固体燃料发电站废弃物综合处理系统技术方案

一种固体燃料发电站废弃物综合处理系统，包括变压及整流装置、电解装置、二氧化碳吸收塔、氯化氢合成塔、硅酸盐反应器、旋流分离器和真空皮带机。电解装置的阴极氢气出口和阳极氯气出口分别与氯化氢合成塔的对应输入端相连，电解装置的混合碱液输出端与二氧化碳吸收塔相连，氯化氢合成塔的输出端通向硅酸盐反应器底部，硅酸盐反应器的反应浆料出口依次与旋流分离器、真空皮带机相连，真空皮带机的滤液输出端与电解装置的混合碱液补充口相连。其可将调质海水电解生成碱性物质和酸性气体，利用碱性物质固定烟气中的二氧化碳，利用酸性气体合成盐酸与粉煤灰或硅酸盐矿石粉进行置换反应，从而形成对发电站废弃物进行综合利用的良性循环。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电站的环境保护技术，具体地指一种固体燃料发电站废弃物综合处理系统。
技术介绍
目前，固体燃料发电站所采用的原料大部分是煤炭，也有少部分采用可循环利用的生物质。我国是世界上燃煤发电的第一大国，燃煤发电机组占全部发电机组的70%左右，生物质发电相对较少。我国燃煤发电所排放的废弃物粉煤灰和温室气体二氧化碳已居世界之冠，燃烧生物质产生的生物质灰也在逐年增加。有资料统计表明:我国粉煤灰的总排放量已超过3.75亿吨，二氧化碳每年的排放量也超过61亿吨，而且两者的排放量还在不断增力口，由此引起全球变暖、气候变化、以及对生态、经济、社会等方面产生综合影响的环境污染问题也日益严重，迫使人们一直在寻找解决这些问题的途径。针对粉煤灰或生物质灰而言，其主要成份均为硅酸盐类，还含有大量的Na、K、Ca、Mg等金属物质，我国建材业对其再利用的不多，目前的利用率仅在30%左右，主要是用于筑路基和回填，每年尚有2.6亿多吨粉煤灰未能利用，只能储存于灰库中，不仅占用了大量生产用地和储运配套装备，而且每吨粉煤灰储存的建库费和运行费约需1(Γ100元，累积成本惊人。同时，粉煤灰用于筑路基等作业时，还受地区、时间、气候的一系列的限制，使用非常不均衡。因此，如何利用粉煤灰或减少粉煤灰储存是本领域科研人员面临的一项重要环境课题。针对二氧化碳而言，虽然它是工业、农业、食品、卫生、医疗等多个领域的有用资源，但其应用量与排放量相比极其微小，过量排放所形成的温室效应，对人类的生存环境起着不利的影响。如今控制二氧化碳排放已经成为全球性的问题，越来越多的国家意识到二氧化碳的捕集与封存技术对于减缓气候变暖的意义。为了控制二氧化碳进入大气，本领域科研人员已经设计出了各种各样的二氧化碳封存技术，主要有如下三种方式:第一种是将它以气态形式封存于各种地质夹层中；第二种是将它以气态形式封存于深海中；第三种是将它以固态形式封存于碳酸盐中。三种封存方式中，第一种地质封存技术得到了一定的应用，但地质情况的变化会导致不安全因素的增加，并且随着时间的延伸，其不安全性也会越来越突出。第二种深海封存技术则容易破坏深海生态环境，目前鲜见应用。第三种碳酸盐封存技术又称矿物封存技术，理论上对二氧化碳的固定效果最好，转变成盐类的二氧化碳不会再次释放到大气中，因此得到了广泛的关注，但目前其仍然停留在固定二氧化碳的试验阶段，距离实际应用尚远。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供一种固体燃料发电站废弃物综合处理系统。该系统通过电解海水或调质海水产生吸收剂等的原料，能够将发电站排放烟气中的二氧化碳转化成碳酸盐类固定封存于大海中 ，同时充分利用发电站排放的粉煤灰、生物质灰等灰渣、以及廉价的硅酸盐矿石粉辅助完成二氧化碳的转化循环，最大限度地实现发电站废弃物的综合利用。为实现上述目的，本技术所设计的固体燃料发电站废弃物综合处理系统，主要由变压及整流装置、电解装置、二氧化碳吸收塔、氯化氢合成塔、硅酸盐反应器、旋流分离器和真空皮带机组成，其特殊之处在于:所述变压及整流装置的输出端与电解装置的电源接口相连，所述电解装置的阴极氢气出口依次通过氢气分离器和氢气冷却器与氯化氢合成塔的氢气输入端相连，所述电解装置的阳极氯气出口依次通过氯气分离器和氯气冷却器与氯化氢合成塔的氯气输入端相连，所述氢气分离器的回液口和氯气分离器的回液口均与电解装置的混合碱液回收口相连。所述电解装置的混合碱液输出端与二氧化碳吸收塔的内腔相连，所述二氧化碳吸收塔的下部烟气入口上方设置有烟气均流装置，所述二氧化碳吸收塔的顶部烟气出口下方设置有碱液回收装置和碱液喷淋装置，所述碱液喷淋装置通过碱液循环泵与二氧化碳吸收塔的底部浆液池相连。所述氯化氢合成塔的氯化氢输出端通过气体输送管与气体分布器相连，所述气体分布器设置在硅酸盐反应器底部一侧，所述硅酸盐反应器内布置有多个搅拌器，所述硅酸盐反应器底部另一侧的反应浆料出口与旋流分离器的输入端相连，所述旋流分离器的沉淀物输出端与真空皮带机的物料入口相连，所述真空皮带机的滤液输出端通过液体输送管与电解装置的混合碱液补充口相连。作为优选方案，它还包括硅酸盐粉料仓，所述硅酸盐粉料仓的底部出料口通过卸料分配器与硅酸盐反应器的投料口相连。硅酸盐粉料仓用于储存发电站排放的粉煤灰、生物质灰等灰渣、或者成品硅酸盐矿石粉，卸料分配器用于控制灰渣或硅酸盐矿石粉的下落进入硅酸盐反应器的量，其与工艺用水在搅拌器的作用下迅速混合，然后参加反应。进一步地，所述硅酸盐粉料仓的顶部一侧设置有小型布袋除尘器。用以回收硅酸盐粉料仓内部飞扬的粉尘。又进一步地，所述电解装置的混合碱液输出端依次通过碱液循环泵、碱液喷淋装置与二氧化碳吸收塔的内腔相连。这样，混合碱液通过碱液喷淋装置直接喷入二氧化碳吸收塔中，可以省略在二氧化碳吸收塔上设置吸收剂入口、相关管道和输送泵等设备，简化设备组成，节约设备投入成本。又进一步地，所述二氧化碳吸收塔内腔中位于碱液喷淋装置与烟气均流装置之间设置有CO2吸收填料层。这样，可以延长混合碱性溶液与烟气逆流接触的时间，促使烟气中的二氧化碳与混合碱性溶液充分反应，提高二氧化碳的吸收率。更进一步地，所述氯化氢合成塔采用石英灯头引燃的水冷恒温合成塔。其通过冷却水保证合成塔内温度恒定，Cl2走石英灯头的内层，H2走石英灯头的外层，二者在石英灯头均衡燃烧，合成的HCl气体向上流动，经冷却降温后从顶部排出，进入下一步反应。由此省去了工业制盐酸的复杂结构和工艺。更进一步地，所述气体分布器由管线或管网构成，所述管线或管网上均布有开口向下的防堵气孔。这样设计，可使HCl气体不断向下从防堵气孔中溢出，形成大量HCl气泡，然后向上运动，经搅拌器搅拌，进一步阻碍HCl气泡向上运动，延长向上运动的时间，同时HCl气泡被破碎而逐渐趋小，热的HCl小气泡极易溶于水，其与硅酸盐溶液充分接触混合，发生剧烈的热交换，可促使反应加速进行。再进一步地，所述硅酸盐反应器顶部与其反应浆料出口相对应的方位设置有尾气液滴回收装置。这样，可以使残留的极少量H2所携带的盐酸盐类浆液被有效回收，确保尾气得到无害排放。再进一步地，所述旋流分离器的上清液输出端与硅酸盐反应器的补液口相连。这样，可以充分利用上清液参与硅酸盐溶液的配制，节省工艺用水，形成良好的反应循环。本技术中的电解装置可将含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+金属离子的调质海水电解生成碱性物质和酸性气体，然后在二氧化碳吸收塔中利用碱性物质吸收发电站排放烟气中的二氧化碳，无害化处理后排放至海中封存；同时在氯化氢合成塔中利用酸性气体合成盐酸，并在硅酸盐反应器中利用盐酸与发电站排放的粉煤灰、生物质灰、或廉价的硅酸盐矿石粉进行溶解置换反应，将其中分离出的含Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CF离子的溶液回收后，返送到电解装置中继续循环；将其中分离出的SiO2作为工业原料加以进一步利用，从而形成对发电站废弃物进行综合利用的良性循环。其优点主要体现在如下几方面:其一，本技术利用极其廉价的调质海水电解产生H2和Cl2,同时使得调质海水转变成混合碱性溶液，采用该混合碱性溶液吸收固体燃料发电站排放烟气中的二氧化碳，可以将其固定于碳酸盐中，并长期稳定地封存于大海中，解决了人类活动产生的二氧化碳长期积累本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体燃料发电站废弃物综合处理系统，主要由变压及整流装置（1）、电解装置（2）、二氧化碳吸收塔（5）、氯化氢合成塔（20）、硅酸盐反应器（10）、旋流分离器（14）和真空皮带机（13）组成，其特征在于：所述变压及整流装置（1）的输出端与电解装置（2）的电源接口相连，所述电解装置（2）的阴极氢气出口依次通过氢气分离器（21）和氢气冷却器（22）与氯化氢合成塔（20）的氢气输入端相连，所述电解装置（2）的阳极氯气出口依次通过氯气分离器（24）和氯气冷却器（23）与氯化氢合成塔（20）的氯气输入端相连，所述氢气分离器（21）的回液口和氯气分离器（24）的回液口均与电解装置（2）的混合碱液回收口相连；所述电解装置（2）的混合碱液输出端与二氧化碳吸收塔（5）的内腔相连，所述二氧化碳吸收塔（5）的下部烟气入口上方设置有烟气均流装置（3），所述二氧化碳吸收塔（5）的顶部烟气出口下方设置有碱液回收装置（7）和碱液喷淋装置（6），所述碱液喷淋装置（6）通过碱液循环泵（8）与二氧化碳吸收塔（5）的底部浆液池相连；所述氯化氢合成塔（20）的氯化氢输出端通过气体输送管（19）与气体分布器（9）相连，所述气体分布器（9）设置在硅酸盐反应器（10）底部一侧，所述硅酸盐反应器（10）内布置有多个搅拌器（15），所述硅酸盐反应器（10）底部另一侧的反应浆料出口与旋流分离器（14）的输入端相连，所述旋流分离器（14）的沉淀物输出端与真空皮带机（13）的物料入口相连，所述真空皮带机（13）的滤液输出端通过液体输送管（12）与电解装置（2）的混合碱液补充口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种固体燃料发电站废弃物综合处理系统，主要由变压及整流装置(I )、电解装置(2)、二氧化碳吸收塔(5)、氯化氢合成塔(20)、硅酸盐反应器(10)、旋流分离器(14)和真空皮带机(13)组成，其特征在于: 所述变压及整流装置(I)的输出端与电解装置(2 )的电源接口相连，所述电解装置(2 )的阴极氢气出口依次通过氢气分离器(21)和氢气冷却器(22)与氯化氢合成塔(20)的氢气输入端相连，所述电解装置(2 )的阳极氯气出口依次通过氯气分离器(24 )和氯气冷却器(23)与氯化氢合成塔(20)的氯气输入端相连,所述氢气分离器(21)的回液口和氯气分离器(24)的回液口均与电解装置(2)的混合碱液回收口相连； 所述电解装置(2)的混合碱液输出端与二氧化碳吸收塔(5)的内腔相连，所述二氧化碳吸收塔(5)的下部烟气入口上方设置有烟气均流装置(3)，所述二氧化碳吸收塔(5)的顶部烟气出口下方设置有碱液回收装置(7 )和碱液喷淋装置(6 )，所述碱液喷淋装置(6 )通过碱液循环泵(8)与二氧化碳吸收塔(5)的底部浆液池相连； 所述氯化氢合成塔(20)的氯化氢输出端通过气体输送管(19)与气体分布器(9)相连，所述气体分布器(9 )设置在硅酸盐反应器(10 )底部一侧，所述硅酸盐反应器(10 )内布置有多个搅拌器(15)，所述硅酸盐反应器(10)底部另一侧的反应浆料出口与旋流分离器(14)的输入端相连，所述旋流分离器(14)的沉淀物输出端与真空皮带机(13)的物料入口相连，所述真空皮带机(13)的滤液输出端通过液体输送管(12)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志龙，张岩丰，薛永杰，方章建，郑兴才，陶磊明，
申请(专利权)人：武汉凯迪工程技术研究总院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：