一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵轉(zhuǎn)爐煤氣利用、城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及轉(zhuǎn)爐煤氣利用、垃圾氣化焚燒技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼鐵廠轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)冶煉過程中，氧槍頂吹氧脫碳會(huì)產(chǎn)生大量高濃度CO轉(zhuǎn)爐煤氣，轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)過冷卻、凈化、除塵等工藝后送入煤氣柜進(jìn)行再利用。這項(xiàng)工藝的安全可靠性、科學(xué)回收性、產(chǎn)能性是回收轉(zhuǎn)爐煤氣的關(guān)鍵。目前我國(guó)絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐煤氣凈化多采用“0G法”和“LT法”進(jìn)行回收利用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]由于轉(zhuǎn)爐煤氣固有的特殊性，其回收過程也存在較多問題。其中，“0G法”需要消耗大量冷卻水迅速冷卻900?1000 °C的高溫?zé)煔猓Y源消耗量大，且大量轉(zhuǎn)爐煤氣余熱沒有被利用?！癓T法”系統(tǒng)回收轉(zhuǎn)爐煤氣雖然可減少大量水資源使用，可仍需配套噴淋冷卻系統(tǒng)，消耗一定水來冷卻高溫?zé)煔?且系統(tǒng)要求更加精細(xì)，對(duì)設(shè)備及相關(guān)控制系統(tǒng)要求較高，一次性投資大。
[0004]同時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝在回收過程中需時(shí)刻檢測(cè)煤氣中CO、O2濃度，當(dāng)O2濃度不超過2%、C0濃度大于30%才進(jìn)行回收，而未達(dá)標(biāo)的氣體則通過三通閥送入放散塔燃燒排放，造成大量能源浪費(fèi)。
[0005]隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化的逐步推進(jìn)，城市生活垃圾問題也越來越受到人們的關(guān)注。當(dāng)前，我國(guó)城市垃圾每年產(chǎn)生量接近2億噸，平均每人每年生產(chǎn)垃圾量約300kg，且近年來基本以10%的速度在增長(zhǎng)，已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量。
[0006]目前，我國(guó)處理生活垃圾的方式主要是垃圾填埋及垃圾焚燒，但由于垃圾填埋占用土地資源，而由于我國(guó)人口分布極不均勻，在人口密度大的地區(qū)，城市生活垃圾與土地資源緊缺的矛盾日益尖銳，急需加大垃圾焚燒和垃圾回收。同時(shí)，由于垃圾成分極其復(fù)雜，在直接焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生具有致癌作用的二噁英等有機(jī)污染物，造成日益嚴(yán)重的環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能夠避免轉(zhuǎn)爐煤氣回收過程中的冷卻耗水及余熱散失，又能夠有效緩解生活垃圾處理時(shí)所帶來的環(huán)境問題的利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)及工藝。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)及工藝的具體技術(shù)方案為:
[0009]—種利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)，包括:轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐，與轉(zhuǎn)爐的氣體出口相連通，用于對(duì)轉(zhuǎn)爐中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行初步熱量回收，以產(chǎn)生蒸汽；回轉(zhuǎn)窯式氣化爐，與轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐的氣體出口相連通，輸入到回轉(zhuǎn)窯式氣化爐中的生活垃圾在轉(zhuǎn)爐煤氣的作用下可發(fā)生熱分解反應(yīng)，以產(chǎn)生氣化氣和含碳廢渣;二次室鍋爐，與回轉(zhuǎn)窯式氣化爐的氣體出口相連通，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐中的氣化氣和轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入二次室鍋爐中并在二次室鍋爐中燃燒放熱，以產(chǎn)生高溫蒸汽;發(fā)電裝置，與二次室鍋爐相連，二次室鍋爐中產(chǎn)生的高溫蒸汽可輸送到發(fā)電裝置中，以進(jìn)行發(fā)電。
[0010]—種利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的工藝，包括以下步驟:轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐中進(jìn)行初步熱量回收，以產(chǎn)生蒸汽;轉(zhuǎn)爐煤氣由轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯式氣化爐，以在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐內(nèi)部形成高溫環(huán)境，預(yù)處理的生活垃圾經(jīng)生活垃圾進(jìn)料裝置送入回轉(zhuǎn)窯式氣化爐，并在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐內(nèi)部的高溫環(huán)境下發(fā)生熱分解反應(yīng)，以生成氣化氣和含碳廢渣；回轉(zhuǎn)窯式氣化爐中產(chǎn)生的氣化氣和轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入二次室鍋爐，并在二次室鍋爐中燃燒放熱，以產(chǎn)生高溫蒸汽;二次室鍋爐中產(chǎn)生的高溫蒸汽輸送至發(fā)電裝置中，以進(jìn)行發(fā)電。
[0011]本發(fā)明的利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)及工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]I)本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐煤氣高溫?zé)崃窟M(jìn)行氣化生活垃圾，避免了煤氣回收過程中的噴淋冷卻耗水及余熱散失，且產(chǎn)生的氣體送入鍋爐直接燃燒，不存在回收煤氣不達(dá)標(biāo)排放問題，可有效利用轉(zhuǎn)爐煤氣能源。
[0013]2)本發(fā)明將生活垃圾在高溫轉(zhuǎn)爐煤氣作用下氣化，產(chǎn)生氣化氣體后再進(jìn)行焚燒，可避免生活垃圾直接焚燒時(shí)二噁英等有機(jī)污染物的產(chǎn)生，且先將生活垃圾氣化處理后填埋，可有效縮小生活垃圾體積，減少直接填埋對(duì)土地的占用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中的回轉(zhuǎn)窯氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好的了解本發(fā)明的目的、結(jié)構(gòu)及功能，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一種利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)及工藝做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的系統(tǒng)包括順次連接的轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2、回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3、二次室鍋爐4和發(fā)電裝置5。其中，轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2與轉(zhuǎn)爐I的氣體出口相連通，用于對(duì)轉(zhuǎn)爐I中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行初步熱量回收，以產(chǎn)生蒸汽；回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3與轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2的氣體出口相連通，輸入到回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中的生活垃圾在轉(zhuǎn)爐煤氣的作用下可發(fā)生熱分解反應(yīng)，以產(chǎn)生氣化氣和含碳廢渣;二次室鍋爐4與回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3的氣體出口相連通，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中的氣化氣和轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入二次室鍋爐4中并在二次室鍋爐4中燃燒放熱，以產(chǎn)生高溫蒸汽;發(fā)電裝置5與二次室鍋爐4相連，二次室鍋爐4中產(chǎn)生的高溫蒸汽可輸送到發(fā)電裝置5中，以進(jìn)行發(fā)電。
[0018]進(jìn)一步，轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21與蓄熱器6相連，轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中產(chǎn)生的蒸汽由汽包21引出后可進(jìn)入蓄熱器6進(jìn)行蓄熱調(diào)壓，以變?yōu)檫B續(xù)、穩(wěn)定的低壓蒸汽。應(yīng)注意的是，蓄熱器6的出口管道分為兩路，其中一路連接回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中的蒸汽噴嘴31，另外一路連接除氧給水裝置7。
[0019]具體來說，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中設(shè)置有蒸汽噴嘴31，轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中產(chǎn)生的蒸汽由蓄熱器6調(diào)壓后輸送至回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中的蒸汽噴嘴31，并由蒸汽噴嘴31噴入到回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中，蒸汽噴嘴31噴出的蒸汽與生活垃圾熱分解產(chǎn)生的含碳廢渣可在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中進(jìn)一步發(fā)生水煤氣反應(yīng)，以產(chǎn)生氣化氣和垃圾廢渣。
[0020]除氧給水裝置7分別與轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21和二次室鍋爐4中的汽包41相連，以為轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21和二次室鍋爐4中的汽包41提供循環(huán)水。其中，轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中產(chǎn)生的蒸汽由蓄熱器6調(diào)壓后可輸送至除氧給水裝置7中，以作為除氧熱源。
[0021]進(jìn)一步，如圖2所示，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3的爐體傾斜安裝，傾斜角度優(yōu)選為3?5°，爐體入口位置切圓均布有蒸汽噴嘴31，爐體中間部位加裝旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置32，爐體內(nèi)壁布置有蓄熱材料33，爐體尾部的氣體出口處設(shè)置有旋風(fēng)分離裝置34。其中，旋風(fēng)分離裝置34的頂部出口與二次室鍋爐4相連，底部出口與出渣裝置8相連，旋風(fēng)分離裝置34分離的氣體進(jìn)入二次室鍋爐4中燃燒，被分離的廢渣則進(jìn)入出渣裝置8，由出渣裝置外排。此外，由于轉(zhuǎn)爐煤氣的間斷性，在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3與轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2的連通管道上優(yōu)選加裝水冷式插板閥35，煉鋼轉(zhuǎn)爐正常冶煉時(shí)插板閥打開，停爐或裝爐時(shí)插板閥關(guān)閉。
[0022]進(jìn)一步，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3與生活垃圾進(jìn)料裝置9相連。其中，為防止漏風(fēng)，生活垃圾進(jìn)料裝置9優(yōu)選為三級(jí)緩倉(cāng)進(jìn)料系統(tǒng)。具體來說，系統(tǒng)進(jìn)料時(shí)，一級(jí)卸料閥開啟，其他卸料閥關(guān)閉；一級(jí)緩倉(cāng)垃圾量達(dá)到一定儲(chǔ)量時(shí)，一級(jí)卸料閥關(guān)閉，二級(jí)卸料閥開啟，垃圾進(jìn)入二級(jí)緩倉(cāng)...依次類推完成進(jìn)料過程。
[0023]進(jìn)一步，二次室鍋爐4的煙氣出口與煙氣處理系統(tǒng)相連，煙氣處理系統(tǒng)包括順次連接的煙氣凈化裝置10、除塵裝置11、變頻引風(fēng)機(jī)12和煙囪13。此外，為避免二次室鍋爐4中發(fā)生熄火現(xiàn)象，二次室鍋爐4的混合氣入口處優(yōu)選加裝常燃燃燒器42，燃料可以采用天然氣、
廢油等。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的利用轉(zhuǎn)爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發(fā)電的工藝，包括以下步驟:
[0025]首先，轉(zhuǎn)爐I產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2中進(jìn)行初步熱量回收，以產(chǎn)生蒸汽。
[0026]其次，轉(zhuǎn)爐煤氣由轉(zhuǎn)爐冷卻余熱鍋爐2進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3，以在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3內(nèi)部形成高溫環(huán)境，預(yù)處理的生活垃圾經(jīng)生活垃圾進(jìn)料裝置9送入回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3，并在回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3內(nèi)部的高溫環(huán)境下發(fā)生熱分解反應(yīng)，以生成氣化氣和含碳廢渣。
[0027]然后，回轉(zhuǎn)窯式氣化爐3中產(chǎn)生的氣化氣和轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入二次室鍋爐4，并在二次室鍋爐4中燃燒放熱，以產(chǎn)生高溫蒸汽，燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入后續(xù)的煙氣凈化裝置10、除塵裝置11處理，并由變頻引風(fēng)機(jī)12引入煙囪13排入大氣環(huán)境。
[0028]最后，二次室鍋爐4中產(chǎn)