一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統的制作方法

本發明涉及生物質資源利用與節能減排領域，具體是指一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統。

背景技術：

1、垃圾焚燒發電作為一種有效的垃圾處理方式，近年來在全球范圍內得到了廣泛應用。然而，傳統的垃圾焚燒發電系統存在能源利用效率不高、成本投資大、排煙損失過大導致發電效率較低、經濟效益差等問題。具體來說，垃圾焚燒過程中產生的高溫煙氣往往沒有得到充分利用，導致大量熱能損失。同時，生物質能源作為一種可再生能源，其利用方式相對單一，且生物質氣化過程中的熱源供應也面臨挑戰。

2、在現有技術中，已有一些嘗試將生物質氣化與垃圾焚燒發電系統相結合的專利。例如，專利號cn201910318985.5提出了生物質氣化再燃垃圾燃燒飛灰的縮容固化處理裝置及工藝，但該系統存在生物質氣化過程與垃圾焚燒發電系統的耦合度不高、熱能利用效率提升有限等問題。此外，專利號cn201620659837.1提出了生物質制備rdf-5無煙氣排放焚燒蒸汽發電系統，雖然也涉及垃圾焚燒與生物質能源的聯合利用，但在余熱回收和系統集成方面仍存在不足。

技術實現思路

1、本發明針對目前垃圾焚燒發電系統和成本投資高，排煙損失過大導致發電效率較低，經濟效益差等問題，提出一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，將垃圾焚燒電站的余熱與生物質氣化結合利用，可以有效提高能源的利用效率和經濟效益。

2、為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，包括垃圾焚燒鍋爐、蒸汽循環發電機組、煙氣凈化系統、生物質氣化和余熱回收耦合系統，蒸汽循環發電機組中由汽輪機、凝汽器、凝結水泵、回熱器、除氧器、給水泵組成，汽輪機設有多個管路接口，汽輪機的一個管路接口通過管路連接凝汽器，汽輪機的排氣通過管路輸送至凝汽器，由凝汽器冷凝成水，凝汽器通過管路連接凝結水泵，凝汽器的冷凝水通過管路輸送至凝結水泵；汽輪機的另一個管路接口通過管路回熱器，汽輪機的排氣由管路輸送至回熱器并生成過熱蒸汽，回熱器通過管路連接除氧器，過熱蒸汽通過管路輸送至除氧器，過熱蒸汽通過管路輸送至除氧器，除氧器除去溶解于過熱蒸汽中的氧氣及其它氣體，除氧器通過管路連接給水泵，處理后的過熱蒸汽通過管路輸送至給水泵，給水泵通過管路連接汽包，實現水路循環；

3、煙氣凈化系統由煙氣凈化塔、布袋除塵器、第一級煙氣冷卻器、第二級煙氣冷卻器、排煙煙囪組成，煙氣凈化塔通過管路接收垃圾焚燒鍋爐排出的煙氣并進行凈化處理，處理后的煙氣由另一條管路連接布袋除塵器進行再處理，再處理后的煙氣通過管路輸送至第一級煙氣冷卻器進行處理，由第一級煙氣冷卻器處理后的氣體通過管路輸送至第二級煙氣冷卻器進行處理，處理后的氣體通過與第二級煙氣冷卻器連通的排煙煙囪排出；

4、生物質氣化和余熱回收耦合系統由生物質氣化爐、旋風分離器、合成氣冷卻器組成，垃圾焚燒鍋爐通過管路向生物質氣化爐輸送氣體，生物質氣化爐生成秸稈燃氣并通過管路輸送至旋風分離器，由旋風分離器對輸入的秸稈燃氣進行處理并分離出灰渣；旋風分離器通過管路連接合成氣冷卻器，經旋風分離器處理后的氣體輸入到合成氣冷卻器中進行再處理并輸出合成氣，合成氣通過管路輸送至氣體至垃圾焚燒鍋爐實現燃氣供能。

5、進一步的，汽輪機與發電機同軸連接，汽輪機出口依次連通凝汽器、凝結水泵、回熱器、除氧器、給水泵，汽輪機的末級排汽進入凝汽器，回熱器、除氧器、分別以汽輪機壓力相匹配的抽汽作為熱源，回熱器疏水出口與除氧器入口相連。

6、進一步的，垃圾焚燒鍋爐鍋爐的尾部煙氣管路與煙氣凈化塔、布袋除塵器相連接，煙氣依次通過；布袋除塵器出口管路連接第一級煙氣冷卻器的煙氣入口，第一級煙氣冷卻器的凝結水入口與回熱器出口相連，凝結水出口連接除氧器入口；第一級煙氣冷卻器的煙氣出口與第二級煙氣冷卻器煙氣入口相連，第二級煙氣冷卻器的氣體入口通入空氣，氣體出口生物質氣化爐入口相連。

7、進一步的，垃圾焚燒鍋爐產生的高溫煙氣中抽出一部分作為生物質氣化爐的熱源，氣體將經第二級煙氣冷卻器加熱后送入生物質氣化爐，同時將合成冷卻器中一部分合成氣送入垃圾焚燒鍋爐爐膛燃燒。

8、本發明與現有技術相比的優點在于：(1)提高能源利用效率：通過高強度耦合生物質氣化系統和垃圾焚燒發電系統，充分利用垃圾焚燒產生的高溫煙氣作為生物質氣化的熱源，并將余熱用于加熱凝結水和空氣，有效提高了能源利用效率；(2)降低投資成本：通過優化系統結構和集成方式，減少了設備數量和占地面積，降低了投資成本；(3)減少排煙損失：通過煙氣凈化系統和兩級煙氣冷卻器的設置，有效降低了排煙溫度，減少了排煙損失；(4)提高經濟效益：通過提高能源利用效率和降低投資成本，本發明的系統具有較高的經濟效益和市場競爭力。

技術特征：

1.一種生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，包括垃圾焚燒鍋爐(1)、蒸汽循環發電機組、煙氣凈化系統、生物質氣化和余熱回收耦合系統，其特征在于：

2.根據權利要求1所述的一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，其特征在于：所述汽輪機(10)與發電機(17)同軸連接，汽輪機(10)出口依次連通凝汽器(11)、凝結水泵(12)、回熱器(13)、除氧器(15)、給水泵(16)，汽輪機(10)的末級排汽進入凝汽器，回熱器(13)、除氧器(15)、分別以汽輪機(10)壓力相匹配的抽汽作為熱源，回熱器(13)疏水出口與除氧器(15)入口相連。

3.根據權利要求1所述的一種集成物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，其特征在于：所述垃圾焚燒鍋爐鍋爐(1)的尾部煙氣管路與煙氣凈化塔(6)、布袋除塵器(7)相連接，煙氣依次通過；布袋除塵器(7)出口管路連接第一級煙氣冷卻器(14)的煙氣入口，第一級煙氣冷卻器(14)的凝結水入口與回熱器(13)出口相連，凝結水出口連接除氧器(15)入口；第一級煙氣冷卻器(14)的煙氣出口與第二級煙氣冷卻器(8)煙氣入口相連，第二級煙氣冷卻器(8)的氣體入口通入空氣，氣體出口生物質氣化爐(2)入口相連。

4.根據權利要求1所述的一種集成物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，其特征在于：所述垃圾焚燒鍋爐(1)產生的高溫煙氣中抽出一部分作為生物質氣化爐(2)的熱源，氣體將經第二級煙氣冷卻器(8)加熱后送入生物質氣化爐(2)，同時將合成冷卻器(4)中一部分合成氣送入垃圾焚燒鍋爐(1)爐膛燃燒。

技術總結
本發明公開了一種集成生物質氣化的垃圾焚燒電站余熱利用系統，涉及生物質資源利用與節能減排領域，包括垃圾焚燒鍋爐、蒸汽循環發電機組、煙氣凈化系統、生物質氣化和余熱回收耦合系統，汽輪機的一個管路接口通過管路連接凝汽器，汽輪機的排氣通過管路輸送至凝汽器，由凝汽器冷凝成水，凝汽器通過管路連接凝結水泵；煙氣凈化塔通過管路接收垃圾焚燒鍋爐排出的煙氣并進行凈化處理，處理后的煙氣由另一條管路連接布袋除塵器進行再處理；垃圾焚燒鍋爐通過管路向生物質氣化爐輸送氣體，生物質氣化爐生成秸稈燃氣并通過管路輸送至旋風分離器。本發明與現有技術相比的優點在于：提高能源利用效率；降低投資成本；減少排煙損失；提高經濟效益。

技術研發人員：裴育峰,孔慶玲,陳曉旭,葉菲,秦靜,于子力
受保護的技術使用者：中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/13