CN115854360A - 回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法及系统，属于污泥处理技术领域，包括以下步骤：焚烧产生的热烟气通入余热锅炉进行换热，经过换热后的热烟气进行除尘和脱硫，然后对热烟气进行水汽冷凝，获得冷凝后的烟气；将空气顺次通入换热器、余热换热器和余热锅炉进行热交换，依次吸热后的空气形成热空气，将部分热空气通入干化机，对污泥进行干化；部分热空气对步骤S1中冷凝后的烟气进行加热，加热后的烟气排放至大气。本发明消白的同时回收了其中水蒸气冷凝释放的低品位热能，实现了节能降耗；低品位热能回收后通过热能技术回用至污泥干化工艺，对干化前的冷空气进行预热，降低了整个干化焚烧工艺的能源消耗。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，尤其是涉及回收化学污泥中的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法及系统。
背景技术
工业生产过程中，经过除尘脱硫后，烟气经过烟囱排出，排出的饱和高温湿烟气与环境空气接触后，由于温差的存在会导致烟气中的饱和水蒸汽凝结成水雾，凝结的水雾滴对光纤产生折射、散射，使得烟羽呈现白色或者灰色，俗称“大白烟”。而工业上通常所指的消白就是去除大白烟的过程。
白烟的产生除了会造成视觉上的观感不好，还会对环境空气造成一定的影响。随着对烟气排放的日益严苛，消白已经成为各大企业必要解决的问题。
现有技术中，消白过程就是烟气冷凝过程，但是其中的热能还未进行回收利用，导致能耗的损失，无法实现节能环保。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，包括以下步骤：
S1、排烟消白回收：焚烧产生的热烟气通入余热锅炉进行换热，经过换热后的热烟气进行除尘和脱硫，然后对热烟气进行水汽冷凝，获得冷凝后的烟气；
S2、空气加热回收：将空气顺次通入换热器、余热换热器和余热锅炉进行热交换，依次吸热后的空气形成热空气，将部分热空气通入干化机，对污泥进行干化；部分热空气对步骤S1中冷凝后的烟气进行加热，加热后的烟气排放至大气。
进一步地，步骤S1中，通过热泵机组对热烟气进行水汽冷凝，吸收冷凝过程中释放的热量，冷凝和加热的过程即为消白过程；步骤S2中，所述换热器与所述热泵机组热交换吸热。
进一步地，步骤S2中，所述干化机利用余热锅炉中的热空气进行系统污泥干化，经过热交换后产生大量的含湿热臭气体，经过余热换热器回收后，除臭排放至大气。
进一步地，热泵机组的蒸发器吸收冷凝过程中释放的热量后，其中的冷媒介质吸热后蒸发变为气体，然后经过压缩机压缩后变成高温高压的气体，高温高压的气体经过换热器后，热量通过换热器把外界的空气加热，然后高压的气态冷媒介质通过膨胀阀后再次变成液态，继续下一次的循环。
本发明还提供了一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，包括依次连接的焚烧炉、余热锅炉、旋风除尘器、脱硫塔、冷凝管和加热器，
热泵机组与冷凝管相连，用于回收冷凝过程中释放的热量；
所述热泵机组与换热器相连，用于将回收的热量传送至换热器；
所述换热器与余热换热器相连，用于将空气加热后传送至余热换热器；
所述余热换热器与余热锅炉相连，用于将加热后的空气传送至余热锅炉继续加热；
所述余热锅炉与干化机和加热器分别连接，用于将加热后的热空气传送至干化机和加热器。
进一步地，所述余热锅炉的热量来自于与其相连的焚烧炉。
进一步地，所述干化机的干污泥输出端与焚烧炉的进料端相连。
进一步地，所述干化机的气体输出端通过余热换热器与除臭塔相连。
进一步地，所述热泵机组包括蒸发器、压缩机和膨胀阀，所述蒸发器输入端与冷凝管相连，该蒸发器输出端与压缩机输入端相连，所述压缩机输出端与换热器液体输入端相连，所述换热器液体输出端与膨胀阀输入端相连。
进一步地，所述热泵机组为吸收式热泵机组。
进一步地，所述干化机为低温带式干化机。
进一步地，所述焚烧炉为炉排式污泥焚烧炉。
本发明具体的效果如下：
1.本发明消白的同时回收了其中水蒸气冷凝释放的低品位热能，实现了节能降耗。
2.本发明回收的低品位热能回收后通过热能技术回用至污泥干化工艺，对干化前的冷空气进行预热，降低了整个干化焚烧工艺的能源消耗。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1是本发明系统的流程示意图；
图2是本发明热泵机组的流程图示意图。
图中：
1、干化机；2、余热换热器；3、除臭塔；4、焚烧炉；5、余热锅炉；6、旋风除尘器；7、脱硫塔；8、冷凝管；9、加热器；10、热泵机组；11、换热器；101、蒸发器；102、压缩机；103、膨胀阀。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，包括以下步骤：
S1、排烟消白回收：焚烧产生的热烟气，温度在900～1000℃，热烟气进入余热锅炉5进行换热，经过换热后的热烟气温度降低至160～180℃，进行除尘和脱硫，温度继续降低至60～70℃，然后进行水汽冷凝，温度降低至40～50℃；
其中，冷凝过程中释放的热量被热泵机组10回收，冷凝和加热的过程即为消白过程；
S2、空气加热回收：空气经过换热器11从20～25℃加热至30～40℃，30～40℃热空气经过余热换热器2，温度升高至40～50℃，热空气进入余热锅炉5继续被加热至150～180℃，其中50％的热空气进入干化机1，对污泥进行干化；50％的热空气加热脱硫后的冷凝烟气，将冷凝后的烟气加热至70～80℃后排放至大气；
其中，换热器11的热量来自于热泵机组10。
其中，干化机1利用余热锅炉5中50％的热空气进行系统物料干化，经过热交换后产生大量的含湿热臭气体，经过余热换热器2回收后，除臭排放至大气。
其中，热泵机组10的蒸发器101吸收冷凝过程中释放的热量后，其中的冷媒介质(溴化锂、液氨等)吸热后蒸发变为气体，然后经过压缩机102压缩后变成高温高压的气体，高温高压的气体经过换热器11后，热量通过换热器11把外界的冷空气加热。然后高压的气态冷媒介质通过膨胀阀103后再次变成液态，继续下一次的循环。
本发明还提供了一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，包括依次连接的焚烧炉4、余热锅炉5、旋风除尘器6、脱硫塔7、冷凝管8和加热器9，
热泵机组10与冷凝管8相连，用于回收冷凝过程中释放的热量；
热泵机组10与换热器11相连，用于将回收的热量传送至换热器11；
换热器11与余热换热器2相连，用于将空气加热后传送至余热换热器2；
余热换热器2与余热锅炉5相连，用于将加热后的空气传送至余热锅炉5继续加热；
余热锅炉5与干化机1和加热器9分别连接，用于将加热后的热空气传送至干化机1和加热器9。
其中，余热锅炉5的热量来自于与其相连的焚烧炉4。
其中，干化机1的干污泥输出端与焚烧炉4的进料端相连。
其中，干化机1的气体输出端通过余热换热器2与除臭塔3相连。
其中，热泵机组10包括蒸发器101、压缩机102和膨胀阀103，蒸发器101输入端与冷凝管8相连，该蒸发器101输出端与压缩机102输入端相连，压缩机102输出端与换热器11液体输入端相连，换热器11液体输出端与膨胀阀103输入端相连。
本实施例中，热泵机组10为吸收式热泵机组；干化机1为低温带式干化机；焚烧炉4为炉排式污泥焚烧炉。
本发明整个循环过程通过引风机控制风量。
本发明的工艺过程中，污泥焚烧过程不添加任何的外加燃料便可以直接进行污泥单独焚烧，并且焚烧过程中产生的热量可以进行回收利用。
单独焚烧的前提是将污泥中无机物质分离出去(污泥无机物质分离为现有技术，且不是本申请保护的重点，因此不描述其具体过程)，有机污泥的热值提升了，然后才可以进行单独焚烧，且焚烧过程可实现热能循环，并且回收消白过程中的低品位热能。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、排烟消白回收：焚烧产生的热烟气通入余热锅炉进行换热，经过换热后的热烟气进行除尘和脱硫，然后对热烟气进行水汽冷凝，获得冷凝后的烟气；
S2、空气加热回收：将空气顺次通入换热器、余热换热器和余热锅炉进行热交换，依次吸热后的空气形成热空气，将部分热空气通入干化机，对污泥进行干化；部分热空气对步骤S1中冷凝后的烟气进行加热，加热后的烟气排放至大气。
2.根据权利要求1所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，其特征在于：步骤S1中，通过热泵机组对热烟气进行水汽冷凝，吸收冷凝过程中释放的热量；步骤S2中，所述换热器与所述热泵机组热交换吸热。
3.根据权利要求1所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，其特征在于：步骤S2中，所述干化机利用余热锅炉中的热空气进行系统污泥干化，经过热交换后产生的气体，经过余热换热器回收后，除臭排放至大气。
4.根据权利要求2所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的方法，其特征在于：所述热泵机组的蒸发器吸收冷凝过程中释放的热量，所述蒸发器的冷媒介质吸热后蒸发变为气体，然后经过压缩机压缩成高温高压的气体，高温高压的气体经过换热器后，热量通过换热器把外界的空气加热，高压的气态冷媒介质通过膨胀阀后再次变成液态，继续下一次的循环。
5.一种回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：包括依次连接的焚烧炉、余热锅炉、旋风除尘器、脱硫塔、冷凝管和加热器，
热泵机组与冷凝管相连，用于回收冷凝过程中释放的热量；
所述热泵机组与换热器相连，用于将回收的热量传送至换热器；
所述换热器与余热换热器相连，用于将空气加热后传送至余热换热器；
所述余热换热器与余热锅炉相连，用于将加热后的空气传送至余热锅炉继续加热；
所述余热锅炉与干化机和加热器分别连接，用于将加热后的热空气传送至干化机和加热器。
6.根据权利要求5所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：所述余热锅炉的热量来自于与其相连的焚烧炉。
7.根据权利要求5所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：所述干化机的干污泥输出端与焚烧炉的进料端相连。
8.根据权利要求5所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：所述干化机的气体输出端通过余热换热器与除臭塔相连。
9.根据权利要求5所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：所述热泵机组包括蒸发器、压缩机和膨胀阀，所述蒸发器输入端与冷凝管相连，该蒸发器输出端与压缩机输入端相连，所述压缩机输出端与换热器液体输入端相连，所述换热器液体输出端与膨胀阀输入端相连。
10.根据权利要求5所述的回收消白产生的低品位热能用于污泥处理的系统，其特征在于：所述热泵机组为吸收式热泵机组；所述干化机为低温带式干化机；所述焚烧炉为炉排式污泥焚烧炉。
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