CN111735061A - 分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，包括：污泥焚烧装置，污泥焚烧装置用于焚烧污泥，并辅助产生蒸汽；蒸汽发生装置，蒸汽发生炉与污泥焚烧装置串联或并联，蒸汽发生装置用于产生蒸汽；蒸汽分配装置，蒸汽分配装置分别与污泥焚烧装置和蒸汽发生装置相连，蒸汽分配装置用于分配污泥焚烧装置辅助产生的蒸汽和蒸汽发生装置产生的蒸汽，以调节补充污泥焚烧装置所需的蒸汽热量。本发明能够保证污泥焚烧和蒸汽发生相互独立，以降低排烟温度，从而能够取消烟气尾部的降温反应塔来节约成本，同时还能够解决污泥焚烧释放热量和所需蒸汽的吸收热量不平衡的矛盾，以提高整体运行的稳定性和热效率。

Description

分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统
技术领域
本发明涉及污泥焚烧技术领域，具体涉及一种分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统。
背景技术
目前，市政污泥单独焚烧系统大都采用了欧洲主流的BFB(Bubbling fluidizedbed combustion，鼓泡流化床)或日本的固定床焚烧装置，上述两种装置中的蒸汽均是由焚烧炉及余热锅炉一体化产生的。但是，由于干化污泥的热值不足以产生污泥干化所需的蒸汽量，因此BFB(Bubbling fluidized bed combustion，鼓泡流化床)或日本的固定床焚烧装置一般需添加满足市政控煤的要求清洁燃料，例如柴油、天然气等作为辅助燃料进行额外加热以提供满足干化污泥的热值。
然而，当在BFB(Bubbling fluidized bed combustion，鼓泡流化床)或日本的固定床焚烧装置中添加清洁燃料进行助燃时，往往会导致BFB(Bubbling fluidized bedcombustion，鼓泡流化床)或日本的固定床焚烧装置中的炉膛温度超温。因此，目前为解决炉膛温度超温的问题，一般会在炉膛内部设置紧急喷淋和湿污泥添加等降温措施，但是，降温后的余热锅炉的出口烟温一般还是在210℃左右，仍然会导致排烟较大的损失，使得整个锅炉效率一般在70％，并且在烟气进入布袋除尘器前，还需设降温措施的干式反应器，防止布袋损坏。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，能够保证污泥焚烧和蒸汽发生相互独立，以降低排烟温度，从而能够取消烟气尾部的降温反应塔来节约成本，同时还能够解决污泥焚烧释放热量和所需蒸汽的吸收热量不平衡的矛盾，以提高整体运行的稳定性和热效率。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，包括：污泥焚烧装置，所述污泥焚烧装置用于焚烧污泥，并辅助产生蒸汽；蒸汽发生装置，所述蒸汽发生炉与所述污泥焚烧装置串联或并联，所述蒸汽发生装置用于产生蒸汽；蒸汽分配装置，所述蒸汽分配装置分别与所述污泥焚烧装置和所述蒸汽发生装置相连，所述蒸汽分配装置用于分配所述污泥焚烧装置辅助产生的蒸汽和所述蒸汽发生装置产生的蒸汽，以调节补充所述污泥焚烧装置所需的蒸汽热量。
根据本发明实施例提出的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，通过设置污泥焚烧装置焚烧污泥，并辅助产生蒸汽，以及设置与污泥焚烧装置串联或并联的蒸汽发生装置独立加热产生蒸汽，同时设置分别与污泥焚烧装置和蒸汽发生装置相连的蒸汽分配装置，以调节补充所述污泥焚烧装置所需的蒸汽热量，由此，能够保证污泥焚烧和蒸汽发生相互独立，以降低排烟温度，从而能够取消烟气尾部的降温反应塔来节约成本，同时还能够解决污泥焚烧释放热量和所需蒸汽的吸收热量不平衡的矛盾，以提高整体运行的稳定性和热效率。
另外，根据本发明上述实施例提出的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述污泥焚烧装置包括污泥焚烧炉、旋风分离器和余热锅炉，其中，所述污泥焚烧炉通过所述旋风分离器连接所述余热锅炉，所述污泥焚烧炉用于焚烧污泥并通过所述旋风分离器传递热量至所述余热锅炉以辅助产生蒸汽。
进一步地，所述余热锅炉包括蒸发器、过热器和汽包，其中，所述汽包分别与所述蒸发器和所述过热器相连。
根据本发明的一个实施例，若所述污泥焚烧装置与所述蒸汽发生装置串联，则所述汽包的第一出口端与所述蒸汽发生装置的入口端相连，并且所述汽包的第一入口端与所述蒸发器的第一出口端相连，同时所述汽包的第二出口端与所述过热器的入口端相连。
根据本发明的一个实施例，若所述污泥焚烧装置与所述蒸汽发生装置并联，则所述汽包的第一出口端与所述蒸发器的第二入口端相连，并且所述汽包的第一入口端和第二入口端分别与所述蒸发器的第一出口端和第二出口端相连，同时所述汽包的第二出口端与所述过热器的入口端相连。
根据本发明的一个实施例，所述蒸汽分配装置分别与所述过热器和所述蒸汽分配装置的出口端相连。
进一步地，所述污泥焚烧装置为CFB(Circulating Fluidized bed Boiler，循环流化床锅炉)。
进一步地，所述污泥焚烧装置为BFB(Bubbling fluidized bed combustion，鼓泡流化床)。
进一步地，所述蒸汽发生装置为清洁燃烧锅炉。
进一步地，所述蒸汽分配装置为分汽缸。
附图说明
图1为本发明实施例的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统的方框示意图；
图2为本发明一个实施例的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统的串联示意图；
图3为本发明一个实施例的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统的并联示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统包括污泥焚烧装置10、蒸汽发生装置20和蒸汽分配装置30。其中，污泥焚烧装置10可用于焚烧污泥，并辅助产生蒸汽；蒸汽发生装置20可与污泥焚烧装置10串联或并联，蒸汽发生装置20可用于产生蒸汽；蒸汽分配装置30分别与污泥焚烧装置10和蒸汽发生装置20相连，蒸汽分配装置30可用于分配污泥焚烧装置10辅助产生的蒸汽和蒸汽发生装置20产生的蒸汽，以调节补充污泥焚烧装置10所需的蒸汽热量。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，污泥焚烧装置10可包括污泥焚烧炉101、旋风分离器102和余热锅炉103，其中，污泥焚烧炉101可通过旋风分离器102连接余热锅炉103，同时污泥焚烧炉101可用于焚烧污泥并通过旋风分离器102传递热量至余热锅炉103以辅助产生蒸汽。
具体地，如图2所示，污泥焚烧炉101可通过烟气出口连接旋风分离器102，通过旋风分离器102以将污泥焚烧炉101焚烧污泥产生的烟气中的固气体系分离，将其中分离出的固体物质重新输入污泥焚烧炉101中，并将其中分离出的带有高温的气体输入余热锅炉103，为余热锅炉103提供热量，从而可通过余热锅炉103辅助产生蒸汽。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，余热锅炉103可包括汽包1031、过热器1032和第一蒸发器1033，其中，汽包1031可分别与第一蒸发器1033和过热器1032相连。
具体地，如图2所示，汽包1031可通过第一出口端a与蒸汽发生装置20的入口端b相连，并且汽包1031可通过第一入口端c与第一蒸发器1033的出口端d相连，同时汽包1031的第二出口端e可与过热器1032的入口端f相连，进一步地，过热器1032的出口端g可与蒸汽分配装置30相连，例如可与蒸汽分配装置30的第一入口端h相连。
基于上述结构可实现污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20的串联，由此能够实现污泥焚烧装置10和蒸汽发生装置20的分布式蒸汽发生，即可通过污泥焚烧装置10辅助产生蒸汽，同时可通过蒸汽发生装置20产生其余蒸汽。
具体地，如图2所示，当污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20串联时，可从第一蒸发器1033的入口端i输入水分，例如凝结水，该凝结水通过第一蒸发器1033可产生蒸汽，并可通过第一蒸发器1033的出口端d输入到汽包1031的第一入口端c，进入汽包1031的蒸汽经过清洗后可通过汽包1031的第二出口端e输入到过热器1032的入口端f，进而可通过过热器1032降温以经过热器1032的出口端g输入到蒸汽分配装置30的第一入口端h以进入蒸汽分配装置30，从而完成污泥焚烧装置10的辅助产生蒸汽的任务。
此外，如图2所示，当污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20串联时，可从汽包1031的第一出口端a输出水分至蒸汽发生装置20的输入端b，蒸汽发生装置20可独立进行加热，以将输入的水分转换为蒸汽，并可将该蒸汽通过输出端n输入到蒸汽分配装置30的第二输入端m以进入蒸汽分配装置30，从而可完成蒸汽发生装置20的产生蒸汽的任务。
在本发明的另一个实施例中，污泥焚烧装置10还可与蒸汽发生装置20并联，下面将结合图3阐述污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20并联的结构及工作过程。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，污泥焚烧装置10可包括污泥焚烧炉101、旋风分离器102和余热锅炉103，其中，污泥焚烧炉101可通过旋风分离器102连接余热锅炉103，同时污泥焚烧炉101可用于焚烧污泥并通过旋风分离器102传递热量至余热锅炉103以辅助产生蒸汽。
具体地，如图3所示，污泥焚烧炉101可通过烟气出口连接旋风分离器102，通过旋风分离器102以将污泥焚烧炉101焚烧污泥产生的烟气中的固气体系分离，将其中分离出的固体物质重新输入污泥焚烧炉101中，并将其中分离出的带有高温的气体输入余热锅炉103，以为余热锅炉103提供热量，从而可通过余热锅炉103辅助产生蒸汽。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，余热锅炉103可包括汽包1031、过热器1032和第一蒸发器1033和第二蒸发器1034，其中，汽包1031可分别与第一蒸发器1033、第二蒸发器1034和过热器1032相连。
具体地，如图3所示，汽包1031可通过第一出口端a与第二蒸发器1034的入口端p相连，并且汽包1031可通过第二入口端q与第二蒸发器1034的出口端r相连，汽包1031可通过第一入口端c与第一蒸发器1033的出口端d相连，此外汽包1031的第二出口端e可与过热器1032的入口端f相连，进一步地，过热器1032的出口端g可与蒸汽分配装置30相连，例如可与蒸汽分配装置30的第一入口端h相连。
进一步地，如图3所示，蒸汽发生装置20的输入端b可用于输入水分，例如凝结水，并且蒸汽发生装置20的输出端n可连接蒸汽分配装置30的第二输入端m。
基于上述结构可实现污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20的并联，由此能够实现污泥焚烧装置10和蒸汽发生装置20的分布式蒸汽发生，即可通过污泥焚烧装置10辅助产生蒸汽，同时可通过蒸汽发生装置20产生其余蒸汽。
具体地，如图3所示，当污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20并联时，可从第一蒸发器1033的入口端i输入水分，例如凝结水，该凝结水通过第一蒸发器1033可产生蒸汽，并可通过第一蒸发器1033的出口端d输入到汽包1031的第一入口端c，进入汽包1031的蒸汽经过清洗后可通过汽包1031的第二出口端e输入到过热器1032的入口端f，进而可通过过热器1032降温以经过热器1032的出口端g输入到蒸汽分配装置30的第一入口端h以进入蒸汽分配装置30；此外，还可从汽包1031的第一出口端a输出水分至第二蒸发器1034的入口端p，通过第二蒸发器1034可将输入的水分转换为蒸汽，并可将该蒸汽通过出口端r输入到汽包1031可通过第二入口端q，进入汽包1031的蒸汽经过清洗后可通过汽包1031的第二出口端e输入到过热器1032的入口端f，进而可通过过热器1032降温以经过热器1032的出口端g输入到蒸汽分配装置30的第一入口端h以进入蒸汽分配装置30，从而可完成污泥焚烧装置10的辅助产生蒸汽的任务。
此外，如图3所示，当污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20并联时，可通过蒸汽发生装置20的输入端b向蒸汽发生装置20输入水分，例如凝结水，蒸汽发生装置20可独立进行加热，以将输入的水分转换为蒸汽，并可将该蒸汽通过输出端n输入到蒸汽分配装置30的第二输入端m以进入蒸汽分配装置30，从而可完成蒸汽发生装置20的产生蒸汽的任务。
综上可知，当污泥焚烧装置10与蒸汽发生装置20串联或并联时，泥焚烧装置10可在通过污泥焚烧炉101焚烧污泥的同时还可通过输入到余热锅炉103的热量辅助产生蒸汽，并可通过独立的蒸汽发生装置20产生额外的蒸汽以补充调节污泥焚烧装置10在进行污泥干化时所需的蒸汽热量，由此，能够保证污泥焚烧装置和蒸汽发生装置加热过程的相互独立，即可将污泥焚烧和蒸汽发生过程分开，因此不需要在污泥焚烧装置产生的蒸汽热量难以满足污泥干化的需求时，向污泥焚烧装置中添加辅助燃料来增加蒸汽热量，从而能够降低污泥焚烧装置的炉膛温度和排烟温度，具体可将排烟温度降至120～130℃，此外，通过分步式串联或并联保证污泥焚烧装置和蒸汽发生装置加热过程的相互独立，还能够提高整体系统的热效率，具体可提高约20％，从而能够保证整体系统的运行稳定性。
需要进一步说明的是，上述实施例中的污泥焚烧装置可选用CFB(CirculatingFluidized bed Boiler，循环流化床锅炉)或BFB(Bubbling fluidized bed combustion，鼓泡流化床)，并且在本发明的其他实施例中，污泥焚烧装置可选用其他形式的焚烧炉；并且，上述实施例中的蒸汽发生装置可选用清洁燃烧锅炉，可采用柴油、天然气或沼气进行独立加热；同时，上述实施例中的蒸汽分配装置可选用分汽缸，以补充调节污泥焚烧炉干化污泥所需的蒸汽热量。通过选用CFB能够降低污泥焚烧炉的投资费用以降低成本。
根据本发明实施例提出的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，通过设置污泥焚烧装置焚烧污泥，并辅助产生蒸汽，以及设置与污泥焚烧装置串联或并联的蒸汽发生装置独立加热产生蒸汽，同时设置分别与污泥焚烧装置和蒸汽发生装置相连的蒸汽分配装置，以调节补充污泥焚烧装置所需的蒸汽热量，由此，能够保证污泥焚烧和蒸汽发生相互独立，以降低排烟温度，从而能够取消烟气尾部的降温反应塔来节约成本，同时还能够解决污泥焚烧释放热量和所需蒸汽的吸收热量不平衡的矛盾，以提高整体运行的稳定性和热效率。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，包括：
污泥焚烧装置，所述污泥焚烧装置用于焚烧污泥，并辅助产生蒸汽；
蒸汽发生装置，所述蒸汽发生炉与所述污泥焚烧装置串联或并联，所述蒸汽发生装置用于产生蒸汽；
蒸汽分配装置，所述蒸汽分配装置分别与所述污泥焚烧装置和所述蒸汽发生装置相连，所述蒸汽分配装置用于分配所述污泥焚烧装置辅助产生的蒸汽和所述蒸汽发生装置产生的蒸汽，以调节补充所述污泥焚烧装置所需的蒸汽热量。
2.根据权利要求1所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述污泥焚烧装置包括污泥焚烧炉、旋风分离器和余热锅炉，其中，所述污泥焚烧炉通过所述旋风分离器连接所述余热锅炉，所述污泥焚烧炉用于焚烧污泥并通过所述旋风分离器传递热量至所述余热锅炉以辅助产生蒸汽。
3.根据权利要求2所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述余热锅炉包括蒸发器、过热器和汽包，其中，所述汽包分别与所述蒸发器和所述过热器相连。
4.根据权利要求3所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，其中，若所述污泥焚烧装置与所述蒸汽发生装置串联，则所述汽包的第一出口端与所述蒸汽发生装置的入口端相连，并且所述汽包的第一入口端与所述蒸发器的第一出口端相连，同时所述汽包的第二出口端与所述过热器的入口端相连。
5.根据权利要求4所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，其中，若所述污泥焚烧装置与所述蒸汽发生装置并联，则所述汽包的第一出口端与所述蒸发器的第二入口端相连，并且所述汽包的第一入口端和第二入口端分别与所述蒸发器的第一出口端和第二出口端相连，同时所述汽包的第二出口端与所述过热器的入口端相连。
6.根据权利要求5所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，其中，所述蒸汽分配装置分别与所述过热器和所述蒸汽分配装置的出口端相连。
7.根据权利要求6所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述污泥焚烧装置为CFB。
8.根据权利要求6所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述污泥焚烧装置为BFB。
9.根据权利要求6所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述蒸汽发生装置为清洁燃烧锅炉。
10.根据权利要求6所述的分步式蒸汽发生的污泥焚烧系统，其特征在于，所述蒸汽分配装置为分汽缸。
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