申请日2016.12.14
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号C02F11/10; C02F11/12; C10J3/00; C10B39/04
摘要
本实用新型涉及一种污泥热解等离子气化发电的系统。污泥热解等离子气化发电系统包括：蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在壳体的内周壁上;蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体;等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口;换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口;发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端;熄焦装置，熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口。本实用新型的技术方案，将换热处理合成气得到的蒸汽用于发电，其运行成本低，焦油产率极低，不发生管道堵塞，易于实现工业化和规模化。
权利要求书
1.一种污泥热解等离子气化发电系统，其特征在于，包括：
蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在所述壳体的内周壁上;蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体;
等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口，所述热解气液混合物入口与所述热解气液混合物出口相连;
换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口，所述热态合成气入口与所述热态合成气出口相连;
发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端，所述蒸汽入口与所述蒸汽出口相连;
熄焦装置，所述熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连。
2.根据权利要求1所述的污泥热解等离子气化发电系统，其特征在于，所述等离子气化反应室垂直布置在所述热解气液混合物出口上端。
3.根据权利要求1所述的污泥热解等离子气化发电系统，其特征在于，所述系统中包括污泥入口、干化污泥出口、乏汽入口、冷凝水出口、干燥水出口;所述干化污泥出口与所述原料入口相连;所述乏汽入口与所述乏汽出口相连;所述干燥水出口与所述干燥水入口相连。
说明书
一种污泥热解等离子气化发电的系统
技术领域
本实用新型总的涉及一种污泥热解的技术，具体涉及一种污泥热解等离子气化发电的系统。
背景技术
随着环保水平的提高。城市污水的处理量在连年增加，作为城市污水处理的副产物，城市污泥的年产量也急剧增加，而污泥是一种含水率很高(80%-95%)的絮状泥粒，由污水中的悬浮物、微生物等形成的聚集体，污泥含有大量的重金属、氮磷、病原菌、病毒和毒性有机物等，如果任意排放到水体中，会造成水体恶化，并影响水生物的生存，利用到农业上会污染土壤，导致农作物产生病灾，甚至危害人体健康。因此，如何有效、无害地处理城市污泥，是国内外专家非常关注的问题。
目前，常见的污泥处理技术有压滤、干化、好氧堆肥、厌氧消化、焚烧等。其中简单的压滤和干化只能把污泥脱水至50%-70%，因此减量化水平不高，剩余的污泥仍需要大量填埋处理，只能作为污泥的预处理使用。好氧堆肥和厌氧消化的目的均是把污泥制成有机肥料，最后作为产品出售，但污泥中含有较多有毒有害物质，其产品会污染农作物，因此难以产业化推广。常见的焚烧技术虽然具有较好的减量化效果，但焚烧过程中会产生二噁英，严重影响居民身体健康，群体性事件也时有发生。
热解技术是在无氧或绝氧的条件下，将有机物进行热裂解，生成以H2、CH4、CO为主的可燃气体、高热值的燃料油及部分固定碳。等离子气化技术是利用等离子体火炬对物料进行加热，局部温度可到5000℃以上，并能使反应室的温度维持在1200℃左右，能迅速分解热解油、二噁英等物质，并产生大量CO、H2等合成气。具有二次污染小、能源回收利用率高等特点。
现有的污泥处理技术存在多种缺陷。例如，有一些污泥回转窑热解工艺，其焦油产量较多，容易堵塞管道、腐蚀设备等，经常停车检修，并且后端需要复杂的油水分离及净化装置，导致投资大大增加。还有一些污泥竖炉等离子气化技术，直接用等离子火炬对污泥进行气化，由于污泥含水率较高，在处理大规模污泥时，该工艺的功率极大、耗电率非常高，因此导致运行成本增大，难以实现工业化应用。还有一些污泥处理工艺是在一个炉子中实现污泥热解气化，虽然会生成大量合成气，但同时也把灰渣进行了熔融处理，而灰渣中大部分物质为无机物，在气化过程中浪费了大量能量，系统的热利用率较低，运行成本较高，因此不具备商业运行价值。
而据不完全统计，目前我国国内城市道路照明的总灯数约400万只(套)，加上高速公路、工矿企业、机场、码头等非市政照明灯具约100万只(套)，总数超过500多万只，并且每年以10%以上的速度递增。其中城市公共照明在我国照明耗电中占30%的比例，约439亿kWh，以平均电价0.65元/kWh计算，一年开支达285亿元，成为各地财政部门的一大负担。
针对现有技术存在的不足，并且为了响应目前政府提出的环保、节约、能源重复利用的号召，本实用新型旨在提出一种垃圾回收利用的技术方案，将污泥作为能量的来源，为我国发电行业作出贡献，以同时解决污泥处理技术存在的缺陷及人类资源短缺的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种污泥热解等离子气化发电的系统，以同时解决污泥处理技术存在的缺陷及人类资源短缺的问题。
本实用新型提供一种实现上述污泥热解等离子气化发电的系统，其包括：
蓄热式旋转床包括成环状炉腔的壳体和环形炉底，蓄热式辐射管设置在所述壳体的内周壁上;蓄热式旋转床中的原料入口、热解气液混合物出口和热解炭出口分布于所述壳体;
等离子气化反应室包括热解气液混合物入口、热态合成气出口，所述热解气液混合物入口与所述热解气液混合物出口相连;
换热装置包括热态合成气入口、冷态合成气出口、冷凝液出口、循环水入口和蒸汽出口，所述热态合成气入口与所述热态合成气出口相连;
发电装置包括蒸汽入口、乏汽出口和电量输出端，所述蒸汽入口与所述蒸汽出口相连;
熄焦装置，所述熄焦装置包括热解炭入口、灰渣出口、干燥水入口，所述热解炭入口与所述热解炭出口相连。
上述的污泥热解等离子气化发电系统，所述等离子气化反应室垂直布置在所述热解气液混合物出口上端。
上述的污泥热解等离子气化发电系统，所述系统中包括污泥入口、干化污泥出口、乏汽入口、冷凝水出口、干燥水出口;所述干化污泥出口与所述原料入口相连;所述乏汽入口与所述乏汽出口相连;所述干燥水出口与所述干燥水入口相连。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型针对目前污泥热解工艺中热解油产量大、堵塞严重、腐蚀程度高、维修频率高、处理成本大等问题，以及污泥等离子气化工艺中处理规模小、功率极大、耗电率较高、运行成本高、难以工业化应用等问题，提供了一种清洁、高效的污泥热解等离子气化的方法，采用蓄热式旋转床对预处理后的污泥原料进行热解，并利用等离子气化反应室对热解气液混合物进行气化，干化过程中产生的干燥水分可作为热解炭的熄焦用水，获得的合成气产率高、热值高，可作为蓄热式辐射管的燃料气使用，通过换热处理合成气得到的蒸汽可用于发电，为发电行业提供了一条低成本、资源重复利用的新技术，而且发电产生的乏汽进一步用于给污泥干化供热，实现了污泥的“无害化、减量化、资源化”，其运行成本低，焦油产率极低，不发生管道堵塞，易于实现工业化和规模化。
