[发明专利]垃圾熔融气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法

说明书

本发明提供了一种垃圾熔融气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，包括预处理单元，用于对存储在垃圾存储仓库内的垃圾原料进行分选破碎；垃圾干化单元，用于对分选破碎后的垃圾原料进行间接干燥脱水；气化单元，用于将干燥脱水后的垃圾熔融气化形成燃气，并排渣；燃气降温净化单元，通过对气化单元产生的燃气进行余热回收实现燃气的降温处理，同时用于对燃气进行脱氯处理。本发明的另一个技术方案是提供了一种垃圾熔融气化耦合燃煤发电方法。本发明系统运行稳定可靠、易于大型化放大、环保节能。

技术领域

本发明涉及一种垃圾熔融气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

采用直接焚烧处理生活垃圾不可避免地带来一些二次污染物，特别是二噁英、重金属等。二噁英是最毒的一类化合物，其中毒性最强的2,3,7,8-四氯代二苯并-对-二噁英(2，3，7，8-TCDD)，其毒性是氰化钾(KCN)的1000倍，是迄今为止发现的最具致癌潜力的物质；灰渣中的重金属如铅、汞、铬、砷、镉等经过淋滤后进入水中逐步通过生物链的富集最终对人体产生危害。这些毒害污染物的排放不仅引起人们对垃圾焚烧处理技术的担忧，甚至影响社会的健康发展。国内已出现较多当地居民集体抵制垃圾焚烧电厂的事件，其推广和应用受到限制。

我国是垃圾包袱最重的国家，人均垃圾年产量超500公斤。近年来，随着各大城市的不断发展，城市居民生活垃圾产生量也随之增长，至2015年全国年垃圾清运总量已超过8.6亿吨，并按8％的幅度增长。历年全国无序堆放的垃圾总量多达160亿吨，占用土地9亿平方米，严重污染大气和地下水资源，更有引发气体爆炸事故的发生，严重阻碍了城市经济与环境间的快速和谐发展。此外，我国是一个资源和能源短缺的国家，如何实现城市垃圾资源化、能源化利用，在解决城市垃圾出路的同时，发展循环经济，是实现经济发展方式转变的一个有效途径。

为解决上述严重问题，国内外在垃圾处理上提出了许多解决方案，如垃圾经过分选后填埋、制肥、裂解制油、生化处理等。其中已经付诸实施的焚烧处理、卫生填埋、高温堆肥都存在着一定的不足。如卫生填埋，相对焚烧处理，投资和运行费用较低，但填埋场占地相当大，大量有机物和电池等物质的填埋，使卫生填埋场渗滤液防渗透、收集处理系统负荷和技术难度大，投资高，填埋操作复杂，管理困难，处理后污水也难以达标排放。此外，填埋场的甲烷、硫化氢等废气也必须处理好，以确保防爆和环保要求。焚烧技术在实现垃圾减量化的同时，获得热能，但最容易生成二噁英，灰渣需特殊处理；热解技术对抑制二噁英最有利，但需要外加热源，热解产物产生的焦炭和灰渣需要特殊处理，后续利用设备复杂；气化技术可将垃圾彻底转化为用途广泛的燃气，但常规的气化设备仍有二噁英产生，且灰渣也需特殊处理。总之，上述垃圾转化处理技术还不能实现彻底的无害化和资源化。

欧美、日本等发达国家正在积极开展垃圾气化技术应用，该技术直接将垃圾在贫氧气氛或少量水蒸气气氛下高温热处理生成具有一定热值的合成气，用于后期的发电或化工用途。相比于传统的垃圾直接焚烧处理，气化技术将垃圾直接转化为可燃气，能源利用效率高，不产生二噁英等有害物质，因此被认为是一种更为环保高效的处理途径。

综上所述，垃圾处理量的逐年增加和垃圾处理技术的不成熟已经严重不匹配，垃圾的清洁高效处理已经摆成为全球性的环境和技术问题，成为城市化建设进程摆在眼前的一道坎。

发明内容

本发明的目的是：实现垃圾的减量化、无害化、资源化和稳定化。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种垃圾熔融气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，包括：

预处理单元，用于对存储在垃圾存储仓库内的垃圾原料进行分选破碎；

垃圾干化单元，用于对分选破碎后的垃圾原料进行间接干燥脱水；

气化单元，用于将干燥脱水后的垃圾熔融气化形成燃气，并排渣；