一种与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种工业固体危险废物的环保处置领域，特别是涉及一种与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统。


背景技术：

2.随着现代化与工业化进程的加快，我国工业固体危险废物的产生量急剧增加，目前，对于危险废弃物常常采取填埋或焚烧的办法。焚烧法是以熔融的形式减小危险物的质量和体积，同时从中回收部分能量。但传统的焚化手段并不能完全分解危险废弃物中的有毒物质，只能改变其形态，因而其燃烧产物中仍存在大量有毒物质，这无疑对生态系统和人类健康构成严重威胁。等离子体处理危险废弃物被认为是最具有潜力和环保性的方案，利用电能驱动等离子炬，可产生10000k以上的高温，将危险废弃物中的有害物质热解重组，同时炉内的高温环境杜绝了氯化物、二噁英等有害物质的形成，不可燃的危险废弃物转变为无害残渣，熔融固化后可作为建筑材料，总体实现过程污染物零排放。但等离子体技术较为复杂，且能耗较高，若直接从电网消耗电能来为等离子炬提供能量，其整体经济性较差，往往得不偿失。因此能源供应成为等离子体危废处理技术面临的重大问题之一。
3.另一个方面，日益上涨的煤价、日趋严苛的环保要求以及愈发多变的负荷指令，使得燃煤发电机组面临前所未有的巨大挑战。大量可再生能源的并网发电，不仅严重挤压了燃煤发电机组的生存空间，同时由于可再生能源本身的不稳定性和时效性，造成了电网负荷波动较大的问题，燃煤发电机组调峰压力持续上升。如何提升燃煤发电机组的经济收益与调峰能力，消纳电网中的盈余电能，同时降低污染物排放，成为了国内外学者们广泛关注的热点问题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统，所述系统包括燃煤电站子系统、电网子系统、等离子焚化炉，其中：
5.所述燃煤电站子系统包括锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、凝水泵、回热系统、给水泵、除氧器、电除尘设备、烟气脱硫装置、烟囱；所述汽轮机包括汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸；所述回热系统包括8#低压加热器、7#低压加热器、6#低压加热器、5#低压加热器、3#高压加热器、2#高压加热器、1#高压加热器；
6.进一步的，所述锅炉的主蒸汽及再热蒸汽出口分别连接汽轮机高压缸、汽轮机中压缸，蒸汽进入所述汽轮机中并膨胀做功，所述汽轮机驱动所述发电机输出电能，所述电能输送至所述电网子系统和所述等离子焚化炉；所述汽轮机的乏汽进入所述凝汽器中凝结成水，冷凝水在所述回热系统中被汽轮机抽汽逐级加热，最后送至锅炉水冷壁中；所述锅炉生成的高温烟气依次经过锅炉各受热面及所述电除尘设备、烟气脱硫装置，最终经所述烟囱排出；
7.所述等离子焚化炉内设置有等离子炬，危险废弃物进入所述等离子焚化炉并经所述等离子炬热解后实现无害化处理。
8.进一步的，当所述电网子系统的负荷处于谷期时，所述等离子焚化炉内的等离子炬功率增加，同时增加进入所述等离子焚化炉危险废弃物流量，以减小所述燃煤电站子系统的调峰压力，使其保持较高水平负荷工况运行，同时消纳所述电网子系统的盈余电能；当所述电网子系统的负荷处于峰期时，所述等离子焚化炉内的等离子炬功率降低或降至零，降低进入所述等离子焚化炉的危险废弃物流量或使流量降为零，以保证燃煤电站子系统满足所述电网子系统的负荷需求；当所述电网子系统存在无法消纳的盈余电能时，所述等离子焚化炉从所述电网子系统中获取盈余电能。
9.进一步的，所述危险废弃物为所述燃煤电站子系统产生的危险废弃物或其他危险废弃物。
10.进一步的，所述等离子焚化炉排出的废渣为惰性玻璃体。
11.进一步的，所述等离子焚化炉内的工作温度为10000k以上。
12.本实用新型提供的与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统通过将危险废弃物处理系统与燃煤发电系统耦合，一方面提升了燃煤机组对外界负荷变化的适应能力，消纳电网中盈余电能，保证电网系统的平稳运行，另一方面危险废弃物的处理补贴和处理工艺的副产品收入提升了燃煤机组的经济性。
附图说明
13.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
14.图1是本实用新型所提供的一种与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统示意图。
15.其中，1
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等离子焚化炉，2
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等离子炬，3
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电网子系统，4
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锅炉，5
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汽轮机高压缸，6
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汽轮机中压缸，7
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汽轮机低压缸，8
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发电机，9
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凝汽器，10
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凝结水泵，11
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8#低压加热器，12
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7# 低压加热器，13
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6#低压加热器，14
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5#低压加热器，15
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除氧器，16
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给水泵，17
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3#高压加热器，18
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2#高压加热器，19
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1#高压加热器，20
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电除尘设备，21
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烟气脱硫装置，22
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烟囱。
具体实施方式
16.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
17.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
18.此外，在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的
连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
19.进一步地，在下述任何方法的说明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
20.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
21.应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。
22.如图1所示，本实施例披露一种与燃煤电站耦合的危险废弃物等离子无害化处理系统，所述系统包括燃煤电站子系统、电网子系统3、等离子焚化炉1，其中：
23.所述燃煤电站子系统包括锅炉4、汽轮机、发电机8、凝汽器9、凝水泵10、回热系统、给水泵16、除氧器15、电除尘设备20、烟气脱硫装置21、烟囱22；所述汽轮机包括汽轮机高压缸5、汽轮机中压缸6、汽轮机低压缸7；所述回热系统包括8#低压加热器11、7#低压加热器12、6#低压加热器13、5#低压加热器14、3#高压加热器17、2#高压加热器18、 1#高压加热器19；
24.所述锅炉4的主蒸汽及再热蒸汽出口分别连接汽轮机高压缸5、汽轮机中压缸6，蒸汽进入所述汽轮机中并膨胀做功，所述汽轮机驱动所述发电机8输出电能，所述电能输送至所述电网子系统和所述等离子焚化炉1；所述汽轮机的乏汽进入所述凝汽器9中凝结成水，冷凝水在所述回热系统中被汽轮机抽汽逐级加热，最后送至锅炉水冷壁中；所述锅炉生成的高温烟气依次经过锅炉各受热面及所述电除尘设备20、烟气脱硫装置21，最终经所述烟囱22 排出。
25.所述等离子焚化炉1内设置有等离子炬2，危险废弃物进入所述等离子焚化炉1并经所述等离子炬2热解后实现无害化处理。
26.在本实施例中，所述电网子系统的负荷处于谷期时，所述等离子焚化炉1内的等离
子炬 2功率增加，同时增加进入所述等离子焚化炉1的危险废弃物流量，以减小所述燃煤电站子系统的调峰压力，使其保持较高水平负荷工况运行，同时消纳所述电网子系统的盈余电能；当所述电网子系统的负荷处于峰期时，所述等离子焚化炉1内的等离子炬2功率降低或降至零，降低进入所述等离子焚化炉的危险废弃物流量或使流量降为零，以保证燃煤电站子系统满足所述电网子系统的负荷需求；当所述电网子系统存在无法消纳的盈余电能时，所述等离子焚化炉1从所述电网子系统中获取盈余电能。
27.所述危险废弃物为所述燃煤电站子系统产生的危险废弃物或其他危险废弃物。
28.具体来讲，所述危险废弃物为所述燃煤电站子系统产生的危险废弃物或其他危险废弃物。
29.具体的，所述等离子焚化炉1排出的废渣为惰性玻璃体。
30.具体的，所述等离子焚化炉1内的工作温度为9726.85℃，即10000k以上。
31.本实施例能够实现如下技术效果：
32.1、本实施例取消了燃煤电站常规配置的脱硫浓缩废水处理设备，通过等离子焚化炉，将燃煤电厂内产生的危险废弃物与其他厂外危险废弃物集中于等离子焚化炉进行无危害处理，简化了系统设备。
33.2、当电网子系统中存在大量可再生能源无法消纳时，等离子焚化炉可以以谷期电价利用电网中盈余电能，帮助电网消纳可再生能源，同时降低自身的运营成本。
34.3、由于传统危废物处理工艺不能完全分解危险废弃物中的有毒物质，因此其燃烧产物中依旧存在大量有毒物质，还需设置额外的净化工艺。等离子焚化炉通过高温热解的方式将有害物质的分子键分解且重组，让危险废弃物转化为惰性玻璃体。惰性玻璃体物质是良好的建筑材料，可以提升耦合系统的盈利能力。同时在处理过程中还会产生可观的可燃性气体，可以作为清洁燃料，总体实现过程污染物零排放。
35.4、将危险废弃物处理系统与燃煤发电系统耦合，一方面提升了燃煤机组对外界负荷变化的适应能力，另一方面危险废弃物的处理补贴和处理工艺的副产品收入提升了燃煤机组的经济性。另一方面，危废等离子无害化处理系统也可以提升燃煤发电机组的调峰能力，同时以谷期电价来消纳电网内的盈余电能，保证电网系统的平稳运行。
36.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。