一種利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統及工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼鐵轉爐煤氣利用、城市生活垃圾焚燒處理技術領域，特別涉及轉爐煤氣利用、垃圾氣化焚燒技術。
【背景技術】
[0002]鋼鐵廠轉爐生產冶煉過程中，氧槍頂吹氧脫碳會產生大量高濃度CO轉爐煤氣，轉爐煤氣經過冷卻、凈化、除塵等工藝后送入煤氣柜進行再利用。這項工藝的安全可靠性、科學回收性、產能性是回收轉爐煤氣的關鍵。目前我國絕大多數轉爐煤氣凈化多采用“0G法”和“LT法”進行回收利用，取得了較好的經濟效益。
[0003]由于轉爐煤氣固有的特殊性，其回收過程也存在較多問題。其中，“0G法”需要消耗大量冷卻水迅速冷卻900?1000 °C的高溫煙氣，水資源消耗量大，且大量轉爐煤氣余熱沒有被利用。“LT法”系統回收轉爐煤氣雖然可減少大量水資源使用，可仍需配套噴淋冷卻系統，消耗一定水來冷卻高溫煙氣;且系統要求更加精細，對設備及相關控制系統要求較高，一次性投資大。
[0004]同時，轉爐煤氣回收工藝在回收過程中需時刻檢測煤氣中CO、O2濃度，當O2濃度不超過2%、C0濃度大于30%才進行回收，而未達標的氣體則通過三通閥送入放散塔燃燒排放，造成大量能源浪費。
[0005]隨著我國工業化和城市化的逐步推進，城市生活垃圾問題也越來越受到人們的關注。當前，我國城市垃圾每年產生量接近2億噸，平均每人每年生產垃圾量約300kg，且近年來基本以10%的速度在增長，已經嚴重影響了人們的生活質量。
[0006]目前，我國處理生活垃圾的方式主要是垃圾填埋及垃圾焚燒，但由于垃圾填埋占用土地資源，而由于我國人口分布極不均勻，在人口密度大的地區，城市生活垃圾與土地資源緊缺的矛盾日益尖銳，急需加大垃圾焚燒和垃圾回收。同時，由于垃圾成分極其復雜，在直接焚燒過程中會產生具有致癌作用的二噁英等有機污染物，造成日益嚴重的環境污染。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種不僅能夠避免轉爐煤氣回收過程中的冷卻耗水及余熱散失，又能夠有效緩解生活垃圾處理時所帶來的環境問題的利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統及工藝。
[0008]為實現上述目的，本發明的一種利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統及工藝的具體技術方案為:
[0009]—種利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統，包括:轉爐冷卻余熱鍋爐，與轉爐的氣體出口相連通，用于對轉爐中產生的轉爐煤氣進行初步熱量回收，以產生蒸汽；回轉窯式氣化爐，與轉爐冷卻余熱鍋爐的氣體出口相連通，輸入到回轉窯式氣化爐中的生活垃圾在轉爐煤氣的作用下可發生熱分解反應，以產生氣化氣和含碳廢渣;二次室鍋爐，與回轉窯式氣化爐的氣體出口相連通，回轉窯式氣化爐中的氣化氣和轉爐煤氣進入二次室鍋爐中并在二次室鍋爐中燃燒放熱，以產生高溫蒸汽;發電裝置，與二次室鍋爐相連，二次室鍋爐中產生的高溫蒸汽可輸送到發電裝置中，以進行發電。
[0010]—種利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的工藝，包括以下步驟:轉爐產生的轉爐煤氣進入轉爐冷卻余熱鍋爐中進行初步熱量回收，以產生蒸汽;轉爐煤氣由轉爐冷卻余熱鍋爐進入回轉窯式氣化爐，以在回轉窯式氣化爐內部形成高溫環境，預處理的生活垃圾經生活垃圾進料裝置送入回轉窯式氣化爐，并在回轉窯式氣化爐內部的高溫環境下發生熱分解反應，以生成氣化氣和含碳廢渣；回轉窯式氣化爐中產生的氣化氣和轉爐煤氣進入二次室鍋爐，并在二次室鍋爐中燃燒放熱，以產生高溫蒸汽;二次室鍋爐中產生的高溫蒸汽輸送至發電裝置中，以進行發電。
[0011]本發明的利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統及工藝具有以下優點:
[0012]I)本發明采用轉爐煤氣高溫熱量進行氣化生活垃圾，避免了煤氣回收過程中的噴淋冷卻耗水及余熱散失，且產生的氣體送入鍋爐直接燃燒，不存在回收煤氣不達標排放問題，可有效利用轉爐煤氣能源。
[0013]2)本發明將生活垃圾在高溫轉爐煤氣作用下氣化，產生氣化氣體后再進行焚燒，可避免生活垃圾直接焚燒時二噁英等有機污染物的產生，且先將生活垃圾氣化處理后填埋，可有效縮小生活垃圾體積，減少直接填埋對土地的占用。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統的結構示意圖；
[0015]圖2為本發明中的回轉窯氣化爐的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為了更好的了解本發明的目的、結構及功能，下面結合附圖，對本發明的一種利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統及工藝做進一步詳細的描述。
[0017]如圖1所示，本發明的利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的系統包括順次連接的轉爐冷卻余熱鍋爐2、回轉窯式氣化爐3、二次室鍋爐4和發電裝置5。其中，轉爐冷卻余熱鍋爐2與轉爐I的氣體出口相連通，用于對轉爐I中產生的轉爐煤氣進行初步熱量回收，以產生蒸汽；回轉窯式氣化爐3與轉爐冷卻余熱鍋爐2的氣體出口相連通，輸入到回轉窯式氣化爐3中的生活垃圾在轉爐煤氣的作用下可發生熱分解反應，以產生氣化氣和含碳廢渣;二次室鍋爐4與回轉窯式氣化爐3的氣體出口相連通，回轉窯式氣化爐3中的氣化氣和轉爐煤氣進入二次室鍋爐4中并在二次室鍋爐4中燃燒放熱，以產生高溫蒸汽;發電裝置5與二次室鍋爐4相連，二次室鍋爐4中產生的高溫蒸汽可輸送到發電裝置5中，以進行發電。
[0018]進一步，轉爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21與蓄熱器6相連，轉爐冷卻余熱鍋爐2中產生的蒸汽由汽包21引出后可進入蓄熱器6進行蓄熱調壓，以變為連續、穩定的低壓蒸汽。應注意的是，蓄熱器6的出口管道分為兩路，其中一路連接回轉窯式氣化爐3中的蒸汽噴嘴31，另外一路連接除氧給水裝置7。
[0019]具體來說，回轉窯式氣化爐3中設置有蒸汽噴嘴31，轉爐冷卻余熱鍋爐2中產生的蒸汽由蓄熱器6調壓后輸送至回轉窯式氣化爐3中的蒸汽噴嘴31，并由蒸汽噴嘴31噴入到回轉窯式氣化爐3中，蒸汽噴嘴31噴出的蒸汽與生活垃圾熱分解產生的含碳廢渣可在回轉窯式氣化爐3中進一步發生水煤氣反應，以產生氣化氣和垃圾廢渣。
[0020]除氧給水裝置7分別與轉爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21和二次室鍋爐4中的汽包41相連，以為轉爐冷卻余熱鍋爐2中的汽包21和二次室鍋爐4中的汽包41提供循環水。其中，轉爐冷卻余熱鍋爐2中產生的蒸汽由蓄熱器6調壓后可輸送至除氧給水裝置7中，以作為除氧熱源。
[0021]進一步，如圖2所示，回轉窯式氣化爐3的爐體傾斜安裝，傾斜角度優選為3?5°，爐體入口位置切圓均布有蒸汽噴嘴31，爐體中間部位加裝旋轉驅動裝置32，爐體內壁布置有蓄熱材料33，爐體尾部的氣體出口處設置有旋風分離裝置34。其中，旋風分離裝置34的頂部出口與二次室鍋爐4相連，底部出口與出渣裝置8相連，旋風分離裝置34分離的氣體進入二次室鍋爐4中燃燒，被分離的廢渣則進入出渣裝置8，由出渣裝置外排。此外，由于轉爐煤氣的間斷性，在回轉窯式氣化爐3與轉爐冷卻余熱鍋爐2的連通管道上優選加裝水冷式插板閥35，煉鋼轉爐正常冶煉時插板閥打開，停爐或裝爐時插板閥關閉。
[0022]進一步，回轉窯式氣化爐3與生活垃圾進料裝置9相連。其中，為防止漏風，生活垃圾進料裝置9優選為三級緩倉進料系統。具體來說，系統進料時，一級卸料閥開啟，其他卸料閥關閉；一級緩倉垃圾量達到一定儲量時，一級卸料閥關閉，二級卸料閥開啟，垃圾進入二級緩倉...依次類推完成進料過程。
[0023]進一步，二次室鍋爐4的煙氣出口與煙氣處理系統相連，煙氣處理系統包括順次連接的煙氣凈化裝置10、除塵裝置11、變頻引風機12和煙囪13。此外，為避免二次室鍋爐4中發生熄火現象，二次室鍋爐4的混合氣入口處優選加裝常燃燃燒器42，燃料可以采用天然氣、
廢油等。
[0024]如圖1所示，本發明的利用轉爐煤氣氣化生活垃圾焚燒發電的工藝，包括以下步驟:
[0025]首先，轉爐I產生的轉爐煤氣進入轉爐冷卻余熱鍋爐2中進行初步熱量回收，以產生蒸汽。
[0026]其次，轉爐煤氣由轉爐冷卻余熱鍋爐2進入回轉窯式氣化爐3，以在回轉窯式氣化爐3內部形成高溫環境，預處理的生活垃圾經生活垃圾進料裝置9送入回轉窯式氣化爐3，并在回轉窯式氣化爐3內部的高溫環境下發生熱分解反應，以生成氣化氣和含碳廢渣。
[0027]然后，回轉窯式氣化爐3中產生的氣化氣和轉爐煤氣進入二次室鍋爐4，并在二次室鍋爐4中燃燒放熱，以產生高溫蒸汽，燃燒產生的煙氣進入后續的煙氣凈化裝置10、除塵裝置11處理，并由變頻引風機12引入煙囪13排入大氣環境。
[0028]最后，二次室鍋爐4中產