一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法及系统与流程

本发明属于垃圾焚烧发电技术领域，具体涉及一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法及系统。

背景技术：

我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，同时也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价，面对严峻的资源环境形势，坚持节约发展、清洁发展、安全发展已经成为经济发展中的重要内容，《中华人民共和国节约能源法》明确提出坚持节约资源和保护环境的基本国策，把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置。

目前，生活垃圾焚烧发电厂均设有贮存垃圾的垃圾池，其设置的初衷是为了避免短时间内焚烧垃圾量的不足而使焚烧炉停运，导致增加启、停炉次数，从而发生此期间烟气污染物较难控制的问题。我国的生活垃圾普遍具有“水分高、热值低”的特性，为了保证垃圾在焚烧炉内能够充分燃烧，需要在垃圾池内堆放发酵一段时间，沥出部分水分，以提高进炉焚烧垃圾热值，因此一般工程设计中垃圾池有效容积按照7天左右的额定垃圾量确定。在正常设计的堆放发酵时间内，发酵效果的好坏主要取决于垃圾温度，温度适合，发酵效果好，沥水效果也好，进炉焚烧的垃圾热值相对就高，有助于实现全厂稳定连续运行。通常在春夏秋季节，垃圾及垃圾池内温度能够满足发酵、沥水要求，但在冬季，特别是北方寒冷地区，垃圾入厂温度低，甚至其中夹杂有冰雪块，导致垃圾池内堆体温度较低，发酵、沥水效果差，大大降低了进炉垃圾的热值，这将严重影响系统的稳定、连续运行。同时，垃圾焚烧厂对除尘器处理后的烟气余热未进行有效的回收利用；此外锅炉污水的热量也未得到有效的利用。因此，本发明利用系统产生的不同热源来辅以换热渗沥液，从而改善垃圾池料堆发酵程度，使得垃圾热值得到提高，进而增强发电厂在冬季的发电量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法及系统，通过利用现有垃圾焚烧炉系统，提取尾部烟气和排污水中的废热，为垃圾池或渗沥液提供热源，而不再需要另行设置蒸汽或加热装置作为热源，从而达到热能综合回收利用的效果。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法，具体包括：利用垃圾焚烧系统中经烟气净化处理后的尾部烟气的余热和\或排污水废热对渗沥液实施换热；再将换热后的渗沥液回喷向垃圾池。

优选的，所述渗沥液为所述焚烧厂内产生的渗沥液，所述排污水为余热锅炉排放的排污水。

优选的，还利用所述的尾部烟气的余热对外界导入的冷空气进行换热；再将换热后的热空气引入垃圾池内。

本发明还提供一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的系统，包括：渗沥液池，分别与垃圾池和排污扩容器相连；第一换热器，为气-液换热器，设有烟气通道和液体通道，所述液体通道的入口连接于渗沥液池，其出口通过渗滤液回喷装置连接于垃圾池，所述烟气通道的入口连接于垃圾焚烧系统中经烟气净化处理后的尾部烟气。

进一步，所述第一换热器的液体通道入口和出口分别设置有第一温度传感器和第二温度传感器，其烟气通道入口和出口分别设置有第三温度传感器和第四温度传感器。

进一步，所述渗沥液回喷装置包括喷洒组件，所述喷洒组件包括布置在所述垃圾池墙体上部四周的水管，所述水管上并列设置有向所述垃圾池内中央的垃圾料堆喷射的喷嘴。

本发明还提供另一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的系统，包括第二换热器，为气-气换热器，设有空气通道和烟气通道，所述空气通道的入口连接于外界空气，其出口连接于垃圾池，所述烟气通道的入口连接于尾部烟气。

本发明的有益技术效果有：其一，本发明通过利用垃圾焚烧系统的尾部烟气和\或余热锅炉排污水废热对渗滤液进行换热后再回喷至垃圾池，用于提高低热值垃圾焚烧发电厂垃圾池内垃圾的发酵程度，从而提高入炉焚烧垃圾的热值，及提高垃圾焚烧上网电量，并有助于垃圾发电厂的稳定、连续运行；其二，本发明通过收集垃圾焚烧系统的尾部烟气余热与冷空气进行热交换后，获得的热空气导入垃圾池内，以提高垃圾池的环境温度。

总的说来，本方法及系统工艺简单，操作方便，能很好解决北方冬季垃圾发电厂垃圾池料堆温度低影响系统运行的问题。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例的系统示意图；

附图标记：1-垃圾池，2-排污扩容器，3-渗沥液池，4-第一换热器，5-渗沥液回喷装置，6-烟道阀,7-烟囱，8-第二换热器，9-鼓风机，10-第一温度传感器，11-第二温度传感器，12-流量计，13-渗沥液泵，14-第三温度传感器，15-第四温度传感器，16-余热锅炉。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

本实施例的一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法，具体包括：利用垃圾焚烧系统中经烟气净化处理后的尾部烟气余热和\或排污水废热对渗沥液实施换热；再将换热后的渗沥液回喷向垃圾池。

本方法中，还利用所述尾部烟气的余热对外界导入的冷空气进行换热；将换热后的热空气引入垃圾池内。

上述方法，通过垃圾焚烧系统的尾部烟气余热和/或排污水废热与渗沥液进行换交热后再喷向垃圾池内垃圾料堆上为其升温，能有效提高冬季垃圾料堆温度，避免垃圾料堆温度低对系统的稳定、连续运行造成的影响；同时还可利用该尾部烟气余热与冷空气进行热交换后获得的热空气导入垃圾池内，以提高垃圾池的环境温度。本方法工艺简单，操作方便，能很好解决北方冬季垃圾发电厂垃圾池料堆温度低影响系统运行的问题。

如图1、2所示，本发明还提供一种利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的系统，该系统用于实现上述的方法，主要由垃圾池1、排污扩容器2、渗滤液池3、第一换热器4、渗沥液回喷装置5、烟道阀6、烟囱7和余热锅炉16组成，其中，所述渗沥液池3分别与垃圾池1和排污扩容器2相连，用于收集垃圾池1内自流出的渗沥液和/或从余热锅炉16流入排污扩容器2内后排放的排污水；所述第一换热器4为气-液换热器，设有烟气通道和液体通道，该烟气通道的入口通过烟道阀6连接于垃圾焚烧系统的尾部烟气，其出口连接于烟囱7；该液体通道的入口连接于渗沥液池3，其出口通过渗滤液回喷装置5连接于垃圾池1，用于流入冷态渗滤液与烟气通道内的尾部烟气和/或余热锅炉排污水换热得到热态渗滤液后，对垃圾池1内垃圾料堆实施该热态渗沥液的喷洒；该气-液热换器采用蛇形管结构，由碳素钢无缝钢管制成，蛇形管片水平布置，管子中心线与烟气流速方向垂直，顺列布置，同时，蛇形管水平放置，以便在停炉时能放尽存水，减少停炉期间的腐蚀，其中工质为渗沥液，且工质为强制流动，逆流换热，换热温差较大，换热系数较高。

具体的，所述渗沥液为焚烧厂内产生的渗沥液，所述排污水为余热锅炉排放的排污水。余热锅炉的排污水通过排水管流入渗滤液池，其定排和连排的排水管分别加装三通阀，一支管排地沟，另一支管汇合后，排至渗沥液池；当排污水较少时，可对渗沥液池中的渗滤液辅以预热的效果；若排污水较多时，此时的排污水可对渗沥液池内渗沥液辅以直接加热的效果，即也可不经过气-液换热器，直接通过渗沥液回喷装置回喷入渗沥液池。通过采用上述方案，本发明通过收集垃圾焚烧系统的尾部烟气热量和\或排污水废热与渗沥液进行换交热后再喷向垃圾池内垃圾料堆上为其升温，能有效提高冬季垃圾料堆温度，避免垃圾料堆温度低对系统的稳定、连续运行造成的影响。

本实例中，还包括第二换热器8，所述第二换热器为气-气换热器，设有空气通道和烟气通道，所述空气通道的入口通过鼓风机9连接于外界的冷空气，其出口连接于垃圾池1，用于垃圾池1内通过导入热交换后的热空气实施保温；所述烟气通道的入口所述烟道阀6连接于垃圾焚烧系统的尾部烟气，其出口连接于烟囱7。该气-气热换器采用吸入式结构，该吸入式结构的空气通道入口设置有空气过滤器(未画出)，其为负压操作，可以获得更好的热空气出口速度。通过采用上述方案，本发明还利用该尾部烟气的热量与外界空气进行热交换后获得的热空气导入垃圾池内为其保温，以减少垃圾池冬季散热损失和提高垃圾池的环境温度，并达到综合利用利用垃圾焚烧厂废热提高垃圾热值的方法及系统烟气热量的目的。

本实施例中，所述第一换热器4的液体通道入口和出口分别设置有第一温度传感器10和第二温度传感器11，其烟气通道入口和出口分别设置有第三温度传感器14和第四温度传感器15；且在第一换热器4的液体通道入口与渗沥液池3之间设置有流量计12。这样，第一温度传感器和第二温度传感器与所述渗沥液泵13连锁控制，并通过流量计12来监控渗沥液的流速，以使渗沥液泵13可根据温度信号实施开度调节，来控制进入第一换热器4内的液体流量，并对所述渗沥液的换热进行控制，以保证由第一换热器流出的渗滤液的有效换热温度，如20-70℃；而第三温度传感器和第四温度传感器与所述烟道阀6连锁连接，以使烟道阀6可根据温度信号实施开度调节，来控制进入第一换热器4内的烟气流量，并对所述渗沥液的换热进行控制，以保证由第一换热器流出的渗滤液的有效换热温度，如20-70℃。

本实施例中，所述渗沥液回喷装置5包括喷洒组件(未画出)，所述喷洒组件包括布置在垃圾池墙体上部四周的水管(未画出)，所述水管上并列设置有向垃圾池内中央的垃圾料堆喷射的喷嘴(未画出)，该渗沥液回喷装置的动力输出为在靠近渗滤液池出口处设置的渗沥液泵13，它可采用输送泵、增压泵或提升泵变频调节。这样，由渗沥液回喷装置5给渗滤液提供流通动力，并由喷洒组件完成喷射动作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。