输送机；所述的间壁热交换器中渗滤液出口与渗滤液进口相连；所述的渗滤液进口位于蒸发系统下部、热烟气进口上方；所述的热烟气进口与高温烟气出口相连；所述的循环水泵进水口与蒸发系统底部相连，出水口与雾化喷头相连；所述的雾化喷头位于蒸发系统上方，与循环水泵出水口相连；所述的蒸发尾气出口经过间壁热交换器后与臭气风机进风口相连；所述的螺旋输送机将蒸发后的底部浓缩液输送至热解系统进行进一步处理。在上述技术方案的基础上，所述的热解系统包括进料螺旋、加热夹套、高温烟气进口、高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。


2.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述气体收集输送系统包括膜上填埋气体收集工艺、竖井填埋气体收集工艺和总干管，用于收集垃圾堆体产生的填埋气体，并输送至气体净化处理系统；所述的膜上填埋气体收集工艺将膜上气体收集接口设置在HDPE膜与垃圾堆体表面之间，与对应的气体收集风机相连，用来吸收垃圾堆体表面的填埋气体；所述的竖井填埋气体收集工艺将竖井气体收集接口设置在垃圾堆体的气体收集井内，与对应的气体收集风机相连，竖井气体收集接口与吸引管上端相连接，吸引管的下端开设有若干进气口，用来吸收垃圾堆体内部的填埋气体；所述总干管每隔20～30m设置一个接口，与若干个中转气柜连接，每3～5个气体收集接口（膜上气体收集接口或竖井气体收集接口）共用一个中转气柜。


3.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述气体净化处理系统包括依次相连的脱硫净化装置、粗过滤器、气液分离器、罗茨风机、精过滤器和储气罐，用于进一步净化填埋气体，进行脱硫净化等处理后，将净化后的填埋气体被输送至热氧化反应系统；所述的脱硫净化装置用来降低填埋气体硫化氢含量；所述的粗过滤器用来初步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的气液分离器用来降低填埋气体的含水率；所述的罗茨风机用来提供所需压强并调节气体流速；所述的精过滤器用来进一步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的储气罐用来存储净化后的填埋气体。


4.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的热氧化反应系统包括泵站、掺混器、在线分析仪表和热氧化反应器，用于将填埋气体中甲烷氧化，释放出化学反应热，并将热能传递至热解系统；所述的泵站与掺混器的填埋气体进口相连，泵站至少设置有一台空气压缩机，用来产生压强推动气体流动并控制气体流速；所述的掺混器具有填埋气体进口、空气进口和混合气体出口，用来调节混合气体中甲烷浓度，根据在线分析仪表的甲烷浓度在线测量参数结果，得到填埋气体中甲烷的精确体积浓度，并依据填埋气体中甲烷的体积浓度差异，通过掺混器掺混空气调节甲烷体积浓度以满足热氧化反应器需求；所述的热氧化反应器与掺混器的混合气体出口相连，用来稳定燃烧甲烷以产生热能，经过掺混器调节的常温填埋气体被引入到热氧化反应器内，经过电加热预热的热氧化反应器将填埋气体继续加热到甲烷自燃温度（在1000℃左右），使其中的甲烷和氧气发生反应，释放出化学反应热；所述的在线分析仪表与掺混器相连，用来监测掺混器内的甲烷浓度。


5.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的渗滤液调节系统包括细格栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，
申请(专利权)人：源创环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42