利用液化天然氣冷能實(shí)施垃圾焚燒尾氣零排放的工藝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于垃圾焚燒尾氣回收處理、液化天然氣冷能利用的技術(shù)領(lǐng)域?？捎糜诖髿馕廴局卫砑盎鹆Πl(fā)電尾氣的回收處理；也可應(yīng)用于煙道氣的碳捕集與封存(CCS)項(xiàng)目、
二氧化碳液化項(xiàng)目。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國城鎮(zhèn)化的發(fā)展，大量城市需要新增建設(shè)垃圾焚燒處理廠，而垃圾焚燒處理項(xiàng)目因現(xiàn)有垃圾焚燒處理廠的環(huán)保問題，新建項(xiàng)目遭遇“鄰避效應(yīng)”困境，且運(yùn)營成本高。
[0003]另一方面，隨著國家對清潔能源液化天然氣(LNG)需求的增多，進(jìn)口大量的LNG沒有高能(石化能和冷能)高用，存在大量LNG冷能的浪費(fèi)現(xiàn)象，此嚴(yán)重背離現(xiàn)象是國家能源短缺形勢所急需創(chuàng)新解決并攻克的問題。
[0004]同時(shí)，面對世界各國CCS項(xiàng)目最新推進(jìn)，中國迫切需要加強(qiáng)研宄和發(fā)展CCS技術(shù)，緊跟和超越世界CCS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國家在哥本哈根會議上的承諾。
[0005]本發(fā)明系統(tǒng)工藝流程的設(shè)計(jì)融合了本說明書中所列出的技術(shù)及其理念，解決了城市管理者的迫切需求和未來可能面臨的問題。
[0006]下面列出本系統(tǒng)工藝流程所涉及的技術(shù)及其存在的問題。
[0007]A.垃圾焚燒處理技術(shù)
垃圾焚燒是垃圾處理工業(yè)化的開始，因其處理時(shí)間短，減容顯著(達(dá)90%以上)而被現(xiàn)代城市管理者廣泛采用，垃圾焚燒處理設(shè)備構(gòu)成及流程框圖如圖5。(流程圖片引自智研數(shù)據(jù)研宄中心網(wǎng)訊)
普遍存在的冋題:
1.大氣污染:垃圾焚燒尾氣、飛灰及垃圾分解的惡臭對大氣的污染是最突出的問題。
[0008]2.垃圾分解產(chǎn)生的瀝水，其臭氣影響人居環(huán)境的舒適性。
[0009]3.垃圾的資源性利用效率低。
[0010]4.尾氣低溫?zé)崮軟]有充分利用。
[0011]B.LNG冷能利用技術(shù)
目前階段，LNG冷能利用是一個(gè)世界應(yīng)用技術(shù)新領(lǐng)域，LNG冷能利用技術(shù)除在空分、冷庫、輪胎粉碎、冷凍干燥等有限的幾個(gè)領(lǐng)域有相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，其它應(yīng)用領(lǐng)域有待研宄和開發(fā)。
[0012]存在的問題:
1.LNG冷能利用屬于新興應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)際應(yīng)用范圍小，大部分的LNG冷能被浪費(fèi)，沒有實(shí)現(xiàn)LNG的高能高用。
[0013]2.LNG冷能的階梯利用和聯(lián)合利用研宄投入的人力物力少。
[0014]C.LNG氣化技術(shù)
城市燃?xì)饣蛉細(xì)馐褂谜邚V泛使用的是LNG衛(wèi)星氣化站，以其為例，LNG氣化技術(shù)流程圖如圖6，氣化器是該技術(shù)的核心。空浴式和水浴式氣化器均為小型氣化器。其基本結(jié)構(gòu)為上下管匯、氣化段和加熱段的翹片管換熱板結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為鋁鈦合金。目前大型的氣化器為開架式海水氣化器和浸沒燃燒式氣化器，結(jié)構(gòu)基本相同，應(yīng)用于LNG接收站的氣化處理。
[0015]存在的問題:
1.LNG冷能沒有利用，沒有達(dá)到高能高用。
[0016]2.需定期對空浴式氣化器進(jìn)行除霜處理。
[0017]3.LNG槽車卸載的操作時(shí)間較長，浪費(fèi)人力物力。
[0018]D.二氧化碳液化技術(shù)
二氧化碳液化技術(shù)分為低壓、中壓和高壓液化技術(shù)。
[0019]低壓法:二氧化碳?xì)怏w壓力0.6-0.8MPa。
[0020]采用普通壓縮機(jī)將二氧化碳壓縮凈化后直接輸送到用氣點(diǎn)。在此壓力下二氧化碳液化溫度為一 42°C?一 50°C，一般冷凍機(jī)是無法將其液化的，因此這種壓力下的二氧化碳一般不能以液態(tài)方式儲存。且其產(chǎn)品純度由氣源決定，提純困難，此方法現(xiàn)已基本淘汰。
[0021]中壓法:二氧化碳?xì)怏w壓力1.6-2.5MPa。
[0022]采用專用無油二氧化碳壓縮機(jī)將二氧化碳壓縮凈化后，在冷凍系統(tǒng)進(jìn)行液化，冷凝溫度為一 12°C?一 25°C，密度為994?1052kg/m3，在此工況下的二氧化碳液體便于大罐儲存和槽車運(yùn)輸。液態(tài)二氧化碳經(jīng)氣化減壓后可以直接送到各用其點(diǎn)，也可以經(jīng)增壓泵將其充裝在高壓鋼瓶中。二氧化碳經(jīng)中壓法凈化液化后純度可達(dá)到99.98%以上。由于這種方法生產(chǎn)的二氧化碳純度高、儲存效率較高、使用方便，國內(nèi)外大多數(shù)廠家均選用這一工藝方法回收二氧化碳。
[0023]高壓法:二氧化碳?xì)怏w壓力6.0-9.0MPa。
[0024]此方法為最傳統(tǒng)的工藝方法，利用二氧化碳在常溫下高壓液化的特性，將二氧化碳壓縮至中壓時(shí)進(jìn)行凈化，然后返回壓縮機(jī)壓縮至6?9 Mpa (工作壓力由冷卻水決定)，經(jīng)冷卻液化直接充裝到鋼瓶中。高壓下二氧化碳不易氣液分離，所以二氧化碳純度有來氣條件決定；而且充裝鋼瓶勞動強(qiáng)度很大，這種工藝初始投資較低。
[0025]E.二氧化碳捕集技術(shù)
二氧化碳的捕集方式主要有三種:燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集。本發(fā)明涉及的是燃燒后捕集。燃燒后捕集是在燃燒排放的煙氣中捕集C02，目前常用的C02分離技術(shù)主要有化學(xué)吸收法(利用酸堿性吸收)和物理吸收法(變溫或變壓吸附)，此外還有膜分離法技術(shù)，正處于發(fā)展階段，但被公認(rèn)為在能耗和設(shè)備緊湊性方面具有非常大潛力的技術(shù)。
[0026]二氧化碳捕集提濃技術(shù)，用于回收低濃度氣源的二氧化碳，再結(jié)合吸附精餾法精制技術(shù)，使其達(dá)到國家食品級標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)氣體標(biāo)準(zhǔn)。
[0027]存在的問題:
1.普通煙氣的壓力小體積大，C02濃度低，而且含有大量的N2，捕集系統(tǒng)龐大，耗費(fèi)大量的能源。
[0028]2.捕集到的二氧化碳必須運(yùn)輸?shù)胶线m的地點(diǎn)進(jìn)行封存，目前國際上正在開展的CCS項(xiàng)目成本高。
[0029]F.液態(tài)二氧化碳冷能利用技術(shù)
目前階段，冷能利用在世界范圍內(nèi)屬于一個(gè)新領(lǐng)域，液化二氧化碳由于產(chǎn)品供應(yīng)少，僅在少數(shù)特效需求有應(yīng)用。其中二氧化碳制冷技術(shù)是一個(gè)新的研宄方向。
[0030]存在的問題:
1.供應(yīng)和需求少。
[0031]2.二氧化碳制冷技術(shù)在研發(fā)中，應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)性有待驗(yàn)證。
[0032]G.二氧化碳澆灌技術(shù)
二氧化碳施肥效應(yīng)是指大氣中二氧化碳濃度增加，會導(dǎo)致植物的光合速率提高的現(xiàn)象。二氧化碳澆灌技術(shù)目前在大棚蔬菜水果種植方面有人為增加大棚內(nèi)的二氧化碳濃度以提高蔬菜和水果的產(chǎn)量。二氧化碳森林澆灌或山體澆灌是一個(gè)研宄空白。
[0033]存在的問題:
1.二氧化碳是溫室氣體，如何作為資源而應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)是個(gè)新研宄課題。
[0034]2.二氧化碳澆灌技術(shù)在研發(fā)中，其應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)性有待研宄和驗(yàn)證。
[0035]H.煙道氣二氧化碳分離回收技術(shù)
煙道氣二氧化碳分離回收現(xiàn)有技術(shù)有物理法、化學(xué)法、生物法回收二氧化碳。物理性回收二氧化碳技術(shù)可分為溶劑吸收法、物理吸附法兩類；化學(xué)性回收二氧化碳技術(shù)可分為化學(xué)固定技術(shù)、化學(xué)吸收法、化學(xué)吸附法、薄膜分離法和二氧化碳重組法；生物性回收二氧化碳技術(shù)可分為微生物回收技術(shù)和球石藻回收技術(shù)。其中以薄膜分離法被認(rèn)為最具應(yīng)用前景。
[0036]存在問題與二氧化碳捕集技術(shù)相同。
[0037]1.大氣污染治理技術(shù)
大氣污染目前主要使用的除塵技術(shù)有袋式、濕式、電除塵、重力沉降式及旋風(fēng)式等。
[0038]袋式除塵的優(yōu)點(diǎn)是除塵效率高；缺點(diǎn)是體積和占地面積大，濾袋易破損，阻力損失大，處理高溫、高濕度、腐蝕氣體應(yīng)慎重選擇袋式除塵。
[0039]濕式除塵的優(yōu)點(diǎn)是可同時(shí)除塵和除有害氣體，能處理濕度大、溫度高的氣體；缺點(diǎn)是能耗大，耗水量大，有廢液、泥漿處理問題。
[0040]靜電除塵的優(yōu)點(diǎn)除塵效率高、能耗低、壓損小、處理煙氣量大、耐高溫；缺點(diǎn)是占地面積大，制造、安裝、運(yùn)行的要求高，且對粉塵特性敏感。
[0041]普遍存在的問題:
隨著時(shí)間的推移，除塵的效果下降，污染大氣環(huán)境和影響城市的宜居性。
[0042]J.冷熱電三聯(lián)供技術(shù)
冷熱電三聯(lián)供技術(shù)(CCHP，Combined Cooling Heating and Power)即燃?xì)饫錈犭娐?lián)供，指以天然氣為主要燃料帶動燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃發(fā)電機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備發(fā)電滿足用戶的電力需求，同時(shí)對系統(tǒng)排放出的廢熱，通過余熱回收設(shè)備(余熱鍋爐或余熱直燃機(jī))回收后，向用戶供熱供冷。
[0043]存在的