<address id="pnrlx"></address>

<progress id="pnrlx"><track id="pnrlx"><ol id="pnrlx"></ol></track></progress>

<font id="pnrlx"></font>

<dl id="pnrlx"></dl>

一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統

文檔序號:29546725發布日期:2022-04-07 07:41來源:國知局
一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統

1.本實用新型屬于氣化與熱解、垃圾發電技術領域,特別涉及一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統。


背景技術:

2.近年來,全球塑料產量穩步增長,2015年全球年產量達到3.22億噸。2020年,中國塑料制品產量達到7603萬噸,導致廢物積累明顯增長。為了滿足垃圾塑料的快速增長,已經采取了環保措施,如填埋、焚燒、回收和重復使用。由于廢舊塑料重量小、體積大、難分解,焚燒后產生多種有毒物等特性,決定了垃圾的處理不宜填埋和焚燒,這使得廢舊塑料的處置十分困難;同時,廢舊塑料的熱值較高,因此塑料熱解被認為是一種很有前途的技術,以回收有價值的碳氫化合物。塑料熱解是利用固體廢物中有機物的熱不穩定性,將其置于熱解反應器內受熱分解的過程,可以將其轉化為燃料油、天然氣和固態燃料。
3.等離子體氣化是指通過等離子技術使得蘭炭在等離子氣化爐中氣化的一種最新技術,利用等離子點火器產生的等離子電弧制造高能熱環境,通入適當比例的等離子氣化劑,使蘭炭在等離子活性狀態的熱環境中發生一系列復雜的化學反應,生成主要成分為氫氣、一氧化碳的可燃氣體,可燃氣體具有純度高、潔凈的優點,等離子體氣化已被證明是固體廢物處理和能源利用的最有效和最環保的方法之一,等離子體技術目前已在機械加工、冶金和化工等領域得到了廣泛的應用,而在固體廢物的處理方面,等離子氣化技術的研究也在不斷深入。
4.在我國正在經歷的長期處于混合能源時代的現狀下,傳統化石能源的主導地位仍然不會改變,但新能源電力在電源結構布局中的比例將逐步增加。熱解和氣化都是處理城市廢物的可行技術,因此,將氣化與熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統可以有效提高能源利用效率,減緩當前環境壓力。


技術實現要素:

5.根據背景技術中提到的塑料熱解和等離子氣化的特點,本實用新型從我國的能源現狀出發,提出了一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,涉及到等離子氣化、塑料熱解技術以及化工和發電過程的耦合。一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,主要包括等離子氣化與凈化過程、塑料熱解過程、燃氣-蒸汽聯合循環發電機組以及氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合,氣化和熱解產生的合成氣作為燃氣輪機工質用于發電,塑料熱解的熱源來自燃氣輪機高溫排氣,提高了能量利用效率。
6.所述的等離子氣化與凈化部分包括等離子氣化爐、合成氣冷卻器和脫硫裝置;所述的塑料熱解過程包括熱解反應器、熱解產物分離器和熱解產物冷卻器;所述的燃氣-蒸汽聯合循環發電機組的主要裝置有:壓氣機、燃燒室、燃氣透平、1#發電機、余熱鍋爐、蒸汽透平、2#發電機、凝汽器、給水泵;所述的氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合部分的裝置為壓氣機。
7.所述的等離子氣化爐合成氣出口與合成氣冷卻器進口相連,合成氣冷卻器出口連接至脫硫裝置入口,脫硫裝置出口與壓氣機進口相連,壓氣機出口與燃燒室進口連接,燃燒室出口與燃氣透平入口相連,燃氣透平與1#發電機單軸相連,燃氣透平出口與熱解反應器入口相連;熱解反應器出口分別與熱解產物分離器入口和余熱鍋爐入口相連接;熱解產物分離器出口分別連接至熱解產物冷卻器入口和等離子氣化爐入口,熱解產物冷卻器出口連接至壓氣機入口;余熱鍋爐進口連接的是熱解反應器出口,余熱鍋爐出口與蒸汽透平入口相連,蒸汽透平與2#發電機同軸連接,蒸汽透平出口與凝汽器進口相連,凝汽器出口連接至給水泵入口,給水泵出口與余熱鍋爐入口相連。
8.所述的等離子氣化與凈化過程中等離子氣化爐、合成氣冷卻器和脫硫裝置依次連接。
9.所述的塑料熱解過程,其特征在于:熱解反應器、熱解產物分離器和熱解產物冷卻器依次連接;塑料熱解反應器是一個動力學反應器。熱解產物冷卻器冷卻后的產物中的合成氣部分經處理后進入壓氣機作為燃氣輪機工質進行發電。
10.所述的氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合部分中等離子氣化與凈化后的合成氣進入壓氣機作為燃氣輪機工質進行發電;熱解產物冷卻器、冷卻后的產物中的合成氣經處理后進入壓氣機作為燃氣輪機工質進行發電。
11.所述的塑料熱解反應器的熱源來自燃氣透平,燃氣透平排出的煙氣溫度在400~650℃范圍內,高溫煙氣進入塑料熱解反應器對塑料進行熱解。
12.所述的燃氣-蒸汽聯合循環發電機組中燃氣透平排出的高溫煙氣通過熱解反應器后再進入余熱鍋爐,經余熱鍋爐利用后的煙氣可排向大氣;余熱鍋爐將給水加熱至過熱蒸汽,余熱鍋爐出口與蒸汽透平進口相連接,過熱蒸汽在蒸汽透平膨脹做功,進而帶動2#發電機發電;蒸汽透平出口連接至凝汽器,凝結水經加熱后通過給水泵送入余熱鍋爐進行循環。
13.本實用新型的有益效果為:
14.本實用新型提出的一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,特別之處在于將氣化和熱解相結合。等離子體氣化產生的可燃氣體具有純度高、潔凈的優點,塑料熱解的產物中含有合成氣,氣化與熱解產生的合成氣可以作為燃氣輪機工質進行發電;熱解的熱源來自燃氣輪機高溫排氣,有效利用了高溫煙氣的能量。該系統將化工和發電兩個過程耦合,提高了能量利用的效率。
附圖說明
15.圖1所示為一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統的示意圖。
16.圖中:1-等離子氣化爐;2-合成氣冷卻器;3-脫硫裝置;4-壓氣機;5-燃燒室;6-燃氣透平;7-1#發電機;8-塑料熱解反應器;9-熱解產物分離器;10-熱解產物冷卻器;11-余熱鍋爐;12-蒸汽透平;13-2#發電機;14-凝汽器;15-給水泵。
具體實施方式
17.本實用新型提供了了一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步說明。
18.圖1所示為一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統。
19.如圖1所示,本實用新型提供的一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,主要包括等離子氣化與凈化過程、塑料熱解過程、燃氣-蒸汽聯合循環發電機組以及氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合。
20.所述的等離子氣化與凈化部分中物料、工質的主要流程為:醫療垃圾和等離子氣體進入等離子氣化爐1,它會接觸到高溫等離子體弧(溫度范圍從1500c到5500c),在等離子氣化爐1中有機組分被轉化為高質量的合成氣和無機/殘留餾分轉化為穩定的玻璃化礦渣,其中礦渣從氣化爐底部排出,高質量的合成氣進入合成氣冷卻器2中被冷卻和壓縮到一定溫度和一定壓力;只有潔凈的合成氣才可以進入壓氣機4,因此從合成氣冷卻器2出來的合成氣還要進一步通過脫硫裝置3除去合成氣中的硫元素。
21.所述的塑料熱解過程工質的主要流程為:廢舊塑料進入熱解反應器8發生熱解,熱解產物進入熱解產物分離器9后將蒸汽相和非蒸汽相分離,固態燃料可以送入等離子氣化爐1進行循環,蒸汽相經熱解產物冷卻器10冷卻后分離,分離的產物包括合成氣和燃料油,合成氣經處理后進入壓氣機4可作為工質進行循環。
22.所述的燃氣-蒸汽聯合循環發電機組工質流程為:一定參數和潔凈的合成氣作為工質進入壓氣機4進行氣體壓縮過程,同時會有空氣作為工質進入壓氣機4,完成增壓過程;壓氣機5出來的壓縮氣體進入燃燒室5與噴入燃料進行摻混,然后就會點火燃燒,這個過程可以認為是燃料化學能向壓縮氣體熱能和勢能的轉換,在短短的距離內氣體的溫度上升數百甚至上千度,壓力也會激增;高溫高壓的工質從燃燒室5出口噴出后在燃氣透平6中進行膨脹,在膨脹的同時推動渦輪葉片做功,這個過程是工質熱能和勢能向動能的轉化;1#發電機7由燃氣透平6拖動發電;燃氣透平6排出的煙氣流經塑料熱解反應器8后再進入余熱鍋爐11加熱給水,煙氣最終以廢氣形式排入大氣;給水在余熱鍋爐11中被加熱為高溫高壓的蒸汽,高溫高壓蒸汽在蒸汽透平12中膨脹做功,帶動2#發電機13發電;做完功的蒸汽溫度、壓力降低,乏汽進入凝汽器14放熱,凝結水經給水泵15后進入鍋爐,可以作為鍋爐給水循環使用。
23.所述的氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合部分工質流程為:等離子氣化與凈化過程和塑料熱解過程產生的合成氣均送入壓氣機4。
24.本實用新型提出的一種氣化和熱解相結合的垃圾熱轉化多聯產系統,主要包括等離子氣化與凈化過程、塑料熱解過程、燃氣-蒸汽聯合循環發電機組以及氣化、熱解與聯合循環發電機組的耦合。氣化與熱解產生的合成氣可以作為燃氣輪機工質進行發電;熱解的熱源來自燃氣輪機高溫排氣,有效利用了高溫煙氣的能量。該系統將化工和發電兩個過程耦合,提高了能量利用的效率。
25.上述實施例僅用于說明本實用新型,其中各部件的結構與連接方式可以有所改變,凡是以本實用新型技術方案為基礎的等同變換和改進,都在本專利的保護范圍內。
當前第1頁1 2 
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1