[发明专利]利用液化天然气冷能实施垃圾焚烧尾气零排放的工艺系统

说明书

技术领域

本发明属于垃圾焚烧尾气回收处理、液化天然气冷能利用的技术领域。可用于大气污染治理及火力发电尾气的回收处理；也可应用于烟道气的碳捕集与封存（CCS）项目、二氧化碳液化项目。

      背景技术    

随着中国城镇化的发展，大量城市需要新增建设垃圾焚烧处理厂，而垃圾焚烧处理项目因现有垃圾焚烧处理厂的环保问题，新建项目遭遇“邻避效应”困境，且运营成本高。

另一方面，随着国家对清洁能源液化天然气（LNG）需求的增多，进口大量的LNG没有高能（石化能和冷能）高用，存在大量LNG冷能的浪费现象，此严重背离现象是国家能源短缺形势所急需创新解决并攻克的问题。

同时，面对世界各国CCS项目最新推进，中国迫切需要加强研究和发展CCS技术，紧跟和超越世界CCS技术，实现国家在哥本哈根会议上的承诺。

本发明系统工艺流程的设计融合了本说明书中所列出的技术及其理念，解决了城市管理者的迫切需求和未来可能面临的问题。

下面列出本系统工艺流程所涉及的技术及其存在的问题。

A．  垃圾焚烧处理技术

垃圾焚烧是垃圾处理工业化的开始，因其处理时间短，减容显著（达90%以上）而被现代城市管理者广泛采用，垃圾焚烧处理设备构成及流程框图如图5。（流程图片引自智研数据研究中心网讯）

普遍存在的问题：

1.      大气污染：垃圾焚烧尾气、飞灰及垃圾分解的恶臭对大气的污染是最突出的问题。

2.      垃圾分解产生的沥水，其臭气影响人居环境的舒适性。

3.      垃圾的资源性利用效率低。

4.      尾气低温热能没有充分利用。

B．LNG冷能利用技术

目前阶段，LNG冷能利用是一个世界应用技术新领域，LNG冷能利用技术除在空分、冷库、轮胎粉碎、冷冻干燥等有限的几个领域有相关应用技术，其它应用领域有待研究和开发。

存在的问题：

1.        LNG冷能利用属于新兴应用领域，实际应用范围小，大部分的LNG冷能被浪费，没有实现LNG的高能高用。

2.        LNG冷能的阶梯利用和联合利用研究投入的人力物力少。

C．LNG气化技术

城市燃气或燃气使用者广泛使用的是LNG卫星气化站，以其为例，LNG气化技术流程图如图6，气化器是该技术的核心。空浴式和水浴式气化器均为小型气化器。其基本结构为上下管汇、气化段和加热段的翘片管换热板结构，材质为铝钛合金。目前大型的气化器为开架式海水气化器和浸没燃烧式气化器，结构基本相同，应用于LNG接收站的气化处理。

存在的问题：

1.        LNG冷能没有利用，没有达到高能高用。

2.        需定期对空浴式气化器进行除霜处理。

3.        LNG槽车卸载的操作时间较长，浪费人力物力。

D．二氧化碳液化技术

二氧化碳液化技术分为低压、中压和高压液化技术。

低压法：二氧化碳气体压力0.6~0.8MPa。

采用普通压缩机将二氧化碳压缩净化后直接输送到用气点。在此压力下二氧化碳液化温度为－42℃～－50℃，一般冷冻机是无法将其液化的，因此这种压力下的二氧化碳一般不能以液态方式储存。且其产品纯度由气源决定，提纯困难，此方法现已基本淘汰。

中压法：二氧化碳气体压力1.6~2.5MPa。

采用专用无油二氧化碳压缩机将二氧化碳压缩净化后，在冷冻系统进行液化，冷凝温度为－12℃～－25℃，密度为994～1052kg/m3,在此工况下的二氧化碳液体便于大罐储存和槽车运输。液态二氧化碳经气化减压后可以直接送到各用其点，也可以经增压泵将其充装在高压钢瓶中。二氧化碳经中压法净化液化后纯度可达到99.98%以上。由于这种方法生产的二氧化碳纯度高、储存效率较高、使用方便，国内外大多数厂家均选用这一工艺方法回收二氧化碳。

高压法：二氧化碳气体压力6.0~9.0MPa。