CN101684942A - 一种垃圾电厂和一种垃圾焚烧厂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾电厂，其包括热炉渣排出口，在热炉渣排出口的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾电厂还包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。本发明还公开了一种垃圾焚烧厂，其包括热炉渣排出口，在热炉渣排出口的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾焚烧厂还包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。所述垃圾电厂和所述垃圾焚烧厂利用热炉渣的热量干化污泥，从而实现了炉渣余热的高效、环保利用。

Description

一种垃圾电厂和一种垃圾焚烧厂
技术领域
[01]本发明大体上涉及环保技术，尤其是污泥处置技术，特别是涉及一种垃圾电厂和一种垃圾焚烧厂。
背景技术
[02]随着科技的发展和人们对环境要求的日益提高，世界范围内对污水进行处理的比例和程度逐渐提高。污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，主要有城市脱水污泥和工业脱水污泥(如造纸污泥、印染污泥等)，随着城市化的发展和工业的进步，污泥的产量越来越大，对污泥进行无害化、减量化、稳定化、资源化处置的要求也越来越迫切。而污泥的干化则是污泥处置的必要环节。利用废热干化污泥，有利于降低污泥的干化成本，促进污泥干化的发展和进步。传统的废热干化污泥主要是利用锅炉或窑炉的烟气和蒸汽余热。利用烟气干化污泥主要有以下不足：一是为了保证锅炉的有效运行，烟气不能抽取太多，第二，需要较大功率的风机，投资大、运行成本高。而利用蒸汽加热则需要燃烧燃料以产生足量的蒸汽，导致成本高昂。
[03]另一方面，垃圾电厂或垃圾焚烧厂所产生的热炉渣作为运行过程的副产品本身也需冷却，而且通常是采用专用冷却设备将其冷却；或者向其泼水，以实现冷却。这样，既浪费了大量的能源，又增加了成本。
发明内容
[04]本发明的发明人注意到，垃圾电厂产生的热炉渣作为垃圾焚烧设备焚烧过程的副产品具有产量大、热容高等特点。可以适用于对污泥进行干化。从而，本发明的发明人将垃圾电厂或垃圾焚烧厂所排出热炉渣的冷却与污泥的干化结合在一起，提供了新型的垃圾电厂和垃圾焚烧厂，将所述热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至待干化的污泥，以实现污泥干化。达到了以以废治废的目的。
[05]根据本发明的一方面，本发明提供一种垃圾电厂，所述垃圾电厂包括一个或多个热炉渣排出口，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾电厂还包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。
[06]优选地，所述装置可以使所述热炉渣直接加热污泥干化设备的金属热壁，再由金属热壁加热污泥，实现所述污泥的干化。
[07]优选地，所述装置可以使所述热炉渣加热空气、非可燃气体和/或非助燃气体，再以被加热的所述空气、非可燃气体和/或非助燃气体直接接触所述污泥并对之进行加热，实现所述污泥的干化。
[08]优选地，所述装置可以使所述热炉渣对热媒介进行加热，再通过污泥干化设备将被加热的热媒介的热量传递给所述污泥，实现所述污泥的干化。更优选地，所述热媒介可以是诸如水、水蒸汽、空气和/或导热油等的能传热的流体或气体。
[09]优选地，所述装置可以使所述热炉渣与污泥直接混合，以加热污泥，实现所述污泥的干化。
[10]根据本发明的另一方面，本发明提供一种垃圾焚烧厂，所述垃圾焚烧厂包括一个或多个热炉渣排出口，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾焚烧厂还包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。
[11]优选地，所述装置可以使所述热炉渣直接加热污泥干化设备的金属热壁，再由金属热壁加热污泥，实现所述污泥的干化。
[12]优选地，所述装置可以使所述热炉渣加热空气、非可燃气体和/或非助燃气体，再以被加热的所述空气、非可燃气体和/或非助燃气体直接接触所述污泥并对之进行加热，实现所述污泥的干化。
[13]优选地，所述装置可以使所述热炉渣对热媒介进行加热，再通过污泥干化设备将被加热的热媒介的热量传递给所述污泥，实现所述污泥的干化。更优选地，所述热媒介可以是诸如水、水蒸汽、空气和/或导热油等的能传热的流体或气体。
[14]优选地，所述装置可以使所述热炉渣与污泥直接混合，以加热污泥，实现所述污泥的干化。
[15]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。经由以上技术方案可知，为达到前述的发明目的借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明提供了一种垃圾电厂和一种垃圾焚烧厂，一方面，利用热炉渣干化污泥，解决了因蒸发污泥中的水份而需消耗大量能源引起的干化成本高的问题，降低了污泥干化的成本，实现了垃圾电厂和垃圾焚烧厂炉渣余热的回收利用，为污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化的处置和利用提供了可靠保障；另一方面，实现了对垃圾电厂和垃圾焚烧厂所产生热炉渣的冷却，节省了垃圾电厂和垃圾焚烧厂的运行成本；再一方面，本发明以废治废，减少了对环境的污染，同时用垃圾电厂和垃圾焚烧厂的热炉渣作为污水污泥干化的热源，能降低综合能耗，提高能源的利用率。
[16]综上所述，本发明所提供的垃圾电厂和垃圾焚烧厂具有诸多的优点及实用价值，并在现有技术中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其在技术上有较大的进步，具有大大降低成本的优点，且节约能源，从而适于实用，具有产业利用价值。
[17]需要说明的是，本发明中所述的污泥包括但不限于市政污泥、管网污泥、河湖淤泥、工业污泥以及养殖场产生的污泥。其中：
市政污泥(也叫排水水泥)主要是指来自污水处理厂的污泥和自来水厂的污泥；
管网污泥主要是指来自排水收集系统的污泥；
河湖淤泥主要是指来自江河、湖泊的淤泥；以及
工业污泥主要是指来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。
附图说明
图1为本发明垃圾电厂的一实施例的示意图；
图2为本发明垃圾电厂的另一实施例的示意图。
其中：
1：锅炉    2：热交换设备    3：污泥干化设备
4：抽气机  5：风机
具体实施方式
[18]以下结合较佳实施例，对本发明进行进一步的详细的说明。
[19]本发明的垃圾电厂以垃圾与其他燃料混烧(包括污泥)或全部以垃圾为燃料进行发电和/或供热。所述垃圾电厂包括一个或多个热炉渣排出口，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾电厂还包括：将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的设备。
实施例1
[20]本发明干化污泥的垃圾电厂的一种较佳实施例，如图1所示，其主要包括：垃圾焚烧炉或部分或全部以垃圾为燃料的锅炉1、热交换器2、污泥干化设备(例如，可包括污泥容器)3、风机6。锅炉1包括一个热炉渣排出口(热炉渣排出口的数量可以根据需要而设置，例如可以设置两个或更多个热炉渣排出口)。污泥干化设备3设置在热炉渣排出口的附近，例如设置在距热炉渣排出口1000-2000米以内；优选地，设置在距热炉渣排出口200米以内；更优选地，设置在距热炉渣排出口50米以内；更优选地，例如设置在距热炉渣排出口5米以内。从热炉渣排出口排出的热炉渣通过热交换器2加热气体；经加热的气体通过污泥干化设备3加热污泥以将污泥中的全部或至少部分水份蒸发出去，从而实现对污泥的干化。显然，所述热交换器构成将热炉渣的热量间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥的设备。
[21]还可以通过尾气处理等工序(设置尾气处理装置等)来消除尾气的环境污染。
[22]对该垃圾电厂运转中的部分步骤作进一步说明如下：
加热气体：将工艺气体(如空气和氮气、二氧化碳气等非可燃气体和/或非助燃气体)经过风机等吹过热交换器内的热炉渣，使热炉渣与冷的工艺气体进行热交换，从而加热工艺气体；
加热污泥：将热工艺气体通过污泥干化设备，使热工艺气体和湿污泥在污泥干化设备中形成对流直接接触并完成热交换，从而加热污泥中的水份使之蒸发；
尾气处理：将完成热交换的尾气直接送入锅炉燃烧。
[23]本实施例中所述的干化设备主要有转鼓式干燥器和流化床干燥系统等，它们是通过接触传导的方式利用热的工艺气体与湿污泥直接接触以实现热工艺气体与湿污泥的热交换的。
实施例2
[24]本发明垃圾电厂的另一种较佳实施例，其中所述垃圾电厂利用垃圾焚烧炉或部分或全部以垃圾为燃料的锅炉排出的热炉渣直接加热污泥干化设备的金属热壁，再通过金属热壁加热湿污泥使水份蒸发并同时进行尾气处理，其中：
热炉渣直接加热金属热壁：热炉渣通过热辐射或直接接触加热金属热壁。
金属热壁加热湿污泥：被加热的金属热壁与湿污泥直接接触，并将热量传导给污泥中的水份，使之蒸发，从而实现污泥的干化。
尾气处理：将污泥蒸发过程中产生的水蒸汽和气体进行净化处理或直接送入锅炉燃烧。
其中，污泥干化设备的金属热壁构成将热炉渣的热量间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥的设备。
[25]本实施例中所述的污泥干化设备的形式主要有转筒形结构和传动带式等结构形式。其中所述的转筒式结构为一旋转的圆形滚筒，热炉渣从滚筒内通过，筒壁被加热，湿污泥摊铺在滚筒外壁上，并由滚筒外壁加热使其中水份蒸发。其中所述的传动带式结构是热炉渣位于金属传动带的下部，当金属传动带运动时即被其下的热炉渣加热，而湿污泥摊铺在金属传动带上，并被金属传动带加热使其中水份蒸发。
实施例3
[26]本发明干化污泥的垃圾电厂的再一种较佳实施例，如图2所示，该垃圾电厂主要包括：垃圾焚烧炉或部分或全部以垃圾为燃料的锅炉1、热交换器2、污泥干化设备(例如，可包括污泥容器)3、抽气机4、热媒介循环设备5。所述垃圾电厂使得锅炉或垃圾焚烧炉中通过热炉渣排出口排出的热炉渣利用热交换器加热作为热媒介的导热油或水、水蒸汽、空气等能传热的流体和/或气体；再通过所述热媒介加热污泥干化设备的金属热壁；然后通过金属热壁加热湿污泥蒸发水份。干燥产生的尾气直接送入锅炉燃烧，热媒介循环设备使导热油、水、水蒸汽和/或空气等能传热的流体或气体在系统中循环。其中：
通过换热设备加热作为热媒介的导热油或水、水蒸汽、空气等能传热的流体或气体：利用热炉渣作为热源通过热交换设备加热导热油或水、水蒸汽、空气等能传热的流体或气体。
通过热媒介加热污泥干化设备：利用已被加热的导热油或水、水蒸汽或空气等能传热的流体或气体加热污泥干化设备的金属热壁。
通过金属热壁加热湿污泥蒸发水份：使污泥与干化设备的金属热壁直接接触，将热量传导给湿污泥，并使水份蒸发。
尾气处理：将污泥蒸发过程中产生的水蒸汽和气体进行净化处理或直接送入锅炉燃烧。
[27]本实施例中所述的干化设备可以是圆盘式干燥器、转叶式干燥器和转碟式干燥机等，为间接加热的热传导型干燥方式。
实施例4
本发明的干化污泥的垃圾电厂的一种较佳实施例，该垃圾电厂利用从热炉渣排出口排出的热炉渣与污泥直接混合而干化污泥。该垃圾电厂可以采用以下的工艺步骤：通过搅拌混合、尾气处理、渣泥分离等工序，将污泥中的全部或部分水份吸收和蒸发出去，从而实现对污泥的干化。其中：
搅拌混合：将由所述垃圾电厂的锅炉排出的热炉渣与污泥进行搅拌混合在一起，使炉渣的热量直接传导给污泥，而使其中的水份蒸发，同时，也使炉渣能够吸收污泥中的水份而增强污泥的干化效果。
尾气处理：将污泥蒸发过程中产生的水蒸汽和气体收集起来并进行净化处理或送入锅炉燃烧。
渣泥分离：将炉渣和污泥的混合物中的固体颗粒的炉渣从已完成干化的污泥中分离出来。
实施例5
[28]本发明垃圾电厂的再又一种较佳实施例，该垃圾电厂将从热炉渣排出口排出的热炉渣与污泥进行搅拌混合，使污泥能够充分吸收热炉渣的热量，而蒸发掉水份，也使炉渣能够吸收污泥中的水份而增强污泥的干化效果，同时，进行尾气处理，然后将炉渣与污泥的混合物不进行任何处理就直接填埋或焚烧。其中：
搅拌混合：将所述锅炉排出的热炉渣与污泥进行搅拌混合在一起，使炉渣的热量直接传导给污泥，而使其中的水份蒸发，同时，也使炉渣能够吸收污泥中的水份而增强污泥的干化效果。
尾气处理：将污泥蒸发过程中产生的水蒸汽和气体进行净化处理或直接送入锅炉燃烧。
实施例6垃圾焚烧厂
[29]在该实施例中，垃圾焚烧厂包括一个或多个热炉渣排出口，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾焚烧厂还包括：将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的设备。所述设备可以是热交换设备，可以是污泥干化设备的金属热壁；甚至可以是将热炉渣直接与污泥混合的设备。
[30]所述的垃圾焚烧厂通常包括以垃圾为部分或全部燃料的具有或不具备发电或供热等热量利用功能的焚烧炉和锅炉。
[31]所述的垃圾电厂是指以燃烧可燃物所产生的热量进行发电和/或供热的电厂。
[32]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例批露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种垃圾电厂，其包括一个或多个热炉渣排出口，其特征在于，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾电厂进一步包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。
2.如权利要求1所述的垃圾电厂，其中，所述装置使所述热炉渣直接加热污泥干化设备的金属热壁，再由金属热壁加热污泥，实现所述污泥的干化。
3.如权利要求1所述的垃圾电厂，其中，所述装置使所述热炉渣加热空气、非可燃气体和/或非助燃气体，再以被加热的所述空气、非可燃气体和/或非助燃气体直接接触所述污泥并对之进行加热，实现所述污泥的干化。
4.如权利要求1所述的垃圾电厂，其中，所述装置使所述热炉渣对热媒介进行加热，再通过污泥干化设备将被加热的热媒介的热量传递给所述污泥，实现所述污泥的干化。
5.如权利要求4所述的垃圾电厂，其中，所述热媒介是能传热的流体或气体。
6.如权利要求5所述的垃圾电厂，其中，所述能传热的流体或气体是水、水蒸汽、空气和/或导热油。
7.如权利要求1所述的垃圾电厂，其中，所述装置使所述热炉渣与污泥直接混合，以加热污泥，实现所述污泥的干化。
8.一种垃圾焚烧厂，其包括一个或多个热炉渣排出口，其特征在于，在所述热炉渣排出口中的至少一个的附近设置有污泥干化设备，所述垃圾焚烧厂进一步包括：用于将从所述至少一个所述热炉渣排出口处排出的热炉渣的热量直接地和/或间接地传递至所述污泥干化设备中的污泥以实现所述污泥的干化的装置。
9.如权利要求8所述的垃圾焚烧厂，其中，所述装置使所述热炉渣直接加热污泥干化设备的金属热壁，再由金属热壁加热污泥，实现所述污泥的干化。
10.如权利要求8所述的垃圾焚烧厂，其中，所述装置使所述热炉渣加热空气、非可燃气体和/或非助燃气体，再以被加热的所述空气、非可燃气体和/或非助燃气体直接接触所述污泥并对之进行加热，实现所述污泥的干化。
11.如权利要求8所述的垃圾焚烧厂，其中，所述装置使所述热炉渣对热媒介进行加热，再通过污泥干化设备将被加热的热媒介的热量传递给所述污泥，实现所述污泥的干化。
12.如权利要求11所述的垃圾焚烧厂，其中，所述热媒介是能传热的流体或气体。
13.如权利要求12所述的垃圾焚烧厂，其中，所述能传热的流体或气体是水、水蒸汽、空气和/或导热油。
14.如权利要求8所述的垃圾焚烧厂，其中，所述装置使所述热炉渣与污泥直接混合，以加热污泥，实现所述污泥的干化。
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