一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统及方法与流程

文档序号:25086127发布日期:2021-05-18 18:59阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:包括危废处理单元、烟气净化单元和余热利用单元;所述危废处理单元包括依次设置的物料混料器(1)、热解炉(2)、等离子熔融炉(9)、第一混合器(7)和燃烧室(15),对危险废物依次进行破碎、中温热解、等离子高温熔融处理后形成无害玻璃体排出,同时,热解炉(2)产生的热解气通过高温除尘器(5)除尘后与等离子熔融炉(9)产生的烟气通过第一混合器(7)混合,混合后的烟气进入燃烧室(15)进行二次燃烧,二次燃烧的高温烟气一部分进入热解炉(2)作为热解热源,另一部分进入烟气净化单元;所述烟气净化单元包括余热锅炉(16)、第二混合器(29)、急冷塔(30)、干法脱酸塔(31)、布袋除尘器(32)、碱洗塔(33)、烟气再热器(34)、引风机(35)和烟囱(36),二次燃烧后的高温烟气通过余热锅炉(16)进行换热和脱硝处理,使得高温烟气降为中温烟气,中温烟气与热解炉(2)热解换热后的烟气通过第二混合器(29)混合,混合后的烟气依次进入急冷塔(30)、干法脱酸塔(31)、布袋除尘器(32)、碱洗塔(33)、烟气再热器(34)、引风机(35)、烟囱(36)后排出,同时,余热锅炉(16)换热后产生过热蒸汽,过热蒸汽作为余热利用单元的输入;所述余热利用单元包括汽轮机(20)、orc蒸发器(24)、除氧器(18)、orc涡轮(22)、orc凝汽器(27)和双轴电机(21);余热锅炉(16)换热后产生过热蒸汽,过热蒸汽驱动汽轮机(20)做功后,分别进入烟气再热器(34)和orc蒸发器(24)换热后冷凝为凝结水,凝结水进入除氧器(18)除氧处理后进入余热锅炉(16)再次蒸发产生过热蒸汽;有机工质在orc蒸发器(24)内蒸发产生过热蒸汽,过热蒸汽驱动orc涡轮(22)做功后,通过orc凝汽器(27)凝结为有机工质,该有机工质再次进入orc蒸发器(24)蒸发换热产生过热蒸汽;汽轮机(20)与orc涡轮(22)分别驱动双轴电机(21)的两个轴,双轴电机(21)将机械能转化为电能。2.根据权利要求1所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述余热利用单元还包括过热蒸汽调节阀(19)、饱和蒸汽调节阀(23)、orc涡轮旁通阀(25)、orc工质泵(28)、orc工质泵旁通阀(26)、蒸汽排空阀(37)、烟气再热调节阀(38)和锅炉给水泵(17);所述过热蒸汽调节阀(19)设置在余热锅炉(16)和汽轮机(20)之间的管路上,所述饱和蒸汽调节阀(23)设置在汽轮机(20)与orc蒸发器(24)之间的管路上,所述orc涡轮旁通阀(25)并联设置在orc涡轮(22)的进口与出口,所述orc工质泵(28)设置在orc凝汽器(27)与orc蒸发器(24)之间的管路上,所述orc工质泵旁通阀(26)并联设置在orc凝汽器(27)的进口与orc工质泵(28)出口;所述蒸汽排空阀(37)的进口设置在过热蒸汽调节阀(19)的进口管路上,所述烟气再热调节阀(38)设置在汽轮机(20)与烟气再热器(34)之间的管路上,所述锅炉给水泵(17)设置在余热锅炉(16)与除氧器(18)之间的管路上。3.根据权利要求2所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述余热锅炉(16)的一侧设置有尿素溶液喷枪,在余热锅炉(16)的烟气在900~1000℃温度区间喷入尿素溶液脱除烟气nox。4.根据权利要求1或2或3所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:还包括造粒单元,所述造粒单元包括造粒机(13)和输送装置;所述高温除尘器(5)、燃烧室(15)、余热锅炉(16)、急冷塔(30)、干法脱酸塔(31)、布袋除尘器(32)产生的飞灰通过输
送装置输送到造粒机(13)进行造粒,造粒后的飞灰进入等离子熔融炉(9)再次进行等离子高温熔融处理。5.根据权利要求4所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述危废处理单元还包括混风管(4)、与混风管(4)连接的混风机(3),二次燃烧的高温烟气一部分进入混风管(4)与空气掺混后降为600~700℃烟气,该烟气进入热解炉(2)作为热解的热源;所述混风管(4)内设置有尿素溶液喷枪,在混风管(4)900~1000℃温度区间向烟气喷入尿素溶液脱除烟气nox。6.根据权利要求5所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述高温除尘器(5)与第一混合器(7)之间设置有除尘器引风机(6),所述热解炉(2)与第二混合器(29)之间设置有热解引风机(8)。7.根据权利要求6所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述热解炉(2)为带5
°
倾角间壁式回转窑结构,危险废物在回转窑内部500~600℃贫氧环境热解,烟气在回转窑外腔加热回转窑。8.根据权利要求7所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述双轴电机(21)为异步电机,所述汽轮机(20)与orc涡轮(22)分别通过汽轮机离合器和orc离合器与双轴电机(21)的左右两个轴连接。9.根据权利要求8所述的多工艺协同危险废物处置及余热利用系统,其特征在于:所述汽轮机离合器和orc离合器为棘轮结构,离合器棘爪安装在双轴电机(21)上,离合器棘轮分别安装在汽轮机(20)和orc涡轮(22)上,汽轮机(20)转速高于双轴电机(21)时,汽轮机离合器棘爪和棘轮咬合,汽轮机(20)向双轴电机(21)输出机械功,orc涡轮(22)转速高于双轴电机(21)时,orc涡轮(22)向双轴电机(21)输出机械功。10.一种基于多工艺协同危险废物处置及余热利用系统的余热利用方法,其特征在于,包括余热发电启动过程和余热发电关机过程:所述余热发电启动过程包括以下步骤:s101、关闭orc蒸发器前的饱和蒸汽调节阀,将烟气再热调节阀调至最大开度;s102、启动锅炉给水泵,向余热锅炉输入除氧水;s103、向余热锅炉通入烟气;s104、启动双轴电机,电机处于电动机模式;s105、逐渐调节过热蒸汽调节阀开度,余热锅炉蒸汽进入汽轮机做功后进入烟气再热器换热后进入除氧器,汽轮机升速,当汽轮机转速大于双轴电机转速,汽轮机离合器将汽轮机与双轴电机连接,然后将过热蒸汽调节阀开度调节到最大,汽轮机将机械功输出到双轴电机,双轴电机处于发电机模式,将机械功转换为电能输出到电网;s106、向orc凝汽器通入冷却水,打开orc工质泵旁通阀,启动orc工质泵,根据orc凝汽器液位反馈控制orc工质泵输出到orc蒸发器的有机工质流量;s107、调节饱和蒸汽调节阀以及烟气再热调节阀的开度,使输出到烟气再热器的饱和蒸汽量满足额定工况要求,其余饱和蒸汽全部进入orc蒸发器蒸发有机工质后冷凝进入除氧器;s108、orc蒸发器产生的有机工质温度和压力满足设定值后,逐渐调节orc涡轮旁通阀开度,向orc涡轮通入有机工质蒸汽,orc涡轮升速,当orc涡轮转速大于双轴电机转速,orc
涡轮离合器将orc涡轮与双轴电机连接,完全关闭orc涡轮旁通阀,orc涡轮将机械功输出到双轴电机,增加双轴输出到电网的电能;余热发电关机过程包括以下步骤:s201、断开输入到余热锅炉的烟气;s202、orc涡轮和汽轮机转速均小于双轴电机转速时,打开余热锅炉后的蒸汽排空阀排空蒸汽,打开orc涡轮旁通阀;s203、关闭过热蒸汽调节阀;s204、关闭饱和蒸汽调节阀;s205、余热锅炉降温到设定关机温度时,关闭锅炉给水泵,排空锅炉内除氧水;s206、orc蒸发器降到常温后,关闭orc工质泵;s207、关闭冷却水。
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