一种低温烟气污泥干化掺烧系统的制作方法

1.本实用新型涉及污泥处理环保技术领域，尤其涉及一种低温烟气污泥干化掺烧系统。


背景技术：

2.目前，常见的污泥处理技术有堆肥处理、海洋倾倒、卫生填埋、农业利用、建材利用和焚烧等，其中焚烧是最快速有效彻底的处置方式，能将污泥的体积减小到最小，彻底分解有机物，杀死病原体。燃煤电厂污泥掺烧根据是否需要干化处理分为直接掺烧和干化掺烧，污泥直接掺烧技术是将经过污水处理厂浓缩和机械脱水后含水率为65％～80％的污泥按一定比例与煤混合进行燃烧，但是燃煤锅炉的设计燃料是煤炭，污泥含水率高、热值低，无法进行自持燃烧，会对电厂锅炉本身的燃烧工况产生影响，且燃烧的稳定性对含水率的变化适应很差，同时，高含水率会导致污泥体积庞大，运输、存储难度大。为了保证设备的安全运行，污泥掺烧前可对污泥进行脱水干化，污泥直接干化掺烧是利用锅炉烟道抽取的高温烟气或锅炉排烟直接加热污泥，干化后污泥在锅炉炉膛中燃烧。通过控制污泥的进料量或高温烟气量，污泥干化后含水率、粒径大小可控。
3.污泥干化掺烧技术是处理污泥的常用技术手段，在污泥直接掺烧前，先对污泥进行脱水干化，再运输至锅炉炉膛中燃烧。污泥直接掺烧时，由于烟气直接与污泥接触，污泥中的水分及污染物(vocs等)会被带入锅炉烟气系统，容易对后端烟气治理系统产生影响，难以保证出口烟气达标排放；并且如何调节掺烧时锅炉烟气的温度，使得污泥能够达到预定的脱水目标，这些问题都有待解决。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.鉴于现有技术的上述缺点和不足，本实用新型提供一种低温烟气污泥干化掺烧系统，其解决了污泥干化时对锅炉烟气温度的调节问题。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本实用新型的低温烟气污泥干化掺烧系统包括：
8.脱硫脱硝装置，所述脱硫脱硝装置能够与循环流化床锅炉的出口管道连接以对所述循环流化床锅炉排出的烟气进行脱硫脱硝；
9.空预器，所述空预器内设置有能够相互换热的放热管和吸热管，所述放热管与所述脱硫脱硝装置的出口管道连接；
10.表面式换热器，所述表面式换热器分别与所述空预器的放热管的出口和所述脱硫脱硝装置的出口管道连接，所述表面式换热器内通过导热板分隔成污泥腔和烟气腔，所述污泥腔内的污泥与所述烟气腔内的烟气进行不接触换热，经过换热的所述污泥能够进入所述循环流化床锅炉内，所述污泥腔的排气管依次经二次风管道、所述吸热管与所述循环流化床锅炉的二次风入口连接；
11.调节组件，所述调节组件能够调节所述脱硫脱硝装置的出口管道内的烟气和与所述放热管连接的出口管道内的烟气的比例，以能够调节进入所述烟气腔内的混合烟气的温度。
12.优选地，所述放热管的出口连接第一管道和第二管道，所述第一管道的出口与混合烟气管道连接，所述混合烟气管道的出口与所述烟气腔连接。
13.优选地，所述调节组件包括第一调节阀和第二调节阀，所述第一调节阀设置于所述脱硫脱硝装置的出口管道上以调节高温烟气的排放量，所述第二调节阀设置于所述第一管道上以调节低温烟气的排放量，所述高温烟气与所述低温烟气在所述混合烟气管道内混合后通入所述烟气腔。
14.优选地，所述高温烟气的温度为160℃～180℃，所述低温烟气的温度为70℃～90℃，所述高温烟气和所述低温烟气能够以(2.5～3.5)：(7.5～6.5)的烟气体积比例混合，以使混合后的热源烟气的温度为100℃～120℃。
15.优选地，所述低温烟气污泥干化掺烧系统还包括电除尘设备，所述电除尘设备与所述烟气腔的出口管道和所述第二管道的出口连接以对烟气进行除尘处理。
16.优选地，所述电除尘设备的入口处设置烟气引风机。
17.优选地，所述低温烟气污泥干化掺烧系统还包括送风机，所述送风机设置于所述二次风管道上，所述送风机与所述污泥腔的排气管连接，所述送风机的出口与所述吸热管连接。
18.优选地，所述低温烟气污泥干化掺烧系统还包括污泥存储仓和污泥传送带，所述污泥传送带贯穿于所述污泥腔的内部，所述污泥传送带的首端与所述污泥存储仓连接，所述污泥传送带的尾端与运煤系统连接。
19.优选地，所述运煤系统包括落煤口、煤仓、给煤机和磨煤机，换热后的所述污泥依次经所述落煤口、所述煤仓、所述给煤机和所述磨煤机运输至所述循环流化床锅炉中燃烧。
20.优选地，所述表面式换热器的上层为所述污泥腔，所述表面式换热器的下层为所述烟气腔。
21.(三)有益效果
22.本实用新型的有益效果是：表面式换热器由导热板分隔为污泥腔和烟气腔，能够对污泥与混合烟气进行不接触换热，进而能够分开处理污泥换热后产生的污染废气以及混合烟气，其中，污染废气与冷二次风混合后，经送风机导入空预器的吸热管，加热为热二次风后导入循环流化床锅炉中燃烧降解，以减小对后端烟气治理系统产生的影响。同时能够通过调节组件调节导入烟气腔中冷热烟气的烟气量，进而调节混合烟气的温度，进而能够使得污泥达到预定的脱水状态，最终使得污泥能够在循环流化床锅炉中自持燃烧。本实用新型既能减小对后端烟气治理系统产生的影响，又能调节烟气腔中混合烟气的温度以提升污泥的掺烧效率。
附图说明
23.图1为本实用新型的低温烟气污泥干化掺烧系统的结构示意图。
24.【附图标记说明】
25.a：空预器；a0：冷二次风；a1：热二次风；b：表面式换热器；b1：污泥腔；b2：烟气腔；
c：送风机；d：循环流化床锅炉；e0：脱硫脱硝装置的出口管道；e11：第一管道；e12：第二管道；e2：二次风管道；e3：排气管；e4：混合烟气管道；f：乏汽；g0：高温烟气；g1：低温烟气；g2：混合烟气；g3：剩余烟气；h：污泥传送带；m：落煤口；q：煤仓；r：给煤机；s：磨煤机；v1：第一调节阀；v2：第二调节阀；w：污泥存储仓；esp：电除尘设备；scr：脱硫脱硝装置。
具体实施方式
26.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
27.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.如图1所示，本实用新型提供一种低温烟气污泥干化掺烧系统，其包括：脱硫脱硝装置scr、空预器a、表面式换热器b和调节组件。其中，为防止循环流化床锅炉d内的煤燃烧后产生过多的nox或sox污染环境，应进行脱硫脱硝处理，脱硫脱硝装置scr为火力发电厂已有且必备的配套设备。脱硫脱硝装置scr能够与循环流化床锅炉d的出口管道连接以对循环流化床锅炉d排出的烟气进行脱硫脱硝；空预器a内设置有能够相互换热的放热管和吸热管，放热管与脱硫脱硝装置scr的出口管道e0连接；表面式换热器b分别与空预器a的放热管的出口和脱硫脱硝装置scr的出口管道e0连接，表面式换热器b内通过导热板分隔成污泥腔b1和烟气腔b2，污泥腔b1内的污泥与烟气腔b2内的烟气进行不接触换热，经过换热的污泥能够进入循环流化床锅炉d内，污泥腔b1的排气管e3依次经二次风管道e2、吸热管与循环流化床锅炉d的二次风入口连接；调节组件能够调节脱硫脱硝装置scr的出口管道e0内的烟气和与放热管连接的出口管道内的烟气的比例，以能够调节进入烟气腔b2内的混合烟气的温度。
31.其中，二次风是锅炉燃烧的主要高温风源，二次风的风速一般要大于一次风的风速才能使空气和煤粉良好混合，使煤粉完全燃烧。就本实用新型的实施方式而言，是将污泥污染物产生的废气通过废气引风机导出，与二次风混合后在循环流化床锅炉d中去和煤粉混合后燃烧。
32.在该实施方式中，表面式换热器b由导热板分隔为污泥腔b1和烟气腔b2，能够对污泥与混合烟气进行不接触换热，进而能够分开处理污泥换热后产生的污染物以及混合烟气，其中，污泥污染废气与冷二次风混合后，经送风机导入空预器的吸热管，加热为热二次
风后导入循环流化床锅炉中燃烧降解，以减小对后端烟气治理系统产生的影响。同时能够通过调节组件调节导入烟气腔b2中冷热烟气的烟气量，进而调节混合烟气的温度，进而能够使得污泥达到预定的脱水状态，最终使得污泥能够在循环流化床锅炉d中自持燃烧。本实用新型既能减小对后端烟气治理系统产生的影响，又能调节烟气腔b2中混合烟气的温度以提升污泥的掺烧效率。
33.其中，放热管的出口连接第一管道e11和第二管道e12，第一管道e11的出口与混合烟气管道e4连接，混合烟气管道e4的出口与烟气腔b2连接。在优选的实施方式中，混合烟气管道e4上也可以设置有混合烟气引风机，以提升烟气的输送效率。
34.进一步地，调节组件包括第一调节阀v1和第二调节阀v2，第一调节阀v1设置于脱硫脱硝装置scr的出口管道e0上以调节高温烟气g0的排放量，第二调节阀v2设置于第一管道e11上以调节低温烟气g1的排放量，高温烟气g0与低温烟气g1在混合烟气管道e4内混合后通入烟气腔b2。具体地，第一调节阀v1和第二调节阀v2可以为电动调节阀或电磁调节阀，通过调节开度分别用于调节脱硫脱硝装置scr的出口管道e0和第一管道e11导入烟气腔b2的烟气量。优选地，使用质量流量计来测量烟气的质量流量，质量流量计将流量信号传输至控制器，并通过控制器调节第一调节阀v1和第二调节阀v2的开度。或者，在其他实施方式中还可以是通过操作员对第一调节阀v1和第二调节阀v2的开度进行手动调节，只要能够调节高温烟气g0与低温烟气g1的体积比例即可。
35.并且，高温烟气g0的温度为160℃～180℃，低温烟气g1的温度为70℃～90℃，高温烟气g0和低温烟气g1能够以(2.5～3.5)：(7.5～6.5)的烟气体积比例混合，以使混合后的热源烟气g2的温度为100℃～120℃。根据高温烟气g0和低温烟气g1各自温度的不同以及烟气混合比例的不同，能够得到的热源烟气g2的温度就不同，不同温度的热源烟气g2对污泥换热后的脱水程度的影响就不同。在优选的实施方式中，高温烟气g0的温约度为170℃，低温烟气g1的温度约为80℃，高温烟气g0和低温烟气g1能够以3：7的烟气体积比例混合，以使混合后的热源烟气g2的温度约为110℃。就本实施方式而言，所给定的烟气的温度范围以及烟气混合的比例，目的在于将含水率为80％的污泥干燥至40％左右，从而使得污泥能够在循环流化床锅炉d中自持燃烧。
36.另外，低温烟气污泥干化掺烧系统还包括电除尘设备esp，电除尘设备esp与烟气腔b2的出口管道和第二管道e12的出口连接以对烟气进行除尘处理，以降低污染气体的排放。优选地，除尘后的烟气还可以继续进行降温处理，再排放到大气中。其中，在优选的实施方式中，电除尘设备esp的入口处也可以设置烟气引风机，以能够将烟气快速导入电除尘设备esp内进行除尘处理。
37.进一步地，低温烟气污泥干化掺烧系统还包括送风机c，送风机c设置于二次风管道e2上，送风机c与污泥腔b1的排气管连接，送风机c的出口与吸热管连接。送风机c能够将二次风管道e2中混合的冷二次风a0以及污泥污染物产生的废气，一起输送至空预器a的吸热管中加热。
38.另外，低温烟气污泥干化掺烧系统还包括污泥存储仓w和污泥传送带h，污泥传送带h贯穿于污泥腔b1的内部，污泥传送带h的首端与污泥存储仓w连接，污泥传送带h的尾端与运煤系统连接，运煤系统包括落煤口m、煤仓q、给煤机r和磨煤机s，换热后的所述污泥依次经落煤口m、煤仓q、给煤机r和磨煤机s运输至循环流化床锅炉d中燃烧。污泥传送带h可以
包括成对的辊筒和套设于辊筒上的传送带，驱动辊筒转动可以带动传动带移动，以实现对污泥的传送。污泥进入落煤口m后与原煤混合并磨碎后输送至循环流化床锅炉d中掺烧这一过程是现有技术。其中，污泥与原煤掺烧比小于20％时的燃烧特性，与污染物nox的排放特性以及单煤燃烧情况基本类似。
39.进一步地，表面式换热器b的上层为污泥腔b1，表面式换热器b的下层为烟气腔b2。由于高温烟气g0的热量是往上走的，通过上述设置能够更充分地利用烟气的热量，提高与污泥换热的效率。
40.另外，本实用新型还提供一种低温烟气污泥干化掺烧方法，低温烟气污泥干化掺烧方法基于上述的低温烟气污泥干化掺烧系统实施，其包括以下步骤：
41.将循环流化床锅炉d的尾部烟气导入脱硫脱硝装置scr，在脱硫脱硝装置scr中经过催化剂脱硫脱硝得到高温烟气g0，高温烟气g0一部分经第一调节阀v1调节导入混合烟气管道e4，另一部分导入空预器a的放热管进行换热得到低温烟气g0，低温烟气g0经第二调节阀v2调节导入混合烟气管道e4，低温烟气g0与高温烟气g1在混合烟气管道e4内混合汇成热源烟气g2，将热源烟气g2导入表面式换热器b的烟气腔b2，对表面式换热器b的污泥腔b1的污泥进行不接触换热；
42.低温烟气g1的一部分由第二调节阀v2调节流出到表面式换热器b的烟气腔b2，将经过换热后的剩余烟气g3导入电除尘设备esp除尘排放，低温烟气g1的另一部分则直接通过第二管道e1通入电除尘设备esp除尘排放；
43.污泥传送带h将污泥存储仓w中的污泥运送至表面式换热器b的污泥腔b1，污泥经换热后通过污泥传送带h传送往落煤口m，污泥经运煤系统磨碎后，运输至循环流化床锅炉d中燃烧；
44.污泥污染物产生的废气即污泥经加热干化时产生的乏汽f，乏汽f从污泥腔b1的排气管e3排出，乏汽f通过废气引风机导入二次风管道e2，再与冷二次风a0混合导入送风机c，经送风机c输送至吸热管，经吸热管加热为热二次风a1后导入循环流化床锅炉d中燃烧高温降解。乏汽f包括细粉尘颗粒、水蒸汽和不凝气体，为避免环境污染，需将乏汽f吸入循环流化床锅炉d中进行高温降解，高温降解后再进行除尘处理就可以安全排放到大气中了。
45.本实用新型能够就近利用当地现有的燃煤电厂，将污泥进行混煤掺烧处理，既能实现污泥热值利用，又能有效处理处置污泥，同时能依托现有电厂锅炉燃烧系统和烟气处理系统，不需要单独配置运行管理人员，建设及运行成本低，具有较高的经济性与可行性。
46.其中，通过第一调节阀v1来调节高温烟气g0导入混合烟气管道e4的烟气量，通过第二调节阀v2来调节低温烟气g1导入混合烟气管道e4的烟气量。根据第一调节阀v1和第二调节阀v2的开度的角度不同，可以用来调节烟气的排出量，从而达到调节烟气温度的作用。
47.基于最优的实施方式，本发明在某燃料为褐煤的循环流化床电厂实施，电厂周边的食品工业园区内建设有配套污水处理厂，每天产生污泥量约为50吨/天，其中，污泥掺烧比例小于5％。拟采用上述方案，利用循环流化床锅炉尾部经过催化剂脱硫脱硝产生的约为170℃的高温烟气g0作为热源，通过表面式换热器b对污泥进行不接触干燥，将含水率80％的污泥干燥至40％左右，干燥后的污泥送往落煤口m进锅炉掺烧，换热后的烟气可经过电除尘设备esp后进一步处理排放。热源烟气g2的温度约为110℃，调节第一调节阀v1和第二调节阀v2的开度，将约为170℃的高温烟气g0与约为80℃的低温烟气g1以3:7的混合烟气的体
积比例来实现。经过对污泥的来源及成分调研分析，污泥在干燥至锅炉设计水份34.7％情况下的发热量可以达到7.35mj/kg；干燥后的污泥折合标煤约节约标煤6.23吨/天。
48.需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。