CN101817629A - 污泥干化焚烧发电一体化方法和装置 - Google Patents

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马增益
马攀
池涌
李晓东
金余其
黄群星
王飞
陆胜勇
刘渊源
张月辉
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Abstract

本发明公开了一种污泥干化焚烧发电一体化方法和装置。包括螺旋回转式污泥干燥机，干燥后的污泥进入流化床锅炉进行焚烧，利用焚烧产生的蒸汽进行发电，并采用小型汽轮机的排汽对污泥进行干燥，实现蒸汽热能的梯级利用；小型发电机组产生电能足以满足设备运行的用电，降低了运行成本，充分节约能源，集污泥干化焚烧发电于一体。本发明利用螺旋回转式污泥干燥机为流化床焚烧锅炉给料，利用焚烧产生的蒸汽进行发电，并采用汽轮机的低品位排气作为干燥机的热源，大大提高蒸汽动力装置的热效率；同时小型发电机组产生的电能足以满足设备运行的用电，降低了运行成本；该系统通过一体化设计，集成装置连接合理紧凑，采用设备结构成熟，具有较好的经济性。

Description

污泥干化焚烧发电一体化方法和装置
技术领域
本发明涉及固体废弃物无害化资源化能源化处理方法，更具体涉及一种污泥干化焚烧发电一体化方法和装置。
背景技术
在给水和废水处理过程中产生的各类沉淀物、漂浮物等统称为污泥。一般污水处理厂产生的污泥为含水量在75～99％不等的固体或流体状物质。由于其有机物含量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物和铜、锌、铬、汞等重金属，以及盐类、多氯联苯、二噁英等难降解的有毒有害物质，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染。
随着社会经济和城市化的发展，城市污水产生量在不断增长。污水处理伴随产生大量污泥，以焚烧为核心的处置方法因其具有能使剩余污泥的体积减小到最小化，处理速度快，能回收污泥中所含的能量并使有毒有害物质完全焚毁等优点已成为最彻底的污泥处置方法。
现有技术中，污泥的干化焚烧技术的实施分为两大类，一种是依托现有的热电厂来建设，采用热电厂的蒸汽来干化，干化后的污泥送入锅炉焚烧，此类热电厂的汽轮发电机组的发电功率较高，都在6MW和12MW以上，电以送入电网为主，汽轮发电机组可以在污泥干化系统不运行的情况下独立运行，系统关联程度差；另一种是在单独建设的污泥干化焚烧厂，污泥干化后进入流化床锅炉焚烧，焚烧产生的蒸汽用于污泥干化，焚烧产生的蒸汽只是作为污泥干化机的热源使用，没有转化为更高品位的电能，而干化焚烧设备在运行中耗电量大，整体运行成本较高，锅炉可产生蒸汽温度可达300℃甚至更高，而干化机的热源只需要200℃以下的温度，能量浪费严重，因此，开发一种整体化的污泥干化焚烧发电一体化技术，实现污泥焚烧热能的梯级利用，降低系统运行综合成本，具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥干化焚烧发电一体化方法和装置，解决现有技术中的污泥处理过程中，干化和焚烧环节在过程和设备上耗电大，运行成本高，热能不能充分利用等技术问题。
本发明采用的技术方案是：
一、一种污泥干化焚烧发电一体化方法：
利用螺旋回转式污泥干燥机，将含水率80％-85％的湿污泥干化到含水率40％以下，成为1-5mm污泥颗粒，热源采用小型汽轮机发电后的蒸汽；干化后的污泥通过物料输送系统进入流化床锅炉内进行焚烧，锅炉本体上设有风室、布风装置、炉膛，炉内分离器，过热器，省煤器，空气预热器，炉膛上方设有汽包，空气由鼓风机提供，布风装置后设有排渣口；焚烧后污泥释放的热能被蒸汽吸收，转化为蒸汽的热能，用于小型发电机发电，实现了蒸汽热能的梯级利用；小型发电机发出的电供干燥机、锅炉的辅机系统用电设备自用，满足系统的用电自平衡。
二、一种污泥干化焚烧发电一体化装置：
包括螺旋回转式干燥机、流化床锅炉、小型汽轮机和小型发电机；湿污泥通过给料进口给进螺旋回转式污泥干燥机，螺旋回转式污泥干燥机的干污泥出口用皮带输送机将干燥后的污泥输送到流化床锅炉，蒸汽换热冷凝后，通过冷凝水出口接锅炉给水泵，流化床锅炉产生的蒸汽通过过热蒸汽管道接小型汽轮机，带动小型发电机发电，经小型汽轮机做功的低品位蒸汽输入螺旋回转式污泥干燥机空心热轴进口。
所述的由小型汽轮机和小型发电机组成的小型发电系统，发电机组的功率在1000kw以下。
本发明具有的有益效果是：
本发明集污泥干化焚烧发电于一体，与已有技术相比，效果是积极和明显的。本发明利用螺旋回转式污泥干燥机为流化床焚烧锅炉给料，利用焚烧产生的蒸汽进行发电，并采用汽轮机的低品位排气作为干燥机的热源，大大提高了蒸汽动力装置的热效率；同时小型发电机组产生的电能足以满足设备运行的用电，降低了运行成本；该系统通过一体化设计，集成装置连接合理紧凑，采用设备结构成熟，具有较好的经济性，对于解决我国迫在眉睫的城市污水污泥处理问题具有重要的应用价值。
附图说明
附图是本发明的污泥干化焚烧发电一体化方法和装置的结构原理示意图。
图中：1、螺旋回转式干燥机，2、流化床锅炉，3、小型汽轮机，4、小型发电机，5、湿污泥进口，6、干污泥出口，7、过热蒸汽，8、低品位蒸汽，9、冷凝水出口。
具体实施方式
如附图所示，本发明包括螺旋回转式干燥机1、流化床锅炉2、小型汽轮机3和小型发电机4；湿污泥通过给料进口5给进螺旋回转式污泥干燥机1，螺旋回转式污泥干燥机1的干污泥出口6用皮带输送机将干燥后的污泥输送到流化床锅炉2，蒸汽换热冷凝后，通过冷凝水出口9接锅炉给水泵，流化床锅炉2产生的蒸汽通过过热蒸汽管道接小型汽轮机3，带动小型发电机4发电，经小型汽轮机3做功的低品位蒸汽8输入螺旋回转式污泥干燥机1空心热轴进口。
所述的由小型汽轮机3和小型发电机4组成的小型发电系统，发电机组的功率在1000kw以下。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，本发明的污泥干化焚烧发电一体化系统，包括一个利用螺旋回转式污泥干燥机1干燥污泥的步骤，流化床焚烧锅炉2焚烧污泥并产生蒸汽的步骤，以及一个小型汽轮机3和小型发电机4发电的步骤。螺旋回转式污泥干燥机1内部安设两根连接传动机构的空心热轴，小型汽轮机3的低品位排气8进入空心热轴的进口，以间接加热的方式对污泥进行加热干燥，蒸汽换热冷凝后，通过冷凝水出口9和锅炉给水泵泵入锅炉进行回用，通过空心热轴换热将含水率80％-85％的湿污泥干化到含水率40％以下，成为1-5mm污泥颗粒，；干化后的污泥通过物料输送系统进入流化床锅炉内进行焚烧，锅炉本体上设有风室、布风装置、炉膛，炉内分离器，过热器，省煤器，空气预热器，炉膛上方设有汽包，空气由鼓风机提供，布风装置后设有排渣口；焚烧后污泥释放的热能被蒸汽吸收，经过换热器产生过热蒸汽7进入小型汽轮机3，并带动小型发电机4做功，产生的电能作为生产用电，实现了蒸汽热能的梯级利用；小型发电机发出的电供干燥机、锅炉的辅机系统用电设备自用，满足系统的用电自平衡。

Claims (3)

1.一种污泥干化焚烧发电一体化方法，其特征在于：利用螺旋回转式污泥干燥机，将含水率80％-85％的湿污泥干化到含水率40％以下，成为1-5mm污泥颗粒，热源采用小型汽轮机发电后的蒸汽；干化后的污泥通过物料输送系统进入流化床锅炉内进行焚烧，锅炉本体上设有风室、布风装置、炉膛，炉内分离器，过热器，省煤器，空气预热器，炉膛上方设有汽包，空气由鼓风机提供，布风装置后设有排渣口；焚烧后污泥释放的热能被蒸汽吸收，转化为蒸汽的热能，用于小型发电机发电，实现了蒸汽热能的梯级利用；小型发电机发出的电供干燥机、锅炉的辅机系统用电设备自用，满足系统的用电自平衡。
2.按权利要求1所述方法的一种污泥干化焚烧发电一体化装置，其特征在于：包括螺旋回转式干燥机(1)、流化床锅炉(2)、小型汽轮机(3)和小型发电机(4)；湿污泥通过给料进口(5)给进螺旋回转式污泥干燥机(1)，螺旋回转式污泥干燥机(1)的干污泥出口(6)用皮带输送机将干燥后的污泥输送到流化床锅炉(2)，蒸汽换热冷凝后，通过冷凝水出口(9)接锅炉给水泵，流化床锅炉(2)产生的蒸汽通过过热蒸汽管道接小型汽轮机(3)，带动小型发电机(4)发电，经小型汽轮机(3)做功的低品位蒸汽(8)输入螺旋回转式污泥干燥机(1)空心热轴进口。
3.根据权利要求2所述的一种污泥干化焚烧发电一体化装置，其特征在于：所述的由小型汽轮机(3)和小型发电机(4)组成的小型发电系统，发电机组的功率在1000kw以下。
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