CN214275754U - 一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，包括垃圾焚烧厂、带式干化机、第一类吸收式热泵、循环风机、污泥输送机。利用汽机低压抽汽驱动第一类吸收式热泵，实现污泥低温干化的同时，回收污泥冷凝除湿过程中的热量，干化后的污泥送至焚烧炉协同焚烧。该系统安全可靠，干化过程中无臭气散发，厂区环境友好，干化过程蒸汽耗量可降低0.53t/t湿污泥(含水率80％)，在提升垃圾焚烧厂安全性、环保性和经济性的同时，实现污泥的深度减量化、无害化和资源化利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及城市垃圾焚烧技术和污泥处置技术领域，尤其是垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统。
背景技术
污泥作为污水处理产生的二次污染物，富含微生物、难降解有机物、盐类、重金属及其他一些有害物质，若不经过无害化处理，将对人居环境造成严重威胁。由于污泥含水率较高、体积庞大，传统的污泥处置方式如填埋、堆肥等方式已无法适应国内用地需求。利用污泥预干化+焚烧+灰渣外运的方式，成为处置污泥的主流技术路线之一。
污泥单独干化焚烧需要配套建设焚烧、尾气处理等多个系统，项目的建设和运行成本较高，经济效益差。在垃圾焚烧中掺烧污泥，可充分利用现有的焚烧发电系统，只需额外增加污泥干化系统，利用厂内热源来干化污泥，实现污泥焚烧利用，可有效降低污泥焚烧处理的投资费用和运行费用。
污泥预干化技术中，多数采用高温干化方式，利用高温蒸汽或烟气将污泥加热至100℃以上。这种干化方式能耗高，干泥表面极易形成过热，增加可燃性粉尘爆炸和自燃的安全隐患，另外高温干化过程中会释放大量恶臭气体，增加尾气处理系统负担。污泥低温干化是一种新兴节能、环保的热干化技术，利用吸收式热泵将污泥介质加热至40℃-85℃，无臭气产生，能耗低。本实用新型提供一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，利用汽机低压抽汽驱动第一类吸收式热泵，实现污泥低温干化的同时，回收污泥冷凝除湿过程中的热量，该系统安全可靠，厂区环境友好，干化过程蒸汽耗量可降低0.53t/t湿污泥(含水率80％)，进而提升垃圾焚烧发电机组整体运行经济性。
实用新型内容
本实用新型采用以下的技术方案：一种垃圾焚烧厂炉耦合污泥低温干化处置系统，其特征在于：所述的垃圾焚烧厂包括垃圾焚烧锅炉1，所述的焚烧锅炉1蒸汽出口、汽机2进出口、凝汽器3进出口、循环水泵4进出口、除氧器5进出口、给水泵6进出口和焚烧锅炉1给水入口依次相连通；
进一步的，所述污泥低温干化系统包括带式干化机7、第一类吸收式热泵、循环风机8、污泥输送机9；第一类吸收式热泵由依次相连通的冷凝器10、节流阀11、蒸发器12、吸收器13和发生器14构成；
优选地，所述第一类吸收式热泵工质为溴化锂水溶液；
进一步的，所述汽机2连接到发生器14驱动热源进口的蒸汽管道(监控温度T1n04、流量F1n04)上设置有第一电动阀门15，发生器14驱动热源出口通过蒸汽凝水管道(监控温度 T1n05)连接至除氧器5；凝汽器3经循环水泵4连接到除氧器5的热水管道上设置有第一阀门16，循环水泵4、吸收器13低温热源进口由给水旁路管道(监控温度T1n06、流量F1n06)上的第二电动阀门17相连通，吸收器13低温热源出口通过疏水管道(监控温度T1n07)连接除氧器5，用于回收污泥冷凝除湿过程中的余热。
进一步的，所述吸收器13下端出口依次通过溶液泵18和溶液热交换器19冷侧与发生器 14上端入口相连通；发生器14下端出口依次通过溶液热交换器19热侧和第二阀门20与吸收器13上端入口相连通。
进一步的，所述带式干化机7冷风出口、蒸发器12空气侧进口管道(监控温度T1n01)、蒸发器12空气侧出口管道(监控温度T1n02、流量F1n02)、第三电动阀门21、循环风机8 进出口、冷凝器10空气侧出口管道(T1n03)和带式干化机7热风入口沿空气流通方向依次相连通；蒸发器12设置有冷凝水疏水阀22。
进一步的，所述带式干化机7污泥入口设有第四阀门23，污泥出口通过污泥输送机9与垃圾焚烧锅炉相连通，将污泥送至焚烧炉焚烧。
本实用新型还提出一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置方法，包括以下步骤：第一电动阀门15、第一阀门16、第二电动阀门17、第三电动阀门21、第三阀门22、第四阀门23开启。垃圾焚烧锅炉1产生的蒸汽进入汽机2，利用汽机2抽汽作为高温驱动热源，通过第一电动阀门15控制蒸汽流量进入发生器14。发生器14产生的蒸汽进入冷凝器10作为加热干空气的动力热源，节流后进入蒸发器12的冷凝水用于吸收湿空气中低品位热能，凝汽器3 经循环水泵4疏水旁路进入吸收器13吸热升温后，进入除氧器5回收利用。通过第四阀门 23控制湿污泥量，干热空气通过带式干化机7中的污泥表面与污泥进行热交换，使污泥吸收热量后水分不断蒸发，与污泥接触的干空气与水蒸气混合变为湿空气，从带式干化机7排出后进入蒸发器12。湿空气在蒸发器12中降温除湿变为干冷空气，水分冷凝后从蒸发器12排出。干冷空气通过循环风机8进入冷凝器10，控制在冷凝器10中加热升温至设定温度后进入带式干化机7形成循环除湿系统，实现污泥低温干化。干化后的污泥经污泥输送机9送至垃圾焚烧锅炉1，与垃圾协同焚烧。
本实用新型采用第一类吸收式热泵作为污泥低温干化系统的热源，实现污泥低温干化的同时，回收污泥冷凝除湿过程中的热量，系统运行时温度低，几乎无臭气散发，厂区环境友好，干化过程蒸汽耗量可降低0.53t/t湿污泥(含水率80％)，在提升垃圾焚烧厂安全性、环保性和经济性的同时，实现污泥的深度减量化、无害化和资源化利用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是一种垃圾焚烧厂炉耦合污泥低温干化处置系统工艺流程图。
图1中1.垃圾焚烧锅炉，2.汽机，3.凝汽器，4.循环水泵，5.除氧器，6.给水泵，7.带式干化机，8.循环风机，9.污泥输送机，10.冷凝器，11.节流阀，12.蒸发器，13.吸收器， 14.发生器，15.第一电动阀门，16.第一阀门，17.第二电动阀门，18.溶液泵，19.溶液热交换器，20.第二阀门，21.电动阀门，22.第三阀门，23.第四阀门。
图2是控制逻辑示意图。
具体实施方式
如图1所示，以100t/d的污泥干化项目(污泥含水率80％干化至30％)为例，进一步阐述本实用新型的具体实施方式。垃圾焚烧锅炉1产生的蒸汽进入汽机2，利用汽机2低压抽汽 (0.7Mpa,255℃)作为高温驱动热源加热发生器14，抽汽量为0.72t/h,疏水(0.7Mpa,165℃) 进入除氧器5回收利用。发生器14产生的蒸汽进入冷凝器10作为加热干空气的动力热源，节流后进入蒸发器12的冷凝水用于吸收湿空气中低品位热能，从凝汽器3经循环水泵4疏水旁路的给水(0.8MPa)进入吸收器13吸热升温，27t/h的旁路给水由38℃加热至75℃，进入除氧器5 回收利用。4.17t/h的湿污泥进入带式干化机7中干化，排出的湿空气(温度40℃，湿度37g/kg) 进入蒸发器12后降温除湿变为干冷空气(温度20℃，湿度11g/kg)，水分冷凝后从蒸发器12 排出。干冷空气通过循环风机8进入冷凝器10，循环风量为77200Nm3/h,使得干冷空气在冷凝器10中加热升温至85℃，干热空气通过带式干化机7中的污泥表面与污泥进行热交换，使污泥吸收热量后水分不断蒸发，与污泥接触的干空气与水蒸气混合变为湿空气，形成循环除湿系统。干化后的污泥最后经污泥输送机9送至垃圾焚烧锅炉1，与垃圾协同焚烧。
图2中，为保证污泥干化系统稳定运行，对循环风量、汽机抽气量、给水旁路流量进行控制。当干化污泥含水率高于30％时，增大第一电动阀门15开度，增加汽机低压抽气量，并调大风机频率，增加循环风量。干热空气管道设有温度监控仪表n03,实时监测干热空气温度，当干热空气温度低于85℃，减小第二电动阀门17开度，降低给水旁路流量，反之，增加第二电动阀门17开度，实现污泥低温干化。
Claims (4)
1.一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，其特征在于，所述的垃圾焚烧厂包括垃圾焚烧锅炉(1)，所述的焚烧锅炉蒸汽出口、汽机(2)进出口、凝汽器(3)进出口、循环水泵(4)进出口、除氧器(5)进出口、给水泵(6)进出口和焚烧锅炉给水入口依次相连通；所述污泥低温干化系统包括带式干化机(7)、第一类吸收式热泵、循环风机(8)、污泥输送机(9)；第一类吸收式热泵由依次相连通的冷凝器(10)、节流阀(11)、蒸发器(12)、吸收器(13)和发生器(14)构成；
所述汽机连接到发生器驱动热源进口的蒸汽管道上设置有第一电动阀门(15)，发生器驱动热源出口通过蒸汽凝水管道连接至除氧器；凝汽器经循环水泵连接到除氧器的热水管道上设置有第一阀门(16)，循环水泵、吸收器低温热源进口由给水旁路管道上的第二电动阀门(17)相连通，吸收器低温热源出口通过疏水管道连接除氧器，用于回收污泥冷凝除湿过程中的余热。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，其特征在于，所述吸收器(13)下端出口依次通过溶液泵(18)和溶液热交换器(19)冷侧与发生器(14)上端入口相连通；发生器(14)下端出口依次通过溶液热交换器(19)热侧和第二阀门(20)与吸收器(13)上端入口相连通。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，其特征在于，所述带式干化机(7)冷风出口、蒸发器(12)空气侧进口管道、蒸发器(12)空气侧出口管道、第三电动阀门(21)、循环风机(8)进出口、冷凝器(10)空气侧出口管道和带式干化机(7)热风入口沿空气流通方向依次相连通；蒸发器(12)设置有冷凝水疏水阀(22)。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧厂耦合污泥低温干化处置系统，其特征在于，所述带式干化机(7)污泥入口设有第四阀门(23)，污泥出口通过污泥输送机(9)与垃圾焚烧锅炉相连通，将污泥送至焚烧炉焚烧。
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