利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法及其系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102359729A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102359729A(43)申请公布日2012.02.22(21)申请号201110285749.1B01D53/50(2006.01)(22)申请日2011.09.23B01D53/68(2006.01)B01D53/047(2006.01)(71)申请人北京航天动力研究所C01B13/02(2006.01)地址100076北京市丰台区南大红门路1号(72)发明人钱永康丁建亮杨娟(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人莫丹(51)Int.Cl.F23G5/00(2006.01)F23G5/033(2006.01)F23G5/04(2006.01)F22B1/18(2006.01)F02C6/18(2006.01)F01K11/02(2006.01)B01D47/00(2006.01)B01D53/78(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图1页(54)发明名称利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法及其系统(57)摘要本发明涉及一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法及其系统。其以焚烧炉高温气化为主要技术途径，在纯氧燃烧环境下燃烧温度达到1000～1250℃，将生活垃圾中的有机成分气化，无机成分熔融化。本发明技术方案垃圾资源化利用高，可以高效地回收生活垃圾中的资源、能源，可以回收灰渣中的有价金属、熔融渣；可以从根本上解决二噁英和重金属二次污染的问题，实现二噁英、呋喃类(PCDD/Fs)、重金属等剧毒二次污染物排放值降接近零排放，能满足更严格的生活垃圾焚烧污染排放标准。CN1023597ACCNN110235972902359745A权利要求书1/3页1.一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(a)对储存的大量垃圾进行干燥、破碎；干燥时以过热蒸汽为干燥介质，其干燥温度在180～220℃，以将垃圾中的水分蒸发；破碎时使垃圾的破碎细度在1mm以下；(b)然后在纯氧环境下将步骤(a)所得垃圾燃烧，燃烧温度在1000～1250℃，燃烧室内压力可以控制在微正压～4MPa之间，垃圾中的有机成分气化为合成气，无机成分熔融化成熔渣；对燃烧所得合成气和熔渣急速冷却至温度120℃以下，然后熔渣排出，对合成气进行水洗涤，以除去残余的飞灰；(c)对步骤(b)水洗所得的合成气进行脱硫和脱HCl；脱硫采用MDEA法，脱HCl采用填料塔碱法洗涤；(d)将步骤(c)脱硫和脱HCl所得的合成气在燃气轮机中燃烧产生500～560℃烟气，该烟气推动燃气轮机的叶轮转动带动发电装置工作，然后烟气进入蒸汽锅炉，通过能量进一步回收换热产生过热蒸汽推动蒸汽轮机进行发电工作；最后烟气排入大气。2.根据权利要求1所述的一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法，其特征在于：该方法包括如下具体步骤：(a)将垃圾储存在垃圾储仓(2)，然后将垃圾输送至干燥装置(5)，过热蒸汽经由过热蒸汽进气管路(3)输送至干燥装置(5)对垃圾进行干燥后经由饱和蒸汽输出管路(4)输出；干燥后的垃圾输送至破碎装置(6)，破碎至细度微正压；(b)空气通过空分装置(8)分离出氧气，氧气经由氧气输送管路(9)输送至焚烧气化炉的上段气化段(10)；步骤(a)破碎后的垃圾也输送至焚烧气化炉的气化段(10)，与氧气进行燃烧；燃烧温度在1000～1250℃，气化段(10)内压力在微正压～4MPa，垃圾中的有机成分气化为合成气，无机成分熔融化成熔渣；所得合成气和熔渣进入焚烧气化炉的下段急冷段(11)，被雾化工业水急冷并被水饱和，熔渣迅速固化并通过渣及灰水排放管路(13)排出；然后合成气再经合成气输送管路(14)送至合成气洗涤单元(15)，用水进一步润湿洗涤，以除去残余的飞灰；(c)对步骤(b)水洗所得的合成气进入净化装置(16)，在净化装置(16)内进行脱硫和脱HCl；(d)将步骤(c)脱硫和脱HCl所得的合成气在燃气轮机(17)中燃烧产生的500～560℃烟气首先推动燃气轮机(17)的叶轮转动带动发电装置工作，之后的烟气进入蒸汽锅炉(18)，通过能量进一步回收换热产生过热蒸汽推动蒸汽轮机(19)进行发电工作；回收热量之后的烟气经由烟囱排空管路(20)排放至大气中。3.根据权利要求2所述的一种利用城市垃圾高温气化联合循环发电的方法，其特征在于：所述的空分装置(8)采用变压吸附PSA分离技术分离出氧气；即空气被罗茨鼓风机增压至0.3～0.5barg后从吸附器底部入口进入，空气中的水分、二氧化碳、及少量其它气体组分被吸附器内装填的活性氧化铝所吸附，随后氮气被吸附器内装填于活性氧化铝上部的沸石分子筛所吸附；氧气从吸附器顶部出口进入氧气平衡罐。4.根据权利要求2所述的一