CN101723570A - 利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法。方法步骤为：1)将含水率70～90％的湿污泥直接导入磨煤机，比例为燃煤的2～10％；2)电站锅炉烟气余热对空气进行热交换，产生的一次风吹入磨煤机，在磨煤机中，污泥边与燃煤混合、边研磨、边干燥；3)含有干燥污泥的煤粉喷入电站锅炉内进行燃烧，用于发电。兼作污泥干燥设备的磨煤机有以下特征：热风导入装置为旋转式热风喷嘴环，回粉装置为直通型导流回粉锥，分离装置为带有一次分离静叶片的旋转分离器。本发明的污泥处理方法充分利用电厂原有工艺，充分利用烟气的余热和污泥的热值，不需要新增干燥污泥的热源和设备，具有投资省、运行费用低，无二次污染等优点。

Description

利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法

技术领域

本发明涉及污泥的无害化处置与资源化利用的方法，具体涉及一种利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法。

背景技术

随着社会经济和城市化的发展，城市和工业污水的数量不断增加，污水处理厂污泥的数量与日俱增。污泥的成分很复杂，是由多种微生物形成的含菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量的水分外(可高达80％以上)，还含有难降解的有机物、重金属和盐类，以及病原微生物和寄生虫卵等，若不加以有效处置，必将对环境产生严重的危害。

另一方面，污泥虽然成分复杂，含有大量的有害物质，但是污泥具有较高的烧失量和热值，扣除烧失量后，其主要化学成分为CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，与粘土等无机原料的成分相近，因此，污泥又是一种资源，如果对污泥的热值和成分不加综合利用，其实是一种资源浪费。

目前，国内外处置污泥的方法主要有填埋、农用和焚烧等方法。填埋侵占宝贵的土地，只是拖延处置时间，而且有渗漏等风险；污泥农用虽然简单，但存在重金属和病源体污染；单纯的污泥焚烧只是减量化处理方法，投资大、运转费用高。

近年来，污泥的处理技术有了很大进展，其中污泥的资源化利用犹为人们所重视，相继开发了利用污泥制砖、制水泥和发电等无害化处置和资源化利用相结合的技术，这些技术为污泥的资源化利用开劈了新的有效途径，但是各种技术各有优势和不足，而且由于污泥的排放量大，污泥种类繁多，单一的途径或技术还不足以解决整个污泥资源化利用问题。

利用污泥发电是一种较好的污泥资源化利用方法，已有相关的专利和实践。申请号为200820085305.7的中国专利公开了一种利用电站煤粉锅炉的污泥处理系统，专门采用一个螺旋式污泥干燥成型机和高温蒸汽对污泥进行干燥，再与燃煤一道送入磨煤机磨制并送入煤粉锅炉焚烧处理。申请号为200510050634.9的中国专利公开了一种利用垃圾发电厂烟气余热干化污泥与污泥发电一体化的方法，该方法对污泥堆放和挤压成条后，送入第一回转烘干炉和第二回转烘干炉，利用垃圾发电厂烟气余热对污泥进行分段干化，然后与垃圾、煤混合进行燃烧发电。这两个专利的关键技术都涉及了如何解决污泥高含水率的问题，都采用了专门的利用蒸汽或烟气的污泥干化设备，工艺复杂、投资大，对老电厂的改造还有场地等限制，在发电厂中的应用有一定的局限性。因此，开发一种能够充分利用电厂现有的工艺，不增加新的污泥干燥设备和干燥热源的情况下，就能对污泥进行干燥并用于焚烧发电的方法，这将大大节省投资、降低运行费用，便于推广应用，促进污泥在电厂中的资源化利用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法。

利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法的步骤为：

1)将含水率70～90％以的湿污泥直接导入磨煤机，污泥导入的比例为燃煤的2～10％；

2)电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对的空气进行热交换，产生的240～280℃的一次风，吹入磨煤机内作为干燥介质，在磨煤机中，污泥与燃煤边混合、边研磨、边干燥；

3)将含有干燥污泥的煤粉喷入电站锅炉内进行燃烧，用于发电。

所述的磨煤机的热风导入装置为旋转式热风喷嘴环，旋转式热风喷嘴环与喷嘴静态锥环的配合间隙δ为4～8mm，旋转式热风喷嘴环喷口中心线与垂直面间的夹角θ1为8～20°，旋转式热风喷嘴环中形成喷口的内外两锥面的夹角θ2为5～12°，构成旋转式热风喷嘴环的喷口分隔板与水平方向的夹角θ3为40～65°。所述的磨煤机的回粉装置为直通型导流回粉锥，直通型导流回粉锥上部为圆锥体，直通型导流回粉锥下部为直管段，直通型导流回粉锥上部的内径D1为

直通型导流回粉锥的锥体夹角θ4为72～90°，直通型导流回粉锥下部直管段的内径D2为

直通型导流回粉锥下部直管段长度L为400～1500mm。所述的磨煤机的分离装置为带有一次分离静叶片的旋转分离器。

与现有的污泥用于发电的方法相比，本发明的有益效果是：

1)磨煤机兼作污泥的干燥设备，污泥直接在磨煤机中研磨和干燥，不需要增加其它新的污泥干燥设备，大大节约设备投资；

2)由于不需要增加专门的污泥干燥设备，因而节省场地，适应性强。例如，许多老电厂限于场地，无法增加新的干燥设备，因而无法来处理污泥，而本发明以磨煤机兼作污泥的干燥设备，没有场地的限制，因而也便于在老电厂中推广应用；

3)利用电厂的热一次风系统对污泥进行干燥，即以烟气余热预热空气，预热后的空气作为污泥的干燥介质，不需要增加新的热源，简化了工艺，同时利用了烟气余热。

4)本发明使污泥在较低温度下干燥，从而保持了污泥的热值，干燥后的污泥粉均匀地混合于煤粉中，喷入电站锅炉内燃烧，污泥中的热值得到充分利用，可以降低发电煤耗；

5)干燥和输送过程均无外排气体，污泥燃烧后的灰渣均匀混合于煤粉燃烧的灰渣中，也可用作建筑材料，因而无二次污染。

附图说明

图1是利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法的工艺流程图；

图2是本发明所述的用于污泥干燥的磨煤机结构示意图；

图3是本发明所述的磨煤机的旋转式热风喷嘴环结构示意图；

图4是本发明所述的磨煤机的旋转式热风喷嘴环沿喷口中心线所在锥面的剖面展开示意图；

图5是本发明所述的磨煤机的直通型导流回粉锥结构示意图。

具体实施方式

利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法的步骤为：

1)将含水率70～90％以的湿污泥直接导入磨煤机，污泥导入的比例为燃煤的2～10％；

2)电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对的空气进行热交换，产生的240～280℃的一次风，吹入磨煤机内作为干燥介质，在磨煤机中，污泥与燃煤边混合、边研磨、边干燥；

3)将含有干燥污泥的煤粉喷入电站锅炉内进行燃烧，用于发电。

如图2所示，用于干燥污泥的磨煤机包括电机1、减速机2、磨盘3、旋转式热风喷嘴环4、嘴静态锥环5、磨辊6、壳体7、压力加载架8、直通式回粉锥9、旋转分离器10、排渣口11、压力加载系统12。

如图3所示，磨煤机的热风导入装置为旋转式热风喷嘴环4，旋转式热风喷嘴环4与喷嘴静态锥环5的配合间隙δ为4～8mm，旋转式热风喷嘴环喷口中心线与垂直面间的夹角θ1为8～20°，旋转式热风喷嘴环中形成喷口的内外两锥面的夹角θ2为5～12°。

如图4所示，构成旋转式热风喷嘴环的喷口分隔板13与水平方向的夹角θ3为40～65°。

如图5所示，磨煤机的回粉装置为直通型导流回粉锥9，直通型导流回粉锥9上部为圆锥体，直通型导流回粉锥9下部为直管段，回粉锥上部的内径D1要与分离器导向叶片的外径尺寸相匹配，直通型导流回粉锥上部的内径D1为

直通型导流回粉锥的锥体夹角θ4为72～90°，直通型导流回粉锥下部直管段的内径D2为直通型导流回粉锥下部直管段长度L为400～1500mm。

本发明中磨煤机的分离装置为带有一次分离静叶片的旋转分离器。

实施例1：

装机容量为300MW的电厂，磨煤机采用4+1运行方式，4台运行1台备用，原单台磨煤机出力为36吨/小时，单台磨煤机日处理含水率70％的湿污泥能力70吨，每日共处理湿污泥280吨为例，说明本发明的具体实施方法。将280吨/天的原始湿污泥运到电厂后，贮放于污泥池，通过计量泵和管道输送到磨煤机上部，用污泥加料器将污泥导入磨煤机，污泥的加入量为原煤的8％(约2.9吨/台.小时)。电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对风机引入的空气进行热交换，产生的260℃的一次风，直接吹入磨煤机内作为干燥热源，热一次风的风的风量为18.7kg/s，从磨煤机的一次风口喷入磨内。污泥在磨煤机中与燃煤边混合、边研磨、边干燥。干燥后的污泥均匀混合与煤粉中，随一次风一起喷入锅炉内燃烧，无外排气体。每天处理280吨湿污泥，相当于干污泥84吨，污泥发热量约为原煤的3000大卡左右，每天相当于贡献42吨左右原煤；干污泥燃烧后的灰渣均匀混合于煤粉燃烧的灰渣中，用于生产建筑材料等。这个实施例表明了利用该发明技术，不仅能够使污泥得到彻底的无害化处置，而且得到资源化利用，产生显著的社会和经济效益。

实施例2：

装机容量为200MW的电厂，磨煤机采用4+1运行方式，4台运行1台备用，原单台磨煤机产量为25吨/小时，单台磨煤机日处理含水量为总重量75％污泥42吨，每日共处理湿污泥168吨为例，说明本发明的具体实施方法。将168吨/天的原始湿污泥运到电厂后，贮放于污泥池，通过计量泵和管道输送到磨煤机上部，用污泥加料器将污泥导入磨煤机，污泥的加入量为原煤重量的7％(约1.75吨/台.小时)。电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对风机引入的空气进行热交换，产生的260℃的一次风，直接吹入磨煤机内作为干燥热源，热一次风的风的风量为12.5kg/s，从磨煤机的一次风口喷入磨内。污泥在磨煤机中与原煤边混合、边研磨、边干燥。干燥后的污泥粉均匀混合与煤粉中，随一次风一起喷入锅炉内燃烧，无外排气体。每天处理168吨湿污泥，相当于干污泥42吨，污泥发热量约为原煤的3000大卡左右，每天相当于贡献21吨左右原煤。干污泥燃烧后的灰渣均匀混合于煤粉燃烧的灰渣中，用于生产建筑材料等。

实施例3：

装机容量为135MW的电厂，磨煤机采用3+1运行方式，3台运行1台备用，原单台磨煤机产量为20吨/小时，单台磨煤机日处理含水量为总重量85％污泥24吨，每日共处理污泥72吨为例，说明本发明的具体实施方法。将72吨/天的湿污泥运到电厂后，贮放于污泥池，通过计量泵和管道输送到磨煤机上部，用污泥加料器将污泥导入磨煤机，污泥的加入量为原煤的5％(约1.0吨/台.小时)。电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对风机引入的空气进行热交换，产生的260℃的一次风，直接吹入磨煤机内作为干燥热源，热一次风的风的风量为6.7kg/s，从磨煤机的一次风口喷入磨内。污泥在磨煤机中与原煤边混合、边研磨、边干燥。干燥后的污泥均匀混合与煤粉中，随一次风一起喷入锅炉内燃烧，无外排气体。每天处理72吨湿污泥，相当于干污泥11吨，污泥发热量约为原煤的3000大卡左右，每天相当于贡献5.5吨左右原煤。干污泥燃烧后的灰渣均匀混合于煤粉燃烧后的灰渣中，用于生产建筑材料等。

Claims (4)

1.一种利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法，其特征在于，方法的步骤为：

1)将含水率70～90％以的湿污泥直接导入磨煤机，污泥导入的比例为燃煤的2～10％；

2)电站锅炉的烟气余热通过空气预热器对的空气进行热交换，产生的240～280℃的一次风，吹入磨煤机内作为干燥介质，在磨煤机中，污泥与燃煤边混合、边研磨、边干燥；

3)将含有干燥污泥的煤粉喷入电站锅炉内进行燃烧，用于发电。

2.根据权利要求1所述的利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法，其特征在于，所述的磨煤机的热风导入装置为旋转式热风喷嘴环4，旋转式热风喷嘴环4与喷嘴静态锥环5的配合间隙δ为4～8mm，旋转式热风喷嘴环喷口中心线与垂直面间的夹角θ1为8～20°，旋转式热风喷嘴环中形成喷口的内外两锥面的夹角θ2为5～12°，构成旋转式热风喷嘴环的喷口分隔板13与水平方向的夹角θ3为40～65°。

3.根据权利要求1所述的利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法，其特征在于，所述的磨煤机的回粉装置为直通型导流回粉锥9，直通型导流回粉锥9上部为圆锥体，直通型导流回粉锥9下部为直管段，直通型导流回粉锥上部的内径D1为

2100～

3800mm，直通型导流回粉锥的锥体夹角θ4为72～90°，直通型导流回粉锥下部直管段的内径D2为

450～

900mm，直通型导流回粉锥下部直管段长度L为400～1500mm。

4.根据权利要求1所述的利用电厂磨煤机干燥污泥并用于发电的污泥处理方法，其特征在于，所述的磨煤机的分离装置为带有一次分离静叶片的旋转分离器。

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