公布日：2022.01.07
申請(qǐng)日：2021.10.22
分類號(hào)：C02F11/13(2019.01)I;F23G7/00(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F22B1/18(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I;F01K11/02(2006.01)I;
F01D15/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)及方法，所述裝置系統(tǒng)包括依次連接的污泥干化裝置、燃煤鍋爐、換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置、第二省煤裝置和脫硫除塵裝置；所述第二省煤裝置經(jīng)第一管道與污泥干化裝置循環(huán)連接；所述方法利用第二省煤裝置出口的低品質(zhì)熱水作為污泥干化裝置的熱源，實(shí)現(xiàn)了能量梯級(jí)利用，節(jié)能效果顯著，并且使污泥干化裝置內(nèi)保持較低的溫度水平，運(yùn)行安全可靠。
權(quán)利要求書
1.一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置系統(tǒng)包括依次連接的污泥干化裝置、燃煤鍋爐、換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置、第二省煤裝置和脫硫除塵裝置；所述第二省煤裝置經(jīng)第一管道與污泥干化裝置循環(huán)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱裝置設(shè)置在燃煤鍋爐的頂部；優(yōu)選地，所述裝置系統(tǒng)還包括汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)；優(yōu)選地，所述換熱裝置、汽輪機(jī)和第一省煤裝置依次連接；優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)共軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)、第二省煤裝置和第一省煤裝置依次連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置系統(tǒng)還包括氣固分離裝置、冷凝裝置、冷卻裝置和污水處理裝置；優(yōu)選地，所述污泥干化裝置、氣固分離裝置、冷凝裝置和燃煤鍋爐依次連接；優(yōu)選地，所述氣固分離裝置經(jīng)第二管道與燃煤鍋爐連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻裝置與冷凝裝置循環(huán)連接；優(yōu)選地，所述冷凝裝置經(jīng)冷凝水管道與污水處理裝置連接。
6.一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的方法，所述方法采用權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：濕污泥經(jīng)污泥干化裝置處理后，得到干化污泥，所述干化污泥進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置和第二省煤裝置換熱后，進(jìn)入脫硫除塵裝置處理后排放；第二省煤裝置的出水一部分進(jìn)入第一省煤裝置，另一部分進(jìn)入污泥干化裝置干化濕污泥，污泥干化裝置的出水返回第二省煤裝置進(jìn)行循環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述濕污泥的含水率為75％～85％；優(yōu)選地，所述干化污泥的含水率為35％～45％。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二省煤裝置的出水的溫度為85～95℃；優(yōu)選地，所述污泥干化裝置的出水的溫度為65～75℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求6～9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：含水率為75％～85％的濕污泥經(jīng)污泥干化裝置處理后，得到含水率為35％～45％的干化污泥，所述干化污泥進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置和第二省煤裝置換熱后，進(jìn)入脫硫除塵裝置處理后排放；溫度為85～95℃的第二省煤裝置的出水一部分進(jìn)入第一省煤裝置，另一部分進(jìn)入污泥干化裝置干化濕污泥，溫度為65～75℃的污泥干化裝置出水返回第二省煤裝置進(jìn)行循環(huán)；所述換熱裝置產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；所述污泥干化裝置產(chǎn)生的氣體進(jìn)入氣固分離裝置進(jìn)行分離，所述氣固分離裝置的底部排出的固體顆粒進(jìn)入燃煤鍋爐燃燒，所述氣固分離裝置的頂部排出的氣體進(jìn)入冷凝裝置冷凝后，進(jìn)入污水處理裝置處理。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)及方法，不采用燃煤發(fā)電機(jī)組的蒸汽進(jìn)行污泥干化，而是利用第二省煤裝置出口的低品質(zhì)熱水作為污泥干化裝置的熱源，使污泥干化裝置內(nèi)保持較低的溫度水平，運(yùn)行安全可靠。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
第一方面，本發(fā)明提供一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)包括依次連接的污泥干化裝置、燃煤鍋爐、換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置、第二省煤裝置和脫硫除塵裝置；所述第二省煤裝置經(jīng)第一管道與污泥干化裝置循環(huán)連接。
本發(fā)明所述的裝置系統(tǒng)中第二省煤裝置經(jīng)第一管道與污泥干化裝置循環(huán)連接，利用第二省煤裝置的出水對(duì)污泥進(jìn)行干燥，實(shí)現(xiàn)了能量梯級(jí)利用，節(jié)能效果顯著；相較于采用燃煤鍋爐的煙氣進(jìn)行污泥干化而言，本發(fā)明的裝置系統(tǒng)中污泥干化裝置的溫度水平低，運(yùn)行安全可靠；相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用燃煤發(fā)電機(jī)組的蒸汽進(jìn)行污泥干化而言，本發(fā)明的裝置系統(tǒng)不會(huì)影響到燃煤鍋爐的滿負(fù)荷滿供熱工況的運(yùn)行，燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化裝置安全穩(wěn)定。
優(yōu)選地，所述污泥干化裝置包括真空干化機(jī)。
優(yōu)選地，所述第一管道上設(shè)置有水泵。
優(yōu)選地，所述換熱裝置設(shè)置在燃煤鍋爐的頂部。
優(yōu)選地，所述裝置系統(tǒng)還包括汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。
優(yōu)選地，所述換熱裝置、汽輪機(jī)和第一省煤裝置依次連接。
優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)共軸連接。
優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)、第二省煤裝置和第一省煤裝置依次連接。
優(yōu)選地，所述裝置系統(tǒng)還包括氣固分離裝置、冷凝裝置、冷卻裝置和污水處理裝置。
優(yōu)選地，所述污泥干化裝置、氣固分離裝置、冷凝裝置和燃煤鍋爐依次連接。
優(yōu)選地，所述氣固分離裝置經(jīng)第二管道與燃煤鍋爐連接。
本發(fā)明所述氣固分離裝置分離后的固體顆粒和污泥干化裝置產(chǎn)生的臭氣通過第二管道進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)行充分燃燒，再與燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣一同經(jīng)換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置和第二省煤裝置進(jìn)行換熱，最后經(jīng)過脫硫除塵裝置處理后達(dá)標(biāo)排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
優(yōu)選地，所述冷卻裝置與冷凝裝置循環(huán)連接。
優(yōu)選地，所述冷凝裝置經(jīng)冷凝水管道與污水處理裝置連接。
本發(fā)明所述冷凝裝置出水進(jìn)入污水處理裝置進(jìn)行處理，處理后的達(dá)標(biāo)水在場內(nèi)進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)廢水零排。
優(yōu)選地，所述裝置系統(tǒng)還包括與脫硫除塵裝置相連的煙囪。
優(yōu)選地，所述裝置系統(tǒng)還包括污泥儲(chǔ)存裝置和污泥輸送裝置。
優(yōu)選地，所述污泥輸送裝置、污泥儲(chǔ)存裝置和污泥干化裝置依次連接。
第二方面，本發(fā)明提供一種燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的方法，所述方法采用第一方面所述的燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)進(jìn)行。
本發(fā)明所述方法考慮到燃煤機(jī)組內(nèi)的第二省煤裝置為煙氣深度余熱利用裝置，且第二省煤裝置的出水的溫度為85～95℃，而污泥干化裝置需要的進(jìn)水溫度正好為85～95℃，干化污泥之后的出水溫度降低為65～75℃，可以作為第二省煤裝置的進(jìn)水與煙氣進(jìn)行換熱。本發(fā)明利用污泥干化裝置的進(jìn)出水溫度與第二省煤裝置的進(jìn)出水溫度的完美契合，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)燃煤發(fā)電機(jī)組與污泥干化裝置實(shí)現(xiàn)完美耦合。
優(yōu)選地，所述方法包括如下步驟：
濕污泥經(jīng)污泥干化裝置處理后，得到干化污泥，所述干化污泥進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置和第二省煤裝置換熱后，進(jìn)入脫硫除塵裝置處理后排放；第二省煤裝置的出水一部分進(jìn)入第一省煤裝置，另一部分進(jìn)入污泥干化裝置干化濕污泥，污泥干化裝置的出水返回第二省煤裝置進(jìn)行循環(huán)。
本發(fā)明所述第二省煤裝置的出水中對(duì)于進(jìn)入第一省煤裝置和污泥干化裝置的比例不進(jìn)行限定，需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)濕污泥含水率較高或濕污泥量較大時(shí)，第二省煤裝置的出水進(jìn)入污泥干化裝置的水量大于進(jìn)入第一省煤裝置的水量；當(dāng)實(shí)際運(yùn)行中濕污泥量較少時(shí)，第二省煤裝置的出水進(jìn)入污泥干化裝置的水量小于進(jìn)入第一省煤裝置的水量。
本發(fā)明所述煙氣進(jìn)入脫硫除塵裝置處理后，經(jīng)煙囪排放。
優(yōu)選地，所述濕污泥的含水率為75％～85％，例如可以是75％、76％、78％、80％、82％、84％或85％。
本發(fā)明所述濕污泥經(jīng)密閉污泥輸送車輸送至污泥儲(chǔ)存裝置后，經(jīng)污泥輸送裝置輸送到污泥干化裝置中進(jìn)行干化處理。
優(yōu)選地，所述干化污泥的含水率為35％～45％，例如可以是35％、37％、39％、40％、42％、44％或45％。
優(yōu)選地，所述第二省煤裝置的出水的溫度為85～95℃，例如可以是85℃、87℃、89℃、90℃、92℃、93℃或95℃。
優(yōu)選地，所述污泥干化裝置的出水的溫度為65～75℃，例如可以是65℃、67℃、69℃、70℃、72℃、73℃或75℃。
本發(fā)明所述的數(shù)值范圍不僅包括上述列舉的點(diǎn)值，還包括沒有列舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點(diǎn)值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本發(fā)明不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點(diǎn)值。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法包括如下步驟：
含水率為75％～85％的濕污泥經(jīng)污泥干化裝置處理后，得到含水率為35％～45％的干化污泥，所述干化污泥進(jìn)入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生的煙氣依次經(jīng)換熱裝置、第一省煤裝置、空氣預(yù)熱裝置和第二省煤裝置換熱后，進(jìn)入脫硫除塵裝置處理后排放；溫度為85～95℃的第二省煤裝置的出水一部分進(jìn)入第一省煤裝置，另一部分進(jìn)入污泥干化裝置干化濕污泥，溫度為65～75℃的污泥干化裝置出水返回第二省煤裝置進(jìn)行循環(huán)；所述換熱裝置產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電；所述污泥干化裝置產(chǎn)生的氣體進(jìn)入氣固分離裝置進(jìn)行分離，所述氣固分離裝置的底部排出的固體顆粒進(jìn)入燃煤鍋爐燃燒，所述氣固分離裝置的頂部排出的氣體進(jìn)入冷凝裝置冷凝后，進(jìn)入污水處理裝置處理。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：
(1)本發(fā)明提供的燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)將第二省煤裝置與污泥干化裝置循環(huán)連接，利用第二省煤裝置的出水對(duì)污泥進(jìn)行干燥，實(shí)現(xiàn)了能量梯級(jí)利用，節(jié)能效果顯著，且污泥干化裝置的溫度水平低，低于100℃，運(yùn)行安全可靠；
(2)本發(fā)明提供的燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的裝置系統(tǒng)不影響燃煤鍋爐的滿負(fù)荷滿供熱工況的運(yùn)行，燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化裝置安全穩(wěn)定；
(3)本發(fā)明提供的燃煤發(fā)電機(jī)組耦合污泥干化的方法降低了污泥干化裝置的能耗，且污泥干化過程中產(chǎn)生的臭氣在燃煤鍋爐充分燃燒，經(jīng)煙氣處理達(dá)標(biāo)排放，對(duì)環(huán)境無二次污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
（發(fā)明人：張濤;吳明州;林雪健;黃輝武;趙亮;何翔;劉向民;劉平元）
