一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市生活垃圾處理領(lǐng)域，特別是涉及一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的不斷發(fā)展，城市生活垃圾的排放也越來(lái)越多，每年以9%的速度增長(zhǎng)，垃圾占有了大量的土地，對(duì)城市周圍生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，亟需得到治理。目前城市生活垃圾的處理方法主要有四種:填埋、堆肥、焚燒，目前我國(guó)以衛(wèi)生填埋發(fā)為主，垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生有害氣體和殘?jiān)热菀滓鸲挝廴?，所以具有一定?zhēng)議。而水泥廠獨(dú)特的生產(chǎn)工藝(堿性環(huán)境和1000°C左右的高溫)為處理城市垃圾提供了優(yōu)良的條件。利用水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾，一方面可以利用水泥燒成系統(tǒng)消解垃圾處理過(guò)程中的臭氣及有毒物質(zhì)；另一方面，垃圾焚燒產(chǎn)生的灰渣可以作為水泥混合材使用，垃圾中的有毒物質(zhì)能夠分解成相應(yīng)的無(wú)機(jī)物和重金屬固化在水泥熟料中；同時(shí)，水泥窯系統(tǒng)產(chǎn)生的部分高溫廢氣可以作為垃圾焚燒的補(bǔ)充熱源或者全部熱源，使垃圾的焚燒過(guò)程更加充分，進(jìn)一步降低甚至消除二噁英的排放。
[0003]目前水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的現(xiàn)狀為:
[0004]1.垃圾一般要進(jìn)行分選處理或破碎處理，然后進(jìn)行焚燒或氣化處理，而我國(guó)城市垃圾成分復(fù)雜，難以實(shí)施，使用垃圾破碎機(jī)破碎垃圾，設(shè)備故障點(diǎn)較多，不利于垃圾破碎的連續(xù)進(jìn)行，影響垃圾處理效率。
[0005]2.密閉垃圾儲(chǔ)存池產(chǎn)生的滲濾液需經(jīng)滲濾液處理系統(tǒng)處理，臭氣輸入分解爐分解。對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒時(shí)，用窯頭的熱風(fēng)作為焚燒爐的燃燒空氣，垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣，一般有兩種處理方法，一種是設(shè)置單獨(dú)的煙氣凈化系統(tǒng)，該方法沒(méi)用充分利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾煙氣，單獨(dú)設(shè)置煙氣凈化系統(tǒng)，復(fù)雜化了工藝流程，增加了成本。另一種是把煙氣直接導(dǎo)入分解爐利用分解爐爐內(nèi)的高溫和堿性環(huán)境對(duì)煙氣進(jìn)行處理，但直接導(dǎo)入分解爐也會(huì)在一定程度上影響水泥的生產(chǎn)，因?yàn)榇罅康臒煔膺M(jìn)入分解爐增大了窯系統(tǒng)的壓力和流量，影響其正常工況。
[0006]3.利用焚燒的熱煙氣進(jìn)行發(fā)電時(shí)，一般是使煙氣直接進(jìn)入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，將熱能轉(zhuǎn)化成電能，然后再對(duì)電能加以利用。傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)組中，無(wú)法消除凝汽器的冷源損失，沒(méi)有對(duì)余熱進(jìn)行充分的利用，在熱力循環(huán)效率方面沒(méi)有達(dá)到最高，不利于節(jié)約能源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于研究一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足之處，本發(fā)明提供一種節(jié)能環(huán)保的利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]所述的一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)主要包括垃圾儲(chǔ)存系統(tǒng)1、滲濾液處理系統(tǒng)2、垃圾焚燒系統(tǒng)3、水泥窯系統(tǒng)4和發(fā)電系統(tǒng)5。其中:
[0009]垃圾儲(chǔ)存系統(tǒng)1包括:垃圾卸料門6、負(fù)壓密閉垃圾庫(kù)7、行車抓斗裝置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口 10、滲濾液出口 11、臭氣出口 12、抽氣風(fēng)機(jī)13 ；
[0010]滲濾液處理系統(tǒng)2包括:滲濾液池14、滲濾液凈化系統(tǒng)15、中水出口 16、殘?jiān)隹?7 ；
[0011]垃圾焚燒系統(tǒng)3包括:爐排爐18、爐排爐進(jìn)料裝置入口 19、爐排爐的灰渣出口 20、爐排爐的供風(fēng)入口 21、爐排爐煙氣管道出口 22 ;
[0012]水泥窯爐系統(tǒng)4包括:分解爐23、窯尾煙室24、回轉(zhuǎn)窯25、窯頭26、煙氣入口 27、煙氣出口 28、殘?jiān)肟?29、臭氣入口 30、廢氣出口 31、抽氣風(fēng)機(jī)32、旋風(fēng)筒33 ；
[0013]發(fā)電系統(tǒng)5包括:余熱鍋爐34、余熱鍋爐煙氣入口 35、余熱鍋爐蒸汽出口 36、余熱鍋爐煙氣出口 37、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽入口 39、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)低溫蒸汽出口 40、純低溫余熱發(fā)電機(jī)組41、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)抽氣口 42、高溫風(fēng)機(jī)43、汽輪機(jī)44、發(fā)電機(jī)組45、抽氣風(fēng)機(jī)46、窖尾袋收塵器47、抽氣風(fēng)機(jī)48、煙囪49 ；
[0014]參見(jiàn)附圖1?6本發(fā)明一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，由通過(guò)管道連通的垃圾儲(chǔ)存系統(tǒng)1(包括垃圾卸料門6、負(fù)壓密閉垃圾庫(kù)7、行車抓斗裝置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口 10、滲濾液出口 11、臭氣出口 12、抽氣風(fēng)機(jī)13)、滲濾液處理系統(tǒng)2 (包括滲濾液池14、滲濾液凈化系統(tǒng)15、中水出口 16、殘?jiān)隹?17)、垃圾焚燒系統(tǒng)3 (包括爐排爐18、爐排爐進(jìn)料裝置入口 19、爐排爐的灰渣出口 20、爐排爐的供風(fēng)入口 21、爐排爐煙氣出口22)、水泥窯燒成系統(tǒng)4 (包括分解爐23、窯尾煙室24、回轉(zhuǎn)窯25、窯頭26、煙氣入口 27、煙氣出口 28、殘?jiān)肟?29、臭氣入口 30、廢氣出口 31、抽氣風(fēng)機(jī)32、旋風(fēng)筒33)、發(fā)電系統(tǒng)5(包括余熱鍋爐34、包括余熱鍋爐煙氣入口 35、余熱鍋爐蒸汽出口 36、余熱鍋爐煙氣出口 37、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽入口 39、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)低溫蒸汽出口 40、純低溫余熱發(fā)電機(jī)組41、抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)抽氣口 42、高溫風(fēng)機(jī)43、汽輪機(jī)44、發(fā)電機(jī)組45、抽氣風(fēng)機(jī)46、窯尾袋收塵器47、抽氣風(fēng)機(jī)48、煙囪49)構(gòu)成，圖1中a為城市垃圾、b為臭氣、c為滲濾液、d為固體垃圾、e高溫?zé)煔?、f為窯頭廢氣、g為等工況體積高溫?zé)煔?、h為殘?jiān)?br>[0015]負(fù)壓密閉垃圾庫(kù)7底部滲濾液出口 11與滲濾液池14相連；滲濾液池14與滲濾液凈化系統(tǒng)15相連；臭氣出口 12與抽氣風(fēng)機(jī)13相連；密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)7頂部有行車抓斗裝置8，可以自由移動(dòng)于密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)7和垃圾料斗9之間，垃圾料斗出口 10與爐排爐18的進(jìn)料裝置入口 19相連；分解爐23底部錐體部煙氣入口 27與爐排爐煙氣出口 22相連；分解爐23上部煙氣出口 28與旋風(fēng)筒33相連；殘?jiān)肟?29與殘?jiān)隹?17相連；窯頭26上的臭氣入口 30與抽氣風(fēng)機(jī)13相連，廢氣出口 31與抽氣風(fēng)機(jī)32相連，抽氣風(fēng)機(jī)32與爐排爐的供風(fēng)入口 21相連；余熱鍋爐煙氣入口 35與旋風(fēng)筒33相連；余熱鍋爐蒸汽出口 36與抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽入口 39相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38與高溫風(fēng)機(jī)43相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)低溫蒸汽出口 40與純低溫余熱發(fā)電機(jī)組41相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)抽氣口 42與汽輪機(jī)44相連；汽輪機(jī)44與發(fā)電機(jī)組45相連；余熱鍋爐煙氣出口 37與抽氣風(fēng)機(jī)46相連；抽氣風(fēng)機(jī)46與窯尾袋收塵器47相連，抽氣風(fēng)機(jī)48與窯尾袋收塵器47和煙囪49相連；
[0016]所述的一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的垃圾儲(chǔ)存系統(tǒng)1、滲濾液處理系統(tǒng)2和垃圾焚燒系統(tǒng)3的連接方式為滲濾液出口 11與滲濾液池14相連；滲濾液池14與滲濾液凈化系統(tǒng)15相連；臭氣出口 12與抽氣風(fēng)機(jī)13相連；密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)7頂部有行車抓斗裝置8，可以自由移動(dòng)于密閉負(fù)壓垃圾庫(kù)7和垃圾料斗9之間，垃圾料斗出口 10與爐排爐18的進(jìn)料裝置入口 19相連；
[0017]所述的一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的水泥窯爐系統(tǒng)4中分解爐23底部錐體部煙氣入口 27與爐排爐煙氣出口 22相連；分解爐23上部煙氣出口 28與旋風(fēng)筒33相連；殘?jiān)肟?29與殘?jiān)隹?17相連；窯頭26上的臭氣入口 30與抽氣風(fēng)機(jī)13相連，廢氣出口 31與抽氣風(fēng)機(jī)32相連，抽氣風(fēng)機(jī)32與爐排爐的供風(fēng)入口 21相連；
[0018]所述的一種利用垃圾焚燒煙氣的水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述的發(fā)電系統(tǒng)5的余熱鍋爐煙氣入口 35與旋風(fēng)筒33相連；余熱鍋爐蒸汽出口 36與抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)蒸汽入口 39相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38與高溫風(fēng)機(jī)43相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)低溫蒸汽出口 40與純低溫余熱發(fā)電機(jī)組41相連；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)抽氣口 42與汽輪機(jī)44相連；汽輪機(jī)44與發(fā)電機(jī)組45相連；余熱鍋爐煙氣出口 37與抽氣風(fēng)機(jī)46相連；抽氣風(fēng)機(jī)46與窯尾袋收塵器47相連，抽氣風(fēng)機(jī)48與窯尾袋收塵器47和煙囪49相連；
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1.垃圾焚燒使用適應(yīng)性強(qiáng)的爐排爐18，垃圾可經(jīng)發(fā)酵后直接放入爐排爐，本系統(tǒng)不進(jìn)行垃圾分選，不設(shè)垃圾破碎機(jī)，減少設(shè)備故障點(diǎn)。
[0021]2.采用了利用分解爐進(jìn)行煙氣置換的技術(shù)。垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣由分解爐23底部錐體部煙氣入口 27進(jìn)入，分解爐23內(nèi)(800?900°C )的高溫環(huán)境可充分消除煙氣中的飛灰和二噁英，分解爐23內(nèi)的堿性物料可中和煙氣中的酸性物質(zhì)，抑制酸性物質(zhì)的排放，煙氣中較大的顆粒可隨生料最終進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯25，被固化在水泥熟料的晶體結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煙氣的無(wú)害化處理。從分解爐23上部煙氣出口 28抽出大致等工況體積煙氣進(jìn)行發(fā)電，可保證預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)的煙氣流量和壓力基本保持不變，不會(huì)影響預(yù)熱器的正常工況，有利于水泥的生產(chǎn)，而且抽出的煙氣在分解爐23內(nèi)已經(jīng)經(jīng)過(guò)SNCR脫硝處理，所以只需再除塵即可，節(jié)省了煙氣凈化系統(tǒng)。
[0022]3.采用了利用抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行余熱發(fā)電的方法。該系統(tǒng)采用的抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38，余熱鍋爐34的熱蒸汽進(jìn)入抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38后，熱能可直接被轉(zhuǎn)化成機(jī)械能直接帶動(dòng)高溫風(fēng)機(jī)43轉(zhuǎn)動(dòng)，可節(jié)約電能；抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38抽出多余蒸汽與進(jìn)入原有汽輪機(jī)44發(fā)電，抽背拖動(dòng)汽輪機(jī)38排出的低溫蒸汽再通過(guò)純低溫余熱發(fā)電機(jī)組41發(fā)電，使蒸汽得到合理利用，減少了凝汽器的冷源損失，余熱得到充分的利用，熱力循環(huán)效率實(shí)現(xiàn)最大化，每噸垃圾每小時(shí)可節(jié)約和創(chuàng)造的電能合計(jì)約300?400度。