公布日：2023.10.03

申請(qǐng)日：2023.06.06

分類號(hào)：F23G7/00(2006.01)I;F23G5/04(2006.01)I;F23G5/44(2006.01)I;F23G5/50(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I

摘要

本發(fā)明公開一種污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)及處理方法，系統(tǒng)包括：用于焚燒垃圾和干化污泥的焚燒爐、用于回收利用焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂岬挠酂徨仩t、用于進(jìn)一步回收煙氣余熱并對(duì)余熱利用后的煙氣進(jìn)行凈化處理的煙氣凈化系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)濕污泥干化的污泥干化單元；余熱鍋爐的高溫?zé)煔獬隹诜謩e與煙氣凈化系統(tǒng)和旋流混合器連通，旋流混合器還連通污泥干化單元的蒸汽輸出口，用于實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔馀c蒸汽進(jìn)行混合干燥，旋流混合器與混合風(fēng)機(jī)連通，混合風(fēng)機(jī)連通至焚燒爐，用于實(shí)現(xiàn)干燥后的混合氣體進(jìn)入焚燒爐內(nèi)焚燒；污泥干化單元與焚燒爐連接，用于實(shí)現(xiàn)干化污泥輸送至焚燒爐內(nèi)焚燒。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活性高、投資成本低且無廢水產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。

權(quán)利要求書

1.一種污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：用于焚燒垃圾和干化污泥的焚燒爐(1)、用于回收利用焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂岬挠酂徨仩t(2)、用于進(jìn)一步回收煙氣余熱并對(duì)余熱利用后的煙氣進(jìn)行凈化處理的煙氣凈化系統(tǒng)(3)、用于實(shí)現(xiàn)濕污泥干化的污泥干化單元；其中，余熱鍋爐(2)的高溫?zé)煔獬隹谝宦放c煙氣凈化系統(tǒng)(3)連通，另一路與旋流混合器(8)的輸入口連通，旋流混合器(8)的輸入口還連通污泥干化單元的蒸汽輸出口，旋流混合器(8)用于實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐(2)中經(jīng)余熱利用后的煙氣與污泥干化單元中污泥干化所產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行混合干燥，所述旋流混合器(8)的輸出口與混合風(fēng)機(jī)(9)的輸入口連通，混合風(fēng)機(jī)(9)的輸出口連通至焚燒爐(1)，用于實(shí)現(xiàn)旋流混合器(8)中輸出的混合氣體進(jìn)入焚燒爐(1)內(nèi)焚燒；所述污泥干化單元與焚燒爐(1)連接，用于實(shí)現(xiàn)干化后的污泥輸送至焚燒爐(1)內(nèi)焚燒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥干化單元包括濕污泥倉(4)、污泥干化機(jī)(6)和污泥緩存?zhèn)}(7)；所述濕污泥倉(4)與污泥干化機(jī)(6)之間設(shè)有輸送泵(5)，以實(shí)現(xiàn)濕污泥輸送至污泥干化機(jī)(6)進(jìn)行干燥處理；所述旋流混合器(8)的輸入口連通污泥干化機(jī)(6)的蒸汽輸出口，所述污泥干化機(jī)(6)的污泥輸出口與污泥緩存?zhèn)}(7)連接，用于實(shí)現(xiàn)干化污泥緩存；所述污泥緩存?zhèn)}(7)與連通至焚燒爐(1)，用于實(shí)現(xiàn)干化后的污泥輸送至焚燒爐(1)內(nèi)焚燒。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐(2)的煙氣出口壓力為-300pa～-150pa，所述污泥干化機(jī)(6)的出口壓力為-500±10pa；所述余熱鍋爐(2)與旋流混合器(8)的連接管道上設(shè)有擋板閥(10)，所述擋板閥(10)用于調(diào)節(jié)抽吸煙氣的壓力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱鍋爐(2)與旋流混合器(8)的連接管道上還設(shè)有流量傳感器(11)、溫度傳感器(12)和抽吸風(fēng)機(jī)(13)，用于實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐(2)中的高溫?zé)煔廨斔椭列�流混合�?/span>(8)內(nèi)，并監(jiān)測(cè)進(jìn)入旋流混合器(8)內(nèi)的煙氣流量和煙氣溫度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送泵(5)與污泥干化機(jī)(6)之間的連接管道上設(shè)有流量傳感器(11)，用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入污泥干化機(jī)(6)的濕污泥流量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥干化機(jī)(6)與旋流混合器(8)的連接管道上設(shè)有溫度傳感器(12)和抽吸風(fēng)機(jī)(13)，用于輸送污泥干化機(jī)(6)內(nèi)的蒸汽至旋流混合器(8)內(nèi)，并監(jiān)測(cè)進(jìn)入旋流混合器(8)的蒸汽溫度；所述旋流混合器(8)與混合風(fēng)機(jī)(9)的連接管道上設(shè)有溫度傳感器(12)，用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入混合風(fēng)機(jī)(9)的混合氣體溫度。

7.一種污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：濕污泥倉(4)內(nèi)的濕污泥經(jīng)輸送泵(5)輸送至污泥干化機(jī)(6)，并在污泥干化機(jī)(6)中干化至預(yù)設(shè)含水率；得到的干化污泥輸送至焚燒爐(1)中與垃圾進(jìn)行摻燒；污泥干化機(jī)(6)中的濕熱廢蒸汽和余熱鍋爐(2)中的高溫?zé)煔獗怀槲�至旋流混合�?/span>(8)內(nèi)進(jìn)行混合，混合完成后經(jīng)混合風(fēng)機(jī)(9)輸送至焚燒爐(1)內(nèi)850℃以上的高溫區(qū)進(jìn)行焚燒處理。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，其特征在于，所述污泥干化機(jī)(6)中的濕熱廢蒸汽流量Q汽采用下式計(jì)算得到：

其中，濕污泥處理量為G濕，濕污泥含水率為ω濕，干化污泥含水率為ω干，干化污泥為G干；1.244為水蒸發(fā)成為水蒸汽時(shí)的體積轉(zhuǎn)換系數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，其特征在于，對(duì)于混合前后的濕熱廢蒸汽、高溫?zé)煔�，有如下等式�?/span>

其中：Q汽—廢蒸汽流量，kNm3/h，H汽--廢蒸汽焓值，kJ/Nm3,Q煙—高溫?zé)煔饬髁浚?/span>kNm3/h，H煙—高溫?zé)煔忪手担?/span>kJ/Nm3,H’煙—目標(biāo)溫度下高溫?zé)煔忪手担?/span>kJ/Nm3，H’汽—目標(biāo)溫度下廢蒸汽焓值，kJ/Nm3。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，其特征在于，經(jīng)混合風(fēng)機(jī)(9)輸出的混合氣體流量Q’混合由下式計(jì)算得到：

其中，Q’混合—混合氣體流量，km3/h，P’混合—混合風(fēng)機(jī)出口壓力，kPa，Patm—標(biāo)況壓力，kPa，k--冗余系數(shù)，可采用1.2。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中污泥干化過程中廢水處理成本高的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)靈活性高、投資成本低且無廢水產(chǎn)生的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)及處理方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，包括：用于焚燒垃圾和干化污泥的焚燒爐、用于回收利用焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥酂岬挠酂徨仩t、用于進(jìn)一步回收煙氣余熱并對(duì)余熱利用后的煙氣進(jìn)行凈化處理的煙氣凈化系統(tǒng)、用于實(shí)現(xiàn)濕污泥干化的污泥干化單元；其中，余熱鍋爐的高溫?zé)煔獬隹谝宦放c煙氣凈化系統(tǒng)連通，另一路與旋流混合器的輸入口連通，旋流混合器的輸入口還連通污泥干化單元的蒸汽輸出口，旋流混合器用于實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐中經(jīng)余熱利用后的煙氣與污泥干化單元中污泥干化所產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行混合干燥，所述旋流混合器的輸出口與混合風(fēng)機(jī)的輸入口連通，混合風(fēng)機(jī)的輸出口連通至焚燒爐，用于實(shí)現(xiàn)旋流混合器中輸出的混合氣體進(jìn)入焚燒爐內(nèi)焚燒；所述污泥干化單元與焚燒爐連接，用于實(shí)現(xiàn)干化后的污泥輸送至焚燒爐內(nèi)焚燒。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥干化單元包括濕污泥倉、污泥干化機(jī)和污泥緩存?zhèn)}；所述濕污泥倉與污泥干化機(jī)之間設(shè)有輸送泵，以實(shí)現(xiàn)濕污泥輸送至污泥干化機(jī)進(jìn)行干燥處理；所述旋流混合器的輸入口連通污泥干化機(jī)的蒸汽輸出口，所述污泥干化機(jī)的污泥輸出口與污泥緩存?zhèn)}連接，用于實(shí)現(xiàn)干化污泥緩存；所述污泥緩存?zhèn)}與連通至焚燒爐，用于實(shí)現(xiàn)干化后的污泥輸送至焚燒爐內(nèi)焚燒。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述余熱鍋爐的煙氣出口壓力為-300pa～-150pa，所述污泥干化機(jī)的出口壓力為-500±10pa；所述余熱鍋爐與旋流混合器的連接管道上設(shè)有擋板閥，所述擋板閥用于調(diào)節(jié)抽吸煙氣的壓力。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述余熱鍋爐與旋流混合器的連接管道上還設(shè)有流量傳感器、溫度傳感器和抽吸風(fēng)機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)余熱鍋爐中的高溫?zé)煔廨斔椭列�流混合器�?nèi)，并監(jiān)測(cè)進(jìn)入旋流混合器內(nèi)的煙氣流量和煙氣溫度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述輸送泵與污泥干化機(jī)之間的連接管道上設(shè)有流量傳感器，用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入污泥干化機(jī)的濕污泥流量。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥干化機(jī)與旋流混合器的連接管道上設(shè)有溫度傳感器和抽吸風(fēng)機(jī)，用于輸送污泥干化機(jī)內(nèi)的蒸汽至旋流混合器內(nèi)，并監(jiān)測(cè)進(jìn)入旋流混合器的蒸汽溫度；所述旋流混合器與混合風(fēng)機(jī)的連接管道上設(shè)有溫度傳感器，用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入混合風(fēng)機(jī)的混合氣體溫度。

作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，采用上述的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：

濕污泥倉內(nèi)的濕污泥經(jīng)輸送泵輸送至污泥干化機(jī)，并在污泥干化機(jī)中干化至預(yù)設(shè)含水率；得到的干化污泥輸送至焚燒爐中與垃圾進(jìn)行摻燒；

污泥干化機(jī)中的濕熱廢蒸汽和余熱鍋爐中的高溫?zé)煔獗怀槲�至旋流混合器�?nèi)進(jìn)行混合，混合完成后經(jīng)混合風(fēng)機(jī)輸送至焚燒爐內(nèi)850℃以上的高溫區(qū)進(jìn)行焚燒處理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥干化機(jī)中的濕熱廢蒸汽流量Q汽采用下式計(jì)算得到：

其中，濕污泥處理量為G濕，濕污泥含水率為ω濕，干化污泥含水率為ω干，干化污泥為G干；1.244為水蒸發(fā)成為水蒸汽時(shí)的體積轉(zhuǎn)換系數(shù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)于混合前后的濕熱廢蒸汽、高溫?zé)煔�，有如下等式�?/span>

其中：

Q汽—廢蒸汽流量，kNm3/h，

H汽--廢蒸汽焓值，kJ/Nm3,

Q煙—高溫?zé)煔饬髁浚?/span>kNm3/h，

H煙—高溫?zé)煔忪手担?/span>kJ/Nm3,

H’煙—目標(biāo)溫度下高溫?zé)煔忪手担?/span>kJ/Nm3，

H’汽—目標(biāo)溫度下廢蒸汽焓值，kJ/Nm3。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，經(jīng)混合風(fēng)機(jī)輸出的混合氣體流量Q’混合由下式計(jì)算得到：

其中，

Q’混合—混合氣體流量，km3/h，

P’混合—混合風(fēng)機(jī)出口壓力，kPa，

Patm—標(biāo)況壓力，kPa，

k--冗余系數(shù)，可采用1.2。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的污泥干化與焚燒協(xié)同處理系統(tǒng)，通過設(shè)置旋流混合器連通余熱鍋爐的高溫?zé)煔獬隹诤臀勰喔苫瘷C(jī)的蒸汽排放口，將余熱鍋爐中進(jìn)行余熱利用后的高溫?zé)煔馀c污泥干化機(jī)中干化濕污泥產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行混合，實(shí)現(xiàn)了濕熱蒸汽的干化，減少了污泥熱干化過程中的濕熱蒸汽冷凝系統(tǒng)，防止了濕熱蒸汽中的水蒸汽進(jìn)入風(fēng)機(jī)被加壓后冷凝，節(jié)省了投資，減少了冷卻水系統(tǒng)，而且濕熱蒸汽的能量進(jìn)入焚燒爐，減少了鍋爐從環(huán)境吸入環(huán)境風(fēng)的熱量損失，提高了焚燒爐的熱效率。

2、本發(fā)明的污泥干化與焚燒協(xié)同處理方法，采用余熱鍋爐中的高溫?zé)煔鈦砀稍镂勰喔苫瘷C(jī)中干化污泥產(chǎn)生的濕熱廢蒸汽，有效提高了廢汽的干度，而且換熱后的煙氣和廢汽最終經(jīng)混合風(fēng)機(jī)從焚燒爐燃燒室的二次風(fēng)或三次風(fēng)處輸送至焚燒爐內(nèi)850℃以上的高溫區(qū)進(jìn)行焚燒處理，實(shí)現(xiàn)了廢汽中的有害物質(zhì)徹底分解。與此同時(shí)，污泥干化機(jī)中產(chǎn)生的干化污泥經(jīng)過不同的輸送方式輸送進(jìn)入焚燒爐內(nèi)焚燒處理，高效回收了污泥中的化學(xué)能。

（發(fā)明人：吳波;李小鵬;劉松雄;廖榮智;朱華）