餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统及方法与流程

本发明属于沼气发电余热利用，特别涉及餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统及方法。

背景技术：

1、业内对餐厨垃圾的处理的主力工艺为预处理+离心提油+厌氧工艺。预处理单元为采用物理机械的方法对餐厨垃圾进行分选、破碎、制浆，将餐厨垃圾中的塑料、骨料、纸张、贝壳、细砂粒不可以生物降解的杂质分离出来，并将餐厨垃圾中可生物降解的有机物制成粒径小于6毫米、含固率小于10％的有机浆液。有机浆液进入离心提油单元的浆液加热罐，通过蒸汽将有机浆液从常温加热至85℃，再进入三相离心分离机进行提油，将浆液中的油分分离。被分离出油分的有机浆液进入厌氧反应器进行厌氧生物降解处理。

2、垃圾焚烧发电设施有许多需要换热和加热的工艺设备环节。如一次风空气预热器、二次风空气预热器、scr、过冷气、低压加热器、除氧器等。根据工艺需要均有需加热达到的工质温度，依靠所需符合要求的热源和换热装置来实现对工质的换热和加热。

3、近些来年，业内出现了许多垃圾焚烧发电设施和餐厨垃圾处理设施合建共生的固废协同处理厂。这类固废协同处理厂能发挥上下游资源能源循环利用，产业协同优势。垃圾焚烧发电设施和餐厨垃圾处理设施合建已成为固废处理行业的发展趋势。

4、垃圾焚烧发电设施渗滤液处理站有厌氧反应器，餐厨垃圾处理设施也有厌氧反应器。即通过厌氧微生物降解将餐厨垃圾和垃圾渗滤液中有机质转化为沼气和二氧化碳。其中沼气是有经济价值的副产物，可采用沼气发电机将沼气能转化成电能。采用沼气发电机将厌氧反应产生的沼气的进行能源化利用，已成为业内绝大多数餐厨垃圾处理和生活垃圾处理设施必采用的工艺环节。沼气发电机组排出的烟气温度高达450～480℃。沼气发电机组排出的缸套水温度高达95～100℃。如果不将这些余热加以回收利用，势必造成能源资源的浪费。然而，餐厨垃圾处理设施和垃圾焚烧发电设施内均有多个要换热和加热的工艺设备环节。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂的沼气发电余热利用系统及方法。

2、本发明所采用的技术方案为：

3、餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，包括依次连接的沼气净化单元、双膜沼气储柜、增压风机和沼气发电机组，沼气发电机组的烟气管路分别连接有第一烟气换热器和第二烟气换热器，第一烟气换热器的一次风烟气管路连接有一次风烟气-空气预热器，第二烟气换热器的餐厨浆液管路连接有餐厨浆液加热罐；所述沼气发电机组的缸套水管路连接有缸套水换热器，缸套水换热器的凝结水管路连接有凝结水低压加热器。

4、本发明的可将沼气发电机组近约480℃烟气余热和近100℃的缸套水余热进行回收利用。480℃烟气余热回收一部分利用于垃圾焚烧发电设施的一次风烟气-空气预热器，对一次风烟气-空气预热器出口的一次风温从120℃加热至220℃。480℃烟气余热回收另一部分用于餐厨垃圾处理设施的餐厨浆液加热，将餐厨浆液从60℃加热至85℃。近100℃的缸套水余热回收用于垃圾焚烧发电设施的凝结水低压加热器，将凝结水从30多℃加热至60℃左右。采用用于餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂的沼气发电余热利用系统，可将沼气发电机组高品位的烟气余热和低品位的缸套水余热等余热产生环节的二次能源进行阶梯级回收，并依据换热梯度用于垃圾焚烧发电设施和餐厨垃圾处理设施的需加热工艺环节，提高了餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂二次余热能源的利用效率，大大节省了对主蒸汽和过热蒸汽的能源消耗，使更多主蒸汽和过热蒸汽用于发电，实现了餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂的节能降耗，体现了循环经济理念。

5、作为本发明的优选方案，所述沼气净化单元包括依次设置的生物脱硫塔、干法脱硫塔、粗过滤器和精过滤器。因沼气发电机组对进入的沼气品质要求较高，而从厌氧反应器出来的沼气含硫和杂质，因此需此沼气净化单元对沼气进行净化。

6、作为本发明的优选方案，所述第一烟气换热器和第二烟气换热器均采用防露点腐蚀的换热设计。

7、作为本发明的优选方案，所述第一烟气换热器和第二烟气换热器均采用强化传热翅片管结构，传热效果好，无露点腐蚀。

8、作为本发明的优选方案，所述缸套水换热器采用温差换热设计。

9、作为本发明的优选方案，所述缸套水换热器采用材料为不锈钢的板式换热器，传热效果好，防结垢。

10、作为本发明的优选方案，所述一次风烟气-空气预热器与垃圾焚烧发电设施的焚烧系统连接。

11、作为本发明的优选方案，所述餐厨浆液加热罐与餐厨垃圾处理设施连接。

12、作为本发明的优选方案，所述凝结水低压加热器与垃圾焚烧焚烧发电设施的凝结水系统连接。

13、餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用方法，包括以下步骤：

14、s1：沼气净化单元对沼气进行净化；

15、s2：双膜沼气储柜缓存经沼气净化单元的沼气；

16、s3：增压风机增加沼气进入沼气发电机组前的压力；

17、s4：沼气发电机组将沼气能转化为电能；

18、s5：将沼气发电机组的一部分烟气送至第一烟气换热器，第一烟气换热器将一次风烟气加热并送至一次风烟气-空气预热器；

19、s6：将沼气发电机组的另一部分烟气送至第二烟气换热器，第二烟气换热器将餐厨浆液加热并送至餐厨浆液加热罐加热；

20、s7：将沼气发电机组的缸套水送至缸套水换热器，缸套水换热器将凝结水加热并送至垃圾焚烧发电设施的凝结水低压加热器。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明可将沼气发电机组高品位的烟气余热和低品位的缸套水余热等余热产生环节的二次能源进行阶梯级回收，并依据换热梯度用于垃圾焚烧发电设施和餐厨垃圾处理设施的需加热工艺环节，提高了餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂二次余热能源的利用效率，大大节省了对主蒸汽和过热蒸汽的能源消耗，使更多主蒸汽和过热蒸汽用于发电，实现了餐厨垃圾-生活垃圾协同处理厂的节能降耗，体现了循环经济理念。

技术特征：

1.餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：包括依次连接的沼气净化单元、双膜沼气储柜(5)、增压风机(6)和沼气发电机组(7)，沼气发电机组(7)的烟气管路分别连接有第一烟气换热器(8)和第二烟气换热器(9)，第一烟气换热器(8)的一次风烟气管路连接有一次风烟气-空气预热器(11)，第二烟气换热器(9)的餐厨浆液管路连接有餐厨浆液加热罐(13)；所述沼气发电机组(7)的缸套水管路连接有缸套水换热器(10)，缸套水换热器(10)的凝结水管路连接有凝结水低压加热器(12)。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述沼气净化单元包括依次设置的生物脱硫塔(1)、干法脱硫塔(2)、粗过滤器(3)和精过滤器(4)。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述第一烟气换热器(8)和第二烟气换热器(9)均采用防露点腐蚀的换热设计。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述第一烟气换热器(8)和第二烟气换热器(9)均采用强化传热翅片管结构。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述缸套水换热器(10)采用温差换热设计。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述缸套水换热器(10)采用材料为不锈钢的板式换热器。

7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述一次风烟气-空气预热器(11)与垃圾焚烧发电设施的焚烧系统连接。

8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述餐厨浆液加热罐(13)与餐厨垃圾处理设施连接。

9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：所述凝结水低压加热器(12)与垃圾焚烧焚烧发电设施的凝结水系统连接。

10.餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用方法，使用权利要求1～9任意一项所述的餐厨垃圾-生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明属于沼气发电余热利用技术领域，特别涉及餐厨垃圾‑生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统及方法。其技术方案为：餐厨垃圾‑生活垃圾处理厂沼气发电余热利用系统，包括依次连接的沼气净化单元、双膜沼气储柜、增压风机和沼气发电机组，沼气发电机组的烟气管路分别连接有第一烟气换热器和第二烟气换热器，第一烟气换热器的一次风烟气管路连接有一次风烟气‑空气预热器，第二烟气换热器的餐厨浆液管路连接有餐厨浆液加热罐；所述沼气发电机组的缸套水管路连接有缸套水换热器，缸套水换热器的凝结水管路连接有凝结水低压加热器。本发明提供了一种用于餐厨垃圾‑生活垃圾协同处理厂的沼气发电余热利用系统及方法。技术研发人员：余春江,汪洋,童伟,赵双全受保护的技术使用者：成都市兴蓉再生能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29