CN111204908A - 基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。本发明具有零污染排放、运行成本低、安全可靠的特点，通过垃圾填埋气体中低浓度甲烷在热氧化反应系统中燃烧产生的高温烟气，来实现渗滤液的蒸发处理，无需额外使用燃料从而降低整个工艺系统的能耗，进一步减少渗滤液的处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，具体来讲，涉及一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺。
背景技术
生活垃圾卫生填埋场垃圾堆体中的有机物质分解会产生填埋气体，其主要组分为CH4，CO2。每吨垃圾在填埋场寿命期内大约可产生100～200 m3的甲烷气体，其热值一般为7450～22350 kj/m3 ，是一种潜在的清洁能源。我国对于垃圾填埋气体的利用主要是用于发电，通过燃烧作功产生动力，使发动机带动发电机进行发电。
但是利用垃圾填埋气体发电的发电机组，进气的甲烷浓度一般要求大于28%的体积浓度，而国内运行超过10年的垃圾填埋场填埋气体中的甲烷浓度都小于28%体积浓度，达不到发电要求，基本上是无控制排放或者是简单处理后排放，造成了环境污染和能源浪费。
生活垃圾卫生填埋场垃圾堆体中的有机物质分解也会产生大量渗滤液，其中含有大量的氨氮、有机物以及其他有毒有害的杂质，需要经过处理才能安全排放。
近年来，蒸发工艺越来越多的应用于渗滤液处理，蒸发是一个把挥发性组分与非挥发性组分分离的物理过程，由两部分组成：加热渗滤液使水沸腾气化和不断除去气化的水蒸汽。蒸发工艺主要分为常压高温蒸发、负压中温和负压低温蒸发三种，其中常压高温蒸发因能耗较高的问题极少应用于渗滤液处理，负压中温和负压低温蒸发由于蒸发温度较低导致大量底部浓缩液产生，不能达到零污染排放。
为了解决上述问题，现有中国专利申请公布号为CN1785825A的专利公开了一种渗滤液雾化蒸发工艺，该专利方法是以填埋气体为能源，利用填埋气体通过燃烧器燃烧后产生的火焰以及高温烟气直接将雾化的渗滤液中的可燃物焚烧同时将其中的水分蒸发，然后将热混合尾气引入余热锅炉进行余热利用，最后将混合气中的水蒸气冷凝回收，可以达到零污染排放。但该工艺的填埋气体是通过燃烧器燃烧，同样只能利用甲烷体积浓度大于28%的填埋气体，不能完全资源化利用垃圾填埋场填埋气体。
为此，针对目前存在的问题，有必要研发一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，进一步资源化利用垃圾填埋气体中的甲烷资源，零污染排放处理渗滤液。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，具有零污染排放、运行成本低、安全可靠的特点，通过垃圾填埋气体中低浓度甲烷在热氧化反应系统中燃烧产生的高温烟气，来实现渗滤液的蒸发处理，无需额外使用燃料从而降低整个工艺系统的能耗，进一步减少渗滤液的处理成本。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案是：一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。
所述的垃圾堆体为垃圾填埋场卫生填埋的生活垃圾；所述的渗滤液为垃圾堆体中水分和有机组分经生物发酵等复杂化学反应形成的一种高浓度的有机废水。
所述的填埋气体收集输送系统用于收集垃圾堆体产生的填埋气体，并输送至气体净化处理系统；所述气体净化处理系统用于进一步净化填埋气体，进行脱硫净化等处理后，将净化后的填埋气体被输送至热氧化反应系统；所述热氧化反应系统用于将填埋气体中甲烷氧化，释放出化学反应热，并将热能传递至热解系统；所述渗滤液调节系统用于处理渗滤液，渗滤液经过pH调节和除杂后，输送至蒸发系统；用于对渗滤液进行蒸发处理，然后将处理得到的渗滤浓缩液输送至热解系统，将蒸发尾气输送至尾气处理系统；所述热解系统用于将浓缩液中有机质热解为小分子可燃气体和炭渣，然后将可燃气体输送至热氧化反应系统作为能源使用；所述尾气处理系统用于净化由蒸发系统产生的蒸发尾气，确保其达标排放。
在上述技术方案的基础上，所述气体收集输送系统包括膜上填埋气体收集工艺、竖井填埋气体收集工艺和总干管；所述的膜上填埋气体收集工艺将膜上气体收集接口设置在HDPE膜与垃圾堆体表面之间，与对应的气体收集风机相连，用来吸收垃圾堆体表面的填埋气体；所述的竖井填埋气体收集工艺将竖井气体收集接口设置在垃圾堆体的气体收集井内，与对应的气体收集风机相连，竖井气体收集接口与吸引管上端相连接，吸引管的下端开设有若干进气口，用来吸收垃圾堆体内部的填埋气体；所述总干管每隔20～30 m设置一个接口，与若干个中转气柜连接，每3～5个气体收集接口（膜上气体收集接口或竖井气体收集接口）共用一个中转气柜。
在上述技术方案的基础上，所述气体净化处理系统包括依次相连的脱硫净化装置、粗过滤器、气液分离器、罗茨风机、精过滤器和储气罐。所述的脱硫净化装置用来降低填埋气体硫化氢含量；所述的粗过滤器用来初步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的气液分离器用来降低填埋气体的含水率；所述的罗茨风机用来提供所需压强并调节气体流速；所述的精过滤器用来进一步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的储气罐用来存储净化后的填埋气体。
在上述技术方案的基础上，所述的热氧化反应系统包括泵站、掺混器、在线分析仪表和热氧化反应器；所述的泵站与掺混器的填埋气体进口相连，泵站至少设置有一台空气压缩机，用来产生压强推动气体流动并控制气体流速；所述的掺混器具有填埋气体进口、空气进口和混合气体出口，用来调节混合气体中甲烷浓度，根据在线分析仪表的甲烷浓度在线测量参数结果，得到填埋气体中甲烷的精确体积浓度，并依据填埋气体中甲烷的体积浓度差异，通过掺混器掺混空气调节甲烷体积浓度以满足热氧化反应器需求；所述的热氧化反应器与掺混器的混合气体出口相连，用来稳定燃烧甲烷以产生热能，经过掺混器调节的常温填埋气体被引入到热氧化反应器内，经过电加热预热的热氧化反应器将填埋气体继续加热到甲烷自燃温度（在1000℃左右），使其中的甲烷和氧气发生反应，释放出化学反应热；所述的在线分析仪表与掺混器相连，用来监测掺混器内的甲烷浓度。
在上述技术方案的基础上，所述的渗滤液调节系统包括细格栅、调节池出口、渗滤液输送装置、进料泵；所述的细格栅设置在调节池出口处，用来过滤去除渗滤液中的不溶固体；所述的调节池出口设置在渗滤液调节系统末端；所述的渗滤液输送装置为提升泵，出口与间壁热交换器渗滤液进口相连，将渗滤液均匀输送至蒸发系统；所述进料泵设置在渗滤液调节系统前端，用来将渗滤液输送至渗滤液调节系统。
在上述技术方案的基础上，所述的蒸发系统包括间壁热交换器、渗滤液进口、热烟气进口、循环水泵、雾化喷头、蒸发尾气出口和螺旋输送机；所述的间壁热交换器中渗滤液出口与渗滤液进口相连；所述的渗滤液进口位于 蒸发系统下部、热烟气进口上方；所述的热烟气进口与高温烟气出口相连；所述的循环水泵进水口与蒸发系统底部相连，出水口与雾化喷头相连；所述的雾化喷头位于蒸发系统上方，与循环水泵出水口相连；所述的蒸发尾气出口经过间壁热交换器后与臭气风机进风口相连；所述的螺旋输送机将蒸发后的底部浓缩液输送至热解系统进行进一步处理。
在上述技术方案的基础上，所述的热解系统包括进料螺旋、加热夹套、高温烟气进口、高温烟气出口、炭渣出口、卸料器、热电偶C、热电偶B、热电偶A、引风机；所述的进料螺旋位于螺旋输送机末端，将蒸发系统内的底部浓缩液输送至热解系统；所述的加热夹套包裹在热解系统外部，用来将高温烟气的热量均匀传递至热解系统内；所述的高温烟气进口与引风机相连，是热解系统中高温烟气的输入口；所述的高温烟气出口与热烟气进口相连，用来将高温烟气从热解系统输送至蒸发系统；所述的炭渣出口设置在热解系统底部，用来回收有机质热解后生成的炭和灰渣；所述的卸料器设置在热解系统底部，用来进行卸料操作，使炭和灰渣从炭渣出口排除；所述的热电偶C、热电偶B、热电偶用来监控热解系统不同区域温度；所述的引风机位于高温烟气进口前端、热氧化反应系统末端，用来将热氧化反应系统产生的高温烟气引入热解系统。
在上述技术方案的基础上，所述的尾气处理系统包括预洗涤装置、臭气吸附装置、臭气风机，所述的预洗涤装置与臭气风机出风口相连，运用化学或生物试剂对蒸发尾气中的恶臭物质和有害物质进行降解；所述的臭气吸附装置采用吸附性强的材料，对蒸发尾气中的恶臭物质和有害组分进行物理性吸附；所述的臭气风机用来连接蒸发系统和尾气处理系统，蒸发系统中输出的蒸发尾气通过间壁热交换器后温度降低至50℃以下，尾气中的水蒸气被冷凝成冷凝液达标排放，其他不可冷凝的尾气被臭气风机输送至尾气处理系统内部。
本发明与现有技术相比，具有以下优点。
1）本发明的工艺采取膜上采气与竖井收集相结合的工艺对填埋气体进行收集，最大限度收集填埋场生产的填埋气体，收集效率可达80%；
2）本发明的工艺通过收集填埋气体中无法有效利用的甲烷组分，将其和空气混合作为进行热氧化反应生产高温烟气的主要燃料，降低蒸发渗滤液的运行成本；
3）本发明的工艺资源化利用了垃圾填埋气体中的甲烷组分和渗滤液中的有机组分，进行稳定可持续性的渗滤液处理，形成了一种良性化的资源利用循环体系；
4）本发明的工艺高温烟气在经过热解系统后通入蒸发系统，之后尾气从蒸发系统排出输送至间壁热交换器，这种多层级能量利用模式，一方面，充分发挥出了高温烟气的流动性传热特点，并实现了热能的高效利用，另一方面，又将各环境尾气进行集中处理，并最终实现达标排放，具有较高的工艺优越性；
5）本发明的工艺最终产物为尾气、冷凝液和炭渣，尾气经过处理后达到环境标准，冷凝液成分为无杂质水，炭渣可以重新投入热氧化反应器用于供热，均不会对生态环境造成影响，具备较高环保水平；
6）本发明的工艺可以根据当前运行数据预测模拟一段时间后的工况，以便及时调整工况参数，优化工艺，并可以通过整体参数变化预知故障，预防潜在风险，消除潜在隐患，具备较高稳定性和安全性。
附图说明
图1为基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺的总体示意图；
图2为气体收集输送系统示意图；
图3为气体净化处理系统示意图；
图4为热氧化反应系统示意图。
图中：1为垃圾堆体；2为气体收集输送系统，21为HDPE膜，22为气体收集井，23为吸引管，24为膜上气体收集接口，25为中转气柜，26为气体收集风机，27为总干管，28为竖井气体收集接口；3为气体净化处理系统系统，31为脱硫净化装置，32为粗过滤器，33为气液分离器，34为罗茨风机，35为精过滤器，36为储气罐；4为热氧化反应系统，41为泵站，42为掺混器，43为热氧化反应器，44为在线分析仪表；5为渗滤液；6为调节池，61为细格栅，62为调节池出口，63为渗滤液输送装置，64为进料泵；7为蒸发系统，71为间壁热交换器，72为渗滤液进口，73为热烟气进口，74为循环水泵，75为雾化喷头，76为蒸发尾气出口，77为螺旋输送机；8为热解系统，81为进料螺旋，82为加热夹套，83为高温烟气进口，84为高温烟气出口，85为炭渣出口，86为卸料器，87为热电偶C，88为热电偶B，89为热电偶A，810为引风机；9为尾气处理系统，91为预洗涤装置，92为臭气吸附装置，93为臭气风机。
具体实施方式
下面结合附图1、附图2、附图3、附图4对发明的技术方案及具体实施步骤做出详细的说明。
如图1、图2、图3、图4所示的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，工艺主要原料包括垃圾堆体1和渗滤液5，工艺环节包括气体收集输送系统2、气体净化处理系统3、热氧化反应系统4、渗滤液调节系统6、蒸发系统7、热解系统8、尾气处理系统9。
所述的垃圾堆体1为垃圾填埋场卫生填埋的生活垃圾；所述的渗滤液5为垃圾堆体中水分和有机组分经生物发酵等复杂化学反应形成的一种高浓度的有机废水。
所述的填埋气体收集输送系统2用于收集垃圾堆体1产生的填埋气体，并输送至气体净化处理系统3；所述气体净化处理系统3用于进一步净化填埋气体，进行脱硫净化等处理后，将净化后的填埋气体被输送至热氧化反应系统4；所述热氧化反应系统4用于将填埋气体中甲烷氧化，释放出化学反应热，并将热能传递至热解系统8；所述渗滤液调节系统6用于处理渗滤液5，渗滤液5经过pH调节和除杂后，输送至蒸发系统7；所述蒸发系统7用于对渗滤液5进行蒸发处理，然后将处理得到的渗滤浓缩液输送至热解系统8，将蒸发尾气输送至尾气处理系统9；所述热解系统8用于将浓缩液中有机质热解为小分子可燃气体和炭，然后将可燃气体输送至热氧化反应系统4作为能源使用；所述尾气处理系统9用于净化由蒸发系统7产生的蒸发尾气，确保其达标排放。
参见图2所示，所述气体收集输送系统2包括膜上填埋气体收集工艺、竖井填埋气体收集工艺和总干管27；所述的膜上填埋气体收集工艺将膜上气体收集接口24设置在HDPE膜21与垃圾堆体1表面之间，与对应的气体收集风机26相连，用来吸收垃圾堆体1表面的填埋气体；所述的竖井填埋气体收集工艺将竖井气体收集接口28设置在垃圾堆体1的气体收集井22内，与对应的气体收集风机26相连，竖井气体收集接口28与吸引管23上端相连接，吸引管23的下端开设有若干进气口，用来吸收垃圾堆体1内部的填埋气体；所述总干管27每隔20～30 m设置一个接口，与若干个中转气柜25连接，每3～5个气体收集接口（膜上气体收集接口24或竖井气体收集接口28）共用一个中转气柜25。
本实施例中，所述垃圾堆体1上覆盖的HDPE膜21的厚度优选为大于1.5 mm，膜上设置有若干个气体收集接口24；所述气体收集井22的直径优选为大于500 mm；气体收集风机26的压力优选为大于20 KPa，材质为玻璃钢；总干管27上至少安装了一个控制阀、一个流量压力监测仪、一个取样孔 、一个冷凝液的排放口；所述吸引管23的材质为高密度聚乙烯，直径优选为大于100 mm，吸引管23从上部往下3 m处至底端处管道壁上均匀分布有直径 10~20 mm 的孔，孔中心间距优选为 100~300 mm。
参见图3所示，所述气体净化处理系统3包括依次相连的脱硫净化装置31、粗过滤器32、气液分离器33、罗茨风机34、精过滤器35和储气罐36。所述的脱硫净化装置31用来降低填埋气体硫化氢含量；所述的粗过滤器32用来初步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的气液分离器33用来降低填埋气体的含水率；所述的罗茨风机34用来提供所需压强并调节气体流速；所述的精过滤器35用来进一步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的储气罐36用来存储净化后的填埋气体。
本实施例中，硫化氢的浓度优选降至50 mg/kg以下；气体中的粉尘粒径初步优选降至30μm以下；含水率优选降至80%以下；罗茨风机34提供的压强优选为不低于1 KPa；气体中的粉尘粒径经过精过滤器35后优选降至3 μm以下；储气罐36的材质优选为玻璃钢。
参见图4所示，所述的热氧化反应系统4包括泵站41、掺混器42、在线分析仪表44和热氧化反应器43；所述的泵站41与掺混器42的填埋气体进口相连，泵站41至少设置有一台空气压缩机，用来产生压强推动气体流动并控制气体流速；所述的掺混器42具有填埋气体进口、空气进口和混合气体出口，用来调节混合气体中甲烷浓度，根据在线分析仪表44的甲烷浓度在线测量参数结果，得到填埋气体中甲烷的精确体积浓度，并依据填埋气体中甲烷的体积浓度差异，通过掺混器42掺混空气调节甲烷体积浓度以满足热氧化反应器43需求；所述的热氧化反应器43与掺混器42的混合气体出口相连，用来稳定燃烧甲烷以产生热能，经过掺混器42调节的常温填埋气体被引入到热氧化反应器43内，经过电加热预热的热氧化反应器43将填埋气体继续加热到甲烷自燃温度（在1000℃左右），使其中的甲烷和氧气发生反应，释放出化学反应热；所述的在线分析仪表44与掺混器42相连，用来监测掺混器42内的甲烷浓度。
本实施例中，泵站41空气压缩机提供的压力优选为不低于10 KPa；热氧化反应器43进气要求甲烷体积浓度优选为不高于1.5%，；填埋气体中甲烷在热氧化反应器43中燃烧产生的热能，优选为一部分反应热能用来继续维系热氧化反应器43温度，多余热能用来产生热风输出热能。
参见图1所示，所述的渗滤液调节系统6包括细格栅61、调节池出口62、渗滤液输送装置63、进料泵64；所述的细格栅61设置在调节池出口62处，用来过滤去除渗滤液中的不溶固体；所述的调节池出口62设置在渗滤液调节系统6末端；所述的渗滤液输送装置63为提升泵，出口与间壁热交换器71渗滤液进口相连，将渗滤液5均匀输送至蒸发系统7；所述进料泵64设置在渗滤液调节系统6前端，用来将渗滤液5输送至渗滤液调节系统6。
本实施例中，渗滤液5经过进料泵64输送至渗滤液调节系统6，通过对渗滤液调节系统6中添加硝酸，调节渗滤液5的pH值至4～5，并使渗滤液5继续在其中沉淀3～7天，之后经细格栅61过滤后从调节池出口62被渗滤液输送装置63输送至蒸发系统7。
参见图1所示，所述的蒸发系统7包括间壁热交换器71、渗滤液进口72、热烟气进口73、循环水泵74、雾化喷头75、蒸发尾气出口76和螺旋输送机77；所述的间壁热交换器71中渗滤液出口与渗滤液进口72相连；所述的渗滤液进口72位于 蒸发系统7下部、热烟气进口73上方；所述的热烟气进口73与高温烟气出口84相连；所述的循环水泵74进水口与蒸发系统7底部相连，出水口与雾化喷头75相连；所述的雾化喷头75位于蒸发系统7上方，与循环水泵74出水口相连；所述的蒸发尾气出口76经过间壁热交换器71后与臭气风机93进风口相连；所述的螺旋输送机77将蒸发后的底部浓缩液输送至热解系统8进行进一步处理。
本实施例中，热解尾气通过热烟气进口73进入蒸发系统7，并直接释放到蒸发系统7内渗滤液5中，通过极高的传热效率将蒸发系统7内渗滤液5快速蒸发；没有被热烟气蒸发的渗滤液5通过循环水泵74抽至雾化喷头75，被雾化的渗滤液5在蒸发系统7中与继续上升的尾气进行换热，在换热过程中最终被汽化蒸发；蒸发后的气体经过蒸发尾气出口76被输送至间壁热交换器71，随后进入尾气处理系统9；渗滤液在蒸发处理时，水从渗滤液中沸出，所有重金属和无机物以及有机物的挥发性均比水弱，会保留在底部浓缩液中。渗滤液浓缩至原体积2%～10%后，通过蒸发系统下部的螺旋输送机77输送至热解系统8。
参见图1所示，所述的热解系统8包括进料螺旋81、加热夹套82、高温烟气进口83、高温烟气出口84、炭渣出口85、卸料器86、热电偶C87、热电偶B88、热电偶A89、引风机810；所述的进料螺旋81位于螺旋输送机77末端，将蒸发系统7内的底部浓缩液输送至热解系统8；所述的加热夹套82包裹在热解系统8外部，用来将高温烟气的热量均匀传递至热解系统8内；所述的高温烟气进口83与引风机810相连，是热解系统8中高温烟气的输入口；所述的高温烟气出口84与热烟气进口73相连，用来将高温烟气从热解系统8输送至蒸发系统7；所述的炭渣出口85设置在热解系统8底部，用来回收有机质热解后生成的炭和灰渣；所述的卸料器86设置在热解系统8底部，用来进行卸料操作，使炭和灰渣从炭渣出口85排除；所述的热电偶C87、热电偶B88、热电偶A89用来监控热解系统8不同区域温度；所述的引风机810位于高温烟气进口83前端、热氧化反应系统4末端，用来将热氧化反应系统4产生的高温烟气引入热解系统8。
本实施例中，蒸发系统7底部浓缩液随着热解系统8的转动向炭渣出口85方向移动。热解系统8输出的高温热烟气从加热夹套82上的高温烟气进口83进入，烟气从加热夹套82的高温烟气出口84流出，可以通过控制浓缩液的进料量以及热解系统8的转速来控制加热夹套82内部不同段的温度，温度控制优选为热电偶A89处400～500℃，热电偶B88处300～400℃，热电偶C87处200～300℃。浓缩液在移动过程中，含有的有机质被热解为小分子可燃气体、炭和灰渣，炭和灰渣在热解系统8的炭渣出口85被卸料器86排出，可燃气体输送至热氧化反应器43作为能源继续使用。
参见图1所示，所述的尾气处理系统9包括预洗涤装置91、臭气吸附装置92和臭气风机93；所述的预洗涤装置91与臭气风机93出风口相连，运用化学或生物试剂对蒸发尾气中的恶臭物质和有害物质进行降解；所述的臭气吸附装置92采用吸附性强的材料，对蒸发尾气中的恶臭物质和有害组分进行物理性吸附；所述的臭气风机93用来连接蒸发系统7和尾气处理系统9，蒸发系统7中输出的蒸发尾气通过间壁热交换器71后温度降低至50℃以下，尾气中的水蒸气被冷凝成冷凝液达标排放，其他不可冷凝的尾气被臭气风机93输送至尾气处理系统9内部。
本实施例中，所述尾气处理系统9中的预洗涤装置91、臭气吸附装置92，优选为玻璃钢箱体结构；所述预洗涤装置91的填料层高度优选为900~1300 mm，所述吸附装置92的滤料层高度优选为1000~1500 mm，预洗涤装置91与臭气吸附装置92的面积比例优选为1:5~1:8。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中，均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：工艺主要原料包括垃圾堆体和渗滤液，工艺环节包括气体收集输送系统、气体净化处理系统、热氧化反应系统、渗滤液调节系统、蒸发系统、热解系统、尾气处理系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述气体收集输送系统包括膜上填埋气体收集工艺、竖井填埋气体收集工艺和总干管，用于收集垃圾堆体产生的填埋气体，并输送至气体净化处理系统；所述的膜上填埋气体收集工艺将膜上气体收集接口设置在HDPE膜与垃圾堆体表面之间，与对应的气体收集风机相连，用来吸收垃圾堆体表面的填埋气体；所述的竖井填埋气体收集工艺将竖井气体收集接口设置在垃圾堆体的气体收集井内，与对应的气体收集风机相连，竖井气体收集接口与吸引管上端相连接，吸引管的下端开设有若干进气口，用来吸收垃圾堆体内部的填埋气体；所述总干管每隔20～30 m设置一个接口，与若干个中转气柜连接，每3～5个气体收集接口（膜上气体收集接口或竖井气体收集接口）共用一个中转气柜。
3.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述气体净化处理系统包括依次相连的脱硫净化装置、粗过滤器、气液分离器、罗茨风机、精过滤器和储气罐，用于进一步净化填埋气体，进行脱硫净化等处理后，将净化后的填埋气体被输送至热氧化反应系统；所述的脱硫净化装置用来降低填埋气体硫化氢含量；所述的粗过滤器用来初步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的气液分离器用来降低填埋气体的含水率；所述的罗茨风机用来提供所需压强并调节气体流速；所述的精过滤器用来进一步降低填埋气体的粉尘粒径；所述的储气罐用来存储净化后的填埋气体。
4.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的热氧化反应系统包括泵站、掺混器、在线分析仪表和热氧化反应器，用于将填埋气体中甲烷氧化，释放出化学反应热，并将热能传递至热解系统；所述的泵站与掺混器的填埋气体进口相连，泵站至少设置有一台空气压缩机，用来产生压强推动气体流动并控制气体流速；所述的掺混器具有填埋气体进口、空气进口和混合气体出口，用来调节混合气体中甲烷浓度，根据在线分析仪表的甲烷浓度在线测量参数结果，得到填埋气体中甲烷的精确体积浓度，并依据填埋气体中甲烷的体积浓度差异，通过掺混器掺混空气调节甲烷体积浓度以满足热氧化反应器需求；所述的热氧化反应器与掺混器的混合气体出口相连，用来稳定燃烧甲烷以产生热能，经过掺混器调节的常温填埋气体被引入到热氧化反应器内，经过电加热预热的热氧化反应器将填埋气体继续加热到甲烷自燃温度（在1000℃左右），使其中的甲烷和氧气发生反应，释放出化学反应热；所述的在线分析仪表与掺混器相连，用来监测掺混器内的甲烷浓度。
5.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的渗滤液调节系统包括细格栅、调节池出口、渗滤液输送装置、进料泵，用于处理渗滤液，渗滤液经过pH调节和除杂后，输送至蒸发系统；所述的细格栅设置在调节池出口处，用来过滤去除渗滤液中的不溶固体；所述的调节池出口设置在渗滤液调节系统末端；所述的渗滤液输送装置为提升泵，出口与间壁热交换器渗滤液进口相连，将渗滤液均匀输送至蒸发系统；所述进料泵设置在渗滤液调节系统前端，用来将渗滤液输送至渗滤液调节系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的蒸发系统包括间壁热交换器、渗滤液进口、热烟气进口、循环水泵、雾化喷头、蒸发尾气出口和螺旋输送机，用于对渗滤液进行蒸发处理，然后将处理得到的渗滤浓缩液输送至热解系统，将蒸发尾气输送至尾气处理系统；所述的间壁热交换器中渗滤液出口与渗滤液进口相连；所述的渗滤液进口位于 蒸发系统下部、热烟气进口上方；所述的热烟气进口与高温烟气出口相连；所述的循环水泵进水口与蒸发系统底部相连，出水口与雾化喷头相连；所述的雾化喷头位于蒸发系统上方，与循环水泵出水口相连；所述的蒸发尾气出口经过间壁热交换器后与臭气风机进风口相连；所述的螺旋输送机将蒸发后的底部浓缩液输送至热解系统进行进一步处理。
7.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的热解系统包括进料螺旋、加热夹套、高温烟气进口、高温烟气出口、炭渣出口、卸料器、热电偶C、热电偶B、热电偶A和引风机，用于将浓缩液中有机质热解为小分子可燃气体和炭，然后将可燃气体输送至热氧化反应系统作为能源使用；所述的进料螺旋位于螺旋输送机末端，将蒸发系统内的底部浓缩液输送至热解系统；所述的加热夹套包裹在热解系统外部，用来将高温烟气的热量均匀传递至热解系统内；所述的高温烟气进口与引风机相连，是热解系统中高温烟气的输入口；所述的高温烟气出口与热烟气进口相连，用来将高温烟气从热解系统输送至蒸发系统；所述的炭渣出口设置在热解系统底部，用来回收有机质热解后生成的炭和灰渣；所述的卸料器设置在热解系统底部，用来进行卸料操作，使炭和灰渣从炭渣出口排除；所述的热电偶C、热电偶B、热电偶用来监控热解系统不同区域温度；所述的引风机位于高温烟气进口前端、热氧化反应系统末端，用来将热氧化反应系统产生的高温烟气引入热解系统。
8.根据权利要求1所述的一种基于垃圾填埋气体中低浓度甲烷资源化利用的渗滤液处理工艺，其特征在于：所述的尾气处理系统包括预洗涤装置、臭气吸附装置和臭气风机，用于净化由蒸发系统产生的蒸发尾气，确保其达标排放；所述的预洗涤装置与臭气风机出风口相连，运用化学或生物试剂对蒸发尾气中的恶臭物质和有害物质进行降解；所述的臭气吸附装置采用吸附性强的材料，对蒸发尾气中的恶臭物质和有害组分进行物理性吸附；所述的臭气风机用来连接蒸发系统和尾气处理系统，蒸发系统中输出的蒸发尾气通过间壁热交换器后温度降低至50℃以下，尾气中的水蒸气被冷凝成冷凝液达标排放，其他不可冷凝的尾气被臭气风机输送至尾气处理系统内部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200529 |