[发明专利]一种生物质制备活性炭耦合垃圾焚烧发电的系统及其运行工艺

说明书

本发明公开了一种生物质制备活性炭耦合垃圾焚烧发电的系统及其运行工艺。该系统可将生物质制备活性炭系统与垃圾焚烧发电系统进行全方位耦合，高效利用系统资源，利用垃圾焚烧发电系统产生的蒸汽对生物质焦炭进行活化产生活性炭，供给垃圾焚烧发电系统中的烟气净化工艺进行使用，多余的可进行外销进行盈利；利用生物质制备的活性炭对垃圾焚烧过程中的烟气进行净化，节约系统投资成本；系统耦合运行时，可有效利用生物质碳化产生的能量，对垃圾焚烧发电系统的蒸汽进行加热，提高垃圾焚烧发电系统的效率，降低汽轮机中低压缸进汽的湿度，有效保障汽轮机的安全稳定运行。

技术领域

本发明属于废弃物再利用技术领域，具体涉及一种生物质制备活性炭耦合垃圾焚烧发电的系统及其运行工艺。

背景技术

利用生物质制备活性炭通常需要碳化和活化两个过程。碳化过程是生物质在高温下析出可燃气体、转变为生物质焦炭的过程，活化过程是生物质焦炭去除微孔内焦化杂质，从而转变为生物质活性炭的过程。碳化过程会生成大量的可燃性气体，直接燃烧对空排放会产生巨大的能源浪费，若采用复杂工艺对热能进行利用，则建设成本过高，且一般而言生物质制备活性炭的规模较小，难以对如此小规模的热能进行有效利用；活化过程可分为物理活化与化学活化，其中化学活化采用碱液对生物质焦炭进行清洗，会产生大量的废液，会对环境造成大量的污染；而物理活化则是采用高温烟气或蒸汽（蒸汽效果比高温烟气好），使生物质焦炭微孔内的焦化物受热气化。该过程需要用到一定量的蒸汽，也可添加部分金属催化剂促进活化速率、提升活化效果。

生活垃圾中含有部分Cl^-，在焚烧处理过程中会与有机物结合，产生对环境及人类造成重大危害的二噁英，目前针对垃圾焚烧烟气中的二噁英脱除，一般采用活性炭喷射法，利用活性炭吸附烟气中的二噁英，再将活性炭通过布袋除尘器捕获并螯合填埋。

从上述描述中不难看出，生活垃圾焚烧发电的过程中具有大量的蒸汽（用于发电），需要用到活性炭进行烟气净化；生物质制备活性炭的过程中也将产生烟气，同时需要使用蒸汽进行生产。如何将不同领域的生产高效的结合在一起，是值得大家探究的课题。

专利CN1377826提供了一种垃圾焚烧炉耦合活化炉制备活性炭的方法，方法的核心是利用垃圾焚烧炉产生的高温，达到活化所需温度，利用焚烧炉尾气作为活化所需的氧化剂，活化炉尾气返回垃圾焚烧炉再次燃烧。但垃圾焚烧炉的尾气含有大量污染物，对于活化设备具有一定损伤，且利用烟气进行活化的效果不佳，需要添加催化剂。

专利CN207276565U提供了一种生物质气化于垃圾焚烧耦合系统，将生物质气化后的燃气在二燃室进行燃烧后送入垃圾焚烧的余热锅炉进行换热，但该专利并未涉及活性炭的制备。

专利CN208205010U提供了一种生活垃圾焚烧协同活性炭生产的装置，将生物质碳化活化过程中产生的可燃气送入焚烧炉进行焚烧，以便于利用垃圾焚烧发电系统中的烟气净化工艺。但该装置的协同程度低，并不能起到高效的耦合效果。

发明内容

现有生物质制备活性炭系统常常独立存在，在制备活性炭的过程中，需要大量设备，特别是烟气净化系统，并且制备活性炭的过程中热能的需要量少于热能的输出量，会造成能源的巨大浪费。

针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物质制备活性炭耦合垃圾焚烧发电的系统及其运行工艺，该系统将生物质制备活性炭系统与垃圾焚烧发电系统进行全方位耦合，高效利用系统资源，利用垃圾焚烧发电系统产生的蒸汽对生物质焦炭进行活化产生活性炭，供给垃圾焚烧发电系统中的烟气净化工艺进行使用，多余的可进行外销进行盈利；利用生物质制备的活性炭对垃圾焚烧过程中的烟气进行净化，节约系统投资成本；系统耦合运行时，可有效利用生物质碳化产生的能量，对垃圾焚烧发电系统的蒸汽进行加热，提高垃圾焚烧发电系统的效率，降低汽轮机中低压缸进汽的湿度，有效保障汽轮机的安全稳定运行。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：