一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统的制作方法

1.本实用新型属于垃圾焚烧发电的技术领域，具体而言，涉及一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统。


背景技术：

2.目前主流有效的无害化处理城市生活垃圾的处理方式就是焚烧，为了提高垃圾处理的经济性，一般采用焚烧发电方式。随着国家环保排放指标的要求越来越严格，越来越多的项目要求生活垃圾焚烧发电的废气排放远远高于国家规定的排放标准，废水也要求全厂做到零排放。
3.主要从节水和降耗方面分析和改善现有技术路线存在的不足。
4.(1)烟气脱酸的水耗
5.现在的烟气脱酸技术一般都是将碱性物质制成浆液后，喷入脱酸塔进行脱酸。浆液制备过程需要较多的水耗，制浆用水主要来自于工艺用水，垃圾渗滤液是经超滤反渗透处理之后的浓液，由于浓缩比不够，浓液的总量除用于制浆外，还有剩余，就采取喷入炉膛蒸发的方式处理，喷入炉膛的浓水既浪费了水资源同时还影响了锅炉的热效率。
6.(2)渗滤液浓水处理
7.在当前的技术条件下，处理垃圾渗滤液的方式就是通过初滤-厌氧-硝化/反硝化-超滤-钠滤反渗透-高压反渗透，整个过程可以减少渗滤液的总量，但采用过滤方式产生的浓水量一般情况下占渗滤液初始总量的20％以上。对于浓水的处理一般用作垃圾焚烧飞灰的固化，一部分用于半干法烟气处理(sda)的制浆工艺，还有一部分用于回喷燃烧。通常可以通过增加高压反渗透的级数来进一步进行浓水减量，以达到浓水的零排放。但高压反渗透减量装置投资高、运行成本高，且对高浓度的浓水减量效果也不是太明显。
8.(3)污泥干燥
9.目前垃圾焚烧电厂的污泥通常是经脱水机后进入炉膛掺烧处理，污泥中通常还含有60％～70％的水分。通过回收的余热来进行干燥，回收了污泥中的水资源，同时也避免了掺烧时的水分过高对锅炉的影响。


技术实现要素：

10.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统以达到在解决垃圾发电的脱硫喷水降温问题的同时解决了渗滤液处理的浓水减量，能够节约水资源提高热利用率的目的。
11.本实用新型所采用的技术方案为：一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，该系统包括：
12.对锅炉烟气进行余热利用的换热器；
13.污泥处理管路和/或渗滤液处理管路，所述污泥处理管路和/或渗滤液处理管路中设有蒸发器，该蒸发器通过循环工质管路连通至换热器，并通过蒸发器利用锅炉烟气的余
热进行污泥处理和/或渗滤液处理。
14.进一步地，所述循环工质管路上设有变频循环泵，通过控制变频循环泵的流量以调节换热器对锅炉烟气的降温力度，以保证进入脱酸塔的烟气温度在稳定的范围内，以防止因入炉垃圾的不同而发生波动。
15.进一步地，所述渗滤液处理管路包括：
16.连接于蒸发器的高压反渗透膜组件，所述高压反渗透膜组件的进口通入有渗滤液；
17.分别与蒸发器相连的蒸馏水管路和浓水管路，以通过蒸馏水管路和浓水管路分别产生蒸馏水和浓水，以作后续利用。
18.进一步地，所述浓水管路包括：与蒸发器连通的浓水水泵，所述浓水水泵连通有浓水池，以对蒸馏后剩下的浓水进行有效收集。
19.进一步地，所述污泥处理管路包括：
20.连接于蒸发器的污泥脱水机，所述污泥脱水机的进口通入有污泥；
21.分别与蒸发器相连的蒸馏水管路和干污泥管路，以通过蒸馏水管路和干污泥管路分别产生蒸馏水和污泥，以作后续利用。
22.进一步地，所述干污泥管路包括：与蒸发器连通的干污泥输送设备，干污泥输送设备的另一端连接有干污泥储存间，以对干燥后的污泥进行有效收集。
23.进一步地，所述蒸馏水管路包括：与蒸发器连通的蒸馏水水箱，蒸馏水水箱的另一端通过蒸馏水水泵连接有存储水箱，以对蒸发器经蒸馏冷却所得到的蒸馏水进行有效收集。
24.进一步地，所述换热器的进口连接有省煤器，省煤器的另一端接入有锅炉烟气，通过换热器对省煤器的出口烟温进行降低。
25.进一步地，所述换热器的出口连接有脱酸塔或脱硫塔，以确保进入至脱酸塔或脱硫塔的烟温符合其反应温度。
26.进一步地，所述换热器配设有与其相对应的雾化喷枪，通过雾化喷枪工作以用于故障状态下的应急降温。
27.本实用新型的有益效果为：
28.1.采用本实用新型所提供的垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，其通过余热利用的换热器与锅炉烟气进行热量交换，降低锅炉烟气的温度，使锅炉烟气温度达到经济高效脱硫所需的温度，能够有效地节约因喷水降温而使用的水资源，同时利用降温过程中的热量(废热)用于渗滤液浓水的减量浓缩和/或污泥干燥，能够有效地节省投资、节约水资源、降低浓水减量运行费用，进而有效地提高垃圾焚烧的热利用率。
附图说明
29.图1是本实用新型所提供的垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统在进行渗滤液处理时的流程示意图；
30.图2是本实用新型所提供的垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统在进行污泥处理时的流程示意图；
31.附图中标注如下：
32.1-省煤器；2-换热器；3-脱酸塔；4-蒸发器；4-1-变频循环泵；5-高压反渗透膜组件；6-蒸馏水水箱；7-蒸馏水水泵；8-电厂工艺水箱；9-浓水水泵；10-浓水池；11-污泥脱水机；12-干污泥输送设备；13-干污泥储存间。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义；实施例中的附图用以对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.实施例1
40.在本实施例中提供一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，该系统主要对垃圾焚烧发电工艺中的脱酸塔前、省煤器后的烟气余热进行利用。该系统包括：
41.在垃圾焚烧发电工艺中，余热锅炉的省煤器的出口烟温一般在控制在180℃～220℃，而脱酸塔(或脱硫塔)经济有效地反应温度为150℃～160℃甚至更低温度。一般情况，需要在脱酸塔(或脱硫塔)的前段设置塔器或者在烟气管道喷水(或者喷一定浓度的碱液)，利用水汽化过程吸热降低烟气温度，以达到降温的目的。为了对锅炉烟气进行余热利用，通过换热器将锅炉烟气的热量降至150℃～160℃甚至更低温度，在换热器的进口连接有省煤器，省煤器的另一端接入有锅炉烟气，换热器的出口连接有脱酸塔或脱硫塔。但由于烟气量
和温度会因为入炉垃圾的不同而发生波动，通过脱酸塔内的温度反馈以控制变频水泵的流量，以保证进入脱酸塔的烟气温度在稳定的范围内，通过在循环工质管路上设有变频循环泵，通过控制变频循环泵的流量以调节换热器对锅炉烟气的降温力度。由于应用换热器对余热利用，进而可省去喷水(或者喷一定浓度的碱液)设备，减少水资源的使用。在实际应用时，换热器通过采用激波吹灰的方式清除其表面的灰尘，以避免积灰导致的换热器效率降低。
42.在垃圾焚烧发电的渗滤液处理工艺中，一般浓水的处理采用高压反渗透进行减量处理。但由于该工艺采用的是膜过滤方式，受限于膜材料、设备结构及防渗等的原因，目前工程实际一级高压反渗透浓水可减量50％～80％，高压反渗透的膜片均使用进口产品，使用寿命3～4年，还需要配备高压水泵提供高达160bar的压头，运行费用高。因此，在本实施例中，利用换热器对锅炉烟气降温所产生的热量，将该部分热量应用于渗滤液处理工艺中，具体为：在渗滤液处理管路中设有蒸发器，该蒸发器通过循环工质管路连通至换热器，并换热器对锅炉烟气的余热利用进行渗滤液处理。其中，渗滤液处理管路包括：连接于蒸发器的高压反渗透膜组件，所述高压反渗透膜组件的进口通入有渗滤液；
43.分别与蒸发器相连的蒸馏水管路和浓水管路，所述浓水管路包括：与蒸发器连通的浓水水泵，所述浓水水泵连通有浓水池；所述蒸馏水管路包括：与蒸发器连通的蒸馏水水箱，蒸馏水水箱的另一端通过蒸馏水水泵连接有存储水箱。
44.利用蒸发器采用热法蒸馏浓缩减量，减量后的浓水确保盐类不析出，蒸馏产生的蒸馏水通过冷凝流入蒸馏水水箱，蒸馏水的盐分和杂质几乎不存在，可以通过蒸馏水水泵输送至电厂工艺水箱，以作为电厂的工艺用水，进而可达到节约投资、降低电厂的综合用电率、减少浓水量同时降低运行费用的目的。
45.基于上述所提供的垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，其工作原理如下：
46.如图1所示，回收余热用于浓水处理：渗滤液经高压反渗透处理的浓水进入蒸发器，蒸发器经循环工质加热后的蒸馏水由于冷凝后的重力原因自行流入蒸馏水水箱，蒸馏水作为比较干净的水通过蒸馏水水泵加压输送至电厂工艺水箱，用于电厂的工艺用水；同时，蒸发器中经蒸发后剩余的浓水通过浓水水泵输送至浓水池，然后在将浓液通过喷枪、制浆设备、飞灰固化及其他方式进行利用。
47.以某垃圾焚烧发电为例，省煤器出口的设计烟气量为135000nm3/h，烟温为210℃，脱酸塔的反应温度设计为150℃，温降可产生的热量为8.2gj。该垃圾电厂的高压反渗透后浓水量为5t/h，水温30℃，采用真空浓水蒸发器，蒸发温度60℃。
48.1)温降产生的热量可以蒸发3t/h的浓水，可以有效减少60％的浓水量，剩余的2t/h地高浓度浓水优先用于飞灰稳定固化、制浆，剩余的用于锅炉炉膛回喷。
49.2)该项目可以减少一级高压反渗透设备，节省投资150万元，同时可以减少电功率50kw以上，按年工作8000h，电费0.5元/kwh计，可节约运行费用20万元以上。
50.实施例2
51.在本实施例中提供另一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，该系统主要对垃圾焚烧发电工艺中的脱酸塔前、省煤器后的烟气余热进行利用，对于该系统中对于锅炉烟气余热利用的部分，见上述实施例1可知，在本实施例中不再赘述。通过换热器利用锅炉烟气的余热时，同样，可通过脱酸塔/脱硫塔中的温度反馈元件控制循环工质管路中变频循环泵
的流量。当余热利用系统故障时，为了保证烟气净化系统的运行、设备安全及排放指标保证，将在换热器所布置的位置处通过雾化喷枪进行喷水至换热器的表面，以用于降低烟气温度，以确保在故障情况下脱酸反应温度能在经济合理的范围内。
52.对于在垃圾焚烧发电的污泥处理工艺中，利用换热器对锅炉烟气降温所产生的热量，将该部分热量应用于污泥处理工艺中对污泥干燥，具体为：污泥处理管路包括：连接于蒸发器的污泥脱水机，所述污泥脱水机的进口通入有污泥，污泥进行污泥脱水机进行初步脱水干燥。
53.分别与蒸发器相连的蒸馏水管路和干污泥管路，其中，所述干污泥管路包括：与蒸发器连通的干污泥输送设备，干污泥输送设备的另一端连接有干污泥储存间，经初步干燥的污泥进入蒸发器，被蒸发器内散发的热量作进一步烘烤干燥；所述蒸馏水管路包括：与蒸发器连通的蒸馏水水箱，蒸馏水水箱的另一端通过蒸馏水水泵连接有存储水箱。
54.基于上述所提供的垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，其工作原理如下：
55.如图2所示，回收的余热用于污泥干燥：对垃圾焚烧发电系统产生的污泥干燥，降低入炉焚烧污泥的含水量。经污泥脱水机脱水后的污泥进入蒸发器，通过蒸发器的散热装置将回收的余热用来干燥污泥，蒸发器的蒸馏水由于冷凝后的重力原因自行流入蒸馏水水箱，该蒸馏水可能带有杂质通过蒸馏水水泵加压输送至电厂工艺水箱，作为电厂的原水给水，同时，蒸发器中干燥后的污泥经干污泥输送装置输送至干污泥储存间，用于锅炉掺烧。
56.实施例3
57.在本实施例中提供一种垃圾焚烧电厂余热综合利用的系统，其是将实施例1和实施例2相结合，一种方式是，分别独立采用实施例1和实施例2中系统并进行整合；另一种是，采用一个锅炉烟气余热利用部分，而该部分的换气器中循环工质管路则并联连接两个蒸发器，一个蒸发器应用在渗滤液处理工艺中(连接方式见实施例1)，另一个蒸发器应用在污泥处理工艺中(连接方式见实施例2)，以此，实现对一个既可渗滤液处理又可污泥处理的垃圾焚烧电厂余热综合利用系统，该系统的优势主要表现在：
58.1)利用的余热取自脱酸塔的入口前、余热锅炉省煤器的出口后，可以有效减少现有技术通过喷水实现脱硫降温的喷水水量，节约水资源；
59.2)利用的余热热量用于垃圾焚烧发电系统中渗滤液经高压反渗透后的浓水蒸发减量和污泥干燥，可以有效降低初投资且基本无运行费用产生；
60.3)无论是渗滤液处理还是污泥处理所蒸发产生的蒸馏水可作为电厂循环用水的一部分；
61.4)可进一步有效地提高垃圾焚烧的热利用率。
62.本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。