一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法与流程

1.本发明涉及生物质能技术领域，具体为一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法。


背景技术：

2.植物提取行业每年产生的提取渣数以亿吨，伴随产生的还有污泥和废气，提取渣和污泥的处理形式一般只是简单的填埋、焚烧等，废气则是直接排向大气，严重污染了大气环境，填埋需占用大量土地资源，还会对地下水源造成危害，焚烧处理虽然解决了副产物的大量占地问题，但植物提取渣及污泥热值低、水分高、着火困难，直接焚烧热效率低下，消耗大量能源，这些方法都没有考虑到生态化利用问题，都是对资源的一种浪费，均不可取，为解决上述问题，我们提供了一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，为解决上述的问题，本发明提供如下技术方案：一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统，包括
4.用于对提取渣和污泥混合物料粉碎混合的设备；
5.用于对提取渣和污泥混合物料脱水的干化设备；
6.用于对干化设备干燥后物料进行颗粒制备的造粒机；
7.用于热量转换的锅炉，所述锅炉以造粒机制备出的颗粒为燃料，锅炉换热后形成的低温烟气(50-200℃)传递给干化设备，为混合物料脱水提供热量，锅炉产生的水蒸气用于提取工艺用热；
8.用于高湿尾气处理的装置，干化设备产生的高湿尾气经专用除尘器、脱硝装置后排入大气；
9.用于污水处理的装置，处理后的中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
10.进一步的，所述干化设备分为二级：一级采用压榨脱水机对混合物料进行机械设备脱水，二级采用转筒烘干机耦合锅炉的高温烟道尾气对物料进行接触式烘干。
11.进一步的，所述造粒机制备的颗粒呈圆柱形，圆柱形颗粒长径比范围为3:1-5:1。
12.进一步的，所述尾气处理装置包括：旋风除尘器、水幕除尘器、sncr脱硝装置，转筒烘干机产生的废气送入旋风除尘器、水幕除尘器处理，脱硝后送入烟囱排入大气。
13.进一步的，所述污水处理装置包括：初沉池、ic厌氧罐和mbr一体化污水处理设备，所述初沉池中存放植物提取过程中排放的污水以及脱水压榨机工作过程排放的污水，所述初沉池产生的废气经引风机送入锅炉作为助燃气体，
14.所述初沉池的废水送入ic厌氧罐，所述ic厌氧罐产生的沼气作为燃料通入锅炉，所述ic厌氧罐排出的废水送入mbr一体化污水处理设备，处理后的中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
15.进一步的，所述转筒烘干机为直接式，锅炉换热后的低温烟气与物料直接接触，且烟气与物料运动方向一致。
16.进一步的，所述初沉池及mbr一体化污水处理设备产生的污泥作为造粒原料之一。
17.一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统的方法，包括如下具体步骤
18.s1：提取渣和污泥成型处理：将提取渣、污泥加入添加剂和竹粉投入粉碎机中混合均匀；
19.s2：混合物料脱水干燥处理：将混合物料输送至一级机械设备压榨脱水，二级采用转筒烘干机耦合锅炉的高温烟道尾气对物料进行烘干；
20.s3：混合物料颗粒制备：将干化设备处理后的混合物料输送至造粒机，生成物料颗粒；
21.s4：锅炉燃烧换热：将物料颗粒加入锅炉中燃烧，生成的水蒸气作为提取工艺用热和通往城市供热管网，生成的烟气送入转筒烘干机；
22.s5：尾气处理：转筒烘干机出口的高含湿尾气先通过专用除尘设备，再通过脱硝设备后经烟囱排放；
23.s6：污水处理：厂区提取工艺形成的污水进入初沉池、ic厌氧罐和mbr一体化污水处理设备，处理后污泥进入造粒机造粒，废气和沼气进入锅炉燃烧，中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
24.与现有技术相比，本发明提供了一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法，具备以下有益效果：
25.1、该可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法，利用锅炉换热后的低温烟气(50-200℃)来干燥高含水量的混合物料，可大大提高装置热效率，常规生物质锅炉的排烟温度较高(温度150-170℃)，高温的烟道尾气进入烟囱之前，依旧含大量可供利用的热能，这部分烟气长年排向大气，导致能源利用效率低下，本发明利用锅炉出口高温烟道气余热烘干物料，不仅提高了能源利用效率，还能将烟气中未完全燃烧的物质截留，降低环境污染的同时，提高能源利用效率，理论测算可将运行工况热效率提高至94％。
26.2、该可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法，能够协同处理水池污泥和废气、废水，水池污泥通常需要外运至污泥处理中心处理，本发明中污泥作为造粒原料之一，可送入锅炉直接焚烧处理，充分利用污泥中的能量，降低了处理成本；初沉池产生的废气直接抽取到锅炉中作为助燃空气，使废气中的有机污染物质充分燃烧，有助于减少空气污染，废水经处理后，得到的中和水可作为水幕除尘器补充水以及厂区其他提取工艺用水，降低了水资源的浪费。
27.3、该可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法，整套处理系统不需要外部补充热量，所有燃料都来自植物提取过程中产生的生物质废弃物，且通过协调用热，反哺蒸汽给工艺本身，用于萃取和分离单元，同时多余热量进一步供应工业园管网，为园区其他企业供应蒸汽热能，节约化石能源和天然气，经核算，产生的热能折算后远远超过了装备运行消耗的电量，不仅实现了废物利用，还实现了零碳排放。
附图说明
28.图1为本发明的一种可实现零碳排放的提取渣、污泥及废气协同处理系统的结构
示意图；
29.图2为本发明的一种可实现零碳排放的提取渣、污泥及废气协同处理系统的工艺流程图。
30.图中：1、粉碎机；2、皮带输送机；3、脱水压榨机；4、转筒烘干机；5、造粒机；6、锅炉；7、初沉池；8、引风机；9、ic厌氧罐；10、mbr一体化污水处理设备；11、旋风除尘器；12、水幕除尘器；13、烟囱；14、空气压力进口；15、空气压力出口；16、污泥泵。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.该可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统及方法的实施例如下：
33.请参阅图1-图2，一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统，包括
34.用于对提取渣和污泥混合物料粉碎混合的设备；
35.用于对提取渣和污泥混合物料脱水的干化设备；
36.用于对干化设备干燥后物料进行颗粒制备的造粒机；
37.用于热量转换的锅炉，所述锅炉以造粒机制备出的颗粒为燃料，锅炉换热后形成的低温烟气(50-200℃)传递给干化设备，为混合物料脱水提供热量，锅炉产生的水蒸气用于提取工艺用热；
38.用于高湿尾气处理的装置，干化设备产生的高湿尾气经专用除尘器、脱硝装置后排入大气；
39.用于污水处理的装置，处理后的中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
40.进一步的，所述干化设备分为二级：一级采用压榨脱水机对混合物料进行机械设备脱水，二级采用转筒烘干机耦合锅炉的高温烟道尾气对物料进行接触式烘干。
41.进一步的，所述造粒机制备的颗粒呈圆柱形，圆柱形颗粒长径比范围为3:1-5:1。
42.进一步的，所述尾气处理装置包括：旋风除尘器、水幕除尘器、sncr脱硝装置，转筒烘干机产生的废气送入旋风除尘器、水幕除尘器处理，脱硝后送入烟囱排入大气。
43.进一步的，所述污水处理装置包括：初沉池、ic厌氧罐和mbr一体化污水处理设备，所述初沉池中存放植物提取过程中排放的污水以及脱水压榨机工作过程排放的污水，所述初沉池产生的废气经引风机送入锅炉作为助燃气体，
44.所述初沉池的废水送入ic厌氧罐，所述ic厌氧罐产生的沼气作为燃料通入锅炉，所述ic厌氧罐排出的废水送入mbr一体化污水处理设备，处理后的中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
45.进一步的，所述转筒烘干机为直接式，锅炉换热后的低温烟气与物料直接接触，且烟气与物料运动方向一致。
46.进一步的，所述初沉池及mbr一体化污水处理设备产生的污泥作为造粒原料之一。
47.一种可零碳排放的提取渣、污泥及废气处理系统的方法，包括如下具体步骤：
48.s1：提取渣和污泥成型处理：将提取渣、污泥加入添加剂和竹粉投入粉碎机中混合均匀；
49.s2：混合物料脱水干燥处理：将混合物料输送至一级机械设备压榨脱水，二级采用转筒烘干机耦合锅炉的高温烟道尾气对物料进行烘干；
50.s3：混合物料颗粒制备：将干化设备处理后的混合物料输送至造粒机，生成物料颗粒；
51.s4：锅炉燃烧换热：将物料颗粒加入锅炉中燃烧，生成的水蒸气作为提取工艺用热和通往城市供热管网，生成的烟气送入转筒烘干机；
52.s5：尾气处理：转筒烘干机出口的高含湿尾气先通过专用除尘设备，再通过脱硝设备后经烟囱排放；
53.s6：污水处理：厂区提取工艺形成的污水进入初沉池、ic厌氧罐和mbr一体化污水处理设备，处理后污泥进入造粒机造粒，废气和沼气进入锅炉燃烧，中和水作为水幕除尘器补充水及厂区提取工艺用水。
54.工作原理：通过输送机将提取渣和污泥加入添加剂和竹粉投入粉碎机1中粉碎混合均匀，输送过程中锅炉烟气对提取物进行烘干，皮带输送机2将粉碎机1生成的混合物料送入脱水压榨机3，脱水压榨机3通过机械压榨方式排出混合物料中的水分，压榨后的混合物料通过皮带输送机2送入转筒烘干机4，转筒烘干机4与锅炉6尾气出口连通，干燥热源为锅炉6通入后形成的低温烟气，干燥后的混合物料通过皮带输送机2送入造粒机5，将混合物料制备成规则颗粒状，规则颗粒状物料通过皮带输送机2送入锅炉6，颗粒在锅炉6内燃烧放热，锅炉6生成的蒸汽输送至企业用热设备，产生的炉渣输送到渣、污泥混合物中，烟气一部分送入转筒烘干机4中干燥物料，一部分经过布袋除尘后送入烟囱13。
55.初沉池7本身用来存放植物提取过程中产生的污水，脱水压榨机3与初沉池7相连通，脱水压榨机3工作过程中产生的废水也会导入初沉池7中，初沉池7密闭，表面开设有空气压力进口14，空气压力出口15，空气压力出口15经引风机8与锅炉6相连通，初沉池7内部产生的废气通过引风机8抽取送入锅炉6内部作为助燃气体，初沉池7经污泥泵16与ic厌氧罐9相连通，ic厌氧罐9的沼气出口与锅炉6相连通，污水在ic厌氧罐9中生成的沼气送入锅炉6中作为燃料燃烧，ic厌氧罐9处理后的水送入mbr一体化污水处理设备10，mbr一体化污水处理设备10处理后的水一部分送入锅炉6中作为锅炉6用水，一部分送入水幕除尘器12中作为除尘用水。
56.转筒烘干机4与旋风除尘器11连通，旋风除尘器11与水幕除尘器12连通，水幕除尘器12与烟囱13相连通，转筒烘干机4干燥尾气经过旋风除尘器11、水幕除尘器12除尘，经脱硝处理后通过烟囱13排入大气。
57.一些实施例中，造粒机5制备出的颗粒呈圆柱形，圆柱形颗粒长径比3:1-5:1。
58.一些实施例中，为防止尾气泄漏，转筒烘干机4和锅炉6均处于微负压状态。
59.一些实施例中，转筒烘干机4出口尾气温度在50-60℃之间，锅炉6出口尾气温度在200-220℃之间。
60.一些实施例中，烟囱13出口处设置有尾气在线检测系统，实时分析尾气成分，以便对尾气处理装置参数进行调节。
61.如图2所示，本发明的一种可实现零碳排放的提取渣、污泥及废气协同处理系统的
工艺流程，包括如下步骤：
62.步骤s1，预处理：将渣、污泥输送至粉碎机1粉碎提取渣和污泥，同时加入添加剂和竹粉，使混合物料均匀，通过锅炉烟气的烘干以控制含水率，提高热效率。
63.步骤s2，混合物料脱水干燥处理：皮带输送机2将预处理的混合物料送至脱水压榨机3脱水，脱水后的混合物料经皮带输送机2送至转筒烘干机4干燥。
64.步骤s3，混合物料颗粒制备：将干燥后的混合物料通过皮带输送机2送至造粒机5，生成规则状物料颗粒；
65.步骤s4，锅炉6燃烧换热：将物料颗粒加入锅炉6中燃烧，生成的水蒸气作为提取工艺用热和通往城市供热管网，生成的烟气送入转筒烘干机4。
66.步骤s5，尾气处理：转筒烘干机4出口的高含湿尾气先通过专用除尘设备，再通过脱硝设备后经烟囱13排放。
67.步骤s6，污水处理：厂区提取工艺形成的污水进入初沉池7、ic厌氧罐9和mbr一体化污水处理设备10，处理后污泥进入造粒机5造粒，废气和沼气进入锅炉6燃烧，中和水作为水幕除尘器12补充水及厂区提取工艺用水。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。