公布日：2022.01.07
申请日：2021.10.22
分类号：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
本发明提供一种燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统及方法，所述装置系统包括依次连接的污泥干化装置、燃煤锅炉、换热装置、第一省煤装置、空气预热装置、第二省煤装置和脱硫除尘装置；所述第二省煤装置经第一管道与污泥干化装置循环连接；所述方法利用第二省煤装置出口的低品质热水作为污泥干化装置的热源，实现了能量梯级利用，节能效果显著，并且使污泥干化装置内保持较低的温度水平，运行安全可靠。
权利要求书
1.一种燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接的污泥干化装置、燃煤锅炉、换热装置、第一省煤装置、空气预热装置、第二省煤装置和脱硫除尘装置；所述第二省煤装置经第一管道与污泥干化装置循环连接。
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述换热装置设置在燃煤锅炉的顶部；优选地，所述装置系统还包括汽轮机和发电机；优选地，所述换热装置、汽轮机和第一省煤装置依次连接；优选地，所述汽轮机与发电机共轴连接。
3.根据权利要求2所述的装置系统，其特征在于，所述汽轮机、第二省煤装置和第一省煤装置依次连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括气固分离装置、冷凝装置、冷却装置和污水处理装置；优选地，所述污泥干化装置、气固分离装置、冷凝装置和燃煤锅炉依次连接；优选地，所述气固分离装置经第二管道与燃煤锅炉连接。
5.根据权利要求4所述的装置系统，其特征在于，所述冷却装置与冷凝装置循环连接；优选地，所述冷凝装置经冷凝水管道与污水处理装置连接。
6.一种燃煤发电机组耦合污泥干化的方法，所述方法采用权利要求1～5任一项所述的燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：湿污泥经污泥干化装置处理后，得到干化污泥，所述干化污泥进入燃煤锅炉进行燃烧，产生的烟气依次经换热装置、第一省煤装置、空气预热装置和第二省煤装置换热后，进入脱硫除尘装置处理后排放；第二省煤装置的出水一部分进入第一省煤装置，另一部分进入污泥干化装置干化湿污泥，污泥干化装置的出水返回第二省煤装置进行循环。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述湿污泥的含水率为75％～85％；优选地，所述干化污泥的含水率为35％～45％。
9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述第二省煤装置的出水的温度为85～95℃；优选地，所述污泥干化装置的出水的温度为65～75℃。
10.根据权利要求6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：含水率为75％～85％的湿污泥经污泥干化装置处理后，得到含水率为35％～45％的干化污泥，所述干化污泥进入燃煤锅炉进行燃烧，产生的烟气依次经换热装置、第一省煤装置、空气预热装置和第二省煤装置换热后，进入脱硫除尘装置处理后排放；温度为85～95℃的第二省煤装置的出水一部分进入第一省煤装置，另一部分进入污泥干化装置干化湿污泥，温度为65～75℃的污泥干化装置出水返回第二省煤装置进行循环；所述换热装置产生的蒸汽进入汽轮机做功，带动发电机进行发电；所述污泥干化装置产生的气体进入气固分离装置进行分离，所述气固分离装置的底部排出的固体颗粒进入燃煤锅炉燃烧，所述气固分离装置的顶部排出的气体进入冷凝装置冷凝后，进入污水处理装置处理。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统及方法，不采用燃煤发电机组的蒸汽进行污泥干化，而是利用第二省煤装置出口的低品质热水作为污泥干化装置的热源，使污泥干化装置内保持较低的温度水平，运行安全可靠。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统，所述装置系统包括依次连接的污泥干化装置、燃煤锅炉、换热装置、第一省煤装置、空气预热装置、第二省煤装置和脱硫除尘装置；所述第二省煤装置经第一管道与污泥干化装置循环连接。
本发明所述的装置系统中第二省煤装置经第一管道与污泥干化装置循环连接，利用第二省煤装置的出水对污泥进行干燥，实现了能量梯级利用，节能效果显著；相较于采用燃煤锅炉的烟气进行污泥干化而言，本发明的装置系统中污泥干化装置的温度水平低，运行安全可靠；相较于现有技术中采用燃煤发电机组的蒸汽进行污泥干化而言，本发明的装置系统不会影响到燃煤锅炉的满负荷满供热工况的运行，燃煤发电机组耦合污泥干化装置安全稳定。
优选地，所述污泥干化装置包括真空干化机。
优选地，所述第一管道上设置有水泵。
优选地，所述换热装置设置在燃煤锅炉的顶部。
优选地，所述装置系统还包括汽轮机和发电机。
优选地，所述换热装置、汽轮机和第一省煤装置依次连接。
优选地，所述汽轮机与发电机共轴连接。
优选地，所述汽轮机、第二省煤装置和第一省煤装置依次连接。
优选地，所述装置系统还包括气固分离装置、冷凝装置、冷却装置和污水处理装置。
优选地，所述污泥干化装置、气固分离装置、冷凝装置和燃煤锅炉依次连接。
优选地，所述气固分离装置经第二管道与燃煤锅炉连接。
本发明所述气固分离装置分离后的固体颗粒和污泥干化装置产生的臭气通过第二管道进入燃煤锅炉进行充分燃烧，再与燃煤锅炉产生的烟气一同经换热装置、第一省煤装置、空气预热装置和第二省煤装置进行换热，最后经过脱硫除尘装置处理后达标排放，不会对环境产生污染。
优选地，所述冷却装置与冷凝装置循环连接。
优选地，所述冷凝装置经冷凝水管道与污水处理装置连接。
本发明所述冷凝装置出水进入污水处理装置进行处理，处理后的达标水在场内进行综合利用，实现废水零排。
优选地，所述装置系统还包括与脱硫除尘装置相连的烟囱。
优选地，所述装置系统还包括污泥储存装置和污泥输送装置。
优选地，所述污泥输送装置、污泥储存装置和污泥干化装置依次连接。
第二方面，本发明提供一种燃煤发电机组耦合污泥干化的方法，所述方法采用第一方面所述的燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统进行。
本发明所述方法考虑到燃煤机组内的第二省煤装置为烟气深度余热利用装置，且第二省煤装置的出水的温度为85～95℃，而污泥干化装置需要的进水温度正好为85～95℃，干化污泥之后的出水温度降低为65～75℃，可以作为第二省煤装置的进水与烟气进行换热。本发明利用污泥干化装置的进出水温度与第二省煤装置的进出水温度的完美契合，从而实现了实现燃煤发电机组与污泥干化装置实现完美耦合。
优选地，所述方法包括如下步骤：
湿污泥经污泥干化装置处理后，得到干化污泥，所述干化污泥进入燃煤锅炉进行燃烧，产生的烟气依次经换热装置、第一省煤装置、空气预热装置和第二省煤装置换热后，进入脱硫除尘装置处理后排放；第二省煤装置的出水一部分进入第一省煤装置，另一部分进入污泥干化装置干化湿污泥，污泥干化装置的出水返回第二省煤装置进行循环。
本发明所述第二省煤装置的出水中对于进入第一省煤装置和污泥干化装置的比例不进行限定，需要根据实际运行情况进行调整。当湿污泥含水率较高或湿污泥量较大时，第二省煤装置的出水进入污泥干化装置的水量大于进入第一省煤装置的水量；当实际运行中湿污泥量较少时，第二省煤装置的出水进入污泥干化装置的水量小于进入第一省煤装置的水量。
本发明所述烟气进入脱硫除尘装置处理后，经烟囱排放。
优选地，所述湿污泥的含水率为75％～85％，例如可以是75％、76％、78％、80％、82％、84％或85％。
本发明所述湿污泥经密闭污泥输送车输送至污泥储存装置后，经污泥输送装置输送到污泥干化装置中进行干化处理。
优选地，所述干化污泥的含水率为35％～45％，例如可以是35％、37％、39％、40％、42％、44％或45％。
优选地，所述第二省煤装置的出水的温度为85～95℃，例如可以是85℃、87℃、89℃、90℃、92℃、93℃或95℃。
优选地，所述污泥干化装置的出水的温度为65～75℃，例如可以是65℃、67℃、69℃、70℃、72℃、73℃或75℃。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括如下步骤：
含水率为75％～85％的湿污泥经污泥干化装置处理后，得到含水率为35％～45％的干化污泥，所述干化污泥进入燃煤锅炉进行燃烧，产生的烟气依次经换热装置、第一省煤装置、空气预热装置和第二省煤装置换热后，进入脱硫除尘装置处理后排放；温度为85～95℃的第二省煤装置的出水一部分进入第一省煤装置，另一部分进入污泥干化装置干化湿污泥，温度为65～75℃的污泥干化装置出水返回第二省煤装置进行循环；所述换热装置产生的蒸汽进入汽轮机做功，带动发电机进行发电；所述污泥干化装置产生的气体进入气固分离装置进行分离，所述气固分离装置的底部排出的固体颗粒进入燃煤锅炉燃烧，所述气固分离装置的顶部排出的气体进入冷凝装置冷凝后，进入污水处理装置处理。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统将第二省煤装置与污泥干化装置循环连接，利用第二省煤装置的出水对污泥进行干燥，实现了能量梯级利用，节能效果显著，且污泥干化装置的温度水平低，低于100℃，运行安全可靠；
(2)本发明提供的燃煤发电机组耦合污泥干化的装置系统不影响燃煤锅炉的满负荷满供热工况的运行，燃煤发电机组耦合污泥干化装置安全稳定；
(3)本发明提供的燃煤发电机组耦合污泥干化的方法降低了污泥干化装置的能耗，且污泥干化过程中产生的臭气在燃煤锅炉充分燃烧，经烟气处理达标排放，对环境无二次污染，具有良好的经济和环境效益。
（发明人：张涛;吴明州;林雪健;黄辉武;赵亮;何翔;刘向民;刘平元）
