專利名稱：一種煙氣污染物零排放的垃圾焚燒處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保設(shè)備及垃圾處理技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及垃圾的富氧燃燒和污染物回收處理的一種煙氣污染物零排放的垃圾焚燒處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
各垃圾焚燒電廠為達到各國的煙氣排放標準，減少民眾對焚燒技術(shù)的質(zhì)疑和排斥，投入大量的人力、物力、財力對其系統(tǒng)進行改進和優(yōu)化，采用了昂貴而龐大的尾氣凈化系統(tǒng)，目前國內(nèi)最常見的煙氣凈化工藝采用“半干法+活性碳噴射+布袋除塵”方案，專門對焚燒尾氣進行處理，不僅大幅度提高了垃圾焚燒的費用，嚴重削弱了垃圾焚燒的技術(shù)優(yōu)勢， 而且二次污染問題還是沒有得到徹底解決，給焚燒技術(shù)的推廣應(yīng)用帶了了巨大阻礙。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對環(huán)保要求的進一步提高，排放標準也會不斷提高，目前我國對垃圾電廠的NOx排放和溫室氣體的減排已經(jīng)提上議程，垃圾焚燒的煙氣處理越來越復(fù)雜，垃圾焚燒廠必將不堪重負。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種煙氣污染物零排放的垃圾焚燒處理方法及系統(tǒng)。一種煙氣污染物零排放的生活垃圾焚燒處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括焚燒爐、余熱鍋爐、 布袋除塵器、空分裝置、氣-氣換熱器、第一冷凝器、第一壓縮機、第二冷凝器、第二壓縮機、 第三壓縮機、汽輪發(fā)電機組和第三冷凝器，其中，空分裝置的氧氣出口和氣-氣換熱器相連，焚燒爐上配置有余熱鍋爐和汽輪發(fā)電機組，余熱鍋爐的主蒸汽管與汽輪機發(fā)電機組相連，余熱鍋爐的尾部煙氣出口與布袋除塵器相連，布袋除塵器的煙氣出口分別與焚燒爐和氣-氣換熱器相連，氣-氣換熱器的氧氣出口和焚燒爐一次風(fēng)進口相連，氣-氣換熱器的煙氣出口依次和第一冷凝器、第一壓縮機、第二冷凝器、第二壓縮機、第三冷凝器和第三壓縮機相連，所述第一冷凝器上設(shè)有過濾器。上述系統(tǒng)進行垃圾焚燒處理的方法，該方法包括如下步驟空氣經(jīng)空分裝置分離出氧氣進入氣-氣換熱器，空分裝置的副產(chǎn)品高純氮氣可以直接作為商品出售。廢棄物在焚燒爐中焚燒，余熱鍋爐出來的蒸汽進入汽輪發(fā)電機組，進行余熱利用發(fā)電，焚燒發(fā)電可用于空分裝置、第一壓縮機、第二壓縮機和第三壓縮機的動力驅(qū)動；余熱鍋爐尾部出來的煙氣進入布袋除塵器，經(jīng)布袋除塵器處理后的煙氣一部分作為再循環(huán)煙氣返回焚燒爐，另一部分煙氣進入上述氣-氣換熱器與來自空分裝置的氧氣換熱，換熱后的氧氣通入焚燒爐，換熱后的煙氣進入第一冷凝器冷卻，析出含HCl的水分(稀鹽酸)，過濾器捕捉固態(tài)二噁英等微細顆粒，第一冷凝器出來的煙氣經(jīng)第一壓縮機升壓到1 2MPa，冷卻到常溫后進入第二冷凝器中析出稀硫酸，再通過第二壓縮機對煙氣進行升壓2. 5 3. 5MPa，冷卻到常溫，經(jīng)第三冷凝器析出稀硝酸，再經(jīng)第三壓縮機升壓到6. 5 7. 5MPa，得到高純度的液態(tài)C02。所述廢棄物通常為生活垃圾、醫(yī)療垃圾和污泥。
空分裝置的空氣可以是來自新鮮空氣，也可以是來自于垃圾池空間處理過的空氣。本發(fā)明的有益效果為1)本發(fā)明是通過空分裝置來制取氧氣，使焚燒爐在燃燒過程中通入過量的氧氣， 提高燃燒溫度，并混入再循環(huán)煙氣，調(diào)節(jié)燃燒溫度，充分提高焚燒爐內(nèi)煙氣的混合程度，使垃圾處于“3T”(合適的燃燒溫度(Temperature)、良好的湍流度(Turbulence)以及充分的反應(yīng)時間(Time))控制狀態(tài)，從而使垃圾燃燒更為充分，減少了飛灰中碳含量，從而擬制了二噁英的氣相反應(yīng)生成途徑，并且大大節(jié)省助燃燃料，降低運行成本。這種富氧垃圾燃燒只得到巨大數(shù)量的含有多種雜質(zhì)氣體的(X)2氣體，以(X)2為主的煙氣經(jīng)冷卻、凈化、壓縮液化， 最終得到高純度的C02。2)空分裝置將氮氣和氧氣分離，氮氣回收利用，氧氣經(jīng)氣-氣換熱器加熱后通入焚燒爐，這樣提高了燃燒溫度，減少了固體不完全燃燒損失A和氣體未完全燃燒損失A，因為氮氣沒有進入燃燒空間，大大減少了排煙熱損失込，燃燒熱效率大大提高，使垃圾可以在不摻煤或者摻油助燃的情況下燃燒，大大節(jié)省成本，同時，氮氣不參與燃燒也使氮氧化物的生成概率大大減少。3)由于采用了部分煙氣再循環(huán)，煙氣排放體積減少，使排煙損失減少，從而也提高了焚燒的熱效率。4)最終得到高純度的(X)2可作為化工產(chǎn)品利用或者用于油井驅(qū)油或地質(zhì)埋存，其他的如S02、HC1、NO等做回收處理，二噁英等劇毒物質(zhì)分類收集并報送資質(zhì)的單位統(tǒng)一處理。垃圾焚燒電廠將不再排放任何氣體污染物，徹底解決垃圾焚燒的二次污染，達到煙氣零污染排放。


圖1 一種煙氣污染物零排放的生活垃圾焚燒處理系統(tǒng)的流程示意圖；圖中標號1焚燒爐、2余熱鍋爐、3布袋除塵器、4空分裝置、5氣-氣換熱器、6第一冷凝器、7第一壓縮機、8第二冷凝器、9第二壓縮機、10第三冷凝器、11第三壓縮機、12汽輪發(fā)電機組。
具體實施例方式下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例1一種煙氣污染物零排放的生活垃圾焚燒處理系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括焚燒爐1、余熱鍋爐2、布袋除塵器3、空分裝置4、氣-氣換熱器5、第一冷凝器6、第一壓縮機7、 第二冷凝器8、第二壓縮機9、第三冷凝器10、第三壓縮機11和汽輪發(fā)電機組12。其中，空分裝置4的氧氣出口和氣-氣換熱器5相連，焚燒爐1配有余熱鍋爐2和汽輪發(fā)電機組12，余熱鍋爐2蒸汽出口與汽輪發(fā)電機組12相連，余熱鍋爐2的煙氣出口與布袋除塵器3相連， 布袋除塵器3分別與焚燒爐1和氣-氣換熱器5相連，氣-氣換熱器5的氧氣出口和焚燒爐1的底部一次風(fēng)進口相連，氣-氣換熱器5的煙氣出口依次和第一冷凝器6、壓縮機7、第二冷凝器8、壓縮機9、第三冷凝器10、壓縮機11相連。所述第一冷凝器上設(shè)有過濾器。上述系統(tǒng)進行垃圾焚燒處理的方法，該方法包括如下步驟生活垃圾池的空氣由引風(fēng)機抽取并進入到空分裝置4，經(jīng)空分裝置4分離出的氧氣進入氣-氣換熱器5，空分裝置的副產(chǎn)品高純氮氣直接作為商品出售。生活垃圾在焚燒爐1中焚燒，余熱鍋爐2產(chǎn)生的蒸汽用于汽輪發(fā)電機組12發(fā)電，電力用于空分裝置4和第一壓縮機7、第二壓縮機9、第三壓縮機11的動力驅(qū)動；余熱鍋爐2出來的煙氣進入布袋除塵器3，經(jīng)布袋除塵器3處理后的煙氣一部分作為再循環(huán)煙氣返回焚燒爐1，另一部分煙氣進入上述氣-氣換熱器5與來自空分裝置4的氧氣換熱，換熱后的氧氣通入焚燒爐1，換熱后的煙氣進入第一冷凝器6，冷卻到常溫常壓，煙氣中析出含HCl的水分(稀鹽酸)，第一冷凝器上的過濾器捕捉固態(tài)二噁英等微細顆粒，第一冷凝器6出來的煙氣經(jīng)第一壓縮機7升壓到1. 5MPa，冷卻到常溫，在第二冷凝器8中煙氣析出稀硫酸，再通過第二壓縮機9對煙氣進行升壓到3MPa，冷卻到常溫，經(jīng)第三冷凝器10煙氣析出稀硝酸等，最后經(jīng)第三壓縮機11升壓到7MPa左右，得到高純度的液態(tài)CO2。最終得到高純度的(X)2可作為化工產(chǎn)品利用或者用于油井驅(qū)油或地質(zhì)埋存，其他的如S02、HC1、NO等做回收處理，二噁英等劇毒物質(zhì)分類收集并報送資質(zhì)的單位統(tǒng)一處理。 垃圾焚燒電廠將不再排放任何氣體污染物，徹底解決垃圾焚燒的二次污染，達到煙氣零污染排放。
權(quán)利要求
1.一種垃圾焚燒處理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括焚燒爐(1)、余熱鍋爐O)、布袋除塵器(3)、空分裝置G)、氣-氣換熱器(5)、第一冷凝器(6)、第一壓縮機(7)、第二冷凝器 (8)、第二壓縮機(9)、第三冷凝器(10)、第三壓縮機(11)和汽輪發(fā)電機組(1 ；其中，空分裝置的氧氣出口和氣-氣換熱器(5)相連，焚燒爐(1)配有余熱鍋爐(2)和汽輪發(fā)電機組(12)，余熱鍋爐O)的主蒸汽管與汽輪機發(fā)電機組(1 相連，余熱鍋爐O)的煙氣出口與布袋除塵器(3)相連，布袋除塵器(3)煙氣出口分別與焚燒爐(1)和氣-氣換熱器(5) 相連，氣-氣換熱器(5)的氧氣出口和焚燒爐(1)的底部一次風(fēng)進口相連，氣-氣換熱器 (5)的煙氣出口依次和第一冷凝器(6)、第一壓縮機(7)、第二冷凝器(8)、第二壓縮機(9)、 第三冷凝器(10)及第三壓縮機(11)相連，所述第一冷凝器上設(shè)有過濾器。
2.權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進行垃圾焚燒處理的方法，其特征在于該方法處理步驟如下 空氣經(jīng)空分裝置(4)分離出的氧氣進入氣-氣換熱器(5)，廢棄物在焚燒爐(1)中焚燒，余熱鍋爐( 出來的蒸汽進入汽輪發(fā)電機組(12)，進行余熱利用發(fā)電，余熱鍋爐( 出來的煙氣進入布袋除塵器(3)，經(jīng)布袋除塵器C3)處理后的煙氣一部分作為再循環(huán)煙氣返回焚燒爐(1)，另一部分煙氣進入上述氣-氣換熱器( 與來自空分裝置的氧氣換熱，換熱后的氧氣通入焚燒爐(1)，換熱后的煙氣進入第一冷凝器(6)冷卻，析出含HCl的水分，過濾器捕捉固態(tài)二噁英微細顆粒，第一冷凝器(6)出來的煙氣經(jīng)第一壓縮機(7)升壓到1 2MPa， 冷卻到常溫后進入第二冷凝器(8)中析出稀硫酸，再通過第二壓縮機(9)對煙氣進行升壓 2. 5 3. 5MPa，冷卻到常溫，經(jīng)第三冷凝器(10)析出稀硝酸，經(jīng)第三壓縮機升壓到6. 5 7. 5MPa，得到高純度的液態(tài)C02。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述汽輪發(fā)電機組(12)發(fā)的電用于空分裝置G)、第一壓縮機(7)、第二壓縮機(9)和第三壓縮機(11)的動力驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于空分裝置(4)的空氣來自新鮮空氣，或來自于垃圾池空間處理過的空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述廢棄物為生活垃圾、醫(yī)療垃圾或污泥。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于環(huán)保設(shè)備及垃圾處理技術(shù)領(lǐng)域的一種煙氣污染物零排放的垃圾焚燒處理系統(tǒng)及方法，本發(fā)明在垃圾焚燒過程中通入過量的氧氣并混入再循環(huán)煙氣，這種燃燒方式的垃圾燃燒只得到巨大數(shù)量的含有多種雜質(zhì)氣體的CO2氣體，以CO2為主的煙氣被冷卻、凈化、壓縮液化，最終得到高純度的CO2，可作為化工產(chǎn)品利用或者用于油井驅(qū)油或地質(zhì)埋存，其他的如SO2、HCl、NO等做回收處理，二噁英等劇毒物質(zhì)分類收集并報送資質(zhì)的單位統(tǒng)一處理。垃圾焚燒電廠將不再排放任何氣體污染物，徹底解決垃圾焚燒的二次污染，達到煙氣零污染排放。
文檔編號F23G5/00GK102563657SQ20111039727
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者吳劍, 尹水娥, 閻維平 申請人:華北電力大學(xué)(保定), 城市建設(shè)研究院