一种全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统的制作方法

本发明涉及固废处置节能减排，具体地，涉及一种全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统。

背景技术：

1、目前生活垃圾焚烧电厂主要工艺是利用焚烧高温烟气余热蒸汽发电、发电后蒸汽冷凝回收进行循环利用、烟气净化达标后直接排放、渗滤液处理达到三级标准后直接排入市政管网、飞灰螯合固化后外运填埋、炉渣外运填埋。但是这些过程中存在一些亟待提升的点，如发电过程中蒸汽冷凝回收会造成能量损失；达标排放的烟气温度仍然高达150℃左右，直接排放也会造成能源浪费；由于生活垃圾含水率高，一般在45％左右，在垃圾储坑中会产生大量渗滤液，经过传统的处理虽能达标排入市政管网，但需要事先布设市政管网，且由于渗滤液水质的复杂性，达标排放后的废水也会对后续市政污水处理厂带来一定的风险和困难；飞灰螯合固化虽能做到安全处置，但处置过程中需要添加水泥等螯合剂，在填埋时需要占用大量土地，且增加了运输成本。同时受国补退坡政策的影响，生活垃圾焚烧电厂的收益会缩减。如何提高焚烧过程中主要环节的能量、物质回收利用率，如何为焚烧发电厂寻求一条增收的路径，成为一个急需解决的迫切问题。

2、公开号为cn116658909a的中国专利公开了“一种生活垃圾焚烧尾气余热回收系统及其回收方法”，该系统包括垃圾渗滤液收集罐、气液混合干燥箱、丝网除沫器、热泵、沉渣单元、冷凝水回收，用生活垃圾焚烧尾气余热将垃圾渗滤液完全固化，同时利用热泵实现部分冷凝热气回收。虽然该方法大幅降低了垃圾焚烧系统处理能耗，节约了能源，但由于渗滤液成分复杂，蒸发、冷凝回收的大量液体仍需处理，达标后才可以进入市政污水管网，同时余热回收流程相对较长，回收过程可能会有能耗损失。

3、公开号为cn114165794a的中国专利公开了“生活垃圾焚烧锅炉烟气余热梯级回收利用方法”，该系统包括生活垃圾焚烧锅炉、生活垃圾焚烧锅炉烟气净化系统、烟气水换热器、气水直接接触式换热器、水水换热器、热用户、热泵或冷却塔系统和烟囱，采用烟气水换热器和气水直接接触式换热器，将生活垃圾焚烧锅炉烟气净化系统所排出的高温高湿烟气，经梯阶两次换热降温，使烟气的温度从140℃～150℃降低到20℃～30℃，将冷却水加热到热用户要求，进而回收热量，避免二次能源热量浪费。但该回收流程相对比较复杂，各环节保温措施不当，仍会造成大量的热量损失，同时由于垃圾组分的复杂性，导致焚烧产生的烟气即使经过烟气净化系统处理后，其成分也很复杂，含有各类酸性、碱性气体，直接将烟气通入气水直接接触式换热器，可能会缩短换热器的使用寿命。

4、公开号为cn114277391a的中国专利公开了“一种垃圾焚烧发电耦合电解水制氢系统”，该系统包括垃圾焚烧发电机构、电解水制氢机构、纯水制备机构，所述垃圾焚烧发电机构用于向电解水制氢机构供电，所述纯水制备机构通过第四管路和所述电解水制氢机构连接用以供水，利用生活垃圾焚烧产生的电和纯水制备机构生产的纯水通过碱性电解槽进行电解制氢。但碱性电解水制氢不仅需要配置电解液供给系统，操作相对复杂、不够灵活，而且相对于固体氧化物电解制氢电耗更高，后期运营电耗成本更高，同时余热发电后的蒸汽通过原水换热器再次转化成了液态水，导致部分能量损失。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统，实现整个系统的全物质、能量回收，实现焚烧过程中全物质的最大化资源利用。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统，包括：废水再生回收系统、余热回收发电系统、碳捕集甲醇合成系统、灰渣再生回收系统、垃圾储坑、焚烧系统、和供气系统，将生活垃圾放入垃圾储坑中，所述废水再回收系统对垃圾储坑的渗滤液进行再生处理、回收利用，所述废水再生回收系统分别为余热回收发电系统、碳捕集甲醇合成系统和灰渣再生回收系统提供纯水；所述废水再生回收系统的浓缩液、垃圾储坑的生活垃圾以及供气系统的富氧空气输入焚烧系统中进行焚烧，所述焚烧系统产生的烟气进入余热回收发电系统中利用，所述焚烧系统产生的炉渣进入灰渣再生回收系统中利用；所述余热回收发电系统为碳捕集甲醇合成系统提供烟气、蒸汽和电力，所述碳捕集甲醇合成系统生成的甲醇、氧气、氢气进行外售，所述碳捕集甲醇合成系统生成的部分氧气传送给供气系统使用；所述余热回收发电系统为飞灰处理系统提供飞灰，所述灰渣再生回收系统为余热回收发电系统提供蒸汽，所述灰渣再生回收系统产生的金属、制砖铺路材料用于外售；所述余热回收发电系统产生的电力为厂用电设备、国家电网、储能设备进行供电。

3、进一步地，所述废水再生回收系统包括通过管路连接的渗滤液处理系统和纯水制备系统，所述渗滤液处理系统进水端与垃圾储坑的出水端连接，所述纯水制备系统的进水端与渗滤液处理系统的出水端和外部供水端连接，所述纯水制备系统产生的浓缩液出口端与焚烧系统连接，所述纯水制备系统的产水端与余热回收发电系统、碳捕集甲醇合成系统和灰渣再生回收系统的进水端连接。

4、进一步地，所述余热回收发电系统包括：第一余热回收系统、烟气净化系统、第二余热回收系统和发电系统，所述第二余热回收系统的热源接口分别与烟气净化系统的中低温烟气排放口和碳捕集甲醇合成系统的蒸汽排放口连接，所述第一余热回收系统的热源接口分别与焚烧系统的高温烟气排放口和灰渣再生回收系统的烟气排放口连接，所述第一余热回收系统的冷却水接口与第二余热回收系统的出水端连接，所述发电系统的蒸汽源接口分别与第一余热回收系统的蒸汽排放口和灰渣再生回收系统的蒸汽排放口连接，所述发电系统产生的电通过线路与碳捕集甲醇合成系统、灰渣再生回收系统、厂用电设备、国家电网、储能电站连接。

5、进一步地，所述第二余热回收系统的冷却水接口处与纯水制备系统的产水端连接。

6、进一步地，所述碳捕集甲醇合成系统包括：甲醇合成系统、二氧化碳捕集系统和电解水制氢系统，所述电解水制氢系统的蒸汽接口分别与发电系统的蒸汽排放口、第一余热回收系统的蒸汽排放口和灰渣再生回收系统的蒸汽排放口连接，所述电解水制氢系统的产氢端与甲醇合成系统的氢气进口连接，部分氢气直接外售，所述电解水制氢系统的产氧端与供气系统连接，部分氧气直接外售；所述甲醇合成系统的二氧化碳进气口与二氧化碳捕集系统的收集端连接，所述二氧化碳捕集系统的进气口与第二余热回收系统的烟气排放口连接，所述甲醇合成系统生成的甲醇直接外售。

7、进一步地，所述甲醇合成系统的进水端与纯水制备系统的产水端连接，所述甲醇合成系统的蒸汽排放口与第二余热回收系统的热源接口连接；所述电解水制氢系统、甲醇合成系统和二氧化碳捕集系统均通过发电系统供电。

8、进一步地，所述灰渣再生回收系统包括：飞灰处理系统和炉渣分选系统，所述飞灰处理系统的进料端与烟气净化系统的飞灰排放端连接，所述飞灰处理系统的排料口与炉渣分选系统的非金属排料口连接；所述炉渣分选系统的进料端与焚烧系统炉渣排放端连接，所述炉渣分选系统产生的金属、砖块、铺路材料直接外售。

9、进一步地，所述飞灰处理系统的进水端与纯水制备系统的产水端连接。

10、进一步地，所述飞灰处理系统的烟气排放口与第一余热回收系统的热源接口连接。

11、进一步地，所述飞灰处理系统的蒸汽排放口与发电系统的蒸汽源接口连接，所述发电系统为飞灰处理系统供电。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、(1)本发明全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统，可以将垃圾坑内的渗滤液进行净化、回收再利用，并充分利用生活垃圾焚烧、甲醇合成和飞灰处理余热回收系统中产生的蒸汽、发电系统产生的低价绿电，快速启动电解水制氢系统，然后利用制取的氢气与烟气中捕集的co2合成甲醇，以解决电解制氢过程中高电耗、高水耗及氢储运成本高、难的问题，并实现整个系统的全物质、能量回收，实现生活垃圾焚烧发电厂零碳排放；

14、(2)本发明所提供的全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统，可将电解制氢过程中产生的副产物氧气与生活垃圾焚烧供气系统中的空气进行混合，为生活垃圾焚烧系统提供富氧燃烧环境，提高焚烧温度和燃烧效率，以降低烟气中一氧化氮、一氧化碳、二噁英等污染物的生成；

15、(3)本发明所提供的全物质、能量回收的生活垃圾焚烧发电系统，通过炉渣分选系统分选出金属，其余物料与飞灰经等离子体熔融处理技术生成的玻璃体制砖或生产铺路材料，从而实现焚烧过程全物质的最大化资源利用，并大大降低炉渣和飞灰处理后进入填埋场的占地面积。