一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及城市生活垃圾处理领域，特别是涉及一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统。
【背景技术】
[0002]随着城市的不断发展，城市生活垃圾的排放也越来越多，每年以9%的速度增长，垃圾占有了大量的土地，对城市周围生态环境构成了严重威胁，亟需得到治理。目前城市生活垃圾的处理方法主要有四种:填埋、堆肥、焚烧，目前我国以卫生填埋发为主，垃圾焚烧会产生有害气体和残渣等容易引起二次污染，所以具有一定争议。而水泥厂独特的生产工艺(碱性环境和1000°C左右的高温)为处理城市垃圾提供了优良的条件。利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，一方面可以利用水泥烧成系统消解垃圾处理过程中的臭气及有毒物质；另一方面，垃圾焚烧产生的灰渣可以作为水泥混合材使用，垃圾中的有毒物质能够分解成相应的无机物和重金属固化在水泥熟料中；同时，水泥窑系统产生的部分高温废气可以作为垃圾焚烧的补充热源或者全部热源，使垃圾的焚烧过程更加充分，进一步降低甚至消除二噁英的排放。
[0003]目前水泥窑协同处置生活垃圾的现状为:
[0004]1.垃圾一般要进行分选处理或破碎处理，然后进行焚烧或气化处理，而我国城市垃圾成分复杂，难以实施，使用垃圾破碎机破碎垃圾，设备故障点较多，不利于垃圾破碎的连续进行，影响垃圾处理效率。
[0005]2.密闭垃圾储存池产生的渗滤液需经渗滤液处理系统处理，臭气输入分解炉分解。对垃圾进行焚烧时，用窑头的热风作为焚烧炉的燃烧空气，垃圾焚烧产生的烟气，一般有两种处理方法，一种是设置单独的烟气净化系统，该方法没用充分利用水泥窑协同处置生活垃圾烟气，单独设置烟气净化系统，复杂化了工艺流程，增加了成本。另一种是把烟气直接导入分解炉利用分解炉炉内的高温和碱性环境对烟气进行处理，但直接导入分解炉也会在一定程度上影响水泥的生产，因为大量的烟气进入分解炉增大了窑系统的压力和流量，影响其正常工况。
[0006]3.利用焚烧的热烟气进行发电时，一般是使烟气直接进入余热锅炉，余热锅炉产生的热蒸汽进入汽轮机进行发电，将热能转化成电能，然后再对电能加以利用。传统的汽轮发电机组中，无法消除凝汽器的冷源损失，没有对余热进行充分的利用，在热力循环效率方面没有达到最高，不利于节约能源。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于研究一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，针对现有技术存在的上述不足之处，本发明提供一种节能环保的利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，实现本发明的技术方案是:
[0008]所述的一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统主要包括垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2、垃圾焚烧系统3、水泥窑系统4和发电系统5。其中:
[0009]垃圾储存系统1包括:垃圾卸料门6、负压密闭垃圾库7、行车抓斗装置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口 10、渗滤液出口 11、臭气出口 12、抽气风机13 ；
[0010]渗滤液处理系统2包括:渗滤液池14、渗滤液净化系统15、中水出口 16、残渣出口17 ；
[0011]垃圾焚烧系统3包括:炉排炉18、炉排炉进料装置入口 19、炉排炉的灰渣出口 20、炉排炉的供风入口 21、炉排炉烟气管道出口 22 ;
[0012]水泥窑炉系统4包括:分解炉23、窑尾烟室24、回转窑25、窑头26、烟气入口 27、烟气出口 28、残渣入口 29、臭气入口 30、废气出口 31、抽气风机32、旋风筒33 ；
[0013]发电系统5包括:余热锅炉34、余热锅炉烟气入口 35、余热锅炉蒸汽出口 36、余热锅炉烟气出口 37、抽背拖动汽轮机38、抽背拖动汽轮机蒸汽入口 39、抽背拖动汽轮机低温蒸汽出口 40、纯低温余热发电机组41、抽背拖动汽轮机抽气口 42、高温风机43、汽轮机44、发电机组45、抽气风机46、窖尾袋收尘器47、抽气风机48、烟囱49 ；
[0014]参见附图1?6本发明一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，由通过管道连通的垃圾储存系统1(包括垃圾卸料门6、负压密闭垃圾库7、行车抓斗装置8、垃圾料斗9、垃圾料斗出口 10、渗滤液出口 11、臭气出口 12、抽气风机13)、渗滤液处理系统2 (包括渗滤液池14、渗滤液净化系统15、中水出口 16、残渣出口 17)、垃圾焚烧系统3 (包括炉排炉18、炉排炉进料装置入口 19、炉排炉的灰渣出口 20、炉排炉的供风入口 21、炉排炉烟气出口22)、水泥窑烧成系统4 (包括分解炉23、窑尾烟室24、回转窑25、窑头26、烟气入口 27、烟气出口 28、残渣入口 29、臭气入口 30、废气出口 31、抽气风机32、旋风筒33)、发电系统5(包括余热锅炉34、包括余热锅炉烟气入口 35、余热锅炉蒸汽出口 36、余热锅炉烟气出口 37、抽背拖动汽轮机38、抽背拖动汽轮机蒸汽入口 39、抽背拖动汽轮机低温蒸汽出口 40、纯低温余热发电机组41、抽背拖动汽轮机抽气口 42、高温风机43、汽轮机44、发电机组45、抽气风机46、窑尾袋收尘器47、抽气风机48、烟囱49)构成，图1中a为城市垃圾、b为臭气、c为渗滤液、d为固体垃圾、e高温烟气、f为窑头废气、g为等工况体积高温烟气、h为残渣。
[0015]负压密闭垃圾库7底部渗滤液出口 11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口 12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口 10与炉排炉18的进料装置入口 19相连；分解炉23底部锥体部烟气入口 27与炉排炉烟气出口 22相连；分解炉23上部烟气出口 28与旋风筒33相连；残渣入口 29与残渣出口 17相连；窑头26上的臭气入口 30与抽气风机13相连，废气出口 31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉的供风入口 21相连；余热锅炉烟气入口 35与旋风筒33相连；余热锅炉蒸汽出口 36与抽背拖动汽轮机蒸汽入口 39相连；抽背拖动汽轮机38与高温风机43相连；抽背拖动汽轮机低温蒸汽出口 40与纯低温余热发电机组41相连；抽背拖动汽轮机抽气口 42与汽轮机44相连；汽轮机44与发电机组45相连；余热锅炉烟气出口 37与抽气风机46相连；抽气风机46与窑尾袋收尘器47相连，抽气风机48与窑尾袋收尘器47和烟囱49相连；
[0016]所述的一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，其特征在于所述的垃圾储存系统1、渗滤液处理系统2和垃圾焚烧系统3的连接方式为渗滤液出口 11与渗滤液池14相连；渗滤液池14与渗滤液净化系统15相连；臭气出口 12与抽气风机13相连；密闭负压垃圾库7顶部有行车抓斗装置8，可以自由移动于密闭负压垃圾库7和垃圾料斗9之间，垃圾料斗出口 10与炉排炉18的进料装置入口 19相连；
[0017]所述的一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，其特征在于所述的水泥窑炉系统4中分解炉23底部锥体部烟气入口 27与炉排炉烟气出口 22相连；分解炉23上部烟气出口 28与旋风筒33相连；残渣入口 29与残渣出口 17相连；窑头26上的臭气入口 30与抽气风机13相连，废气出口 31与抽气风机32相连，抽气风机32与炉排炉的供风入口 21相连；
[0018]所述的一种利用垃圾焚烧烟气的水泥窑余热发电系统，其特征在于所述的发电系统5的余热锅炉烟气入口 35与旋风筒33相连；余热锅炉蒸汽出口 36与抽背拖动汽轮机蒸汽入口 39相连；抽背拖动汽轮机38与高温风机43相连；抽背拖动汽轮机低温蒸汽出口 40与纯低温余热发电机组41相连；抽背拖动汽轮机抽气口 42与汽轮机44相连；汽轮机44与发电机组45相连；余热锅炉烟气出口 37与抽气风机46相连；抽气风机46与窑尾袋收尘器47相连，抽气风机48与窑尾袋收尘器47和烟囱49相连；
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0020]1.垃圾焚烧使用适应性强的炉排炉18，垃圾可经发酵后直接放入炉排炉，本系统不进行垃圾分选，不设垃圾破碎机，减少设备故障点。
[0021]2.采用了利用分解炉进行烟气置换的技术。垃圾焚烧产生的烟气由分解炉23底部锥体部烟气入口 27进入，分解炉23内(800?900°C )的高温环境可充分消除烟气中的飞灰和二噁英，分解炉23内的碱性物料可中和烟气中的酸性物质，抑制酸性物质的排放，烟气中较大的颗粒可随生料最终进入回转窑25，被固化在水泥熟料的晶体结构中，实现了对烟气的无害化处理。从分解炉23上部烟气出口 28抽出大致等工况体积烟气进行发电，可保证预热器系统内的烟气流量和压力基本保持不变，不会影响预热器的正常工况，有利于水泥的生产，而且抽出的烟气在分解炉23内已经经过SNCR脱硝处理，所以只需再除尘即可，节省了烟气净化系统。
[0022]3.采用了利用抽背拖动汽轮机进行余热发电的方法。该系统采用的抽背拖动汽轮机38，余热锅炉34的热蒸汽进入抽背拖动汽轮机38后，热能可直接被转化成机械能直接带动高温风机43转动，可节约电能；抽背拖动汽轮机38抽出多余蒸汽与进入原有汽轮机44发电，抽背拖动汽轮机38排出的低温蒸汽再通过纯低温余热发电机组41发电，使蒸汽得到合理利用，减少了凝汽器的冷源损失，余热得到充分的利用，热力循环效率实现最大化，每吨垃圾每小时可节约和创造的电能合计约300?400度。