CN111018306A - 污泥干化焚烧系统 - Google Patents

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候云健
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Abstract

本发明公开了污泥干化焚烧系统，包括污泥干化系统、焚烧系统、发电系统和烟气处理系统。该系统选用的薄层干化机适用性广、干化效率高，薄层干化机的五段加热夹层能够单独调节蒸汽量，适用于各种80％含水率污泥的干化；生物质锅炉适用于污泥和多种生物质的混合燃烧，燃烧效率高且产渣量大，增加效益；系统可根据不同地区污泥热值情况和生物质情况，选择是否配置汽轮、发电机组，以寻求最佳生产效益。

Description

污泥干化焚烧系统
技术领域
本发明涉及一种污泥处理装置，尤其涉及污泥干化与焚烧处理装置。
背景技术
截止2018年，我国污水处理厂数量超过4200座，污水处理能力约为1.95亿m3/d，污泥年产量超过4500万吨，2020年污泥产量预计达到6000万吨。国内早期污水处理厂建设普遍“重水轻泥”，多采用填埋方式，占用大量的土地，污泥“围城”情况普遍。同时污泥中残存的重金属和有机物还容易造成环境的二次污染。
目前污泥处置方式多样，主要有好氧发酵后土地利用，厌氧消化产甲烷并回收利用，污泥干化焚烧等等。这几种处置方式都有着明显的缺点：好氧发酵后污泥肥力低、体积大，且污泥中金属离子是否安全；厌氧消化反应周期长，消化设备体积大，产生的沼气需提纯，沼渣和沼液处理难度大；污泥干化焚烧的建设运行成本较高，干化设备以进口为主，尾气、废水、飞灰处理成本较大。相对于好氧发酵和厌氧消化等污泥处理方式，污泥干化焚烧的最大优点为处理效率高、处理更彻底且减量化明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的污泥干化焚烧处理方案，能够高效处理污泥及傍生的废气、废水和灰尘，综合运用成本低。
为了实现上述技术目的，本发明的污泥干化焚烧系统，包括湿污泥仓，所述湿污泥仓通过输送泵连接薄层干化机入口，所述薄层干化机出口通过皮带输送机连接干污泥仓，所述薄层干化机的进汽支管连接蒸汽管，所述干污泥仓通过输送带连接炉前污泥仓，所述炉前污泥仓通过输送带连接循环流化床锅炉炉膛，所述薄层干化机通过管道连接冷却器，所述冷却器通过管道连接循环流化床锅炉炉膛，生物质仓和砂仓分别通过输送带连接循环流化床锅炉炉膛，所述循环流化床锅炉过热蒸汽输出管通过汇汽集箱连接薄层干化机的进汽支管，所述循环流化床锅炉烟气出口连接布袋除尘器，所述布袋除尘器通过引风机连接脱硫塔，所述脱硫塔连接烟囱。
上述技术方案中，所述循环流化床锅炉过热蒸汽输出管先后通过汇汽集箱和汽轮机组连接薄层干化机的进汽支管，所述汽轮机组连接发电机组，所述发电机组连接变压器。
上述技术方案中，所述冷却器通过管道还连接除臭喷淋塔。
上述技术方案中，所述循环流化床锅炉炉膛还分别连接炉内喷钙反应器和SNCR反应器。
上述技术方案中，所述循环流化床锅炉烟道内设置有多管除尘器。
上述技术方案中，所述循环流化床锅炉烟气出口和布袋除尘器之间还设置有电除尘器。
上述技术方案中，所述烟囱内设置有消白装置。
上述技术方案中，所述薄层干化机的冷凝水管连接循环流化床锅炉给水管。
上述技术方案中，所述循环流化床锅炉还包括除盐水装置，所述除盐水装置的过热蒸汽输出管连接汽轮机组。
上述技术方案中，所述布袋除尘器和电除尘器中间设置有活性炭喷射反应器。
本发明的污泥干化焚烧系统具有如下有益效果。
1、选用的薄层干化机适用性广、干化效率高，薄层干化机的五段加热夹层能够单独调节蒸汽量，适用于各种80％含水率污泥的干化；
2、生物质锅炉适用于污泥和多种生物质的混合燃烧，燃烧效率高且产渣量大，增加效益；
3、系统可根据不同地区污泥热值情况和生物质情况，选择是否配置汽轮、发电机组，以寻求最佳生产效益。
附图说明
图1污泥干化焚烧系统流程结构示意图。
图2为图1中污泥干化系统和污泥焚烧系统结构示意图。
图3为图1中发电系统和烟气处理系统结构示意图。
图中：1-湿污泥仓、2-污泥输送泵、3-薄层干化机、4-冷却器、5-除臭喷淋塔、6-皮带输送机、7-干污泥仓，8-炉前污泥仓、9-生物质仓、10-砂仓、11-除盐水装置、12-循环流化床锅炉、13-汇汽集箱，14-多管除尘器、15-汽轮机组、16-发电机组、17-变压器，18-炉内喷钙反应器、19-SNCR反应器、20-电除尘器、21-活性炭喷射反应器、22-布袋除尘器、23-引风机、24-脱硫塔、25-消白装置、26-烟囱。
具体实施方式
下面结合图1对具体方案进行说明。
污泥干化焚烧系统，包括湿污泥仓1，所述湿污泥仓的输出端通过输送泵2和管道连接薄层干化机3入口，所述薄层干化机3出口通过皮带输送机6连接干污泥仓7。
所述薄层干化机的进汽支管连接外网蒸汽，所述薄层干化机的冷凝水管连接循环流化床锅炉12的给水管。
所述干污泥仓7输出端通过输送带连接炉前污泥仓8，所述炉前污泥仓8、生物质仓9和砂仓10通过输送带分别连接循环流化床锅炉12的炉膛，所述薄层干化机3的出气口通过管道连接冷却器4输入端，所述冷却器4的输出端通过管道分别连接循环流化床锅炉12的炉膛和除臭喷淋塔5。
所述循环流化床锅炉12的过热蒸汽输出管先后通过汇汽集箱13和汽轮机组15连接薄层干化机的进汽支管，所述汽轮机组15连接发电机组16，所述发电机组16通过变压器17将电能输送至用电区。所述循环流化床锅炉12还包括除盐水装置11，所述除盐水装置的过热蒸汽输出管连接汽轮机组15。
所述炉内喷钙反应器18和SNCR反应器19通过管道连接至循环流化床锅炉12的炉膛。
所述循环流化床锅炉12的烟道内设置有多管除尘器14。
所述循环流化床锅炉12的烟气出口连接电除尘器20，所述电除尘器20连接布袋除尘器22，所述电除尘器20和布袋除尘器22中间设置有活性炭喷射反应器21。
所述布袋除尘器22通过引风机23连接脱硫塔24，所述脱硫塔24连接烟囱26。所述烟囱内26设置有消白装置25。
污泥干化焚烧系统具体运行流程为：外来污泥储存于湿污泥仓1，通过污泥输送泵2输送至离心式薄层干化机3，干化机热源为1.0MPa、180℃饱和蒸汽。薄层干化机3由五段加热夹层组成，每段加热夹层的进汽支管上设置调节阀，可根据干化出泥的含水率对每段夹层调节进汽量。每段加热夹层下口处设置疏水阀，薄层内蒸汽、冷凝水同时存在，冷凝水排出作为锅炉补水，蒸汽保存在干化机内继续加热。干化污泥与生物质分别储存于炉前污泥仓8、生物质仓9，再输送至循环流化床锅炉12焚烧。锅炉前设置三个的生物质料仓9，可根据干化污泥的热值，选择不同的进料配比以保证循环流化床锅的燃烧效率。干化过程中产生的废气经过冷却器5降温后，输送至循环流化床锅炉12焚烧，实现废气的初步处理；干化冷凝水可作为循环流化床锅炉12的补给水，循环用水。若锅炉发生故障，采用外网蒸汽作为干化热源，干化废气通入除臭喷淋塔处理达标后排放，干化污泥存储于干污泥仓7，再通过车辆外运。
循环流化床锅炉12以干化污泥和生物质为燃料而设计的生物质锅炉，若地区污泥热值较低、生物质价格高，则锅炉设计为低温低压锅炉，不设置汽轮发电机组，锅炉蒸汽直接供给干化机；若地区污泥热值较高且生物质来源广、价格便宜，则锅炉设计为中温中压锅炉，与汽轮发电机组配套。焚烧过程中的热量将除盐水加热成过热蒸汽，过热蒸汽为汽轮机组15提供动力，产生机械能，从而带动发电机16发电，经变压器17后给厂区供电，而使用过的蒸汽可作为离心式薄层干化机的干化热源，实现能源的综合、循环利用。
锅炉焚烧时，烟气系统的炉内喷钙反应器18、SNCR反应器19分别将石灰石、氨水喷射到锅炉指定部位，实现炉内烟气中SO2、NOX的部分去除。循环流化床锅炉12内设置旋风多管除尘器14，增加锅炉产渣量。锅炉出口烟气分别通过静电除尘器20、布袋除尘器22实现粉尘的去除；烟气通过活性炭喷射反应器21，去除烟气中的二噁英和部分挥发性金属；电除尘器和布袋除尘器捕获的飞灰由于性质不同，分别进行处理。布袋除尘器出口烟气通过脱硫塔24，以钠碱法脱硫实现SO2的去除，脱硫烟气经消白装置25后从烟囱26达标排放。

Claims (10)

1.污泥干化焚烧系统，包括湿污泥仓，所述湿污泥仓通过输送泵连接薄层干化机入口，所述薄层干化机出口通过皮带输送机连接干污泥仓，所述薄层干化机的进汽支管连接蒸汽管，其特征在于：所述干污泥仓通过输送带连接炉前污泥仓，所述炉前污泥仓通过输送带连接循环流化床锅炉炉膛，所述薄层干化机通过管道连接冷却器，所述冷却器通过管道连接循环流化床锅炉炉膛，生物质仓和砂仓分别通过输送带连接循环流化床锅炉炉膛，所述循环流化床锅炉过热蒸汽输出管通过汇汽集箱连接薄层干化机的进汽支管，所述循环流化床锅炉烟气出口连接布袋除尘器，所述布袋除尘器通过引风机连接脱硫塔，所述脱硫塔连接烟囱。
2.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉过热蒸汽输出管先后通过汇汽集箱和汽轮机组连接薄层干化机的进汽支管，所述汽轮机组连接发电机组，所述发电机组连接变压器。
3.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述冷却器通过管道还连接除臭喷淋塔。
4.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉炉膛还分别连接炉内喷钙反应器和SNCR反应器。
5.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉烟道内设置有多管除尘器。
6.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉烟气出口和布袋除尘器之间还设置有电除尘器。
7.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述烟囱内设置有消白装置。
8.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述薄层干化机的冷凝水管连接循环流化床锅炉给水管。
9.如权利要求2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述循环流化床锅炉还包括除盐水装置，所述除盐水装置的过热蒸汽输出管连接汽轮机组。
10.如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述布袋除尘器和电除尘器中间设置有活性炭喷射反应器。
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