一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统及方法，属于垃圾站渗滤液处理领域。本发明专利技术由垃圾预处理系统、焚烧发电系统、逆向蒸发冷却系统、机械蒸汽再压缩蒸发系统和余热热泵系统组成，主要部件包括堆酵池、干垃圾焚烧炉、余热锅炉、基于朗肯循环的热

【技术实现步骤摘要】
一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种利用垃圾焚烧发电及其过程中产生的余热热能利用来实现垃圾站渗滤液低碳蒸发的系统及方法，属于垃圾站垃圾渗滤液处理领域。

技术介绍

[0002]随着生活水平的不断提高，城镇居民生活垃圾每年产量逐渐增长，垃圾处理成为城市发展不可避免的处理难题。垃圾在分类收集或混合收集后都会被集中运送到垃圾站，在垃圾站中进行统一处理。传统处理垃圾主要依靠卫生填埋，但垃圾在堆埋过程中会渗出大量废液，这种废液是一种成份复杂、难处理的高含盐废水，随意排放会导致水体污染，危害健康，必须经过科学处理才能够达标排放。同时，填埋所需求的填埋场地大，城市空间有限，无法满足日渐增大的城市垃圾处理要求。因此垃圾焚烧逐渐成为主要处理技术，具有节约填埋用地、可提供发电及供热效益的优势。由于垃圾中的水分会影响燃料特性，降低发电量，是垃圾处理过程中一个不稳定的影响因素，而垃圾存水比例往往达到40％～60％，因此需要采用机械蒸汽再压缩装置在焚烧发电前对析出的水分进行蒸发，保证燃烧效率。
[0003]已有部分专利提出了处理含盐废水的机械蒸汽再压缩技术低碳运行的应用方法。专利CN212387927U设计了一种提高渗滤液净化程度的垃圾渗滤液处理装置，主要特征是利用微生物、催化剂等生物处理技术提高垃圾渗滤液净化程度，使其处理后能够直接排放。该专利处理流技术单一，主要依靠厌氧生物分解渗滤液，但垃圾渗滤液中富含的高浓度盐离子对环境水体同样具有危害，需要培养特定的耐盐微生物才能进行处理。专利CN113087303A提供了一种结合微生物和滤膜过滤的垃圾渗滤液处理流程，主要特征是通过格栅拦截、沉淀等方法将渗滤液分离杂质和有机物后，再结合生物法处理剩余氨氮物和硫化物。该专利采用的过滤膜具有膜易堵塞问题，会提高后续维护成本，且采用的生物技术不能够降低渗滤液含盐浓度。
[0004]本专利技术提供了一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站垃圾渗滤液低碳蒸发系统。该系统利用机械蒸汽再压缩技术蒸发垃圾渗滤液，能够节约新鲜蒸汽的消耗；利用焚烧垃圾产生的电能驱动系统内用电设备运行，同时分段回收高温烟气余热，结合余热热泵技术促进二次蒸汽高温压缩，节省系统运行过程中的煤炭燃烧；在焚烧前对垃圾进行堆酵去除水分，使得垃圾更容易氧化燃烧，提高燃烧低位热值。整个蒸发系统将机械蒸汽再压缩技术、焚烧垃圾发电驱动蒸发系统、湿垃圾堆酵析出渗滤液以及提高燃烧热值这几点优势结合，既实现垃圾渗滤液的科学处理，同时降低系统运行能耗，避免低品位能源浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统，本专利技术有助于推动机械蒸汽再压缩技术、余热热泵系统以及垃圾焚烧发电技术三者在渗滤液废水低碳处理领域的结合与应用。
[0006]本申请实施例提供一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统，由垃圾预处理系统、焚烧发电系统、逆向蒸发冷却系统、机械蒸汽再压缩蒸发系统和余热热泵系统五部分组成；垃圾预处理系统包括垃圾收集池1、堆酵池2
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1、滤网2
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2、渗滤液收集池2
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3；垃圾收集池1与堆酵池2
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1右侧相连，堆酵池2
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1底端与滤网2
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2相连，滤网2
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2与渗滤液收集池2
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3相连，渗滤液收集池2
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3与第一水泵3
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1相连；
[0007]焚烧发电系统包括干垃圾焚烧炉4、余热锅炉5、基于朗肯循环的热
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电装置6、配电箱7、排烟管8；堆酵池2
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1左侧与干垃圾焚烧炉4右侧相连，干垃圾焚烧炉4左侧与余热锅炉5相连，余热锅炉5与基于朗肯循环的热
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电装置6相连，基于朗肯循环的热
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电装置6与配电箱7右侧相连，干垃圾焚烧炉4上方与排烟管8相连，排烟管8与高温烟气换热器19上侧相连；
[0008]逆向蒸发冷却系统包括第一水泵3
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1、逆向蒸发冷却塔9、填料9
‑
1、热干空气9
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2、低温烟气换热器10、抽气筒21；第一水泵3
‑
1与逆向蒸发冷却塔9顶端相连，填料9
‑
1与热干空气9
‑
2均位于逆向蒸发冷却塔9内部，逆向蒸发冷却塔9右侧底端与低温烟气换热器10上侧相连，低温烟气换热器10右侧与抽气筒21相连；
[0009]机械蒸汽再压缩蒸发系统包括第二水泵3
‑
2、机械蒸汽再压缩装置11、喷淋管组11
‑
1、换热管组11
‑
2、蒸汽出口11
‑
4、蒸汽入口11
‑
3、结晶出口11
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5、浓溶液入口11
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6、烘干箱12、结晶收集箱13、电加热器20；逆向蒸发冷却塔9左侧与第二水泵3
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2相连，第二水泵3
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2与浓溶液入口11
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6相连，浓溶液入口11
‑
6与喷淋管组11
‑
1相连，换热管组11
‑
2位于喷淋管组11
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1下方，喷淋管组11
‑
1与换热管组11
‑
2均位于机械蒸汽再压缩装置11内部，电加热器20与换热管组11
‑
2相连；蒸汽出口11
‑
4位于机械蒸汽再压缩装置11左侧底端，蒸汽入口11
‑
3位于机械蒸汽再压缩装置11左侧上端，结晶出口11
‑
5位于机械蒸汽再压缩装置11下侧，蒸汽出口11
‑
4、蒸汽入口11
‑
3、结晶出口11
‑
5与浓溶液入口11
‑
6均位于机械蒸汽再压缩装置11表面；结晶出口11
‑
5与烘干箱12上侧相连，烘干箱12右侧与结晶收集箱13相连，烘干箱12左侧与配电箱7相连；
[0010]余热热泵系统包括气液分离器14、压缩机15、压缩机出口15
‑
1、压缩机入口15
‑
2、冷凝器16、节流装置17、节流入口17
‑
1、节流出口17
‑
2、蒸发器18、蒸发器第一入口18
‑
1、冷凝器第一入口16
‑
1、蒸发器第二入口18
‑
3、冷凝器第二入口16
‑
3、蒸发器第一出口18
‑
2、冷凝器第一出口16
‑
2、蒸发器第二出口18
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4、冷凝器第二出口16
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4、高温烟气换热器19；冷凝器第一入口16
‑
1、冷凝器第一出口16
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统，其特征在于：由垃圾预处理系统、焚烧发电系统、逆向蒸发冷却系统、机械蒸汽再压缩蒸发系统和余热热泵系统五部分组成；其中垃圾预处理系统包括垃圾收集池(1)、堆酵池(2
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1)、滤网(2
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2)、渗滤液收集池(2
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3)；垃圾收集池(1)与堆酵池(2
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1)右侧相连，堆酵池(2
‑
1)底端与滤网(2
‑
2)相连，滤网(2
‑
2)与渗滤液收集池(2
‑
3)相连，渗滤液收集池(2
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3)与第一水泵(3
‑
1)相连；焚烧发电系统包括干垃圾焚烧炉(4)、余热锅炉(5)、基于朗肯循环的热
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电装置(6)、配电箱(7)、排烟管(8)；堆酵池(2
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1)左侧与干垃圾焚烧炉(4)右侧相连，干垃圾焚烧炉(4)左侧与余热锅炉(5)相连，余热锅炉(5)与基于朗肯循环的热
‑
电装置(6)相连，基于朗肯循环的热
‑
电装置(6)与配电箱(7)右侧相连，干垃圾焚烧炉(4)上方与排烟管(8)相连，排烟管(8)与高温烟气换热器(19)上侧相连；逆向蒸发冷却系统包括第一水泵(3
‑
1)、逆向蒸发冷却塔(9)、填料(9
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1)、热干空气(9
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2)、低温烟气换热器(10)、抽气筒(21)；第一水泵(3
‑
1)与逆向蒸发冷却塔(9)顶端相连，填料(9
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1)与热干空气(9
‑
2)均位于逆向蒸发冷却塔(9)内部，逆向蒸发冷却塔(9)右侧底端与低温烟气换热器(10)上侧相连，低温烟气换热器(10)右侧与抽气筒(21)相连；机械蒸汽再压缩蒸发系统包括第二水泵(3
‑
2)、机械蒸汽再压缩装置(11)、喷淋管组(11
‑
1)、换热管组(11
‑
2)、蒸汽出口(11
‑
4)、蒸汽入口(11
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3)、结晶出口(11
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5)、浓溶液入口(11
‑
6)、烘干箱(12)、结晶收集箱(13)、电加热器(20)；逆向蒸发冷却塔(9)左侧与第二水泵(3
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2)相连，第二水泵(3
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2)与浓溶液入口(11
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6)相连，浓溶液入口(11
‑
6)与喷淋管组(11
‑
1)相连，换热管组(11
‑
2)位于喷淋管组(11
‑
1)下方，喷淋管组(11
‑
1)与换热管组(11
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2)均位于机械蒸汽再压缩装置(11)内部，电加热器(20)与换热管组(11
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2)相连；蒸汽出口(11
‑
4)位于机械蒸汽再压缩装置(11)左侧底端，蒸汽入口(11
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3)位于机械蒸汽再压缩装置(11)左侧上端，结晶出口(11
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5)位于机械蒸汽再压缩装置(11)下侧，蒸汽出口(11
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4)、蒸汽入口(11
‑
3)、结晶出口(11
‑
5)与浓溶液入口(11
‑
6)均位于机械蒸汽再压缩装置(11)表面；结晶出口(11
‑
5)与烘干箱(12)上侧相连，烘干箱(12)右侧与结晶收集箱(13)相连，烘干箱(12)左侧与配电箱(7)相连；余热热泵系统包括气液分离器(14)、压缩机(15)、压缩机出口(15
‑
1)、压缩机入口(15
‑
2)、冷凝器(16)、节流装置(17)、节流入口(17
‑
1)、节流出口(17
‑
2)、蒸发器(18)、蒸发器第一入口(18
‑
1)、冷凝器第一入口(16
‑
1)、蒸发器第二入口(18
‑
3)、冷凝器第二入口(16
‑
3)、蒸发器第一出口(18
‑
2)、冷凝器第一出口(16
‑
2)、蒸发器第二出口(18
‑
4)、冷凝器第二出口(16
‑
4)、高温烟气换热器(19)；冷凝器第一入口(16
‑
1)、冷凝器第一出口(16
‑
2)、冷凝器第二入口(16
‑
3)以及冷凝器第二出口(16
‑
4)均位于冷凝器(16)表面，蒸发器第一入口(18
‑
1)、蒸发器第一出口(18
‑
2)、蒸发器第二入口(18
‑
3)以及蒸发器第二出口(18
‑
4)均位于蒸发器(18)表面，压缩机出口(15
‑
1)与压缩机(15)右侧相连，压缩机入口(15
‑
2)与压缩机(15)左侧相连，节流入口(17
‑
1)与节流装置(17)右侧相连，节流出口(17
‑
2)与节流装置(17)左侧相连；蒸汽出口(11
‑
3)与气液分离器(14)右侧相连，气液分离器(14)左侧与冷凝器第二入口(16
‑
3)相连，冷凝器第一出口(16
‑
2)与蒸汽入口(11
‑
3)相连；压缩机(15)上侧与配电箱(7)相连，压缩机出口(15
‑
1)与冷凝器第一入口(16
‑
1)相连，冷凝器第二出口(16
‑
4)与节流入口(17
‑
1)相连，节流出口(17
‑
2)与蒸发器第一入口(18
‑
1)相连，蒸发器第二出
口(18
‑
4)与压缩机入口(15
‑
2)相连；蒸发器第一出口(18
‑
2)与高温烟气换热器(19)右侧相连，高温烟气换热器(19)下侧与低温烟气换热器(10)下侧相连。2.根据权利要求1所述的一种基于焚烧发电和余热热泵的垃圾站渗滤液低碳蒸发系统，其特征在于：余热热泵系统中，压缩机(15)、冷凝器(16)、节流装置(17)、蒸发器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：许越，王瑜，曹艳美，葛宇恒，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：