CN111393009A - 一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法 - Google Patents

一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法，包括锅炉尾部烟道空预器和干化设备，其中，所述锅炉尾部烟道空预器上设置有空气入口和烟气入口，所述烟气入口连接燃煤电站锅炉的烟气出口；所述锅炉尾部烟道空预器的空气出口分别连接燃煤电站锅炉的锅炉炉膛的入口、以及干化设备的流化热风入口；所述干化设备上设置有湿污泥入口、蒸汽入口和干污泥出口；本发明以锅炉热风作为动力源和辅助热源，以热蒸汽为主热源，对湿污泥进行干化；可增加传热扰动效果，提高传热效率，同时降低干化蒸汽耗率。

Description

一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及 方法
技术领域
本发明属于发电领域，具体涉及一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法。
背景技术
随着我国城市化的不断加深，城镇生活污水排放量自2010年的354亿吨已增长至600亿吨，相应城市污泥待处理量已增长至约4000万吨。根据国家能源局《关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知(2017)》，建议燃煤电站需协助处理秸秆、污泥等类型生物质燃料。
目前，燃煤电站若大比例掺烧污泥，需先将污泥含水率干化至20％～40％方可与煤掺混，经输送系统送入锅炉焚烧。现有污泥干化协同处置装置主要指利用圆盘、桨叶或皮带机作为受热面，以蒸汽为热源，进行干化。污泥只能被动随着受热面移动或转动进行迁移，传热效率低，设备规模受限材料刚性等限制，不易扩大化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法，解决了现有的污泥干化过程中，存在传热效率低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，包括锅炉尾部烟道空预器和干化设备，其中，所述锅炉尾部烟道空预器上设置有空气入口和烟气入口，所述烟气入口连接燃煤电站锅炉尾部烟道上一级换热设备的烟气出口；所述锅炉尾部烟道空预器的空气出口分别连接燃煤电站锅炉的锅炉炉膛的入口、以及干化设备的流化热风入口；所述干化设备上设置有湿污泥入口、蒸汽入口和干污泥出口。
优选地，所述锅炉尾部烟道空预器上的空气入口连接锅炉风机的出口。
优选地，所述干化设备的湿污泥入口连接有湿污泥储仓；所述湿污泥储仓和干化设备上的湿污泥入口之间依次设置有输送系统和初级破碎设备。
优选地，所述干化设备的干污泥出口连接有干污泥仓。
优选地，所述干化设备的蒸汽入口连接有蒸汽管道，所述蒸汽管道布置在干化设备的内腔中；所述蒸汽管道的蒸汽口连接电站汽水系统。
优选地，所述干化设备上还设置有热风出口，所述热风出口连接有旋风分离装置；所述旋风分离装置的干污泥出口连接干污泥仓；所述旋风分离装置的热风出口依次连接二级分离装置、冷凝设备和锅炉炉膛。
优选地，所述干化设备的流化热风入口处设置有布风装置。
一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置方法，基于所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，包括以下步骤：
从燃煤电站锅炉尾部烟道空预器出口抽取一部分热空气作为干化系统动力源，同时作为干化系统的辅助热源进入干化设备，其余热风送入锅炉炉膛内；
通过干化设备内部的蒸汽以及流化热风对进入干化设备内的湿污泥进行干化。
优选地，所述干化设备排出的热风含大量细颗粒干污泥，经过旋风分离装置分离出绝大部分干污泥至干污泥仓，剩余热风依次经过二级分离装置和冷凝设备后送入锅炉炉膛继续燃烧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统及方法，以锅炉热风作为动力源和辅助热源，以热蒸汽为主热源，对湿污泥进行干化。湿污泥在干化设备中呈现流态化，湿污泥与热空气传热面积增加，传热效率增加；同时，湿污泥在流态化过程中颗粒之间不断碰撞、分离，增加传热扰动效果通过上述流态床传热强化方式，干化设备蒸汽耗率可进一步降低。
进一步的，本发明提出系统含多级分离装置及多相态废物处置工艺，可突出燃煤电站污泥协同处置的绿色环保特性。
附图说明
图1是本发发明涉及的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，包括燃煤电站锅炉1、锅炉风机2、锅炉尾部烟道空预器3、锅炉炉膛5、流化热风入口6、干化设备7、布风装置8、热风出口9、湿污泥储仓10、输送系统11、初级破碎设备12、蒸汽管道13、电站汽水系统14、旋风分离装置15、干污泥仓16、干污泥输送设备17、二级分离装置除臭18、冷凝设备19、废水处理装置20和除臭风机21，其中，燃煤电站锅炉1尾部烟道上一级换热设备的的烟气出口连接锅炉尾部烟道空预器3的烟气入口；所述锅炉尾部烟道空预器3的中高温烟气出口分别连接锅炉炉膛5的入口、以及干化设备7的流化热风入口。
所述锅炉尾部烟道空预器3上设置有空气入口，所述空气入口连接锅炉风机2的出口。
所述锅炉尾部烟道空预器3上设置有一、二次风口4，该一、二次风口4与锅炉炉膛5连接。
所述干化设备7上设置有湿污泥入口，所述湿污泥入口连接有湿污泥储仓10。
所述湿污泥储仓10和干化设备上的湿污泥入口之间依次设置有输送系统11和初级破碎设备。
所述干化设备7的流化热风入口处设置有布风装置8。
所述干化设备7的内腔中铺设有蒸汽管道13，所述蒸汽管道13的蒸汽口连接有电站汽水系统14。
所述干化设备7的底部设置有排料口，所述排料口连接有干污泥仓16。
所述干化设备7的顶部设置有热风出口9；所述热风出口9连接有旋风分离装置15的入口；所述旋风分离装置15的干污泥出口连接干污泥仓16；所述旋风分离装置15的热风出口依次连接二级分离装置18、冷凝设备19和锅炉炉膛5。
所述湿污泥储仓10、干污泥仓16和污泥输送系统11均连接有除臭风机21。
本发明的工作流程：
从燃煤电站锅炉1尾部烟道空预器3出口抽取一部分热空气作为干化系统动力源，其余热风继续以一、二次风等形式送入锅炉炉膛5内；
抽取的热风作为干化系统的流化热风经过布风装置8均匀进入干化设备7，最终从顶部排出，同时，湿污泥由湿污泥储仓10经过输送系统11和初级破碎设备12进入干化设备7；
干化设备7内部铺设有蒸汽管道13，热蒸汽有电站汽水系统提供，换热后返回至电站汽水系统14，干化设备7底部有排料口，可将干化后的大块污泥排至干污泥仓16；
顶部出口热风9含大量细颗粒干污泥，经过旋风分离装置15分离出绝大部分干污泥至干污泥仓16，剩余热风经过二级分离装置和冷凝设备后送入锅炉继续燃烧；
为防止污泥臭气散播，湿污泥仓、干污泥仓、污泥输送管道需用除臭风机21抽气，所抽臭气最终送入锅炉中燃烧。
进一步，锅炉尾部烟道空预器3的出口热风温度以锅炉运行状态为主，设计时只取锅炉设计工况，抽取风量为干化装置设计值，约5000～20000Nm3/h(以干化机处理规模为准)，不会对锅炉运行产生较大影响；
流化热风风压力受限于锅炉风机，可能无法满足干化装置需求，因此可能需配置单独的增压风机，本专利不进行特定约束，但相关改进描述均应在本专利保护范围。
图中只标示一、二次热风，但实际可能存在三次风或者OFA风等，本专利不进行特定约束，但相关改进描述均应在本专利保护范围。
布风装置主要作用为均匀布风，同时增加布风阻力以防止干化装置中的泥料倒漏入送风系统中；
湿污泥储仓(如液压滑架、液压盖板)及输送系统(如柱塞泵、蛟龙输送器)为成熟技术，本专利不进行特定约束；
初级破碎装置可使用湿污泥切条机或其他类似设备，本专利不进行特定约束，但相关改进描述均应在本专利保护范围。
干化设备内蒸汽管道为螺旋盘管或“S”型管束，具体设计以干化设备换热计算为准，但相关改进描述均应在本专利保护范围；
干化设备底部排料口结构与流化床锅炉相近，排料口后部应安装有送料装置(类似刮板给料机、螺旋给料机等)，本专利不进行特定约束，但相关改进描述均应在本专利保护范围。
出口热风经过旋风分离装置分离后，若距离锅炉较近，且无冬季极寒天气，可选择不经过二级分离装置和冷凝设备，直接送至锅炉，本专利不进行特定约束，但相关改进描述均应在本专利保护范围；
二级分离装置可选用布袋除尘设备也可选用管式除尘设备，具体以现场条件为准，本专利不进行特定约束。
冷凝设备为成熟换热设备，冷凝出的废水若符合当地纳管标准，可直接排入电站污水系统，否则需经过废水处理装置方可排入电站污水系统。

Claims (9)

1.一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，包括锅炉尾部烟道空预器(3)和干化设备(7)，其中，所述锅炉尾部烟道空预器(3)上设置有空气入口和烟气入口，所述烟气入口连接燃煤电站锅炉(1)尾部烟道上一级换热设备的烟气出口；所述锅炉尾部烟道空预器(3)的空气出口分别连接燃煤电站锅炉的锅炉炉膛的入口、以及干化设备的流化热风入口；所述干化设备(7)上设置有湿污泥入口、蒸汽入口和干污泥出口。
2.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述锅炉尾部烟道空预器(3)上的热风入口连接锅炉风机(2)的热风出口。
3.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述干化设备(7)的湿污泥入口连接有湿污泥储仓(10)；所述湿污泥储仓(10)和干化设备上的湿污泥入口之间依次设置有输送系统(11)和初级破碎设备(12)。
4.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述干化设备(7)的干污泥出口连接有干污泥仓(16)。
5.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述干化设备(7)的蒸汽入口连接有蒸汽管道(13)，所述蒸汽管道(13)布置在干化设备(7)的内腔中；所述蒸汽管道(13)的蒸汽口连接电站汽水系统(14)。
6.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述干化设备(7)上还设置有热风出口(9)，所述热风出口(9)连接有旋风分离装置(15)；所述旋风分离装置(15)的干污泥出口连接干污泥仓(16)；所述旋风分离装置(15)的热风出口依次连接二级分离装置(18)、冷凝设备(19)和锅炉炉膛(5)。
7.根据权利要求1所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，其特征在于，所述干化设备(7)的流化热风入口处设置有布风装置(8)。
8.一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置方法，其特征在于，基于权利要求1-7中任一项所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置一体化系统，包括以下步骤：
从燃煤电站锅炉(1)尾部烟道空预器(3)出口抽取一部分热空气作为干化系统动力源，同时作为干化系统的辅助热源进入干化设备(7)，其余热风送入锅炉炉膛(5)内；
通过干化设备(7)内部的蒸汽以及流化热风对进入干化设备(7)内的湿污泥进行干化。
9.根据权利要求8所述的一种基于燃煤电站热风循环的污泥协同处置方法，其特征在于，所述干化设备(7)排出的热风含大量细颗粒干污泥，经过旋风分离装置(15)分离出绝大部分干污泥至干污泥仓(16)，剩余热风依次经过用于除去细微颗粒二级分离装置和用于除去废水冷凝设备后送入锅炉炉膛(5)继续燃烧。
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