一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统的制作方法

阅读：评论：0

1.本发明属于环境保护及危废处理技术领域，涉及一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统。

背景技术：

2.垃圾焚烧飞灰一般采取水泥固化与螯合剂稳定后填埋的处理方法。该方法目前采用范围较广，常被应用于各类垃圾焚烧飞灰的处理方式中。但该方法占地面积比较大，而且飞灰上附着有重金属元素与二噁英等剧毒有机物，该技术无法有效处理垃圾焚烧飞灰中的重金属元素与二噁英等剧毒有机物污染，且在环境中其所含的污染物会二次析出造成环境的二次污染。

技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，在燃煤发电的过程中实现垃圾焚烧飞灰的处理，达到资源有效利用的同时，实现垃圾焚烧飞灰的无害化处理。
4.本发明是通过以下技术方案来实现：
5.一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，包括煤粉输送装置、垃圾焚烧飞灰输送装置、煤粉燃烧器、烟气飞灰脱除再熔装置、压缩氮气发生装置以及发电机；
6.所述烟气飞灰脱除再熔装置包括除尘部件、水洗部件、飞灰输送管道以及浆液输送管道；
7.所述飞灰输送管道的一端与除尘部件连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰输送装置连接设置；
8.所述浆液输送管道的一端与水洗部件连接设置，另一端与煤粉输送装置连接设置；
9.所述煤粉燃烧器的煤气出口与除尘部件以及水洗部件依次连接设置；所述水洗部件的煤气出口与发电机连接设置；
10.所述煤粉输送装置的出口以及所述垃圾焚烧飞灰输送装置的出口均与煤粉燃烧器的入口连通设置；
11.所述煤粉燃烧器的底部设有冷却池；
12.所述压缩氮气发生装置的出口端与煤粉输送装置以及垃圾焚烧飞灰输送装置连通设置。
13.优选的，所述煤粉输送装置包括连接设置的煤粉储仓以及煤粉输送管道，所述煤粉输送管道的自由端与煤粉燃烧器连通设置；所述浆液输送管道的一端与水洗部件连接设置，另一端与煤粉储仓连接设置。
14.优选的，所述煤粉储仓的顶端设有喷淋口，所述浆液输送管道与所述喷淋口连通
设置。
15.优选的，所述垃圾焚烧飞灰输送装置包括连接设置的垃圾焚烧飞灰储仓和垃圾焚烧飞灰输送管道；所述垃圾焚烧飞灰输送管道的自由端与煤粉燃烧器连通设置；所述飞灰输送管道的一端与除尘部件连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰储仓连接设置。
16.优选的，所述垃圾焚烧飞灰输送管道包括一体连通设置的第一输送段以及第二输送段，所述第二输送段位于煤粉输送管道的内部；所述第二输送段与所述煤粉输送管道共轴设置。
17.优选的，所述第二输送段的迎风面设有耐磨材料。
18.优选的，所述第二输送段的径向截面积为煤粉燃烧器的喷口面积的3％～5％。
19.优选的，所述除尘部件与飞灰输送管道之间还连接设置有仓泵。
20.优选的，所述水洗部件与浆液输送管道之间还连接设置有浆液泵。
21.一种垃圾焚烧飞灰处理方法，采用上述的集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，所述煤粉燃烧器的温度控制在1500℃以上，所述冷却池中的水温控制在40℃以下，所述煤粉燃烧器中的灰分低于10％。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23.一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，垃圾焚烧飞灰输送装置可以有效实现垃圾焚烧飞灰的存储与运输，垃圾焚烧飞灰进入煤粉燃烧器中被高温燃烧处理，飞灰表面的二噁英等有毒有害污染物受热分解得到彻底地消解破坏。飞灰中所含的沸点较低的重金属盐类转移到气体中并以熔融飞灰的形式捕集。除尘部件结合飞灰输送管道有效实现了粗颗粒飞灰的收集与脱除，水洗部件以及浆液输送管道有效实现了含尘浆液回收再处理。冷却池可以使得垃圾焚烧飞灰中的重金属元素完全固化，并转移到玻璃质熔渣中，大大降低了重金属的浸出毒性。该集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统设计合理，结构简单，可以实现垃圾焚烧飞灰的无害化处理，提高了资源的有效利用，降低了对环境的污染。
24.进一步的，第二输送段与煤粉输送管道共轴设置，有利于使垃圾焚烧飞灰气流位于煤粉气流中心位置，促进两者混合。
25.进一步的，第二输送段的迎风面设有耐磨材料，有效延长了部件的使用寿命。
26.进一步的，第二输送段的径向截面积为煤粉燃烧器的喷口面积的3％～5％，有利于减小垃圾焚烧飞灰在与煤粉气流混合时对锅炉燃烧的影响。
27.进一步的，仓泵以及浆液泵的设置使得粗颗粒飞灰以及含尘浆液的回收再处理更加便捷。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本发明的结构示意图；
30.图2为图1中a处的局部放大结构示意图。
31.其中：11、煤粉储仓，111、喷淋口，12、煤粉输送管道，21、垃圾焚烧飞灰储仓，22、垃圾焚烧飞灰输送管道，221、第一输送段，222、第二输送段，3、煤粉燃烧器，31、冷却池，4、烟气飞灰脱除再熔装置，41、除尘部件，42、水洗部件，43、飞灰输送管道，44、浆液输送管道，5、压缩氮气发生装置，6、换热器，7、煤气净化装置，8、燃气轮机，9、发电机，10、磨煤机。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
33.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
34.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。
35.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
37.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
38.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
39.如图1所示，一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，包括煤粉输送装置、垃圾焚烧飞灰输送装置、煤粉燃烧器3、烟气飞灰脱除再熔装置4、压缩氮气发生装置5、磨煤机6、煤气净化装置7、燃气轮机8以及发电机9；除尘部件41与飞灰输送管道43之间还连接设置有仓泵。水洗部件42与浆液输送管道44之间还连接设置有浆液泵。烟气飞灰脱除再熔装置包括除尘部件41、水洗部件42、飞灰输送管道43以及浆液输送管道44；飞灰输送管道43的一端与除尘部件41连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰输送装置连接设置；浆液输送管道44的一端与水洗部件42连接设置，另一端与煤粉输送装置连接设置；煤粉燃烧器3的煤气出口与除尘部件41以及水洗部件42依次连接设置；煤粉输送装置的出口以及垃圾焚烧飞灰输送装置的出口均与煤粉燃烧器3的入口连通设置；煤粉燃烧器3的底部设有冷却池
31；水洗部件42的煤气出口与煤气净化装置7、燃气轮机8以及发电机9依次连接设置；压缩氮气发生装置5的出口端与煤粉输送装置以及垃圾焚烧飞灰输送装置连通设置。煤粉输送装置包括连接设置的煤粉储仓11以及煤粉输送管道12，所述煤粉输送管道12的自由端与煤粉燃烧器3连通设置；所述浆液输送管道44的一端与水洗部件42连接设置，另一端与煤粉储仓11连接设置。煤粉储仓11的顶端设有喷淋口111，所述浆液输送管道44与所述喷淋口111连通设置，喷淋方式可在使浆液与煤粉混合均匀的基础上降低煤粉储仓温度，降低煤粉储仓的爆燃风险，由于水洗浆液总量较煤粉重量较低，约占3％左右，对煤粉含水率影响较小，在充分预估的基础上对煤粉燃烧基本无影响。
40.垃圾焚烧飞灰输送装置包括连接设置的垃圾焚烧飞灰储仓21和垃圾焚烧飞灰输送管道22；所述垃圾焚烧飞灰输送管道22的自由端与煤粉燃烧器3连通设置；所述飞灰输送管道43的一端与除尘部件41连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰储仓21连接设置。垃圾焚烧飞灰输送管道22包括一体连通设置的第一输送段221以及第二输送段222，所述第二输送段222位于煤粉输送管道12的内部。更优选的，如图2所示，第二输送段222与所述煤粉输送管道12共轴设置。第二输送段222的迎风面设有耐磨材料，该耐磨材料可以是通过耐磨工艺加工，如贴敷耐磨陶瓷等工艺。同时，利用压缩氮气作为输送动力将飞灰调整至与煤粉气流相接近的速度进入煤粉燃烧器。第二输送段222的径向截面积为煤粉燃烧器3的喷口面积的3％～5％，可根据煤粉气流的流速进行适度调节。
41.本发明中垃圾焚烧飞灰储仓通过压缩氮气送粉将垃圾焚烧飞灰通过单独的垃圾焚烧飞灰输送管道输送至煤粉燃烧器喷口位置，垃圾焚烧飞灰输送管道设置在煤粉管道中心位置将飞灰输送至煤粉燃烧器中心位置，通过垃圾焚烧飞灰喷口喷出，适用于垃圾焚烧飞灰的煤粉燃烧器应将喷口面积适当增加并调整燃烧器出口风煤比例及流场尽量将垃圾焚烧飞灰与煤粉火焰迅速混合并熔融。另外，飞灰输送管线对原除尘设备进行了优化，将除尘设备，即除尘部件，脱除的粗颗粒飞灰收集并经由仓泵重新输送至垃圾焚烧飞灰储仓再次进入煤粉燃烧器熔融；浆液输送管线对原烟气水洗设备进行了优化，从烟气水洗设备底部将含尘浆液由浆液泵输送至煤粉储仓顶部，并利用喷淋设备将浆液喷洒在煤粉储仓顶部。
42.本发明利用煤气化联合循环发电系统中超高的炉内温度将垃圾焚烧飞灰进行熔融并流入底部冷却池粒化为玻璃体颗粒，将垃圾焚烧飞灰中的重金属元素完全固化，其部分含尘烟气经除尘部件以及水洗部件将烟气中粉尘颗粒脱除并再次进入炉中处置，烟气经煤气净化设备净化形成精煤气进入燃气轮机发电。在1500℃高温下对飞灰进行熔融处理，飞灰中的二噁英等剧毒有机物发生热分解、燃烧及气化，而无机物中的sio2在熔融处理后形成si-o网状构造，把飞灰中的重金属包封固化在网状结构中，形成具有刚性的非晶态的玻璃态物质。经熔融处理后，飞灰中的二恶英等有机物受热分解得到彻底地消解破坏，飞灰中所含的沸点较低的重金属盐类转移到气体中并以熔融飞灰的形式捕集下来，其余的金属则转移到玻璃质熔渣中，大大降低了重金属的浸出毒性。
43.一种垃圾焚烧飞灰处理方法，包括如下过程：
44.步骤1：向垃圾焚烧飞灰储仓中加入垃圾焚烧飞灰，并使其输入锅炉中熔融。
45.具体来说，垃圾焚烧飞灰储仓通过压缩氮气送粉方式将垃圾焚烧飞灰通过设置在煤粉管道中心位置的垃圾焚烧飞灰输送管道输送至煤粉燃烧器喷口位置，通过布置在煤粉
燃烧器中心的垃圾焚烧飞灰喷口，即垃圾焚烧飞灰输送管道深入煤粉燃烧器的一端，将垃圾焚烧飞灰喷入煤粉燃烧器内部。
46.步骤2：将烟气中飞灰及浆液收集，飞灰返回至垃圾焚烧飞灰储仓，浆液返回至煤粉储仓，分别进行循环处置。
47.步骤3：熔融的垃圾焚烧飞灰熔液流出锅炉底部，在冷却池中迅速冷却粒化形成玻璃体颗粒；其中锅炉本体温度需控制1500℃以上，冷却池水温需控制在40℃以下，同时煤粉燃烧器3中的灰分低于10％。
48.步骤4：将灰尘脱除后的烟气经烟气净化装置净化后通入燃气机发电。
49.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，包括煤粉输送装置、垃圾焚烧飞灰输送装置、煤粉燃烧器(3)、烟气飞灰脱除再熔装置(4)、压缩氮气发生装置(5)以及发电机(9)；所述烟气飞灰脱除再熔装置包括除尘部件(41)、水洗部件(42)、飞灰输送管道(43)以及浆液输送管道(44)；所述飞灰输送管道(43)的一端与除尘部件(41)连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰输送装置连接设置；所述浆液输送管道(44)的一端与水洗部件(42)连接设置，另一端与煤粉输送装置连接设置；所述煤粉燃烧器(3)的煤气出口与除尘部件(41)以及水洗部件(42)依次连接设置；所述水洗部件(42)的煤气出口与发电机(9)连接设置；所述煤粉输送装置的出口以及所述垃圾焚烧飞灰输送装置的出口均与煤粉燃烧器(3)的入口连通设置；所述煤粉燃烧器(3)的底部设有冷却池(31)；所述压缩氮气发生装置(5)的出口端与煤粉输送装置以及垃圾焚烧飞灰输送装置连通设置。2.根据权利要求1中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述煤粉输送装置包括连接设置的煤粉储仓(11)以及煤粉输送管道(12)，所述煤粉输送管道(12)的自由端与煤粉燃烧器(3)连通设置；所述浆液输送管道(44)的一端与水洗部件(42)连接设置，另一端与煤粉储仓(11)连接设置。3.根据权利要求2中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述煤粉储仓(11)的顶端设有喷淋口(111)，所述浆液输送管道(44)与所述喷淋口(111)连通设置。4.根据权利要求2中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰输送装置包括连接设置的垃圾焚烧飞灰储仓(21)和垃圾焚烧飞灰输送管道(22)；所述垃圾焚烧飞灰输送管道(22)的自由端与煤粉燃烧器(3)连通设置；所述飞灰输送管道(43)的一端与除尘部件(41)连接设置，另一端与垃圾焚烧飞灰储仓(21)连接设置。5.根据权利要求4中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰输送管道(22)包括一体连通设置的第一输送段(221)以及第二输送段(222)，所述第二输送段(222)位于煤粉输送管道(12)的内部；所述第二输送段(222)与所述煤粉输送管道(12)共轴设置。6.根据权利要求5中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述第二输送段(222)的迎风面设有耐磨材料。7.根据权利要求5中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述第二输送段(222)的径向截面积为煤粉燃烧器(3)的喷口面积的3％～5％。8.根据权利要求1中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述除尘部件(41)与飞灰输送管道(43)之间还连接设置有仓泵。
9.根据权利要求1中所述的一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，其特征在于，所述水洗部件(42)与浆液输送管道(44)之间还连接设置有浆液泵。10.一种垃圾焚烧飞灰处理方法，其特征在于，采用权利要求1～9任意一项所述的集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，所述煤粉燃烧器(3)的温度控制在1500℃以上，所述冷却池(31)中的水温控制在40℃以下，所述煤粉燃烧器(3)中的灰分低于10％。

技术总结

本发明公开一种集垃圾焚烧飞灰处理及煤气化发电一体的循环系统，包括煤粉输送装置、垃圾焚烧飞灰输送装置、煤粉燃烧器、烟气飞灰脱除再熔装置、压缩氮气发生装置以及发电机；烟气飞灰脱除再熔装置包括除尘部件、水洗部件、飞灰输送管道以及浆液输送管道；飞灰输送管道的两端分别与除尘部件以及垃圾焚烧飞灰输送装置连接；浆液输送管道的两端分别与水洗部件以及煤粉输送装置连接；垃圾焚烧飞灰输送装置与煤粉燃烧器连通；煤粉燃烧器的底部设冷却池；压缩氮气发生装置与垃圾焚烧飞灰输送装置连通。该循环系统设计合理，结构简单，可以实现垃圾焚烧飞灰的无害化处理，提高了资源的有效利用，降低了对环境的污染。降低了对环境的污染。降低了对环境的污染。