一种低温导热油冷却垃圾热解高温炉渣的装置及方法与流程

本技术涉及垃圾热解领域，具体涉及一种低温导热油冷却垃圾热解高温炉及方法。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，城市生活及轻工业生产中，对中、低温热能的消费越来越多，许多工业生产过程都需要70℃-110℃范围的热能，但是这些热能大都通过电力或石油、天然气和煤炭等燃料的燃烧来获得，这是降低“燃料”非再生能源的高品位能为低品位能的使用，属于不合理的能源分配，且对大气环境的污染也比较严重，所以如何利用废热、余热来实现减少能源消耗，提高能源利用率，具有重要的现实意义。

在垃圾热解发电的电厂中,只有约40％的热能转变为电能，60％的热能主要通过锅炉烟气、热解炉高温炉渣以及汽轮机的凝汽器的循环冷却水散失到环境中，其中，垃圾热解炉的炉渣温度高达700～1000℃，含有的热能最多，目前我国垃圾发电厂的炉渣主要为循环硫化床锅炉和炉排炉的高温炉渣，现有循环流化床锅炉炉渣热量回收系统主要包括滚筒式冷渣器，其作用是将炉渣的热量传递出来，实现低温排渣。由于滚筒式冷渣器自身结构和工作原理的限制，通常选用低压凝结水作为冷却介质，以吸收炉渣热量，吸收热量后的凝结水将热量传递至行汽轮机热力系统中，以降低汽轮机热耗。

本申请的发明人经研究发现，现有的炉渣热量回收系统存在以下缺陷：

1)根据热力学第二定律，热量从高品位炉渣显热转变成低品位的凝结水显热，能量做功存在较大的不可逆损失，因此采用低温的凝结水冷却回收炉渣热量的方式存在一定的不合理性；2)为了避免凝结水从冷渣器出口排出时温度过高而汽化，当炉渣量较大时，所需的凝结水水量将大幅提升，甚至机组凝结水系统提供的凝结水都不足以用来冷却炉渣热量，故使用现有的炉渣热量回收系统存在一定的局限性。因此，需提供一种能够避免做功不可逆损失且不受冷却介质用量限制的高温炉渣余热回收系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于：一定程度上解决已有能源综合利用的缺陷，提供一种低温导热油冷却高温垃圾热解炉渣的方法，利用导热油的传热均匀,散热快，能在低蒸汽压下产生高温的特性，作为热量传递介质且为循环使用冷却介质。将高温炉渣的热能充分回收输送给热用户实现能量高效回收和低温排渣，本发明不仅能够高品质地回收高炉渣余热，而且工艺简单。

本发明的技术方案如下：一种低温导热油冷却垃圾热解高温炉渣，包括垃圾热解炉，垃圾热解炉的炉渣输出端连接滚筒冷渣机内腔输入端，滚筒冷渣机的外腔输出端分别连接膨胀槽底部输入口，分油器输入口和换热器输入口；分油器的输出端连接垃圾干燥装置的输入端，垃圾干燥装置的输出端连接集油器的输入端，集油器的输出端、换热器输出端均通过循环泵连接滚筒冷渣机的外腔输入端；

膨胀槽侧壁输出口连接储油罐顶部输入口，储油罐底部输出口和注油槽的底部输出口通过注油泵连接膨胀槽顶部输入口。

所述滚筒冷渣机为油冷式。

一种低温导热油冷却垃圾热解方法，包括以下步骤：

s1:从垃圾热解炉排出的高温垃圾热解炉渣进入滚筒冷渣机进行冷却；

s2:低温导热油通过循环泵集油器中泵入滚筒冷渣机夹套内，与内部高温炉渣进行换热，当滚筒冷渣机导热油出口温度显示超过300℃时，控制系统将循环泵变频调节，增大系统中的导热油量，同时开启换热器来导出多余热量，以保证垃圾干燥装置中用热量稳定；当滚筒冷渣机导热油出口温度显示低于300℃时，控制系统将循环泵变频调节，减少系统中的导热油量；

s3:导热油在滚筒冷渣机中被加热发生膨胀，并被送至膨胀槽，膨胀槽用来吸收导热油的膨胀量；膨胀槽中储油量过大则注入至储油罐；整个系统内导热油损失减少后，则注油槽注入新油，来维持系统平稳安全运行；

s4:经过滚筒冷渣机后导热油吸热变为高温导热油经过分油器进行分布，被垃圾干燥装置吸收热量后的导热油经集油器收集后，并重新被循环泵泵入滚筒冷渣机夹套中对高温炉渣进行冷却。

所述s1中，从垃圾热解炉排出的高温垃圾热解炉渣为700-800℃。

所述s1中，炉渣冷却至低于80℃。

所述s2中，控制排渣温度在80℃以下。

所述s2中，同时开启垃圾干燥装置的备用加热系统，保证垃圾干燥装置用热量稳定。

所述s3中，若膨胀槽中油量过少则通过注油泵把储油罐油注入膨胀槽中，用以维持膨胀槽液位。

所述s1中，炉渣冷却至低于70℃。

所述s1中，从垃圾热解炉排出的高温垃圾热解炉渣为750℃。

本发明的显著效果在于：

1.滚筒冷渣机2，循环泵3，垃圾干燥装置10、换热器11组成循环系统，循环介质为低温导热油，将高品位的炉渣热量传递给低温导热油，将热量用于垃圾干燥，多余热量由换热器导出用做他用，避免了现有炉渣热量回收系统中存在较大不可逆损失的主要缺点。

2.通过设置膨胀槽4，储油罐5，一方面为循环系统提供少量补油，另一方面维持整个循环系统压力，可防止循环介质高温状态产生汽化减少，而导致的换热效率下降。

3.通过设置多个温度检测装置及控制系统，可根据温度检测装置反馈的各处温度情况，控制循环泵3的运行转速来实现对循环介质的自动控制，从而保持各处温度均在合适的范围内。

附图说明

图1为本发明所述的低温导热油冷却垃圾热解高温炉的示意图；

图中：1.垃圾热解炉、2.滚筒冷渣机、3.循环泵、4.膨胀槽、5.储油罐、6.注油泵、7.注油槽、8.分油器、9.集油器、10.垃圾干燥装置、11.换热器

具体实施方式

一种低温导热油冷却垃圾热解高温炉，包括垃圾热解炉1，垃圾热解炉1的炉渣输出端连接滚筒冷渣机2内腔输入端，滚筒冷渣机2的外腔输出端分别连接膨胀槽4底部输入口，分油器8输入口和换热器11输入口。分油器8的输出端连接垃圾干燥装置10的输入端，垃圾干燥装置10的输出端连接集油器9的输入端，集油器9的输出端、换热器11输出端均通过循环泵3连接滚筒冷渣机2的外腔输入端。

膨胀槽4侧壁输出口连接储油罐5顶部输入口，储油罐5底部输出口和注油槽7的底部输出口通过注油泵6连接膨胀槽4顶部输入口。

其中滚筒冷渣机2为油冷式。

一种低温导热油冷却垃圾热解高温炉渣及方法，包括以下步骤：

s1:从垃圾热解炉1排出的高温垃圾热解炉渣(700-800℃)进入滚筒冷渣机2进行冷却，为了实现低温安全排渣，需将炉渣冷却至低于80℃。

s2:所述滚筒冷渣机2中冷却介质为导热油。低温导热油通过循环泵3集油器9中泵入滚筒冷渣机2夹套内，与内部高温炉渣进行换热，控制排渣温度在80℃以下。为了防止导热油过热气化，在导热油出滚筒冷渣机2的出口处设有温度表与流量计，当滚筒冷渣机2导热油出口温度显示超过300℃时，控制系统将循环泵3变频调节，增大系统中的导热油量，同时开启换热器11来导出多余热量，以保证垃圾干燥装置10中用热量稳定；当滚筒冷渣机2导热油出口温度显示低于300℃时，控制系统将循环泵3变频调节，减少系统中的导热油量，同时开启垃圾干燥装置10的备用加热系统，保证垃圾干燥装置10用热量稳定。

s3:导热油在滚筒冷渣机2中被加热发生膨胀，并被送至膨胀槽4，膨胀槽4用来吸收导热油的膨胀量；膨胀槽4中储油量过大则注入至储油罐5；若膨胀槽4中油量过少则通过注油泵6把储油罐5油注入膨胀槽4中，用以维持膨胀槽4液位。整个系统内导热油损失减少后，则注油槽7注入新油，来维持系统平稳安全运行。

s4:经过滚筒冷渣机2后导热油吸热变为高温导热油经过分油器8进行分布，被垃圾干燥装置10吸收热量后的导热油经集油器9收集后，并重新被循环泵3泵入滚筒冷渣机2夹套中对高温炉渣进行冷却。