CN110848716A - 一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统 - Google Patents

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郝章峰
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Abstract

本发明涉及污泥处理领域，用于污泥干化与垃圾焚烧协同系统，是一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，尾气的热量用来加热焚烧厂给水，取代部分的给水低温加热器。本发明具体包括给水泵，低级给水加热器，给水冷凝器，废气冷凝器，给水旁路电动止回阀，给水电动止回阀，干化尾气主路电动止回阀，干化尾气旁路电动止回阀，主路抽风机，旁路抽风机，高级给水加热器。通过本发明，可对污泥干化尾气中的热能进行回收利用，可节省焚烧发电厂低温加热器的汽轮机抽气，使得焚烧厂的全厂发电效率提高0.6％。

Description

一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，用于污泥干化与垃圾焚烧协同系统，是一种将污泥干化产生的高温尾气高效利用的系统。
背景技术
污泥的处理处置已成为污水处理的重大难题，目前较为理想的处理方式为与垃圾发电厂协同处理，即污泥干化采用间接干化的形式，供热蒸汽来自焚烧厂，蒸汽供热后返回焚烧厂的给水系统；干化污泥送入焚烧厂混烧；干化尾气冷凝后的废水送入污水处理系统，废气送入焚烧炉的二次风系统；循环冷却水由焚烧厂的循环冷却水系统提供。但是，此系统的干化尾气中的能量相当于散热到了空气中，能量利用率低。
发明内容
本发明涉及污泥处理领域，用于污泥干化与垃圾焚烧协同系统，是一种将污泥干化产生的高温尾气高效利用的系统，尾气的热量用来加热焚烧厂给水，取代部分的给水低温加热器。
本发明的具体技术方案是：
一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，包括给水泵1，低级给水加热器2，给水冷凝器3，废气冷凝器4，给水旁路电动止回阀5，给水电动止回阀6，干化尾气主路电动止回阀7，干化尾气旁路电动止回阀8，主路抽风机9，旁路抽风机10，高级给水加热器11，汽轮机抽汽控制阀门12；
干化尾气管道(监控温度、流量)经过主路电动止回阀7，控制尾气流量后通入给水冷凝器3(监控压力)，尾气冷凝后的废气(监控温度)通过主路抽风机9抽出，冷凝后的废水(监控温度、流量)排除至废水处理系统。给水冷凝器3的冷源由给水系统提供，焚烧厂给水(监控温度、流量)通过给水泵1后，经过给水电动止回阀6，进入给水冷凝器3作为冷源被加热，传热后(监控温度)接入高级给水加热器11，达到设定温度后进入锅炉，高级给水加热器11的热流体为焚烧厂的汽轮机抽汽，通过汽轮机抽汽控制阀门12控制其传热速率；以上为主路连接系统；
对于旁路系统，当切到旁路时，干化尾气通过干化尾气旁路电动止回阀8，进入废气冷凝器4(监控压力)，冷凝后废气(监控温度)由旁路抽风机10抽出，废水(监控压力、流量)进入废水处理系统；焚烧厂给水通过给水旁路电动止回阀5，接入低级给水加热器2，最后经高级给水加热器11加热后进入锅炉。
进一步的，污泥干化机出口的尾气(水蒸气与载气的混合物)通入给水冷凝器3中冷凝，冷凝后其不凝废气(载气)送入焚烧炉中作为二次风助燃，污水送入焚烧厂污水处理站处理；焚烧厂的给水作为给水冷凝器3的冷却水，用于冷却污泥干化机出口的尾气，冷却疏水继续作为焚烧厂给水，送入高级给水加热器11。
进一步的，为了保证高级给水加热器11的出口给水温度，根据温度仪表103的结果控制汽轮机抽汽控制阀门12的开度，当仪表103的温度小于75℃时，调大控制阀门12的的开度；当仪表103的温度大于75℃时，调小控制阀门12的的开度。
进一步的，为了保证系统的稳定性，设置两条旁路。当主路(即上段所述路线)出现故障，需要检修时，切换到旁路，第一旁路与第二旁路同时运行。第一旁路是焚烧厂的正规给水系统，低级给水加热器2采用汽轮机抽气加热给水，保证焚烧厂的正常运行；第二旁路为目前污泥干化系统的常规冷凝方式，废气冷凝器4的冷却水与焚烧厂的凝汽器冷却水系统共用，保证污泥干化系统的稳定运行。
进一步的，在给水泵1后设有温度和流量的监控仪表，在给水冷凝器3后装有温度测量仪表，干化尾气管道上装有温度和流量的测量仪表，在给水冷凝器3装有监测压力的仪表，在给水冷凝器3出口的废水路装有流量、温度的仪表，在主路抽风机9前装有温度仪表，在废气冷凝器4上装有压力监测仪表，在废气冷凝器4的废水路装有流量与温度的监测仪表，在旁路抽风机10前装有温度监测的仪器。
进一步的，由于污泥干化尾气组分复杂，具有一定的腐蚀性，主路及第二旁路的有关管道阀门应采用不锈钢304及以上的抗腐蚀材料。
通过本发明，可对污泥干化尾气中的热能进行回收利用，通过加热给水，一方面可节省焚烧发电厂低温加热器的汽轮机抽气，另一方面可节省原污泥干化尾气冷凝系统的循环冷却水耗电。通过对干化机出口的尾气余热回收，将这部分热量用来加热焚烧厂给水，取代部分的给水低温加热器，节省部分汽轮机抽气，提高焚烧厂发电效率0.6％。
附图说明
图1一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统。
图1中，1-给水泵，2-低级给水加热器，3-给水冷凝器，4-废气冷凝器，5-给水旁路电动止回阀，6-给水电动止回阀，7-干化尾气主路电动止回阀，8-干化尾气旁路电动止回阀，9-主路抽风机，10-旁路抽风机，11-高级给水加热器，12-汽轮机抽气控制阀门。
图2是控制逻辑示意图。
具体实施方式
以750吨/天的生活垃圾焚烧炉(4Mpa，450℃)和200吨的污泥干化项目(污泥含水率80％到40％)为例，说明本发明的具体实现方式。
110℃，10吨/小时左右的污泥干化机尾气通入给水冷凝器3，在给水冷凝器3中冷却并冷凝，其中不凝气体以100℃左右排出，之后作为助燃空气送入焚烧炉；凝结水以90℃左右排出，送入厂区污泥处理站。与此同时，尾气冷凝放出的汽化潜热加热焚烧厂的给水，70吨/小时的给水由40℃加热到75℃，之后流入高级给水加热器11。为了保证焚烧主系统的稳定运行，对高级给水加热器11的汽轮机抽气流量进行控制，当给水泵1的出口给水和污泥干化机出口尾气温度过低时，增大抽气量，反之，减少抽气量。此外，当主路(即给水电动止回阀6开，干化尾气主路电动止回阀7开，给水旁路电动止回阀5关闭，干化尾气旁路电动止回阀8关闭)；出现故障时，系统可切换至旁路1和旁路2(即给水旁路电动止回阀5开，干化尾气旁路电动止回阀8开，给水电动止回阀6关闭，干化尾气主路电动止回阀7关闭)，保证焚烧系统和污泥干化系统可各自独立运行。
实施例的相关热力参数如表1所示。
表1实施例相关热力参数
Figure BDA0002314309030000031
本发明系统所述的逻辑运算：
给水旁路电动止回阀5，给水电动止回阀6，干化尾气主路电动止回阀7，干化尾气旁路电动止回阀8通过DCS控制，正常情况给水电动止回阀6，干化尾气主路电动止回阀7开启，给水旁路电动止回阀5，干化尾气旁路电动止回阀8关闭，仅当给水电动止回阀6，干化尾气主路电动止回阀7路上的设备有损坏时，才给水旁路电动止回阀5，干化尾气旁路电动止回阀8开启，给水电动止回阀6，干化尾气主路电动止回阀7关闭。
图2为主路抽风机9控制逻辑，给水冷凝器3设有压力监测仪表103，可实时监测给水冷凝器3的压力，反馈至焚烧厂的DCS系统，当给水冷凝器3的压力高于设定值的10％时，主路抽风机9功率增加，增大抽风量；当给水冷凝器3的压力低于设定值的10％时，主路抽风机9功率减少，减少抽风量。
旁路抽风机10控制逻辑与主路抽风机9类似，在此不再赘述。
通过对污泥干化尾气中的热能进行回收利用，通过加热给水，一方面可节省焚烧发电厂低温加热器的汽轮机抽气，另一方面可节省原污泥干化尾气冷凝系统的循环冷却水耗电。通过对干化机出口的尾气余热回收，将这部分热量用来加热焚烧厂给水，取代部分的给水低温加热器，节省部分汽轮机抽气，提高焚烧厂发电效率0.6％。

Claims (5)

1.一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，其特征在于，包括给水泵，低级给水加热器，给水冷凝器，废气冷凝器，给水旁路电动止回阀，给水电动止回阀，干化尾气主路电动止回阀，干化尾气旁路电动止回阀，主路抽风机，旁路抽风机，高级给水加热器，汽轮机抽汽控制阀门；
干化尾气管道经过主路电动止回阀，控制尾气流量后通入给水冷凝器，尾气冷凝后的废气通过主路抽风机抽出，冷凝后的废水排除至废水处理系统；给水冷凝器的冷源由给水系统提供，焚烧厂给水通过给水泵后，经过给水电动止回阀，进入给水冷凝器作为冷源被加热，传热后接入高级给水加热器，达到设定温度后进入锅炉，高级给水加热器的热流体为焚烧厂的汽轮机抽汽，通过汽轮机抽汽控制阀门控制其传热速率；以上为主路连接系统；
对于旁路系统，当切到旁路时，干化尾气通过干化尾气旁路电动止回阀，进入废气冷凝器，冷凝后废气由旁路抽风机抽出，废水进入废水处理系统；焚烧厂给水通过给水旁路电动止回阀，接入低级给水加热器，最后经高级给水加热器加热后进入锅炉。
2.根据权利要求1所述的一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，其特征在于，污泥干化机出口的尾气通入给水冷凝器中冷凝，冷凝后其不凝废气送入焚烧炉中作为二次风助燃，污水送入焚烧厂污水处理站处理；焚烧厂的给水作为给水冷凝器的冷却水，用于冷却污泥干化机出口的尾气，冷却疏水继续作为焚烧厂给水，送入高级给水加热器。
3.根据权利要求1所述的一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，其特征在于，为了保证高级给水加热器的出口给水温度，根据温度仪表的结果控制汽轮机抽汽控制阀门的开度，当仪表的温度小于75℃时，调大控制阀门的开度；当仪表的温度大于75℃时，调小控制阀门的开度。
4.根据权利要求1所述的一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，其特征在于，系统设置有两条旁路；当主路出现故障，需要检修时，切换到旁路，第一旁路与第二旁路同时运行；第一旁路是焚烧厂的正规给水系统，低级给水加热器采用汽轮机抽气加热给水；第二旁路为目前污泥干化系统的常规冷凝方式，废气冷凝器4的冷却水与焚烧厂的凝汽器冷却水系统共用。
5.根据权利要求1所述的一种污泥干化尾气在垃圾焚烧厂的余热利用系统，其特征在于，在给水泵后设有温度和流量的监控仪表，在给水冷凝器后装有温度测量仪表，干化尾气管道上装有温度和流量的测量仪表，在给水冷凝器装有监测压力的仪表，在给水冷凝器出口的废水路装有流量、温度的仪表，在主路抽风机前装有温度仪表，在废气冷凝器上装有压力监测仪表，在废气冷凝器的废水路装有流量与温度的监测仪表，在旁路抽风机前装有温度监测的仪器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113956065A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 江苏省环境工程技术有限公司 基于污泥低温真空干化装置的陶粒烧成系统及方法

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