[发明专利]一种基于垃圾裂解的发电系统

说明书

本发明公开了一种基于垃圾裂解的发电系统，既解决了城市垃圾污染严重难以处理的问题，又把垃圾作为一种可再生能源进行发电和产品再生产，且具有较高的能量利用效率。包括通过管道依次连接的垃圾裂解装置、裂解气净化装置、裂解气转化装置、合成气变换装置、燃料电池发电装置，所述垃圾裂解装置用于对垃圾进行热裂解；所述裂解气净化装置用于脱除裂解气中的杂质；所述裂解气转化装置用于将裂解气中的甲烷转换为合成气，合成气包括一氧化碳、氢气、二氧化碳；所述合成气变换装置用于，用于将合成气中的一氧化碳与水反应产生氢气，以提高合成气中的氢气的含量；所述燃料电池发电装置以富含氢气的合成气作为原料，经过化学反应产生电能。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧发电技术领域，特别是涉及一种基于垃圾裂解的发电系统。

背景技术

目前，以有机固废为原料的发电技术路线是垃圾焚烧发电技术。燃烧系统是有机固废焚烧技术的核心，其工艺性和设计是否合理决定着垃圾处理的效果和焚烧厂运行的经济性，也对后续烟气处理有直接影响。垃圾要在焚烧炉中经充分燃烧后才能达到无害化和减量化目标。目前，有机固废焚烧技术主要分为移动炉排焚烧技术、流化床焚烧炉技术和回转窑焚烧技术三类，这三种技术早在20世纪上半叶就已经在使用。燃烧系统、热量回收系统和转动发电系统决定了整套系统的能量转化效率，当前主流的效率在20～30％间。但是，由于垃圾成分的波动，各地垃圾焚烧发电装置运行情况具有差异，能量效率差异也较大。这三类技术均需配备必要的环境处理设施，如酸性气体脱除、飞灰处理、二噁英吸收及垃圾渗滤液处理等设施。

另外，以等离子、微波等加热技术对有机固废进行裂解后，产生大量富含氢气和一氧化碳的裂解气，然后利用裂解气燃烧产生蒸汽驱动透平和发电机发电，或者直接燃烧驱动燃气轮机发电，异或形成整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)也是当前有机固废发电有效技术路线。但是，其仍受限于热机效率和高昂的投资，应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决垃圾焚烧发电热效率较低且无法做到依据经济状态调节电力—产品产出比的问题，提供一种基于垃圾裂解的发电系统，既解决了城市垃圾污染严重难以处理的问题，又把垃圾作为一种可再生能源进行发电和产品再生产，且具有较高的能量利用效率。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于垃圾裂解的发电系统，包括通过管道依次连接的垃圾裂解装置、裂解气净化装置、裂解气转化装置、合成气变换装置、燃料电池发电装置，

所述垃圾裂解装置用于对垃圾进行热裂解；

所述裂解气净化装置用于脱除裂解气中的杂质；

所述裂解气转化装置用于将裂解气中的甲烷转换为合成气，合成气包括一氧化碳、氢气、二氧化碳；

所述合成气变换装置用于，用于将合成气中的一氧化碳与水反应产生氢气，以提高合成气中的氢气的含量；

所述燃料电池发电装置以富含氢气的合成气作为原料，经过化学反应产生电能。

优选地，还包括余热回收子系统，用于回收垃圾裂解装置、裂解气转化装置、合成气变换装置、燃料电池发电装置产生的热量。

优选地，所述余热回收子系统包括换热器系统、锅炉系统，所述换热器用于预热，所述锅炉系统用于产生蒸汽。

优选地，还包括透平发电装置，所述透平发电装置包括蒸汽透平、有机郎肯循环发电设备，所述蒸汽透平与锅炉系统连接，用于回收低品位能量发电。

优选地，还包括化工产品生产装置，所述化工产品生产装置连接于解气转化装置下游端，用于利用多余的一氧化碳、氢气合成化工产品。

优选地，所述垃圾裂解装置采用等离子裂解炉，等离子裂解炉的反应温度为1200～1700℃，垃圾裂解后产生的残渣从等离子裂解炉底部排除，裂解气从等离子裂解炉侧面排出；