CN111847833A - 一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法，协同处理系统包括垃圾焚烧炉、余热锅炉、镶嵌式污泥低温干化造粒装置、烟气净化塔、布袋除尘器和烟囱；垃圾焚烧炉与余热锅炉相连通，余热锅炉上设有汽轮发电机；镶嵌式污泥低温干化造粒装置包括内滚筒和外滚筒，内滚筒和外滚筒由驱动装置驱动旋转；内滚筒上开设污泥进料口、污泥转移口第一进气口和第一出气口，外滚筒上开设污泥出料口、第二进气口和第二出气口；镶嵌式污泥低温干化造粒装置与烟气净化塔相连接后连接布袋除尘器，再连接烟囱。本发明开辟了垃圾焚烧与污泥热干化协同处理的新途径，以废治废、节能减排，从而使垃圾和污泥能够得到真正的无害化、减量化、资源化处理。

Description

一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法
技术领域
本发明属于垃圾和污泥处理领域，具体涉及一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法。
背景技术
垃圾焚烧通过热分解、燃烧、熔融等反应，使垃圾经过高温氧化进行减量，成为残渣或者熔融固体物质。其主要有着以下几方面优点：1)垃圾焚烧炉内温度控制在高于850℃，焚烧后分类收集的可燃性垃圾可缩小90％，且垃圾焚烧厂占地面积相对较小，相比填埋法等其他处理方法，可节约大量填埋场占地；2)垃圾经过高温焚烧处理后,垃圾中的病菌、病毒、寄生虫卵等病原体被彻底消灭，能有效杜绝次生污染；3)垃圾焚烧可实现能量回收利用,将垃圾的内能转换成热能、电能，包括焚烧发电、供热和热电联产；4)垃圾焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响。与生活垃圾填埋、堆肥等处理方法相比,垃圾焚烧在减量化和资源化方面有着巨大的优势，因此，垃圾焚烧在未来必将成为城市生活垃圾的主要处理方式。
城市污水和工业废水在净化过程中产生的污泥，不仅含有病源微生物、多种有机和无机污染物以及重金属，而且因含水率高(80％左右)而体积庞大，因此，是一类危害性极大的固体废弃物，如何经济安全地处理污水处理厂污泥是世界性的环境难题。由于污泥中含有35-45％的有机物质，因此具有大约平均2000kcal/kg的热值，这是污泥可利用的有价值的潜在资源，另外，污泥的无机部分主要由石英、长石和粘土矿物组成，因此污泥可以作为建筑材料，如水泥、砖、陶粒等的基础原料。污泥处理的终极目标与生活垃圾一样，即无害化、减量化和资源化，其中降低污泥的含水率和减小污泥的体积，首先使污泥实现减量化，是最终实现污泥无害化和资源化处理的基础与关键。实践表明，“热干化”是污泥深度脱水和减少体积最有效的方法，但是，污泥热干化是能量净消耗的过程，能耗费用通常占污泥处理总费用的百分之八十以上，因而存在“能耗瓶颈”。实验研究和工程实践表明，在100℃～250℃的低温条件下，污泥干化时释放的有害气体可以被控制在较低水平，从而可以保存95％以上污泥的原始热值。然而，在这样的低温条件下完成污泥干化与造粒过程，需要有足够的空间与充分的时间来保证热源与湿污泥之间的热交换反应。已有的利用蒸汽作为热源的污泥热干化设备，由于采用间接干化的方式，不仅耗能而且污泥干化的效率低，更因污泥在较高温度下干化释放的大量有害气体需要特别处理，从而使污泥的处理成本很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，并提供一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其包括垃圾焚烧炉、余热锅炉、镶嵌式污泥低温干化造粒装置、烟气净化塔、布袋除尘器和烟囱；所述垃圾焚烧炉与余热锅炉通过管道相连通，用于将垃圾焚烧炉内的热能送入余热锅炉；所述余热锅炉上设有汽轮发电机，用于将余热锅炉内的部分热能转化为电能；
所述镶嵌式污泥低温干化造粒装置包括内滚筒和外滚筒，所述的外滚筒同轴嵌套在内滚筒外面，两个滚筒之间形成环形空腔；内滚筒和外滚筒由驱动装置驱动旋转；所述的内滚筒的内壁上设有若干排沿内滚筒周向布设的扬料板，每排扬料板中的所有扬料板在内滚筒的前端到后端之间均匀排列；每块扬料板均突出内滚筒的内壁，用于在内滚筒转动过程中带动污泥一并转动，并在转至顶部区域时使污泥落下；所述的内滚筒前端设有第一进气口和污泥进料口，后端设有污泥转移口和第一出气口；所述污泥进料口通过螺旋输送机与外部的污泥储存仓相连通，用于向内滚筒输送污泥，内滚筒中靠近污泥进料口处设有污泥分散器；所述污泥转移口用于将内滚筒中的污泥转移至外滚筒内；
所述的外滚筒内壁上设有一条或多条污泥移动导向板，所述的污泥移动导向板为以螺旋形式从外滚筒后端向前端延伸的导向板；所述的外滚筒前端设有第二进气口和污泥出料口，后端设有第二出气口；所述的污泥出料口通过污泥传送带连接污泥成品库；所述污泥成品库通过管道与垃圾焚烧炉的垃圾进料口相连通，用于将污泥送入垃圾焚烧炉中进行焚烧；
所述第一进气口和第二进气口分别通过第一通风管道和第二通风管道与所述余热锅炉相连通，用于将余热锅炉内的热烟气分别送入内滚筒和外滚筒中；所述第一出气口和第二出气口均与烟气净化塔相连接后连接布袋除尘器，布袋除尘器通过第三通风管道和烟囱相连接。
作为优选，进入所述镶嵌式污泥低温干化造粒装置中的热烟气温度为200℃～250℃。
作为优选，所述垃圾焚烧炉内温度为850℃。
作为优选，所述污泥储存仓为地埋式污泥储存仓，污泥储存仓的底部设有双螺旋定量进泥机，用于将污泥分割为块状后送入螺旋输送机。
作为优选，所述第一通风管道和第二通风管道上均设有第一引风机，余热锅炉内的热烟气通过第一引风机的牵引作用通过第一通风管道和第二通风管道分别进入内滚筒和外滚筒中；所述第三通风管道上设有第二引风机，经过布袋除尘器处理后的气体通过第二引风机的牵引作用通过烟囱达标排放。
作为优选，所述烟气净化塔通过管路分别与石灰浆供应仓和活性炭储存仓相连通，分别用于向烟气净化塔中输送石灰浆和活性炭原料。
作为优选，所述污泥传送带为封闭式污泥传送带，所述污泥分散器为链式污泥分散器，所述扬料板为折角扬料板。
作为优选，所述内滚筒的筒径为1.5～3.0m，筒长为10～25m；所述外滚筒的筒径为3.0～5.0m，筒长为10～25m。
作为优选，通过所述污泥进料口进入内滚筒的污泥为含水量为80％及以上的湿污泥。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一所述协同处理系统进行垃圾焚烧与污泥干化的方法，其具体如下：
S1：将待处理垃圾通过垃圾进料口送入垃圾焚烧炉内，使垃圾在850℃的温度下进行充分燃烧；
S2：将垃圾焚烧炉内垃圾焚烧所产生的热能送入余热锅炉中，通过汽轮发电机将余热锅炉内的部分热能转化为电能；其余热能以热烟气的形式通过第一通风管道和第二通风管道分别进入内滚筒和外滚筒中，作为污泥干化的热源；
S3：将含水量为80％及以上的湿污泥存储于污泥储存仓中，通过设于污泥储存仓底部的双螺旋定量进泥机将污泥分割为块状，经螺旋输送机均匀连续的将污泥通过污泥进料口送入内滚筒中，并通过控制热烟气的流量，使内滚筒中湿污泥输入量和热烟气输入量同步匹配；
S4：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒，使内滚筒中的湿污泥与热烟气直接接触，污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器和扬料板的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在内滚筒中能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
S5：在内滚筒内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的污泥转移口进入外滚筒内；
S6：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒和内滚筒，利用污泥移动导向板推动从内滚筒落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热烟气从第二进气口送入外滚筒中，在外滚筒和内滚筒之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2～8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的污泥出料口输出，由污泥传送带送入污泥成品库进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
S7：将通过污泥成品库冷却后的污泥定期转移至垃圾焚烧炉内，与垃圾一同焚烧产生热能；
S8：在镶嵌式污泥低温干化造粒装置中参与污泥干化的烟气，通过热散失及热传递作用，烟气温度下降；降温后的烟气能通过管路直接送入烟气净化塔进行去酸处理，再经过布袋除尘的除尘处理后由烟囱达标排放；同时，污泥储存仓和污泥成品库中释放的气体通过气体管路送入垃圾焚烧炉中进行焚烧。
本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
1)本发明利用垃圾焚烧排放的烟气余热干化污泥，可以在不消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水量占总重量质量百分比从80％及以上降至30％以下，使污泥体积减少至三分之一以下，彻底克服了污泥热干化的“能耗瓶颈”；
2)本发明以湿污泥与热烟气直接接触的干化方式，不仅使污泥干化的效率达到最大化，更重要的是湿污泥能够吸附烟气中大量飞灰和吸收烟气中一部分二氧化硫、氮氧化物，直接减少了大气污染物的排放量；除此之外，污泥干化过程使烟气自然降温，从而可以简略垃圾焚烧排放烟气除酸之前必需将烟气温度从200-250℃降至150℃左右的处理步骤，这一方面可以提高烟气净化的效率，确保尾气高标准排放，另一方面可以延长烟气处理设备的施用年限；
3)本发明中干化后的污泥颗粒保存了95％以上的原始热值，与垃圾一起焚烧发电贡献热值；垃圾与污泥同属于固体废弃物，垃圾焚烧和污泥热干化分别为垃圾和污泥处理的首选方法，本发明开辟了垃圾焚烧与污泥热干化协同处理的新途径，以废治废、节能减排，从而使垃圾和污泥能够得到真正的无害化、减量化、资源化处理。
附图说明
图1是本发明处理系统的结构示意图；
图2是本发明处理系统的工艺流程图；
图中：垃圾焚烧炉1、垃圾进料口2、余热锅炉3、汽轮发电机4、第一引风机5、第一通风管道6、第二通风管道7、镶嵌式污泥低温干化造粒装置8、内滚筒9、外滚筒10、污泥储存仓11、双螺旋定量进泥机12、螺旋输送机13、污泥进料口14、污泥出料口15、污泥传送带16、污泥成品库17、第一进气口18、第二进气口19、第一出气口20、第二出气口21、污泥转移口22、烟气净化塔23、石灰浆供应仓24、活性炭储存仓25、布袋除尘器26、第二引风机27、第三通风管道28、烟囱29。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1所示，为本发明的一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统的结构示意图，该协同处理系统包括垃圾焚烧炉1、余热锅炉3、汽轮发电机4、污泥干化造粒子系统、烟气处理子系统和烟囱29。其中，污泥干化造粒子系统包括污泥储存仓11、双螺旋定量进泥机12、螺旋输送机13和镶嵌式污泥低温干化造粒装置8。烟气处理子系统包括烟气净化塔23、石灰浆供应仓24、活性炭储存仓25和布袋除尘器26。各装置的结构及相互之间的具体连接方式如下：
垃圾焚烧炉1的顶部开设有出热口，该出热口通过管道外接余热锅炉3，从而使垃圾焚烧炉1内由于垃圾焚烧产生的热能通过管路送入余热锅炉3中。垃圾焚烧炉1内温度为850℃。余热锅炉3上设有汽轮发电机4，该汽轮发电机4用于将余热锅炉3内的大部分热能转化为电能。
镶嵌式污泥低温干化造粒装置8的核心是内滚筒9和外滚筒10组成的双滚筒结构，外滚筒10同轴嵌套在内滚筒9外面，两个滚筒之间通过周向的多条支撑杆进行固定，且在两个滚筒之间形成一个环形空腔。内滚筒9和外滚筒10的外形均为长形的筒体，其中内滚筒9的筒体直径为1.5～3.0m，长为10～25m；外滚筒10的筒体直径为3.0～5.0m，长为10～25m，根据实际需要进行设置，内滚筒9的外径必须小于外滚筒10的内径。污泥在内滚筒9中进行分散与干化，在外滚筒10中进行二次干化与造粒。
内滚筒9和外滚筒10由驱动装置驱动同步旋转，驱动装置可以采用调频电机配合减速器实现，当然也可以采用其他能够驱动滚筒旋转的设备。内滚筒9的内壁上设有4～8排扬料板，4～8排扬料板沿内滚筒9周向等间距布设。每排扬料板中的所有扬料板在内滚筒9的前端到后端之间均匀排列，每块扬料板均突出内滚筒9的内壁。在内滚筒9转动过程中，带动污泥一并转动，并在转至顶部一定高度的区域时，污泥在重力作用下脱离扬料板落下，落到下方的扬料板上的污泥继续由其他扬料板带动旋转。为了污泥能够沿内滚筒9轴向移动，最好需要使扬料板倾斜安装，即扬料板的板面向内滚筒9末端倾斜，因此内滚筒9内的污泥在被扬料板带动转动过程中，污泥会逐渐沿倾斜板面滑动，然后落下，由此整体逐渐向内滚筒9的末端移动。该扬料板可以采用折角扬料板。
内滚筒9前端设有第一进气口18，在前端的上方设有污泥进料口14，内滚筒后端底面(即内滚筒的圆柱侧面)设有污泥转移口22和第一出气口20。通过污泥进料口14进入内滚筒9的污泥为含水量为80％及以上的湿污泥。其中，污泥是从污泥进料口14输入的，污泥进料口14通过螺旋输送机13连接安装于地埋式的污泥储存仓11底部的双螺旋定量进泥机12，该双螺旋定量进泥机12用于将地埋式的污泥储存仓11内的污泥分割为块状后送入螺旋输送机13。内滚筒9中靠近污泥进料口14处设有污泥分散器，用于对从污泥进料口14输入的污泥进行初步分散。污泥分散器可以采用现有技术中的分散设备，也可以采用钢制的链条或者链锤等设备实现，即链式污泥分散器。污泥转移口22连通内滚筒9和两个滚筒之间的环形空腔，经过内滚筒9初步干化后的污泥从污泥转移口22掉落，进入两个滚筒之间的环形空腔，继续进行干化。
外滚筒10内壁上设有一条或多条污泥移动导向板，污泥移动导向板为以螺旋形式从外滚筒10后端向前端延伸的导向板，形成一个螺旋输送结构。外滚筒10前端设有第二进气口19和污泥出料口15，后端设有第二出气口21。污泥出料口15设置于外滚筒10的前端底面(即外滚筒的圆柱侧面)上，通过封闭式的污泥传送带16连接污泥成品库17。污泥成品库17通过管道与垃圾焚烧炉1的垃圾进料口2相连通，用于将污泥送入垃圾焚烧炉1中进行焚烧发电。
内滚筒9上的第一进气口18和外滚筒10上的第二进气口19分别通过第一通风管道6和第二通风管道7与余热锅炉3相连通，用于将余热锅炉3内的热烟气分别送入内滚筒9和外滚筒10中。进入镶嵌式污泥低温干化造粒装置8中的热烟气温度为200℃～250℃。在实际应用时，可以将第一通风管道6和第二通风管道7共同连接至同一个管道干路，然后经过该管道干路与余热锅炉3相连通。第一出气口20和第二出气口21均与烟气净化塔23相连接。同样的，在实际应用时，可以将第一出气口20和第二出气口21连接至同一个管道中，通过该管道与烟气净化塔23相连接；或者将内滚筒9和外滚筒10后端设有共有的出气口，然后通过该出气口外接管路，将内滚筒9和外滚筒10内的气体送入烟气净化塔23中。烟气净化塔23通过管路分别与石灰浆供应仓24和活性炭储存仓25相连通，分别用于向烟气净化塔23中输送石灰浆和活性炭原料。烟气净化塔23后接布袋除尘器26，经过烟气净化塔23相连接处理后的气体通过第三通风管道28和烟囱29相连接。
第一通风管道6和第二通风管道7上均设有第一引风机5，余热锅炉3内的热烟气通过第一引风机5的牵引作用通过第一通风管道6和第二通风管道7分别进入内滚筒9和外滚筒10中。第三通风管道28上设有第二引风机27，经过布袋除尘器26处理后的气体通过第二引风机27的牵引作用通过烟囱29达标排放。
如图2所示，利用上述协同处理系统进行垃圾焚烧与污泥干化的方法，其具体如下：
S1：用抓斗吊车和推料机将待处理垃圾从垃圾储仓中取出后，通过垃圾进料口2送入垃圾焚烧炉1内，使垃圾在850℃的高温下进行充分燃烧。
S2：将垃圾焚烧炉1内垃圾焚烧所产生的热能送入余热锅炉3中，期间余热锅炉3中会产生蒸汽。通过汽轮发电机4将余热锅炉3内的大部分的热能转化为电能，其余的热能以热烟气的形式排出。排出的热烟气在第一引风机5的引导作用下，经过第一通风管道6和第二通风管道7分别到达位于内滚筒9前端的第一进气口18和位于外滚筒10前端的第二进气口19处，将温度为200℃～250℃的热烟气送入镶嵌式污泥低温干化造粒装置8中，作为后续污泥干化的热源。
S3：将含水量占总重量质量百分比为80％及以上的污水处理厂湿污泥，通过污泥专运车输送至垃圾焚烧发电厂，并存储于污泥储存仓11中备用。通过设于污泥储存仓11底部的双螺旋定量进泥机12将污泥分割为块状，经螺旋输送机13均匀连续的将污泥通过污泥进料口14送入内滚筒9中，并通过控制热烟气的流量，使内滚筒9中湿污泥输入量和热烟气输入量同步匹配。
S4：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒9，使内滚筒9中的湿污泥与热烟气直接接触。湿污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的过程中，吸附烟气中60％的细小微粒(飞灰)，同时吸收烟气中22～25％的二氧化硫和约30％的氮氧化物，并将它们包裹在污泥颗粒中，其中二氧化硫和氮氧化物分别转变为硫酸盐和硝酸盐。在污泥分散器和扬料板的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在内滚筒9中能够得到充分地相互接触进行热交换反应。
S5：在内滚筒9内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的污泥转移口22进入外滚筒10内。
S6：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒10和内滚筒9，利用污泥移动导向板14推动从内滚筒9落下的污泥，从后端向前端移动。同时将热烟气从第二进气口19送入外滚筒10中，在外滚筒10和内滚筒9之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2～8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的污泥出料口15输出，由污泥传送带16送入污泥成品库17进行自然冷却。当污泥颗粒冷却至常温时，污泥颗粒的含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值(平均热值约2000kcal/kg)。
S7：将通过污泥成品库17冷却后的污泥定期转移至垃圾焚烧炉1内，与垃圾一同焚烧产生热能。
S8：在镶嵌式污泥低温干化造粒装置8中参与污泥干化的烟气，通过热散失及热传递作用，烟气温度下降。降温后的烟气能够通过管路直接送入烟气净化塔23进行去酸处理，再经过布袋除尘26的除尘处理后由烟囱29达标排放。同时，污泥储存仓11和污泥成品库17中释放的气体通过气体管路送入垃圾焚烧炉1中进行焚烧。
采用湿污泥与热烟气直接接触的干化方式，不仅使污泥干化的效率达到最大化，更重要的是湿污泥能够吸附烟气中大量飞灰和吸收烟气中一部分二氧化硫、氮氧化物，直接减少了大气污染物的排放量。除此之外，污泥干化过程使烟气自然降温，从而可以简略垃圾焚烧排放烟气除酸之前必需将烟气温度从200～250℃降至150℃左右的处理步骤，这一方面可以提高烟气净化的效率，确保尾气高标准排放，另一方面可以延长烟气处理设备的施用年限；
本发明利用垃圾焚烧排放的烟气余热干化污泥，可以在不消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水量占总重量质量百分比从80％及以上降至30％以下，使污泥体积减少至三分之一以下，彻底克服了污泥热干化的“能耗瓶颈”。以湿污泥与热烟气直接接触的干化方式，不仅使污泥干化的效率达到最大化，更重要的是湿污泥能够吸附烟气中大量飞灰和吸收烟气中一部分二氧化硫、氮氧化物，直接减少了大气污染物的排放量，这另一方面可以提高烟气净化的效率，确保尾气高标准排放，另一方面可以延长烟气处理设备的施用年限。干化后的污泥颗粒保存了95％以上的原始热值，与垃圾一起焚烧发电，垃圾焚烧与污泥干化的协同处理，使垃圾和污泥真正实现了无害化、减量化、资源化处理。
也就是说，为了彻底克服污泥热干化的“能耗瓶颈”，并能满足低温条件下完成污泥干化造粒所需要的空间与时间要求，本发明提供了一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统及方法，用于干化污泥的热源来自垃圾焚烧厂排放的烟气余热，通过镶嵌式污泥低温干化与造粒装置，以热烟气与湿污泥直接接触的方式，不仅能够充分利用烟气余热资源使污泥低温干化效率达到最大化，从而彻底克服污泥热干化的“能耗瓶颈”，使污泥干化的处理成本大大降低，而且在利用烟气余热干化污泥的同时，湿污泥可以吸附垃圾焚烧过程排放烟气中大量的飞灰，也可以吸收烟气中部分的二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在污泥颗粒中，干化后的污泥颗粒与垃圾一起焚烧发电，实现垃圾焚烧与污泥干化的协同处理，被污泥吸收的二氧化硫和氮氧化物分别转变为硫酸盐和硝酸盐，在焚烧时不会再被释放，垃圾与污泥经过850℃高温焚烧后形成的残渣，可以作为生产建筑材料的基本原料，从而使垃圾和污泥得到真正的无害化、减量化、资源化处理。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，包括垃圾焚烧炉(1)、余热锅炉(3)、镶嵌式污泥低温干化造粒装置(8)、烟气净化塔(23)、布袋除尘器(26)和烟囱(29)；所述垃圾焚烧炉(1)与余热锅炉(3)通过管道相连通，用于将垃圾焚烧炉(1)内的热能送入余热锅炉(3)；所述余热锅炉(3)上设有汽轮发电机(4)，用于将余热锅炉(3)内的部分热能转化为电能；
所述镶嵌式污泥低温干化造粒装置(8)包括内滚筒(9)和外滚筒(10)，所述的外滚筒(10)同轴嵌套在内滚筒(9)外面，两个滚筒之间形成环形空腔；内滚筒(9)和外滚筒(10)由驱动装置驱动旋转；所述的内滚筒(9)的内壁上设有若干排沿内滚筒(9)周向布设的扬料板，每排扬料板中的所有扬料板在内滚筒(9)的前端到后端之间均匀排列；每块扬料板均突出内滚筒(9)的内壁，用于在内滚筒(9)转动过程中带动污泥一并转动，并在转至顶部区域时使污泥落下；所述的内滚筒(9)前端设有第一进气口(18)和污泥进料口(14)，后端设有污泥转移口(22)和第一出气口(20)；所述污泥进料口(14)通过螺旋输送机(13)与外部的污泥储存仓(11)相连通，用于向内滚筒(9)输送污泥，内滚筒(9)中靠近污泥进料口(14)处设有污泥分散器；所述污泥转移口(22)用于将内滚筒(9)中的污泥转移至外滚筒(10)内；
所述的外滚筒(10)内壁上设有一条或多条污泥移动导向板，所述的污泥移动导向板为以螺旋形式从外滚筒(10)后端向前端延伸的导向板；所述的外滚筒(10)前端设有第二进气口(19)和污泥出料口(15)，后端设有第二出气口(21)；所述的污泥出料口(15)通过污泥传送带(16)连接污泥成品库(17)；所述污泥成品库(17)通过管道与垃圾焚烧炉(1)的垃圾进料口(2)相连通，用于将污泥送入垃圾焚烧炉(1)中进行焚烧；
所述第一进气口(18)和第二进气口(19)分别通过第一通风管道(6)和第二通风管道(7)与所述余热锅炉(3)相连通，用于将余热锅炉(3)内的热烟气分别送入内滚筒(9)和外滚筒(10)中；所述第一出气口(20)和第二出气口(21)均与烟气净化塔(23)相连接后连接布袋除尘器(26)，布袋除尘器(26)通过第三通风管道(28)和烟囱(29)相连接。
2.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，进入所述镶嵌式污泥低温干化造粒装置(8)中的热烟气温度为200℃～250℃。
3.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧炉(1)内温度为850℃。
4.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述污泥储存仓(11)为地埋式污泥储存仓，污泥储存仓(11)的底部设有双螺旋定量进泥机(12)，用于将污泥分割为块状后送入螺旋输送机(13)。
5.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述第一通风管道(6)和第二通风管道(7)上均设有第一引风机(5)，余热锅炉(3)内的热烟气通过第一引风机(5)的牵引作用通过第一通风管道(6)和第二通风管道(7)分别进入内滚筒(9)和外滚筒(10)中；所述第三通风管道(28)上设有第二引风机(27)，经过布袋除尘器(26)处理后的气体通过第二引风机(27)的牵引作用通过烟囱(29)达标排放。
6.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述烟气净化塔(23)通过管路分别与石灰浆供应仓(24)和活性炭储存仓(25)相连通，分别用于向烟气净化塔(23)中输送石灰浆和活性炭原料。
7.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述污泥传送带(16)为封闭式污泥传送带，所述污泥分散器为链式污泥分散器，所述扬料板为折角扬料板。
8.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，所述内滚筒(9)的筒径为1.5～3.0m，筒长为10～25m；所述外滚筒(10)的筒径为3.0～5.0m，筒长为10～25m。
9.根据权利要求1所述垃圾焚烧与污泥干化的协同处理系统，其特征在于，通过所述污泥进料口(14)进入内滚筒(9)的污泥为含水量为80％及以上的湿污泥。
10.一种利用根据权利要求1～9任一所述协同处理系统进行垃圾焚烧与污泥干化的方法，其特征在于，具体如下：
S1：将待处理垃圾通过垃圾进料口(2)送入垃圾焚烧炉(1)内，使垃圾在850℃的温度下进行充分燃烧；
S2：将垃圾焚烧炉(1)内垃圾焚烧所产生的热能送入余热锅炉(3)中，通过汽轮发电机(4)将余热锅炉(3)内的部分热能转化为电能；其余热能以热烟气的形式通过第一通风管道(6)和第二通风管道(7)分别进入内滚筒(9)和外滚筒(10)中，作为污泥干化的热源；
S3：将含水量为80％及以上的湿污泥存储于污泥储存仓(11)中，通过设于污泥储存仓(11)底部的双螺旋定量进泥机(12)将污泥分割为块状，经螺旋输送机(13)均匀连续的将污泥通过污泥进料口(14)送入内滚筒(9)中，并通过控制热烟气的流量，使内滚筒(9)中湿污泥输入量和热烟气输入量同步匹配；
S4：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动内滚筒(9)，使内滚筒(9)中的湿污泥与热烟气直接接触，污泥在从烟气中吸收热量使水分蒸发的同时，吸收烟气中的PM2.5和PM10细小微粒与二氧化硫和氮氧化物，并将它们包裹在颗粒中，在污泥分散器和扬料板的联合作用下，使污泥分散为更小的块体，从而使湿污泥和热烟气在内滚筒(9)中能够得到充分地相互接触进行热交换反应；
S5：在内滚筒(9)内，污泥被推动从前端逐渐向后端移动，当污泥的含水率降至60％以下时，从后端的污泥转移口(22)进入外滚筒(10)内；
S6：在驱动装置的带动下，按设定的转速不间断地顺时针方向转动外滚筒(10)和内滚筒(9)，利用污泥移动导向板(14)推动从内滚筒(9)落下的污泥，从后端向前端移动；同时将热烟气从第二进气口(19)送入外滚筒(10)中，在外滚筒(10)和内滚筒(9)之间的环形空腔内，使热烟气与污泥继续直接接触进行热交换反应，当污泥的含水率降至40％以下并自然形成粒径为2～8毫米的污泥颗粒，将其从前端底面的污泥出料口(15)输出，由污泥传送带(16)送入污泥成品库(17)进行冷却，污泥颗粒冷却至常温时，含水率降至＜30％，体积减少至原体积的三分之一以下，并保存95％原始热值；
S7：将通过污泥成品库(17)冷却后的污泥定期转移至垃圾焚烧炉(1)内，与垃圾一同焚烧产生热能；
S8：在镶嵌式污泥低温干化造粒装置(8)中参与污泥干化的烟气，通过热散失及热传递作用，烟气温度下降；降温后的烟气能通过管路直接送入烟气净化塔(23)进行去酸处理，再经过布袋除尘(26)的除尘处理后由烟囱(29)达标排放；同时，污泥储存仓(11)和污泥成品库(17)中释放的气体通过气体管路送入垃圾焚烧炉(1)中进行焚烧。
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