CN110436740B - 一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述滚筒式污泥干燥箱内设有污泥称重装置，所述污泥称重装置与设有污泥含水量界限值的控制单元相连，所述干污泥输送装置包括与所述循环流化床污泥气化炉相连的气化输送分线及与所述污泥输送机相连的污泥循环干化分线，所述滚筒式污泥干燥箱的出料口包括由所述控制单元控制闭合或打开的气化出料口及污泥循环出料口，所述气化出料口与所述气化输送分线相连，所述污泥循环出料口与所述污泥循环干化分线相连。本发明提供一种通过循环分级干化降低污泥含水量的污泥分级干化气化耦合燃煤发起系统及其工艺方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法，属于固体废物处理技术领域。
背景技术
据前瞻产业研究院发布的《中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》统计数据显示，预计2019年我国污泥产生量将达到6325万吨，2020年我国污泥产生量将超7000万吨。2021年我国污泥产生量将突破8000万吨。未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为11.49%，并预测在2023年我国污泥产生量将达到9772万吨。
过去很长一段时期内，我国大多数污水处理厂重视污水而轻视污泥，污水得以处理后，超过80%以上的污泥被随意倾倒排放，污染良田和土壤。国家统计数据则显示，卫生填埋、制肥、焚烧、建材等无害化处理的污泥不到60%，有近50%的污泥没能做到无害化处理。巨量化的污泥已经对生态环境造成了巨大压力，一度出现“污泥围城”的境况。污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。
所以对污泥的处理尤其显得刻不容缓，污泥焚烧相对而言是较为新型的污泥处理技术，目前在美国、日本和西欧各国得到较为广泛的应用。污泥焚烧主要分为单独污泥焚烧和与其他材料混合燃烧两大类。污泥焚烧处理具有的优点是可以将污泥中有机物彻底分解，并可以产生大量的热量，使污泥被资源化利用。但是，由于无法将污泥完全干化，或者完全干化污泥成本极高，因此污泥中常常含有水分，在将污泥与煤粉进行混合时，会导致给料设备故障，影响系统的正常运行，给料中水分过高也降低煤的燃尽性能和降低锅炉效率，因此降低污泥中的含水量就显得尤为重要。
发明内容
本发明主要解决现有技术所存在的污泥原料含水量过高导致在将污泥与煤粉进行混合时，会导致给料设备故障，影响系统的正常运行，给料中水分过高也降低煤的燃尽性能和降低锅炉效率等的技术问题，提供一种通过循环分级干化降低污泥含水量的污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法。
为了解决上述技术问题实现上述发明目的，本发明提供一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，包括利用蒸汽对储存于污泥储存仓的污泥原料进行干燥的污泥干化单元，用于将干燥脱水后的污泥进行输送气化产生可燃气的污泥气化制燃单元，用于将污泥气化制燃单元产生的可燃气及乏气送至燃煤锅炉燃烧的燃气焚烧单元，所述的污泥干化单元、所述的污泥气化制燃单元及所述的燃气焚烧单元依次相连，所述的污泥干化单元包括滚筒式污泥干燥箱，所述的污泥储存仓经由污泥输送机与所述的滚筒式污泥干燥箱的污泥入口相连，所述的污泥气化制燃单元包括干污泥输送装置、循环流化床污泥气化炉、旋风分离器及气化用的鼓风机，所述的污泥干化单元通过污泥输送装置与所述的循环流化床污泥气化炉相连，所述的循环流化床污泥气化炉与所述的旋风分离器相连，其特征在于，所述的滚筒式污泥干燥箱内设有污泥称重装置，所述的污泥称重装置与设有污泥含水量界限值的控制单元相连，所述的干污泥输送装置包括与所述的循环流化床污泥气化炉相连的气化输送分线及与所述的污泥输送机相连的污泥循环干化分线，所述的滚筒式污泥干燥箱的出料口包括由所述的控制单元控制闭合或打开的气化出料口及污泥循环出料口，所述的气化出料口与所述的气化输送分线相连，所述的污泥循环出料口与所述的污泥循环干化分线相连，所述的旋风分离器的气体分离出口分别与多个流体出口出气温度不同的换热器相连，所述的流体出口分别与污泥干燥管及蒸汽排气管相连，所述的污泥干燥管与所述的滚筒式污泥干燥箱的蒸汽干燥进口相连，所述的污泥干燥管与所述的蒸汽排气管内分别设有用于控制蒸汽通止的控制阀，所述的控制阀与所述的控制单元相连，所述的流体出口设有温度检测装置，所述的温度检测装置与设有温度界限值的所述的控制单元相连，所述的控制单元与进水泵相连，所述的进水泵与所述的换热器的流体进口相接。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的旋风分离器的气体分离出口与两个所述的换热器相连，两个所述的换热器分别为第一干化换热器与循环干化换热器，所述的控制单元内所述的第一干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为180℃-220℃，蒸汽气压界限值为1.5MPa-2MPa；所述的控制单元内所述的循环干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为120℃-160℃，蒸汽气压界限值为1.2MPa-1.7MPa。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的出料口左右分叉分成所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口，所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口相通构成人字形结构，所述的气化出料口与所述的污泥循环出料口相接处设有翻板，所述的翻板与设有所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口的出料箱通过转动轴转动相连，所述的翻板与所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口左右转动适配，所述的转动轴与所述的转动电机相接，所述的转动电机与所述的控制单元相连，所述的气化输送分线与所述的污泥循环干化分线与所述的控制单元相连。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的燃气焚烧单元包括与所述的换热器的气体出口相连的燃煤锅炉，所述的燃煤锅炉与给煤装置及所述的鼓风机相连。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的旋风分离器的底部与所述的返料器相连，所述的返料器与所述的循环流化床污泥气化炉相连。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的污泥含水量界限值为45%-60%。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的控制单元内所述的第一换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为200℃，所述的控制单元内所述的循环干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为140℃。
作为本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的一种改进，所述的污泥含水量界限值为50%。
为了解决上述技术问题实现上述发明目的，本发明提供一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的分级干化方法，其特征在于，包括如下控制过程：
A.原始污泥在常温条件下通过污泥输送机输送至滚筒式污泥干燥箱，滚筒式污泥干燥箱对原始污泥进行称重，称重后将原始污泥重量数据Q发送至控制单元，然后控制单元控制第一干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入180℃-220℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理，干燥处理完成后将滚筒式污泥干燥箱内的初步干燥化污泥进行称重，并将初步干燥化污泥重量q发送至控制单元，并根据公式Q-q/Q计算出实际脱水量并与控制单元内的含水量界限值比较；
B.当实际脱水量大于含水量界限值时干燥脱水完成，控制单元控制污泥循环出料口关闭，并打开气化出料口，干燥脱水后的干污泥经气化出料口进入气化送分线，然后由气化松输送分线将干燥脱水后的污泥送至循环流化床污泥气化炉气化产生可燃气体，并将可燃气体经换热器输送至燃煤炉燃烧发电；
C.当实际脱水量小于含水量界限值时，控制单元控制污泥循环出料口打开，并关闭气化出料口，初步干燥脱水后的干污泥经污泥循环出料口进入污泥循环分线，然后由污泥循环分线将初步干燥的干污泥输送至污泥输送机，最后由污泥输送机将初步干燥的污泥输入滚筒式污泥干燥箱，同时控制单元控第一干化换热器的污泥干燥管关闭，蒸汽排气管打开让180℃-220℃的蒸汽排出另作他用，控制循环干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入120℃-160℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理从而对污泥形成分级循环干化，将累计脱水量达到含水量界限值，当进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成。
相对于现有技术，本发明污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统及其工艺方法具有以下有益效果：
1.具体使用时原始污泥在常温条件下通过污泥输送机输送至滚筒式污泥干燥箱，滚筒式污泥干燥箱对原始污泥进行称重，称重后将原始污泥重量数据Q发送至控制单元，然后控制单元控制第一干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入180℃-220℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理，干燥处理完成后将滚筒式污泥干燥箱内的初步干燥化污泥进行称重，并将初步干燥化污泥重量q发送至控制单元，并根据公式Q-q/Q计算出实际脱水量并与控制单元内的含水量界限值比较，当实际脱水量大于含水量界限值时干燥脱水完成，控制单元控制污泥循环出料口关闭，并打开气化出料口，干燥脱水后的干污泥经气化出料口进入气化送分线，然后由气化松输送分线将干燥脱水后的污泥送至循环流化床污泥气化炉气化产生可燃气体，并将可燃气体经换热器输送至燃煤炉燃烧发电，当实际脱水量小于含水量界限值时，控制单元控制污泥循环出料口打开，并关闭气化出料口，初步干燥脱水后的干污泥经污泥循环出料口进入污泥循环分线，然后由污泥循环分线将初步干燥的干污泥输送至污泥输送机，最后由污泥输送机将初步干燥的污泥输入滚筒式污泥干燥箱，同时控制单元控第一干化换热器的污泥干燥管关闭，蒸汽排气管打开让180℃-220℃的蒸汽排出另作他用，控制循环干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入120℃-160℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理从而对污泥形成分级循环干化，分级循环干化后累计脱水量达到含水量界限值或当进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成，经过对原始污泥的分级循环干化后将实际累计脱水量控制在控制单元中设定的污泥含水量界限值以上，从而降低设备故障率，提高煤炭的燃尽性能，增强锅炉效率，而且充分利用了旋风分离器分离出来的可燃气体余热来加热水，以此给滚筒式污泥干燥箱提供蒸汽，从而在提高能源利用率，实现能源阶梯化利用同时给可燃气体降低温度这样当可燃气体在输送的过程中更加安全，而且当其中一个换热器的流体出口蒸汽用于干燥污泥时，另一个换热器的流体出口蒸汽通过蒸汽排气管另作他用从而达成以达成对能源的阶梯化利用，本发明创造将污泥蕴藏的热量转换为合成气的热量，在不改变燃煤锅炉的结构前提下，增加循环流体床污泥气化炉与换热器，便能达到所需，若气化炉发生故障与换热器发生故障，燃煤锅炉仍能够正常运行，提高装置设备的可靠性；
2.通过对第一干化换热器及循环干化换热器流体出口设置的温度检测装置，测量流体出口的蒸汽温度，并将第一换热器流体出口的蒸汽温度与循环干化换热器流体出口的蒸汽温度数据发送至控制单元，控制单元将在第一干化换热器流体检测到的蒸汽温度与控制单元内第一换热器的流体出口温度界限值比较，当检测到的第一干化换热器流体出口的温度大于控制单元中设定的第一干化换热器流体出口温度界限值时，则控制单元控制第一换热器流体进口处的进水泵减小泵水量以减小第一干化换热器流体出口的温度，当检测到的第一干化换热器流体出口的温度小于控制单元中设定的第一干化换热器流体出口温度界限值时，则控制单元控制第一换热器流体出口处的进水泵增大泵水量以减小第一干化换热器流体出口的温度，从而将第一干化换热器流体出口的温度控制在控制单元设定的第一干化换热器流体出口温度界限值内，当检测到的循环干化换热器器流体出口温度大于控制单元中设定的循环干化换热器流体出口温度界限值时，控制单元控制循环干化换热器流体出口处的进水泵减小泵水量以减小循环干化换热器流体出口的温度，当检测到的循环干化换热器流体出口温度小于控制单元中设定的循环干化换热器流体出口温度界限值时，控制单元控制循环干化换热器流体出口处的进水泵增大进水量以增大循环干化换热器流体出口的温度，从而将循环干化换热器流体出口的温度控制在控制单元设定的循环干化换热器流体出口温度界限值内，从而增强原始污泥在滚筒式污泥干燥箱的干燥效率；
3.当对原始污泥的分级循环干化后将实际累计脱水量控制在控制单元中设定的污泥含水量界限值以上或者进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成时，控制单元控制转动电机转动，转动电机通过转动轴带动翻板向污泥循环出料口一侧翻转，将污泥循环出料口堵死，干燥脱水后的污泥再从气化出料口落至气化输送分线上，并通过气化输送分线将干燥脱水后的污泥输送至循环流化床污泥气化炉中进行下一步操作，当利用第一干化换热器对原始污泥进行干燥后实际脱水量低于污泥含水量界限值时或者利用循环干化换热器对污泥进行分级循环干化累计脱水量低于污泥含水量界限值时且分级循环干化次数在三次以下时，控制单元控制转动电机转动，转动电机通过转动轴带动翻板向气化出料口一侧翻转，将气化出料口堵死，未彻底干燥脱水的污泥再从污泥循环出料口落至污泥循环干化分线上，并通过污泥循环干化分线将未彻底干燥脱水的污泥输送至污泥输送机再次进行干化，从而达到根据实际干燥脱水量来控制污泥是否再次进行分级循环干化的作用；
4.燃气焚烧单元包括与换热器的气体出口相连的燃煤锅炉，燃煤锅炉与给煤装置及所述的鼓风机相连的作用是避免了煤粉和污泥直接混合，造成给煤装置的堵塞；
5.旋风分离器的底部与返料器相连，返料器与循环流化床污泥气化炉相连的作用是通过旋风分离器对可燃气进行气固分离将固体颗粒重新范围循环流化床污泥气化炉进行反应从而增加能源利用率。
因此，本发明具有结构合理，节约能源，使用方便等特点。
附图说明
附图1是本发明的污泥分级干化气化耦合燃煤发电系的一种结构示意图；
附图2是本发明的出料口一种结构示意图；
附图3是本发明污泥循环干化的流程示意图；
附图4是本发明蒸汽温度控制的流程示意图。
图中件号说明：1.滚筒式污泥干燥箱、2.污泥储存仓、3.污泥输送机、4.气化输送分线、5.循环流化床污泥气化炉、6.旋风分离器、7.鼓风机、8.污泥称重装置、9.控制单元、10.污泥循环干化分线、11.气化出料口、12.污泥循环出料口、13.气体分离出口、14.污泥干燥管、15.蒸汽排气管、16.蒸汽干燥进口、17.控制阀、18.温度检测装置、19.进水泵、20.流体进口、21.第一干化换热器、22.循环干化换热器、23.流体出口、25.翻板、26.转动轴、27.转动电机、28.气体出口、29.燃煤锅炉、30.给煤装置、32.返料器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述到的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
实施例1：
根据图1、图3、图4所示的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，包括利用蒸汽对储存于污泥储存仓2的污泥原料进行干燥的污泥干化单元，用于将干燥脱水后的污泥进行输送气化产生可燃气的污泥气化制燃单元，用于将污泥气化制燃单元产生的可燃气及乏气送至燃煤锅炉29燃烧的燃气焚烧单元，所述的污泥干化单元、所述的污泥气化制燃单元及所述的燃气焚烧单元依次相连，所述的污泥干化单元包括滚筒式污泥干燥箱1，所述的污泥储存仓2经由污泥输送机3与所述的滚筒式污泥干燥箱1的污泥入口相连，所述的污泥气化制燃单元包括干污泥输送装置、循环流化床污泥气化炉5、旋风分离器6及气化用的鼓风机7，所述的污泥干化单元通过污泥输送装置与所述的循环流化床污泥气化炉5相连，所述的循环流化床污泥气化炉5与所述的旋风分离器6相连，其特征在于，所述的滚筒式污泥干燥箱1内设有污泥称重装置8，所述的污泥称重装置8与设有污泥含水量界限值的控制单元9相连，所述的干污泥输送装置包括与所述的循环流化床污泥气化炉5相连的气化输送分线4及与所述的污泥输送机3相连的污泥循环干化分线10，所述的滚筒式污泥干燥箱1的出料口包括由所述的控制单元9控制闭合或打开的气化出料口11及污泥循环出料口12，所述的气化出料口11与所述的气化输送分线4相连，所述的污泥循环出料口12与所述的污泥循环干化分线10相连，所述的旋风分离器6的气体分离出口13分别与多个流体出口23出气温度不同的换热器相连，所述的流体出口23分别与污泥干燥管14及蒸汽排气管15相连，所述的污泥干燥管14与所述的滚筒式污泥干燥箱1的蒸汽干燥进口16相连，所述的污泥干燥管14与所述的蒸汽排气管15内分别设有用于控制蒸汽通止的控制阀17，所述的控制阀17与所述的控制单元9相连，所述的流体出口23设有温度检测装置18，所述的温度检测装置18与设有温度界限值的所述的控制单元9相连，所述的控制单元9与进水泵19相连，所述的进水泵19与所述的换热器的流体进口20相接。
在原始污泥放入污泥储存仓前利用离心式脱水机进行机械脱水，使得污泥成为固态，具体使用时原始污泥在常温条件下通过污泥输送机3输送至滚筒式污泥干燥箱1，滚筒式污泥干燥箱1对原始污泥进行称重，称重后将原始污泥重量数据Q发送至控制单元9，然后控制单元9控制第一干化换热器21的污泥干燥管14打开，蒸汽排气管15关闭使得滚筒式污泥干燥箱1通入180℃-220℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理，干燥处理完成后将滚筒式污泥干燥箱1内的初步干燥化污泥进行称重，并将初步干燥化污泥重量q发送至控制单元9，并根据公式Q-q/Q计算出实际脱水量并与控制单元9内的含水量界限值比较，当实际脱水量大于含水量界限值时干燥脱水完成，控制单元9控制污泥循环出料口12关闭，并打开气化出料口11，干燥脱水后的干污泥经气化出料口11进入气化送分线，然后由气化松输送分线将干燥脱水后的污泥送至循环流化床污泥气化炉5气化产生可燃气体，并将可燃气体经换热器输送至燃煤炉燃烧发电，当实际脱水量小于含水量界限值时，控制单元9控制污泥循环出料口12打开，并关闭气化出料口11，初步干燥脱水后的干污泥经污泥循环出料口12进入污泥循环分线，然后由污泥循环分线将初步干燥的干污泥输送至污泥输送机3，最后由污泥输送机3将初步干燥的污泥输入滚筒式污泥干燥箱1，同时控制单元9控第一干化换热器21的污泥干燥管14关闭，蒸汽排气管15打开让180℃-220℃的蒸汽排出另作他用，控制循环干化换热器22的污泥干燥管14打开，蒸汽排气管15关闭使得滚筒式污泥干燥箱1通入120℃-160℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理从而对污泥形成分级循环干化，分级循环干化后累计脱水量达到含水量界限值或当进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成，经过对原始污泥的分级循环干化后将实际累计脱水量控制在控制单元9中设定的污泥含水量界限值以上，从而降低设备故障率，提高煤炭的燃尽性能，增强锅炉效率，而且充分利用了旋风分离器6分离出来的可燃气体余热来加热水，以此给滚筒式污泥干燥箱1提供蒸汽，从而在提高能源利用率，实现能源阶梯化利用同时给可燃气体降低温度这样当可燃气体在输送的过程中更加安全，而且当其中一个换热器的流体出口23蒸汽用于干燥污泥时，另一个换热器的流体出口23蒸汽通过蒸汽排气管15另作他用从而达成以达成对能源的阶梯化利用，本发明创造将污泥蕴藏的热量转换为合成气的热量，在不改变燃煤锅炉29的结构前提下，增加循环流体床污泥气化炉与换热器，便能达到所需，若气化炉发生故障与换热器发生故障，燃煤锅炉29仍能够正常运行，提高装置设备的可靠性。
所述的污泥称重装置8架于所述的滚筒式污泥干燥箱1两端，分别测量原始污泥进入滚筒式污泥干燥箱1前的重量，原始污泥进入滚筒式污泥干燥箱1后的重量及污泥干燥后滚筒式污泥干燥箱1的重量，以此来计算污泥的实际脱水量。如授权公告号为CN208480957U的一种称重装置，包括支撑结构、弹性柱、载物板、传动机构和检测模块；所述支撑结构包括第一支撑部，所述传动机构包括传动本体；所述弹性柱沿竖直方向设置，所述弹性柱的下端连接于所述第一支撑部，所述弹性柱的上端连接于所述载物板；所述传动本体的一端连接于所述载物板的下侧，另一端设有运动件；所述检测模块包括静止件和检测单元，所述检测单元用于检测所述运动件和静止件之间的相对位置或相对运动量，以及根据所述运动件和静止件之间的相对位置或相对运动量计算所述载物板上物体的重量值或重量变化量。符合专利中称重装置的要求。
实施例2：
根据图1、图3所示的本实施例与实施例1的区别在于：所述的旋风分离器6的气体分离出口13与两个所述的换热器相连，两个所述的换热器分别为第一干化换热器21与循环干化换热器22，所述的控制单元9内所述的第一干化换热器21的所述的流体出口23的蒸汽温度界限值为180℃-220℃，蒸汽气压界限值为1.5MPa-2MPa；所述的控制单元9内所述的循环干化换热器22的所述的流体出口23的蒸汽温度界限值为120℃-160℃，蒸汽气压界限值为1.2MPa-1.7MPa。
相对于实施例1，本实施例对于换热器做出了进一步限定，通过对第一干化换热器21及循环干化换热器22流体出口23设置的温度检测装置18，测量流体出口23的蒸汽温度，并将第一换热器流体出口23的蒸汽温度与循环干化换热器22流体出口23的蒸汽温度数据发送至控制单元9，控制单元9将在第一干化换热器21流体检测到的蒸汽温度与控制单元9内第一换热器的流体出口23温度界限值比较，当检测到的第一干化换热器21流体出口23的温度大于控制单元9中设定的第一干化换热器21流体出口23温度界限值时，则控制单元9控制第一换热器流体进口20处的进水泵19减小泵水量以减小第一干化换热器21流体出口23的温度，当检测到的第一干化换热器21流体出口23的温度小于控制单元9中设定的第一干化换热器21流体出口23温度界限值时，则控制单元9控制第一换热器流体出口23处的进水泵19增大泵水量以减小第一干化换热器21流体出口23的温度，从而将第一干化换热器21流体出口23的温度控制在控制单元9设定的第一干化换热器21流体出口23温度界限值内，当检测到的循环干化换热器22器流体出口23温度大于控制单元9中设定的循环干化换热器22流体出口23温度界限值时，控制单元9控制循环干化换热器22流体出口23处的进水泵19减小泵水量以减小循环干化换热器22流体出口23的温度，当检测到的循环干化换热器22流体出口23温度小于控制单元9中设定的循环干化换热器22流体出口23温度界限值时，控制单元9控制循环干化换热器22流体出口23处的进水泵19增大进水量以增大循环干化换热器22流体出口23的温度，从而将循环干化换热器22流体出口23的温度控制在控制单元9设定的循环干化换热器22流体出口23温度界限值内，从而增强原始污泥在滚筒式污泥干燥箱1的干燥效率。
实施例3：
根据图1、图2所示的本实施例与实施例1的区别在于：所述的出料口左右分叉分成所述的气化出料口11及所述的污泥循环出料口12，所述的气化出料口11及所述的污泥循环出料口12相通构成人字形结构，所述的气化出料口11与所述的污泥循环出料口12相接处设有翻板25，所述的翻板25与设有所述的气化出料口11及所述的污泥循环出料口12的出料箱通过转动轴26转动相连，所述的翻板25与所述的气化出料口11及所述的污泥循环出料口12左右转动适配，所述的转动轴26与所述的转动电机27相接，所述的转动电机27与所述的控制单元9相连，所述的气化输送分线4与所述的污泥循环干化分线10与所述的控制单元9相连。
相对于实施例1，本实施例对于出料口做出了进一步限定，当对原始污泥的分级循环干化后将实际累计脱水量控制在控制单元9中设定的污泥含水量界限值以上或者进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成时，控制单元9控制转动电机27转动，转动电机27通过转动轴26带动翻板25向污泥循环出料口12一侧翻转，将污泥循环出料口12堵死，干燥脱水后的污泥再从气化出料口11落至气化输送分线4上，并通过气化输送分线4将干燥脱水后的污泥输送至循环流化床污泥气化炉5中进行下一步操作，当利用第一干化换热器21对原始污泥进行干燥后实际脱水量低于污泥含水量界限值时或者利用循环干化换热器22对污泥进行分级循环干化累计脱水量低于污泥含水量界限值时且分级循环干化次数在三次以下时，控制单元9控制转动电机27转动，转动电机27通过转动轴26带动翻板25向气化出料口11一侧翻转，将气化出料口11堵死，未彻底干燥脱水的污泥再从污泥循环出料口12落至污泥循环干化分线10上，并通过污泥循环干化分线10将未彻底干燥脱水的污泥输送至污泥输送机3再次进行干化，从而达到根据实际干燥脱水量来控制污泥是否再次进行分级循环干化的作用。
实施例4：
根据图1所示的本实施例与实施例1的区别在于：所述的燃气焚烧单元包括与所述的换热器的气体出口28相连的燃煤锅炉29，所述的燃煤锅炉29与给煤装置30及所述的鼓风机7相连。
相对于实施例1，本实施例对于燃气焚烧单元做出了进一步限定，燃气焚烧单元包括与换热器的气体出口28相连的燃煤锅炉29，燃煤锅炉29与给煤装置30及所述的鼓风机7相连的作用是避免了煤粉和污泥直接混合，造成给煤装置30的堵塞。
实施例5：
根据图1所示的本实施例与实施例1的区别在于：所述的旋风分离器6的底部与所述的返料器32相连，所述的返料器32与所述的循环流化床污泥气化炉5相连。
相对于实施例1，本实施例对于燃气焚烧单元做出了进一步限定，旋风分离器6的底部与返料器32相连，返料器32与循环流化床污泥气化炉5相连的作用是通过旋风分离器6对可燃气进行气固分离将固体颗粒重新范围循环流化床污泥气化炉5进行反应从而增加能源利用率。
实施例6：
本实施例与实施例1的区别在于：所述的污泥含水量界限值为45%-60%。
相对于实施例1，本实施例对于污泥含水量界限值做出了进一步限定，通常污泥含水量在85%以上时，污泥呈流态；65%-85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。
实施例7：
本实施例与实施例1的区别在于：所述的控制单元9内所述的第一换热器的所述的流体出口23的蒸汽温度界限值为200℃，所述的控制单元9内所述的循环干化换热器22的所述的流体出口23的蒸汽温度界限值为140℃。
相对于实施例1，本实施例对于蒸汽温度界限值做出了进一步限定。
实施例8：
本实施例与实施例1的区别在于：所述的污泥含水量界限值为50%。
相对于实施例1，本实施例对于污泥含水量界限值做出了进一步限定。
实施例9：
根据图1或图2所示的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的分级干化方法，其特征在于，包括如下控制过程：
A.原始污泥在常温条件下通过污泥输送机3输送至滚筒式污泥干燥箱1，滚筒式污泥干燥箱1对原始污泥进行称重，称重后将原始污泥重量数据Q发送至控制单元9，然后控制单元9控制第一干化换热器21的污泥干燥管14打开，蒸汽排气管15关闭使得滚筒式污泥干燥箱1通入180℃-220℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理，干燥处理完成后将滚筒式污泥干燥箱1内的初步干燥化污泥进行称重，并将初步干燥化污泥重量q发送至控制单元9，并根据公式Q-q/Q计算出实际脱水量并与控制单元9内的含水量界限值比较；
B.当实际脱水量大于含水量界限值时干燥脱水完成，控制单元9控制污泥循环出料口12关闭，并打开气化出料口11，干燥脱水后的干污泥经气化出料口11进入气化送分线，然后由气化松输送分线将干燥脱水后的污泥送至循环流化床污泥气化炉5气化产生可燃气体，并将可燃气体经换热器输送至燃煤炉燃烧发电；
C.当实际脱水量小于含水量界限值时，控制单元9控制污泥循环出料口12打开，并关闭气化出料口11，初步干燥脱水后的干污泥经污泥循环出料口12进入污泥循环分线，然后由污泥循环分线将初步干燥的干污泥输送至污泥输送机3，最后由污泥输送机3将初步干燥的污泥输入滚筒式污泥干燥箱1，同时控制单元9控第一干化换热器21的污泥干燥管14关闭，蒸汽排气管15打开让180℃-220℃的蒸汽排出另作他用，控制循环干化换热器22的污泥干燥管14打开，蒸汽排气管15关闭使得滚筒式污泥干燥箱1通入120℃-160℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理从而对污泥形成分级循环干化，将累计脱水量达到含水量界限值，当进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成。
Claims (9)
1.一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，包括利用蒸汽对储存于污泥储存仓的污泥原料进行干燥的污泥干化单元，用于将干燥脱水后的污泥进行输送气化产生可燃气的污泥气化制燃单元，用于将污泥气化制燃单元产生的可燃气及乏气送至燃煤锅炉燃烧的燃气焚烧单元，所述的污泥干化单元、所述的污泥气化制燃单元及所述的燃气焚烧单元依次相连，所述的污泥干化单元包括滚筒式污泥干燥箱，所述的污泥储存仓经由污泥输送机与所述的滚筒式污泥干燥箱的污泥入口相连，所述的污泥气化制燃单元包括干污泥输送装置、循环流化床污泥气化炉、旋风分离器及气化用的鼓风机，所述的污泥干化单元通过污泥输送装置与所述的循环流化床污泥气化炉相连，所述的循环流化床污泥气化炉与所述的旋风分离器相连，其特征在于，所述的滚筒式污泥干燥箱内设有污泥称重装置，所述的污泥称重装置与设有污泥含水量界限值的控制单元相连，所述的干污泥输送装置包括与所述的循环流化床污泥气化炉相连的气化输送分线及与所述的污泥输送机相连的污泥循环干化分线，所述的滚筒式污泥干燥箱的出料口包括由所述的控制单元控制闭合或打开的气化出料口及污泥循环出料口，所述的气化出料口与所述的气化输送分线相连，所述的污泥循环出料口与所述的污泥循环干化分线相连，所述的旋风分离器的气体分离出口分别与多个流体出口出气温度不同的换热器相连，所述的流体出口分别与污泥干燥管及蒸汽排气管相连，所述的污泥干燥管与所述的滚筒式污泥干燥箱的蒸汽干燥进口相连，所述的污泥干燥管与所述的蒸汽排气管内分别设有用于控制蒸汽通止的控制阀，所述的控制阀与所述的控制单元相连，所述的流体出口设有温度检测装置，所述的温度检测装置与设有温度界限值的所述的控制单元相连，所述的控制单元与进水泵相连，所述的进水泵与所述的换热器的流体进口相接。
2.根据权利要求1所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的旋风分离器的气体分离出口与两个所述的换热器相连，两个所述的换热器分别为第一干化换热器与循环干化换热器，所述的控制单元内所述的第一干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为180℃-220℃，蒸汽气压界限值为1 .5MPa-2MPa；所述的控制单元内所述的循环干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为120℃-160℃，蒸汽气压界限值为1 .2MPa-1 .7MPa。
3.根据权利要求2所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的出料口左右分叉分成所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口，所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口相通构成人字形结构，所述的气化出料口与所述的污泥循环出料口相接处设有翻板，所述的翻板与设有所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口的出料箱通过转动轴转动相连，所述的翻板与所述的气化出料口及所述的污泥循环出料口左右转动适配，所述的转动轴与转动电机相接，所述的转动电机与所述的控制单元相连，所述的气化输送分线与所述的污泥循环干化分线与所述的控制单元相连。
4.根据权利要求3所述的所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的燃气焚烧单元包括与所述的换热器的气体出口相连的燃煤锅炉，所述的燃煤锅炉与给煤装置及所述的鼓风机相连。
5.根据权利要求3所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的旋风分离器的底部与返料器相连，所述的返料器与所述的循环流化床污泥气化炉相连。
6.根据权利要求1所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的污泥含水量界限值为45%-60%。
7.根据权利要求3所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的控制单元内所述的第一干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为200℃，所述的控制单元内所述的循环干化换热器的所述的流体出口的蒸汽温度界限值为140℃。
8.根据权利要求6所述的一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，所述的污泥含水量界限值为50%。
9.一种污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统的分级干化方法，包括权利要求1至权利要求8中任一所述的污泥分级干化气化耦合燃煤发电系统，其特征在于，还包括如下控制过程：
A .原始污泥在常温条件下通过污泥输送机输送至滚筒式污泥干燥箱，滚筒式污泥干燥箱对原始污泥进行称重，称重后将原始污泥重量数据Q发送至控制单元，然后控制单元控制第一干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入180℃-220℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理，干燥处理完成后将滚筒式污泥干燥箱内的初步干燥化污泥进行称重，并将初步干燥化污泥重量q发送至控制单元，并根据公式Q-q/Q计算出实际脱水量并与控制单元内的含水量界限值比较；
B .当实际脱水量大于含水量界限值时干燥脱水完成，控制单元控制污泥循环出料口关闭，并打开气化出料口，干燥脱水后的干污泥经气化出料口进入气化送分线，然后由气化输送分线将干燥脱水后的污泥送至循环流化床污泥气化炉气化产生可燃气体，并将可燃气体经换热器输送至燃煤炉燃烧发电；
C .当实际脱水量小于含水量界限值时，控制单元控制污泥循环出料口打开，并关闭气化出料口，初步干燥脱水后的干污泥经污泥循环出料口进入污泥循环分线，然后由污泥循环分线将初步干燥的干污泥输送至污泥输送机，最后由污泥输送机将初步干燥的污泥输入滚筒式污泥干燥箱，同时控制单元控第一干化换热器的污泥干燥管关闭，蒸汽排气管打开让180℃-220℃的蒸汽排出另作他用，控制循环干化换热器的污泥干燥管打开，蒸汽排气管关闭使得滚筒式污泥干燥箱通入120℃-160℃的蒸汽对原始污泥进行干燥处理从而对污泥形成分级循环干化，将累计脱水量达到含水量界限值，当进行三次分级循环干化后若累计脱水量还未达到含水量界限值则视为干燥脱水完成。
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