一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统及方法与流程

本发明涉及固体废物处理与资源综合利用，具体涉及一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统及方法。

背景技术：

1、随着工业化和城镇化进程的加速，各类低价值燃料和废物的产生量持续增长。其中，城镇污水处理厂污泥年产量已超过6000万吨（含水率80%计），炼油厂石油焦年产量超过1500万吨，石化装置产生的干气以及农林加工过程产生的生物质废料也数量庞大。这些物质具有以下共同特征：

2、（1）利用价值低：污泥含水率高、热值低，单独焚烧需要大量辅助燃料；石油焦硫含量高，直接燃烧产生严重的二氧化硫污染；干气成分波动大，难以稳定利用；生物质分布分散、能量密度低。

3、（2）处理难度大：污泥中含有大量病原菌、重金属和有机污染物；石油焦中硫、钒、镍等重金属含量高；干气中可能含有硫化氢等腐蚀性成分；生物质灰分中碱金属含量高，容易引起结渣。

4、（3）环境危害大：若处置不当，污泥填埋会产生渗滤液和恶臭，石油焦堆放会扬尘并释放硫化物，干气直接排放或火炬燃烧造成能源浪费和碳排放，生物质露天焚烧产生大量烟尘。

5、目前，上述废物多为单一处理模式：污泥单独干化焚烧能耗高、经济性差；石油焦通常作为水泥窑燃料或电站锅炉燃料，受运输距离和硫排放限制；干气多以火炬燃烧方式处理，能源浪费严重；生物质焚烧规模小、效率低。单一处理方式难以兼顾经济性和环保性，也未能充分发挥不同燃料之间的协同互补效应。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统及方法，以解决上述背景技术提到的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统及方法，其包括：

3、燃料预处理单元，用于对污泥进行干化、对石油焦进行破碎筛分、对生物质进行粉碎干燥、对干气进行净化稳压储存；

4、分层混烧单元，包括循环流化床锅炉和分层进料装置，所述循环流化床锅炉的炉膛内部从下到上依次为密相区和稀相区，所述分层进料装置与所述燃料预处理单元连通，其包括设于所述密相区下部的污泥与石油焦混合进料口、设于所述密相区上部的生物质进料口和设于所述稀相区的干气喷入口；

5、烟气净化单元，用于净化所述循环流化床锅炉的高温烟气达到排放标准，其沿烟气流向依次串联设置有sncr脱硝装置、半干法脱硫塔、活性炭喷射吸附装置和布袋除尘器；

6、能量回收单元，用于回收所述循环流化床锅炉的高温烟气热量，其包括余热锅炉和汽轮发电机组；

7、灰渣资源化单元，与所述循环流化床锅炉连通，包括底渣分选机和飞灰稳定化处理装置。

8、进一步地，所述燃料预处理单元的污泥干化臭气出口与所述密相区连通。

9、进一步地，所述能量回收单元还包括污泥干化换热器，所述汽轮发电机组采用抽汽凝汽式机组，所述抽汽凝气式机组的中压缸与所述污泥干化换热器入口连通，所述污泥干化换热器出口与所述燃料预处理单元连通。

10、进一步地，所述干气喷入口的数量为多个、且分别间隔设置在所述稀相区的高度方向上，所述干气喷入口采用旋流喷嘴，所述旋流喷嘴的喷射角度向下倾斜。

11、进一步地，所述sncr脱硝装置采用尿素溶液为还原剂，其还原剂出口与循环流化床锅炉的旋风分离器入口连通。

12、一种混烧多种低价值燃料的资源化处理方法，采用上述任一项的混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其包括以下步骤：

13、s1、燃料预处理：将含水率60%~80%的污泥送入干化机进行低温负压干化破碎处理，污泥干化至含水率30%以下，将石油焦通过石油焦研磨筛分装置破碎至粒径≤3mm，将生物质通过生物质粉碎筛选装置粉碎筛选至粒径≤10mm，将干气通过干气稳压净化装置经净化后储入缓冲罐稳压。

14、s2、分层入炉混烧：通过分层进料装置将污泥和石油焦送入循环流化床锅炉的密相区下部，将生物质送入循环流化床锅炉的密相区上部，将干气通过干气喷入口喷进循环流化床锅炉的稀相区进行混烧；

15、s3、烟气处理：循环流化床锅炉的高温烟气经sncr脱硝装置脱硝后，进入余热锅炉回收烟气热量产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，余热锅炉的高温烟气通过半干法脱硫塔脱硫、活性炭喷射吸附装置吸附烟气中的重金属和二噁英类污染物和布袋除尘器除尘达标后排放；

16、s4、底渣资源化：通过底渣分选机将底渣分选后作为建材骨料利用，通过飞灰稳定化处理装置将飞灰经水泥固化后安全填埋。

17、进一步地，在步骤s2中，总燃料热值控制在12000~16000kj/kg之间，总燃料的配比按热量贡献计，污泥占10%~20%、石油焦占30%~50%、生物质占10%~20%、干气占10%~30%。

18、进一步地，在步骤s3中，汽轮发电机组采用抽汽凝汽式机组，抽汽凝汽式机组的中压缸中抽取中压蒸汽作为干化机的污泥干化热源。

19、本发明的有益效果为：本发明一套系统同时接纳污泥、石油焦、干气、生物质四类理化性质差异极大的废物，克服不同燃料着火、热值、硫分、挥发分差异大难以共燃的技术难题。本系统也并非简单多点进料，而是针对四类燃料燃烧特性匹配炉膛不同区位。污泥热值低、难稳燃，与高热值石油焦布置在密相区下部，依托密相区大量高温床料蓄热，解决污泥单独焚烧着火困难，需要大量辅助燃料的痛点；生物质高挥发分布置在密相区上部，快速释热，避免密相区局部温度过高；成分波动大的干气布置在稀相区，拉长燃烧路径，抑制局部高温热力型nox生成。

20、即石油焦的高热值弥补污泥热值的不足，污泥的高水分降低炉温抑制nox生成，生物质的低硫特性稀释石油焦的硫含量，干气灵活调节炉内温度分布。四种燃料互相取长补短，燃料供给波动条件下仍然可以维持炉膛稳定燃烧，突破传统单一进料掺烧装置燃料适应性差的局限。

1.一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：所述燃料预处理单元的污泥干化臭气出口与所述密相区连通。

3.根据权利要求1所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：所述能量回收单元还包括污泥干化换热器，所述汽轮发电机组采用抽汽凝汽式机组，所述抽汽凝气式机组的中压缸与所述污泥干化换热器入口连通，所述污泥干化换热器出口与所述燃料预处理单元连通。

4.根据权利要求1所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：所述干气喷入口的数量为多个、且分别间隔设置在所述稀相区的高度方向上，所述干气喷入口采用旋流喷嘴，所述旋流喷嘴的喷射角度向下倾斜。

5.根据权利要求1所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：所述sncr脱硝装置采用尿素溶液为还原剂，其还原剂出口与循环流化床锅炉的旋风分离器入口连通。

6.一种混烧多种低价值燃料的资源化处理方法，采用权利要求1-6任一项的混烧多种低价值燃料的资源化处理系统，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理方法，其特征在于：在步骤s2中，总燃料热值控制在12000~16000kj/kg之间，总燃料的配比按热量贡献计，污泥占10%~20%、石油焦占30%~50%、生物质占10%~20%、干气占10%~30%。

8.根据权利要求6所述的一种混烧多种低价值燃料的资源化处理方法，其特征在于：在步骤s3中，汽轮发电机组采用抽汽凝汽式机组，抽汽凝汽式机组的中压缸中抽取中压蒸汽作为干化机的污泥干化热源。