[实用新型]利用城市垃圾高温气化联合循环发电的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及城市垃圾的节能环保处理技术，具体涉及一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的系统。

背景技术

生活垃圾焚烧技术经过100多年的发展，特别是自20世纪70年代全球受资源和能源危机的影响以及各种不同环保法规的实施和不断强化，垃圾焚烧技术得到迅速的发展，垃圾焚烧技术由原先的简易焚烧处理，经历了以固定床式、机械炉排式、回转窑式和流化床式垃圾焚烧技术为代表的传统垃圾焚烧技术。传统垃圾焚烧过程中容易产生二次污染，如挥发性有机物(VOCs)尤其是芳香烃类(PAH)、多氯化联苯类(PCBs)和二噁英、呋喃类(PCDD/Fs)，Cd、Hg、Pb等重金属流失到大气、土壤、水环境中造成的二次污染，以及焚烧过程中排放的HCl、SOX、HF、NOX等酸性气体的污染和危害性灰渣的排放等。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的系统，其垃圾资源化利用高，可以高效地回收生活垃圾中的资源、能源，可以回收灰渣中的有价金属、熔融渣；可以从根本上解决二噁英和重金属二次污染的问题，实现二噁英、呋喃类(PCDD/Fs)、重金属等剧毒二次污染物排放值降接近零排放，能满足更严格的生活垃圾焚烧污染排放标准。

本实用新型所述的一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的系统，其包括垃圾储存及输送单元、干燥单元、破碎单元、空分单元、气化单元、洗涤单元、烟气净化单元以及燃气-蒸汽联合循环发电单元；

所述的垃圾储存及输送单元包括垃圾输送管线，垃圾储仓入口与垃圾输送管线相连接；垃圾通过垃圾输送管线进入垃圾储仓；

所述的干燥单元包括干燥装置，干燥装置的入口通过管路与垃圾储仓出口相连接，过热蒸汽进气管路和饱和蒸汽输出管路分别与干燥装置的入口和出口相连接；过热蒸汽经由过热蒸汽进气管路输送至干燥装置，对进入干燥装置内的垃圾进行干燥，然后所得饱和蒸汽经由饱和蒸汽输出管路输出；

所述的破碎单元包括破碎装置，破碎装置的入口通过管路与干燥装置的出口相连接；干燥后的垃圾进入破碎装置内进行破碎；

所述的空分单元包括用于将空气中的氧气分离出来的空分装置，空分装置的入口与空气输送管路相连接，空分装置的出口通过氧气输送管路与焚烧气化炉的入口相连接；空气进入空分装置分离出氧气，氧气经由氧气输送管路输送至焚烧气化炉的上段气化段参与助燃；

所述的气化单元包括上段为气化段、下段为急冷段的焚烧气化炉，焚烧气化炉的上段气化段的一个顶部入口通过管路与破碎装置的出口连接，另一个顶部入口与氧气输送管路连接；焚烧气化炉的下段急冷段中部入口连接工业水管路，底部出口连接渣及灰水排放管路，中部出口连接合成气输送管路；破碎后的垃圾在上段气化段内高温不完全燃烧，燃烧温度为1000～1250℃，压力在微正压～4MPa；燃烧生成的合成气进下段入急冷段内，被雾化工业水急冷并被水饱和，熔渣迅速固化并通过渣及灰水排放管路排出，然后合成气再经合成气输送管路送至合成气洗涤单元；

所述的洗涤单元包括洗涤装置，洗涤装置的入口通过合成气输送管路与焚烧气化炉的下段急冷段中部出口连接；冷却后的合成气在洗涤装置内用水进一步润湿洗涤，以除去残余的飞灰；

所述的烟气净化单元包括净化装置，净化装置的入口通过管路与洗涤装置的出口连接；洗涤后的合成气在净化装置内脱硫和脱HCl；

所述的燃气-蒸汽联合循环发电单元包括通过管路与净化装置出口连接的燃气轮机，与燃气轮机连接的蒸汽锅炉，与蒸汽锅炉连接的蒸汽轮机；从净化装置出来的合成气在燃气轮机中燃烧产生的高温烟气首先推动燃气轮机的叶轮转动带动发电装置工作，之后的烟气进入蒸汽锅炉，通过能量进一步回收换热产生过热蒸汽推动蒸汽轮机进行发电工作；回收热量之后的烟气经由烟囱排空管路排放至大气中。

如上所述的一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的系统，其所述的空分装置包括与空气输送管路相连接的给空气增压的罗茨鼓风机，罗茨鼓风机出口连接吸附器底部入口，吸附器顶部出口连接氧气平衡罐，氧气平衡罐出口连接氧气输送管路；在吸附器内部装填活性氧化铝吸附剂，活性氧化铝吸附剂上部装填沸石分子筛；其中，空气被罗茨鼓风机增压至0.3～0.5barg后从吸附器底部入口进入，空气中的水分、二氧化碳、及少量其它气体组分被活性氧化铝所吸附，随后氮气被装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附；氧气从吸附器顶部出口进入氧气平衡罐。