一种耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统的制作方法

本技术涉及一种电解水制氢系统，尤其涉及一种耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统。

背景技术：

1、焚烧是将可燃废物置于高温炉中，使可燃成分充分氧化分解的处理方法，是实现危险废物减量化、无害化最快捷、最有效的技术。一般危险废物通过焚烧炉焚烧减容后进入二燃室在一定过量系数的二次风混合后充分燃烧，二燃室产生的高温烟气进入余热锅炉回收能量。按照规范要求，危废焚烧时需保证烟气在二燃室内1100℃以上温度区停留时间≥3秒，以氧化分解各类有机物和控制二噁英的产生。但是，由于危废物料成分复杂且不固定，对于低热值物料焚烧时还需要额外增加助燃，现有技术通常在焚烧头和二燃室设置点火和助燃燃烧器，在焚烧炉启炉和焚烧时二燃室烟气温度低于1100℃时控制运行，此种情况下需要大量燃料，危废焚烧装置运行成本较大。此外，现有焚烧系统的余热锅炉产生的高温蒸汽除去系统自身消耗外，还会有大约60％的富余，针对富余蒸汽一般是输送到锅炉补水系统循环利用，但蒸汽热量也随冷却水换热后损失掉了，没有加以利用。

技术实现思路

1、实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种提高资源利用率、提高经济效益的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统。

2、技术方案：本实用新型所述的一种耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，包括废物焚烧余热系统和电解水制氢系统，废物焚烧余热系统包括回转窑、二燃室和余热锅炉，电解水制氢系统包括电解槽、氢碱/氧碱分离器、气液分离器和碱液循环泵，还包括汽轮机和发电机，所述汽轮机与余热锅炉通过第一蒸汽管路连接，余热锅炉产生的蒸汽用于汽轮机和发电机发电，汽轮机和发电机通过电路与电解槽相连，产生的电输送给电解水制氢系统用于电解水制氢；所述气液分离器的气体出口通过气体管路连接废物焚烧余热系统，电解水制氢系统所产生的氢气、氧气通过气体管路输送到废物焚烧余热系统中助燃。

3、优选地，还包括补水系统，所述补水系统包括软水水泵，软水水泵通过第一输水管路与电解槽相连接，向电解槽输送软水；同时通过第二输水管路连通余热锅炉，向余热锅炉输送软水，第二输水管路中设有除氧器和锅炉给水泵。

4、优选地，还包括电解液储存罐，余热锅炉连接第二蒸汽管路，第二蒸汽管路与电解液储存罐相接触，余热锅炉产生的部分蒸汽通过第二蒸汽管路给电解液储存罐中的电解液加热，蒸汽冷凝后通过第三输水管路输送到除氧器中为余热锅炉回补水，加热后的电解液通过碱液循环泵进入电解水制氢系统；当电解槽停机后再次冷启动的时候，已经预热的碱液可缩短电解槽的冷启动时间，提高制氢装置生产效率。

5、优选地，还包括循环水冷却系统，电解水制氢系统中设置碱液换热器，碱液换热器连通电解槽和碱液循环泵，循环水冷却系统连接碱液换热器，给电解水制氢系统中循环中电解液降温，降温后的电解液部分输送到电解液储存罐中进行储存；循环水冷却系统连接氢气/氧气冷却器，给分离后的氢气-碱液及氧气-碱液降温。

6、优选地，所述气液分离器的气体出口通过气体管路连接回转窑氢气燃烧器和二燃室氢气燃烧器，电解液制氢系统中产生的多余氢气通过气体管路输送到与回转窑和二燃室分别连接的两燃烧器中助燃，可以减少常规辅助燃料(柴油或天然气)的消耗，降低工厂运行成本。

7、优选地，所述电解液制氢系统中产生的氧气通过气体管路输送到二燃室中用于助燃，富氧燃烧可以降低二燃室过量空气系数，从而提高焚烧炉内的火焰温度，优化燃烧工况，有效抑制二噁英等污染物的生成，保障焚烧设备的稳定、安全、连续运行。

8、优选地，所述蒸汽在汽轮机中的冷凝水通过第四输水管路输送到除氧器中为余热锅炉回补水。

9、工作原理：将危废焚烧装置余热锅炉产生的蒸汽用于汽轮机发电，将发出的电储存转变后用于电解槽进行电解水制氢，电解水制得的氢气和氧气用于助燃。

10、有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：1、危险废物焚烧余热系统和电解水制氢系统耦合在一起，同步运行，可以提高危废焚烧装置余热利用效率；2、氢气用于危废焚烧炉点火烘炉及运行时的助燃，减少常规辅助燃料(柴油或天然气)的消耗，降低工厂生产运行成本，同时减少企业碳排放量，提高危废焚烧企业的经济效益及社会效益；氧气用于实现焚烧炉的富氧燃烧，降低二燃室过量空气系数，从而提高焚烧炉内的火焰温度，优化燃烧工况，有效抑制二噁英等污染物的生成，保障焚烧设备的稳定、安全、连续运行；3、耦合危废焚烧余热系统及电解水制氢系统，两套系统多种设备可以共用，很大程度减少电解水系统的投入成本。

技术特征：

1.一种耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，包括废物焚烧余热系统和电解水制氢系统，废物焚烧余热系统包括回转窑、二燃室和余热锅炉，电解水制氢系统包括电解槽、氢碱/氧碱分离器、气液分离器和碱液循环泵，其特征在于，还包括汽轮机和发电机，所述汽轮机与余热锅炉通过第一蒸汽管路连接，余热锅炉产生的蒸汽用于汽轮机和发电机发电，汽轮机和发电机通过电路与电解槽相连，产生的电输送给电解水制氢系统用于电解水制氢；所述气液分离器的气体出口通过气体管路连接废物焚烧余热系统，电解水制氢系统所产生的氢气、氧气通过气体管路输送到废物焚烧余热系统中助燃。

2.根据权利要求1所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，还包括补水系统，所述补水系统包括软水水泵，软水水泵通过第一输水管路与电解槽相连接，向电解槽输送软水；同时通过第二输水管路连通余热锅炉，向余热锅炉输送软水，第二输水管路中设有除氧器和锅炉给水泵。

3.根据权利要求2所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，还包括电解液储存罐，余热锅炉连接第二蒸汽管路，第二蒸汽管路与电解液储存罐相接触。

4.根据权利要求3所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，还包括循环水冷却系统，电解水制氢系统中设置碱液换热器，碱液换热器连通电解槽和碱液循环泵，循环水冷却系统连接碱液换热器。

5.根据权利要求1所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，所述气液分离器的气体出口通过气体管路连接回转窑氢气燃烧器和二燃室氢气燃烧器，电解液制氢系统中产生的多余氢气通过气体管路输送到与回转窑和二燃室分别连接的两燃烧器中。

6.根据权利要求1所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，所述电解水制氢系统中产生的氧气通过气体管路输送到二燃室中用于助燃。

7.根据权利要求2所述的耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，其特征在于，所述蒸汽在汽轮机中的冷凝水通过第四输水管路输送到除氧器中为余热锅炉回补水。

技术总结本技术公开了一种耦合危险废物焚烧余热系统的电解水制氢系统，包括废物焚烧余热系统和电解水制氢系统，废物焚烧余热系统包括回转窑、二燃室和余热锅炉，电解水制氢系统包括电解槽、氢碱/氧碱分离器、气液分离器和碱液循环泵，其特征在于，还包括汽轮机和发电机，所述余热锅炉产生的蒸汽用于汽轮机和发电机发电，汽轮机和发电机产生的电输送给电解水制氢系统用于电解水制氢，电解水制氢系统所产生的氢气、氧气输送到废物焚烧余热系统中助燃。本系统的危险废物焚烧余热系统和电解水制氢系统同步运行，可以提高危废焚烧装置余热利用效率，降低工厂生产运行成本，同时减少企业碳排放量，提高危废焚烧企业的经济效益及社会效益。技术研发人员：王闯,李建伟,王建,陈向英,史莹飞,石俊峰受保护的技术使用者：江苏龙蟠氢能源科技有限公司技术研发日：20230620技术公布日：2024/4/17