一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统的制作方法

1.本实用新型涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统。


背景技术：

2.污泥作为污水处理厂污水处理后的附属产品，其产量在不断上升。与污泥产量连续递增趋势相背，污泥处理处置能力不足，手段落后，污泥中含有病原微生物、寄生虫卵、有毒有害的重金属及大量的难降解物质，污泥得不到规范化处理将直接给水体、土壤和大气带来二次污染，对生态环境构成严重威胁。
3.传统的污泥处理方法有填埋、堆肥、填海和焚烧等。填埋处理不当可能造成土壤和地下水的污染，并且大量占用土地会进一步加剧土地资源的紧张；由于污泥成分复杂，含有害物质较多，导致污泥堆肥在实际应用中有较多的困难，污泥填海会对海洋生物造成危害，严重污染海洋环境；污泥焚烧是最“彻底”的污泥处理方式，不仅处理速度快，而且减量化程度高，能源可再利用，是一种相对比较可行的污泥处理方式。利用燃煤电站掺烧污泥一方面也可以无害化、减量化处理城市污泥，同时减少新建污泥处理厂的建设成本和污泥运输成本，另一方面可以也利用污泥的热值进行发电和供热。
4.cn112628736a公开了一种污泥耦合燃煤发电机组再利用处理系统、工艺及应用，将生活污泥、工业固废中的印染污泥顺次通过湿污泥储存及输送系统、污泥干化系统、干污泥输送系统、磨煤机，最后投放到锅炉燃烧，该系统的处理工艺不仅可以节约大量填埋土地，消除污泥二次污染的威胁，实现污泥处置的减量化、无害化，无废气、废水的产生，并产生热值节约燃煤。但该处理系统直接利用锅炉系统的蒸汽进行污泥干化，会影响机组满负荷满供热条件下的蒸汽产量，对机组的持续稳定运行造成一定的影响。
5.cn108083607a公开了一种污泥干化耦合燃煤发电系统，包括：用于对湿污泥原料进行初步脱水的污泥前处理脱水单元；用于对初步脱水后的污泥进行干燥处理的污泥间接干化单元；用于将干燥后的污泥通过密闭输送方法输送至原煤仓与原煤初步混合的污泥气力输送掺混原煤单元；用于将污泥和原煤初步混合，并送入磨煤机掺混研磨，使二者充分混合，再送入燃煤锅炉燃烧的煤粉研磨输送燃烧单元。但是该污泥干化耦合燃煤发电系统利用燃煤过滤的尾部烟气或燃煤锅炉系统的中低温蒸汽来进行污泥干化脱水，会使污泥干化系统运行温度比较高，有着火的风险。
6.cn110748899a公开了一种考虑余热利用的燃煤耦合污泥干化焚烧系统，包括：污泥储运系统、污泥干化系统、污泥焚烧系统和余热利用系统；污泥储运系统包括湿污泥仓；污泥干化系统包括污泥干化机；污泥焚烧系统包括干污泥仓和燃煤锅炉；污泥干化机上设有干化机污泥入口、干化机蒸汽入口、干化机尾气出口和干化污泥出口；湿污泥仓的污泥出口连接污泥干化机的干化机污泥入口；污泥干化机通过干化污泥出口连接干污泥仓；干污泥仓的出口连接燃煤锅炉的燃料入口；干化机蒸汽入口连接燃煤锅炉的蒸汽出口；干化机尾气出口连接余热利用系统。但是该系统没有对污泥干化机的尾气及冷凝水进行处理，会
导致二次污染。
7.因此，亟需开发一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，来有效解决现有燃煤发电机组在满负荷满供热工况下蒸汽量不足的问题以及燃煤机组耦合污泥发电过程中的安全可靠性问题。


技术实现要素：

8.鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，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。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.本实用新型提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，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。
11.本实用新型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，本实用新型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，本实用新型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，燃煤机组耦合污泥发电装置安全稳定。
12.优选地，所述污泥干化装置包括真空干化机。
13.优选地，所述第一管道上设置有输送装置。
14.优选地，所述换热装置设置在燃煤锅炉的顶部。
15.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括汽轮机和发电机。
16.优选地，所述换热装置、汽轮机和第一省煤装置依次连接。
17.优选地，所述汽轮机与发电机共轴连接。
18.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。
19.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括气固分离装置和冷凝装置。
20.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。
21.优选地，所述气固分离装置经第二管道与燃煤锅炉连接。
22.本实用新型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。
23.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括经冷凝水管道与所述冷凝装置相连的污水处理装置。
24.本实用新型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。
25.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括与冷凝装置循环连接的冷
却装置。
26.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括与脱硫除尘装置相连的烟囱。
27.优选地，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包括污泥储存装置和污泥输送装置；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。
28.本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统的使用方法包括如下步骤：
29.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。
30.本实用新型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。本实用新型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。
31.具体地，本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统的使用方法包括如下步骤：
32.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。
33.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
34.(1)本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电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；
35.(2)本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统不影响燃煤锅炉的满负荷满供热工况的运行，燃煤机组耦合污泥发电装置安全稳定；
36.(3)本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统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。
附图说明
37.图1是本实用新型具体实施方式中提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统的示意图。
38.图中：1-密闭污泥运输车；2-污泥储存仓；3-柱塞泵；4-污泥干化机；5-燃煤锅炉；
6-空气预热器；7-第二省煤器；8-脱硫除尘装置；9-烟囱；10-汽轮机；11-发电机；12-水泵；13-旋风除尘器；14-冷凝器；15-冷却塔；16-污水处理装置；17-第一省煤器；18-换热装置；19-第一管道；20-第二管道；21-冷凝水管道。
具体实施方式
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
41.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
42.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要实用新型点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型进可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。
44.实施例1
45.本实施例提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，其示意图如图1所示，所述装置系统包括依次连接的污泥干化机4、燃煤锅炉5、换热装置18、第一省煤器17、空气预热器6、第二省煤器7和脱硫除尘装置8；所述第二省煤器7经第一管道19与污泥干化机4循环连接。
46.所述第一管道19上设置有水泵12；所述换热装置18设置在燃煤锅炉5的顶部；所述装置系统还包括汽轮机10和发电机11；所述换热装置18、汽轮机10和第一省煤器17依次连接；所述汽轮机10与发电机11共轴连接。所述汽轮机10、第二省煤器7和第一省煤器17依次连接。
47.所述装置系统还包括旋风除尘器13、冷凝器14、冷却塔15、密闭污泥输送车1和污水处理装置16；所述污泥干化机4、旋风除尘器13、冷凝器14和燃煤锅炉5依次连接；所述旋风除尘器13经第二管道20与燃煤锅炉5连接。所述冷却塔15与冷凝器14循环连接；所述冷凝器14经冷凝水管道21与污水处理装置16连接。所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统还包
括与脱硫除尘装置8相连的烟囱9，与污泥干化机4依次连接的污泥储存仓2和柱塞泵3；湿污泥经密闭污泥输送车1输送至污泥储存仓2。
48.本实施例还提供一种燃煤机组耦合污泥发电的方法，所述方法采用上述的装置系统进行，包括如下步骤：
49.含水率为80％的湿污泥经密闭污泥输送车1输送至污泥储存仓2后，经柱塞泵3输送到污泥干化机4进行干化处理，得到含水率为40％的干化污泥，所述干化污泥进入燃煤锅炉5进行燃烧，产生的烟气依次经换热装置18、第一省煤器17、空气预热器6和第二省煤器7换热后，进入脱硫除尘装置8处理后，经烟囱9排放；温度为90℃的第二省煤器7出水一部分进入第一省煤器17，另一部分经第一管道19进入污泥干化机4干化湿污泥，温度为70℃的污泥干化机出水返回第二省煤器7进行循环；所述换热装置18产生的蒸汽进入汽轮机10做功，带动发电机11进行发电；所述污泥干化机4产生的气体进入旋风除尘器13进行分离，所述旋风除尘器13的底部排出的固体颗粒经第二管道20进入燃煤锅炉5燃烧，所述旋风除尘器13的顶部排出的气体进入冷凝器14冷凝后，经冷凝水管道21进入污水处理装置16处理。
50.实施例2
51.本实施例提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，所述装置系统与实施例1相同。
52.本实施例还提供一种燃煤机组耦合污泥发电的方法，所述方法采用上述的装置系统进行，包括如下步骤：
53.含水率为75％的湿污泥经密闭污泥输送车输送至污泥储存仓后，经柱塞泵输送到污泥干化机进行干化处理，得到含水率为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、第一省煤器、空气预热器和第二省煤器换热后，进入脱硫除尘装置处理后，经烟囱排放；温度为85℃的第二省煤器的出水一部分进入第一省煤器，另一部分经第一管道进入污泥干化机干化湿污泥，温度为65℃的污泥干化机出水返回第二省煤器进行循环；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；所述污泥干化机产生的气体进入旋风除尘器进行分离，所述旋风除尘器的底部排出的固体颗粒经第二管道进入燃煤锅燃烧，所述旋风除尘器的顶部排出的气体进入冷凝器冷凝后，经冷凝水管道进入污水处理装置处理。
54.实施例3
55.本实施例提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，所述装置系统与实施例1相同。
56.本实施例还提供一种燃煤机组耦合污泥发电的方法，所述方法采用上述的装置系统进行，包括如下步骤：
57.含水率为85％的湿污泥经密闭污泥输送车输送至污泥储存仓后，经柱塞泵输送到污泥干化机进行干化处理，得到含水率为35％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、第一省煤器、空气预热器和第二省煤器换热后，进入脱硫除尘装置处理后，经烟囱排放；温度为95℃的第二省煤器的出水一部分进入第一省煤器，另一部分经第一管道进入污泥干化机干化湿污泥，温度为75℃的污泥干化机出水返回第二省煤器进行循环；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；所述污泥干化机产生的气体进入旋风除尘器进行分离，所述旋风除尘器的底部排出的固体颗
粒经第二管道进入燃煤锅燃烧，所述旋风除尘器的顶部排出的气体进入冷凝器冷凝后，经冷凝水管道进入污水处理装置处理。
58.综合实施例1～3可以看出，本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统以第二省煤器的出水作为污泥干化机的热源对湿污泥进行干燥，污泥干化机出水返回第二省煤器进行循环，重新吸热后再加热湿污泥，污泥干化机的进水温度与第二省煤器的进出水温度完美契合，不会出现热量浪费或者需要额外补充热量的问题，从而实现燃煤发电机组与污泥干化机实现完美耦合。而且整套污泥干化机的温度均处于100℃以内，系统运行安全可靠。
59.对比例1
60.本对比例提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统除“第二省煤器不与污泥干化机循环连接，且设置烟气旁路管道连接燃煤锅炉和给水装置，给水装置经给水管道与污泥干燥装置相连”外，其余均与实施例1相同。
61.本对比例还提供一种燃煤机组耦合污泥发电的方法，所述方法采用上述的装置系统进行，包括如下步骤：
62.含水率为80％的湿污泥经污泥干化机处理后，得到含水率为40％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、第一省煤器、空气预热装置和第二省煤器换热后，进入脱硫除尘装置处理后，一部分烟气经烟气旁路加热给水，加热后的给水进入污泥干化机干化湿污泥，另一部分经烟囱排放。温度为90℃的第二省煤器的出水进入第一省煤器，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；所述污泥干化机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。
63.对比例2
64.本对比例提供一种燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，所述燃煤机组耦合污泥发电的装置系统除“第二省煤器不与污泥干化机循环连接，且设置供热回水管道与污泥干燥装置相连”外，其余均与实施例1相同。
65.本对比例还提供一种燃煤机组耦合污泥发电的方法，所述方法采用上述的装置系统进行，所述方法除“采用供热系统回水进入污泥干化机干化湿污泥”外，其余均与实施例1相同。
66.综合对比例1～2可以看出，采用烟气旁路加热的给水或供热系统回水进入污泥干化机干化湿污泥，会导致污泥干化机的温度较高，存在着火的风险。
67.综上所述，本实用新型提供的燃煤机组耦合污泥发电的装置系统，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，同时使污泥干化装置内保持较低的温度水平，运行安全可靠。
68.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。