公布日：2023.02.28
申请日：2022.11.02
分类号：F23C10/10(2006.01)I;F23C10/18(2019.01)I;F23C10/22(2006.01)I;F23K1/02(2006.01)I;F23L15/00(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I;C02F11/13(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，所述耦合燃烧系统包括依次连接的：污泥干化脱水单元、制浆供浆单元、锅炉燃烧单元和烟气处理单元，其中，所述污泥干化脱水单元用于完成湿污泥原料的干化脱水；所述制浆供浆单元用于完成干化后污泥的污泥煤焦浆制浆并向锅炉燃烧单元供浆；所述锅炉燃烧单元用于完成污泥煤焦浆的焚烧；所述烟气处理单元用于完成对锅炉燃烧单元产生的烟气进行清洁化处理。通过本发明的结构设置，使得系统对污泥干化程度要求较低，能够充分利用污泥的热值与废水，制取热值稳定的污泥煤焦浆，并且采用污泥煤焦浆循环流化床锅炉清洁焚烧，既充分利用了污泥的热值，又有效降低了污泥处理成本。
权利要求书
1.一种污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述耦合燃烧系统包括依次连接的：污泥干化脱水单元、制浆供浆单元、锅炉燃烧单元和烟气处理单元，其中，所述污泥干化脱水单元用于完成湿污泥原料的干化脱水；所述制浆供浆单元用于完成干化后污泥的污泥煤焦浆制浆并向锅炉燃烧单元供浆；所述锅炉燃烧单元用于完成污泥煤焦浆的焚烧；所述烟气处理单元用于完成对锅炉燃烧单元产生的烟气进行清洁化处理。
2.如权利要求1所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述污泥干化脱水单元包括：污泥池(1)、污泥输送器(2)、污泥干燥器(3)和干污泥输送器(4)，所述污泥池(1)经污泥输送器(2)与污泥干燥器(3)相连，通过所述污泥干燥器(3)完成湿污泥的干化处理，所述污泥干燥器(3)经干污泥输送器(4)与制浆供浆单元连通。
3.如权利要求2所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述制浆供浆单元包括：储水罐(5)、药剂池(6)、储煤仓(7)、石油焦仓(8)、给料机(9)、研磨机(10)、滤浆器(11)、污泥煤焦浆输送器(12)和储浆罐(13)；所述储水罐(5)、药剂池(6)、储煤仓(7)和石油焦仓(8)分别与给料机(9)相连，所述给料机(9)与研磨机(10)相连，且所述干污泥输送器(4)的出料端与研磨机(10)相连，通过所述研磨机(10)完成干化污泥、煤、石油焦的充分研磨混合，制得污泥煤焦浆；所述研磨机(10)依次经过滤浆器(11)和污泥煤焦浆输送器(12)与储浆罐(13)相连，所述储浆罐(13)经炉前供浆系统(15)与锅炉燃烧单元相连。
4.如权利要求3所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述炉前供浆系统(15)采用螺杆泵对污泥煤焦浆进行泵送，泵送至锅炉燃烧单元的流化床进料口后采用粒化器对污泥煤焦浆进行粒化。
5.如权利要求3所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述滤浆器(11)还与污泥池(1)相连，用于将滤浆器(11)滤除的污泥送至污泥池进行二次干化并由研磨机(10)进行二次研磨；所述储浆罐(13)上设置有进行浆液均匀化的浆液搅拌器(14)。
6.如权利要求3所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述锅炉燃烧单元包括：循环流化床锅炉(16)、旋风分离器(17)、尾部烟道(24)和空气预热器(25)，所述循环流化床锅炉(16)底端与炉前供浆系统(15)相连，接收粒化后的污泥煤焦浆；所述旋风分离器(17)设置于循环流化床锅炉(16)的下游，且所述旋风分离器(17)的底部灰粒出口端设有回料器(18)，所述回料器(18)与循环流化床锅炉(16)的供料端相连；所述尾部烟道(24)一端与旋风分离器(17)的顶端相连，另一端与烟气处理单元相连。
7.如权利要求6所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述尾部烟道(24)内设有若干空气预热器(25)，被预热后的空气通入循环流化床锅炉(16)中和污泥干燥器(3)中。
8.如权利要求6所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述尾部烟道(24)内设有若干空气预热器(25)，被预热后的空气通入循环流化床锅炉(16)中；且所述尾部烟道(24)经烟气再循环系统(30)与污泥干燥器(3)连通，通过向污泥干燥器(3)通入烟气完成其内污泥干化处理。
9.如权利要求7或8所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述循环流化床锅炉(16)由底部向上依次设有一次供风口、第一层二次供风口、第二层二次供风口和第三层二次供风口(23)，所述空气预热器(25)经一次风系统(19)向一次供风口供风；所述空气预热器(25)经二次风系统(20)向第一层二次供风口和第二层二次供风口供风；所述污泥干燥器(3)经烟气管道(22)与第三层二次供风口(23)连通，用于将污泥干燥器(3)产生的湿丑气体通入循环流化床锅炉(16)进行焚烧处理。
10.如权利要求1所述的污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，其特征在于，所述烟气处理单元包括依次相连的：除尘器(26)、引风机(27)、脱硫系统(28)和烟囱(29)，且锅炉燃烧单元的排烟口与所述除尘器(26)进气端相连。
发明内容
本发明的目的在于：为了克服现有技术问题，公开了一种污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，通过本发明污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统的结构设置，使得系统对污泥干化程度要求较低，能够充分利用污泥的热值与废水，制取热值稳定的污泥煤焦浆，并且采用污泥煤焦浆循环流化床锅炉清洁焚烧，既充分利用了污泥的热值，又有效降低了污泥处理成本，同时能批量处理污泥，是污泥“稳定化、减量化、无害化、资源化”的有效处理方法。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，所述耦合燃烧系统包括依次连接的：污泥干化脱水单元、制浆供浆单元、锅炉燃烧单元和烟气处理单元，其中，所述污泥干化脱水单元用于完成湿污泥原料的干化脱水；所述制浆供浆单元用于完成干化后污泥的污泥煤焦浆制浆并向锅炉燃烧单元供浆；所述锅炉燃烧单元用于完成污泥煤焦浆的焚烧；所述烟气处理单元用于完成对锅炉燃烧单元产生的烟气进行清洁化处理。
根据一个优选的实施方式，所述污泥干化脱水单元包括：污泥池、污泥输送器、污泥干燥器和干污泥输送器，所述污泥池经污泥输送器与污泥干燥器相连，通过所述污泥干燥器完成湿污泥的干化处理，所述污泥干燥器经干污泥输送器与制浆供浆单元连通。
根据一个优选的实施方式，所述制浆供浆单元包括：储水罐、药剂池、储煤仓、石油焦仓、给料机、研磨机、滤浆器、污泥煤焦浆输送器和储浆罐；所述储水罐、药剂池、储煤仓和石油焦仓分别与给料机相连，所述给料机与研磨机相连，且所述干污泥输送器的出料端与研磨机相连，通过所述研磨机完成干化污泥、煤、石油焦的充分研磨混合，制得污泥煤焦浆；所述研磨机依次经过滤浆器和污泥煤焦浆输送器与储浆罐相连，所述储浆罐经炉前供浆系统与锅炉燃烧单元相连。
根据一个优选的实施方式，所述炉前供浆系统采用螺杆泵对污泥煤焦浆进行泵送，泵送至锅炉燃烧单元的流化床进料口后采用粒化器对污泥煤焦浆进行粒化。
根据一个优选的实施方式，所述滤浆器还与污泥池相连，用于将滤浆器滤除的污泥送至污泥池进行二次干化并由研磨机进行二次研磨；所述储浆罐上设置有进行浆液均匀化的浆液搅拌器。
根据一个优选的实施方式，所述锅炉燃烧单元包括：循环流化床锅炉、旋风分离器、尾部烟道和空气预热器，所述循环流化床锅炉底端与炉前供浆系统相连，接收粒化后的污泥煤焦浆；所述旋风分离器设置于循环流化床锅炉的下游，且所述旋风分离器的底部灰粒出口端设有回料器，所述回料器与循环流化床锅炉的供料端相连；所述尾部烟道一端与旋风分离器的顶端相连，另一端与烟气处理单元相连。
根据一个优选的实施方式，所述尾部烟道内设有若干空气预热器，被预热后的空气通入循环流化床锅炉中和污泥干燥器中。
根据一个优选的实施方式，所述尾部烟道内设有若干空气预热器，被预热后的空气通入循环流化床锅炉中；且所述尾部烟道经烟气再循环系统与污泥干燥器连通，通过向污泥干燥器通入烟气完成其内污泥干化处理。
根据一个优选的实施方式，所述循环流化床锅炉由底部向上依次设有一次供风口、第一层二次供风口、第二层二次供风口和第三层二次供风口，所述空气预热器经一次风系统向一次供风口供风；所述空气预热器经二次风系统向第一层二次供风口和第二层二次供风口供风；所述污泥干燥器经烟气管道与第三层二次供风口连通，用于将污泥干燥器产生的湿丑气体通入循环流化床锅炉进行焚烧处理。
根据一个优选的实施方式，所述烟气处理单元包括依次相连的：除尘器、引风机、脱硫系统和烟囱，且锅炉燃烧单元的排烟口与所述除尘器进气端相连。
本发明污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统的工作原理或流程为：
1)湿污泥原料在污泥池中静置沉淀，去除少量水分后由污泥输送器输送至污泥干燥器，通过污泥干燥器利用预热的空气或再循环热烟气对污泥进行干化，干化过程产生的低温湿臭烟气全部通入循环流化床锅炉燃烧处理。
2)将干化污泥、石油焦、原煤、添加剂送入研磨机，通过研磨机对污泥、石油焦、原煤进行研磨混合，在添加剂作用下使污泥中的水分尽可能稀出，磨制均匀稳定的污泥煤焦浆，研磨混合后的污泥煤焦浆经滤浆器过滤，脱除粒径不合格浆渣，通过污泥煤焦浆输送器泵入储浆罐存储，存储过程中通过浆液搅拌器持续搅拌混合，防止浆液沉淀分层，待循环流化床锅炉运行后，通过炉前供浆系统泵送、粒化后均匀喷洒入炉膛内部。
3)循环流化床锅炉启动运行后，污泥煤焦浆粒化后均匀喷洒入炉内，在循环流化床锅炉一/二次风和炉内高温物料的共同作用下团聚混合、分级燃烧，未燃尽颗粒通过旋风分离器分离，由回料器返送回炉膛实现循环燃烧。燃烧产生的高温烟气通过尾部烟道布置的空气预热器换热利用。一/二次冷风经空气预热器预热后部分通入一/二次风系统，满足污泥煤焦浆流化床锅炉正常运行风量；剩余部分通过旁路干燥热风管道送入污泥干燥器，对湿污泥进行干燥，干化过程产生的低温湿臭烟气全部通过第三层二次风燃烧处理；或者由烟气再循环系统将尾部烟道内高温烟气引入污泥干燥器，对湿污泥进行干燥处理。
4)换热后的低温烟气送入尾部烟气处理单元，依次经过除尘器除尘，脱硫系统脱硫后通过烟囱抬升后排出。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果：
本发明污泥干化制浆流化床耦合燃烧系统，采取预干燥后制浆，再采用流化床燃烧的技术方案，集干燥、制浆、燃烧于一体，通过流化床锅炉热一/二次风或再循环热烟气降低污泥含水率可提高污泥掺混量，通过制浆可充分利用污泥中的水分，再通过污泥煤浆流化床锅炉燃烧，可大幅降低干化程度要求，降低干化能耗。干燥污泥产生的湿臭烟气经流化床锅炉第三层二次风喷入炉膛，可燃气体部分在炉内充分燃烧，后经除尘、脱硫等烟气处理后由烟囱排出，可减少环境污染。
进一步的，污泥煤焦浆循环流化床锅炉技术先进、可靠，可实现大型化发展大幅提升污泥处理能力。
进一步的，通过掺混高热值石油焦制取污泥煤焦浆，可减少煤粉掺混比例，提高污泥掺混比例。处理污泥的同时能够合理利用部分石油焦。
（发明人：吕卓;鲁佳易;吴朝刚;周旭;郭强;李果;程伟;刘杰）
