基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放方法与系统与流程

本发明涉及基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放方法与系统，属于垃圾发电和污水零排放技术领域。

背景技术：

垃圾电厂已成为消纳城市垃圾及生物质废弃物的重要基础设施，目前正得到大规模推广，但其大量存在的垃圾渗沥液处理难度大，目前通常经过预处理后送入膜浓缩装置进行浓缩，产水率通常只有40%～60%，其浓水最终通常被喷入垃圾焚烧炉进行汽化，经常导致燃烧恶化，特别是大幅降低焚烧炉的产汽量，严重影响汽轮机发电量，且运行费用很高。厂内其它主工艺污水例如除盐水浓水、冷却塔排污水、冲洗水等的生成量和排放量均较大，造成水资源的较大浪费。

同时，垃圾发电厂作为一种对固态废弃物进行环保治理的基础设施，其生产过程的清洁化、特别是污水零排放及回水水资源也是环保治理的必然要求和趋势。

技术实现要素：

本发明的目的和任务是，针对上述垃圾电厂存在的问题，采用新型的余热蒸发结晶方法和措施，实现垃圾渗沥液及厂内其它污水的蒸发浓缩、结晶及无害化，为实现清洁无废的垃圾电厂提供技术条件。

本发明的具体描述是：基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放方法与系统，其特征在于：所述的基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放方法与系统包括垃圾渗沥液预处理过程、余热蒸发浓缩及结晶过程、二次蒸汽的余热回收利用过程和副产物的利用与处置过程，其工艺流程如下。

首先，垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0送入到主工艺污水浓缩模块4中进行常规的生化处理、膜浓缩，主工艺渗沥液排液g4再送入余热蒸发浓缩结晶模块8的废水蒸发预处理池8a，或者渗沥液原液g0直接送入废水蒸发预处理池8a，进行蒸发所需的降重金属等预处理，预处理后的浓水送入到余热蒸发结晶器8b中；

其二，浓水在余热蒸发结晶器8b中被驱动热源加热蒸发、浓缩或结晶，其中的驱动热源采用驱动蒸汽q3，该驱动蒸汽q3来源于主蒸汽q1或汽轮机汽轮机抽汽，或采用中温段烟气热回收器6的余热循环水供水；

其三，余热蒸发结晶器8b的污水侧二次蒸汽q2送入二次蒸汽热回收器3并预热焚烧炉助燃风a1，或送入锅炉给水预热器7并预热除氧器2进口的锅炉给水；

其四，二次蒸汽q2的凝结水qn回用作厂内工艺补水，余热蒸发结晶器8b的高浓水或结晶盐nc与飞灰d一并送入固化装置5中，转化为建材原料或填埋固废e。

基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放工艺系统包括垃圾渗沥液预处理模块、余热蒸发浓缩结晶模块、二次蒸汽的余热回收利用模块和副产物的利用与处置装置，其中具体的工艺系统如下：所述的余热蒸发浓缩结晶模块8的废水蒸发预处理池8a的渗滤料液g2的进口与主工艺污水浓缩模块4的膜浓缩装置4b的主工艺渗沥液排液g4的出口相连，或与来自垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0出口相通，废水蒸发预处理池8a还设置有其它高浓水g1的进口和药剂g3的投料口，废水蒸发预处理池8a的渗沥处理液g5的出口与余热蒸发结晶器8b的料液进口相连；余热蒸发结晶器8b的驱动热源采用驱动蒸汽型式，此时驱动蒸汽q3的进口与垃圾焚烧炉1的主蒸汽q1的出口或汽轮机抽汽出口相通，其驱动蒸汽凝结水c1与锅炉给水s的进水管和除氧器2的进水口相连；或者驱动热源采用高温热水型式，此时驱动热源供水r1的进口与中温段烟气热回收器6的余热循环水出水口相连，驱动热源回水r2的出口与中温段烟气热回收器6的余热循环水进水口相连；余热蒸发结晶器8b的二次蒸汽q2的出口与二次蒸汽热回收器3的高温侧进口相连，或者与锅炉给水预热器7的高温侧进口相连，当与二次蒸汽热回收器3的高温侧进口相连时，二次蒸汽热回收器3的进风口与垃圾发酵池1d的出风口相通，出风口与主工艺空预器1c的进风口相通；余热蒸发结晶器8b的二次蒸汽q2的出口当与锅炉给水预热器7的高温侧进口相连时，锅炉给水预热器7的低温侧进口与驱动蒸汽凝结水c1与锅炉给水s的混合水供水管相通，低温侧出口与除氧器2的进水口相连；余热蒸发结晶器8b的二次凝结水qn的出口与厂内工艺原水管相通；余热蒸发结晶器8b的高浓水或结晶盐nc与除尘器1f的飞灰d均与固化装置5的进料口相通。

膜浓缩装置4b的料液进口与垃圾渗沥液生化池4a的出水口相连，垃圾渗沥液生化池4a的进水口与垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0出口相通。

余热蒸发结晶器8b采用石墨烯立式防结垢蒸发换热及分盐结晶结构。

中温烟气受热面1a、中低温烟气受热面1b、二次蒸汽热回收器3、中温段烟气热回收器6采用外覆石墨烯材料的挤压成型铝翅片换热管结构。

固化装置5采用飞灰螯合固化设施或陶粒造粒装置。

本发明的有益效果如下：其一是：垃圾焚烧发电系统的生产过程在污水处理方面实现了清洁化工艺控制，从根本上解决了垃圾渗沥液等生产废水的治理和污水排放问题。其二是：无需再将大量垃圾渗沥液喷入焚烧炉，从而显著提高了焚烧炉的产汽量和燃烧过程的稳定性，垃圾焚烧炉的热效率及发电量可提高10%～20%。其三是：废水中的固形物最终通过固化实现无害化乃至资源化。其四是：大量凝结水可回用于厂内工艺原水、供暖补水等。其五是：上述基于余热驱动的污水零排放方法从根本上解决环保治理的运行成本过高等问题，且可产生显著的节能效益，使整个清洁生产系统建得起、用得起。其六是：采用模块化设计方法、一体化结构型式，最大程度地减少占地、投资、建设周期、提高运行控制的智能化、减少运行维护管理的工作量。

附图说明

图1本发明的系统示意图。

图1中各部件编号与名称如下。

垃圾焚烧炉1、中温烟气受热面1a、中低温烟气受热面1b、主工艺空预器1c、垃圾发酵池1d、鼓风机1e、除尘器1f、引风机1g、除氧器2、二次蒸汽热回收器3、主工艺污水浓缩模块4、垃圾渗沥液生化池4a、膜浓缩装置4b、固化装置5、中温段烟气热回收器6、锅炉给水预热器7、余热蒸发浓缩结晶模块8、废水蒸发预处理池8a、余热蒸发结晶器8b、环境空气a0、预热焚烧炉助燃风a1、驱动蒸汽凝结水c1、飞灰d、建材原料或填埋固废e、渗沥液原液g0、其它高浓水g1、渗滤料液g2、药剂g3、主工艺渗沥液排液g4、渗沥处理液g5、高浓水或结晶盐nc、主蒸汽q1、二次蒸汽q2、驱动蒸汽q3、凝结水qn、驱动热源供水r1、驱动热源回水r2、锅炉给水s。

具体实施方式

图1是本发明的系统示意图和实施例。

本发明的具体实施例1如下。

基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放方法与系统，包括垃圾渗沥液预处理过程、余热蒸发浓缩及结晶过程、二次蒸汽的余热回收利用过程和副产物的利用与处置过程，其中具体的工艺流程如下。

首先，垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0送入到主工艺污水浓缩模块4中进行常规的生化处理、膜浓缩，主工艺渗沥液排液g4再送入余热蒸发浓缩结晶模块8的废水蒸发预处理池8a，或者渗沥液原液g0直接送入废水蒸发预处理池8a，进行蒸发所需的降重金属等预处理，预处理后的浓水送入到余热蒸发结晶器8b中；

其二，浓水在余热蒸发结晶器8b中被驱动热源加热蒸发、浓缩或结晶，其中的驱动热源采用驱动蒸汽q3，该驱动蒸汽q3来源于主蒸汽q1或汽轮机汽轮机抽汽，或采用中温段烟气热回收器6的余热循环水供水；

其三，余热蒸发结晶器8b的污水侧二次蒸汽q2送入二次蒸汽热回收器3并预热焚烧炉助燃风a1，或送入锅炉给水预热器7并预热除氧器2进口的锅炉给水；

其四，二次蒸汽q2的凝结水qn回用作厂内工艺补水，余热蒸发结晶器8b的高浓水或结晶盐nc与飞灰d一并送入固化装置5中，转化为建材原料或填埋固废e。

基于余热驱动的垃圾电厂渗滤液零排放工艺系统包括垃圾渗沥液预处理模块、余热蒸发浓缩结晶模块、二次蒸汽的余热回收利用模块和副产物的利用与处置装置，其中具体的工艺系统如下：所述的余热蒸发浓缩结晶模块8的废水蒸发预处理池8a的渗滤料液g2的进口与主工艺污水浓缩模块4的膜浓缩装置4b的主工艺渗沥液排液g4的出口相连，或与来自垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0出口相通，废水蒸发预处理池8a还设置有其它高浓水g1的进口和药剂g3的投料口，废水蒸发预处理池8a的渗沥处理液g5的出口与余热蒸发结晶器8b的料液进口相连；余热蒸发结晶器8b的驱动热源采用驱动蒸汽型式，此时驱动蒸汽q3的进口与垃圾焚烧炉1的主蒸汽q1的出口或汽轮机抽汽出口相通，其驱动蒸汽凝结水c1与锅炉给水s的进水管和除氧器2的进水口相连；或者驱动热源采用高温热水型式，此时驱动热源供水r1的进口与中温段烟气热回收器6的余热循环水出水口相连，驱动热源回水r2的出口与中温段烟气热回收器6的余热循环水进水口相连；余热蒸发结晶器8b的二次蒸汽q2的出口与二次蒸汽热回收器3的高温侧进口相连，或者与锅炉给水预热器7的高温侧进口相连，当与二次蒸汽热回收器3的高温侧进口相连时，二次蒸汽热回收器3的进风口与垃圾发酵池1d的出风口相通，出风口与主工艺空预器1c的进风口相通；余热蒸发结晶器8b的二次蒸汽q2的出口当与锅炉给水预热器7的高温侧进口相连时，锅炉给水预热器7的低温侧进口与驱动蒸汽凝结水c1与锅炉给水s的混合水供水管相通，低温侧出口与除氧器2的进水口相连；余热蒸发结晶器8b的二次凝结水qn的出口与厂内工艺原水管相通；余热蒸发结晶器8b的高浓水或结晶盐nc与除尘器1f的飞灰d均与固化装置5的进料口相通。

膜浓缩装置4b的料液进口与垃圾渗沥液生化池4a的出水口相连，垃圾渗沥液生化池4a的进水口与垃圾发酵池1d的渗沥液原液g0出口相通。

余热蒸发结晶器8b采用石墨烯立式防结垢蒸发换热及分盐结晶结构。

中温烟气受热面1a、中低温烟气受热面1b、二次蒸汽热回收器3、中温段烟气热回收器6采用外覆石墨烯材料的挤压成型铝翅片换热管结构。

固化装置5采用飞灰螯合固化设施或陶粒造粒装置。

需要说明的是，本发明提出了垃圾焚烧发电系统的垃圾渗沥液处理及零排放的技术实现方式，并给出了如何实现上述目的的具体实施方法、流程和实施装置，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种，任何其它类似的简单变形的实施方式，例如采用采用不同的换热器结构，某些污水处理设备的前后次序等的简单改变；采用不同的水质处理设备及方法；采用不同的换热元件结构及其简单变形；或进行普通专业人士均可想到的变形方式等，或者将该技术方式以相同或相似的结构应用于不同燃料种类、等及其它类似应用场合，均落入本发明的保护范围。