发电和污泥处理联合系统的制作方法

1.本技术涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种发电和污泥处理联合系统。


背景技术：

2.随着我国社会经济快速发展和人民生活水平逐渐改善，随之而来的环境问题也逐渐增多。其中，污水、污泥问题愈发严重，污水排放、处理量逐渐增加，相应的污泥生产量也增加。国家对污泥处理愈发重视，污泥的处理处置迫在眉睫，如何对污泥加以处置与利用已成为人们所关注的问题。污泥是污水处理过程中的产物，具有成分复杂、易腐化发臭、重金属、有毒有害污染物含量高、含水率高、不易脱水且含有大量病原菌及寄生虫卵等特点，若得不到合适的处理将会对环境造成严重威胁。
3.目前污泥的处理工艺主要包括污泥干化处理和污泥处置两大类。其中，污泥干化处理主要包括以热传递方式，通过加热来蒸发水分，实现干化处理以及通过添加药剂后采用机械压榨等脱水的方式来实现干化处理。而污泥处置工艺主要包括厌氧发酵、好氧发酵、掺烧、建材利用、简单填埋及生产化肥等。
4.污泥干化过程中，烘干污泥的热源取自外界，而不能从其他地方获取，造成了巨大的能源投入，成本造价高。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于克服上述技术问题，提供一种发电和污泥处理联合系统。
6.本技术提供了一种发电和污泥处理联合系统，包括锅炉装置和污泥处理装置，其中，所述锅炉装置，包括：第一出气口；以及，省煤器、过热器及空气预热器至少之一，所述第一出气口与所述省煤器、过热器以及空气预热器中至少一者相连通，所述第一出气口用于排出所述锅炉装置产生的烟气；所述污泥处理装置，包括：第二进气口，所述第二进气口用于向所述污泥处理装置内部通入加热用气体；且所述第一出气口与所述第二进气口相连通，以将所述锅炉装置产生的烟气送入所述污泥处理装置内部干化污泥。
7.本技术的一种实施例中，所述省煤器、所述过热器以及所述空气预热器通入所述第一进气口的烟气含量之比为1:1:2。
8.本技术的一种实施例中，所述锅炉装置还包括第一进气口，所述第一进气口用于向所述锅炉装置内通入燃剂；所述污泥处理装置还包括第二出气口，用于排出污泥处理时产生的气体；所述第二出气口和外界空气中至少一者与所述第一进气口相连通，以向所述锅炉装置内通入燃剂。
9.本技术的一种实施例中，还包括第一气体处理装置，所述第一气体处理装置分别与所述第一进气口、所述第二出气口以及外界空气相连通，所述第一气体处理装置用于收集所述锅炉装置外溢的气体、所述污泥处理装置外溢的气体以及所述污泥处理装置在干化过程中产生的气体，并将所有所述气体混合后作为燃剂通入所述锅炉装置内。
10.本技术的一种实施例中，所述第一气体处理装置包括第一气体处理组件和第二气
体处理组件；所述第一气体处理组件包括相连通的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述第二出气口相连通，所述第一出气端与所述第一进气口相连通，将所述污泥处理装置在干化过程中产生的气体通入所述锅炉装置内；所述第二气体处理组件包括相连通的第二进气端和第二出气端，所述第二进气端与外界空气相连通，所述第二气端与所述第一进气口相连通，将所述锅炉装置和所述污泥处理装置外溢的气体通入所述锅炉装置内。
11.本技术的一种实施例中，所述第一气体处理组件包括除尘器和引风机，所述第二出气口、所述除尘器、所述引风机以及所述第一进气口依次连通。
12.本技术的一种实施例中，所述第二气体处理组件为车间臭气收集装置。
13.本技术的一种实施例中，还包括第二气体处理装置，所述第二气体处理装置包括相连通的第三进气端和第三出气端，所述第三进气端与所述第一出气口相连通，所述第三出气端与所述第二进气口相连通，以将所述锅炉装置产生的烟气送入所述污泥处理装置内部干化污泥。
14.本技术的一种实施例中，所述第二气体处理装置包括除尘器和引风机，所述第一出气口、除尘器、引风机以及第二进气口依次连通。
15.本技术的一种实施例中，所述污泥处理装置还包括出料口，所述出料口用于排出干污泥，所述锅炉装置还包括进料口，所述干污泥自所述出料口向所述进料口运输，以此将所述干污泥作为燃料在所述锅炉装置内焚烧。
16.本技术提供的发电和污泥处理联合系统，结合了发电设备和污泥处理装置，通过锅炉装置燃烧过程中产生的烟气作为热源供给给污泥处理装置，很好地利用了锅炉装置产生的废烟气，进一步地，烟气取自省煤器、过热器以及空气预热器中至少一者，可以根据实际的污泥处理量，取得不同温度的烟气，若需要处理的污泥量较多，则优先从省煤器或者过热器中取烟气，若需要处理的污泥量较少，则优先从空气预热器中取烟气，并且不影响锅炉装置的正常运行。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理的结构示意图；
20.图2是根据一示例性实施方式示出的一种锅炉装置的结构示意图；
21.图3是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理方法的干法脱硫图；
22.图4是根据一示例性实施方式示出的一种发电和污泥处理联合系统的100℃下污泥释放气体的气相色谱图；
23.图5是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理方法的流程图。
24.其中，附图标记说明如下：
25.1、锅炉装置；2、污泥处理装置；3、第一气体处理装置；4、第二气体处理装置；
26.11、燃烧室；111、空气预热器；112、过热器；113、省煤器；12、汽轮机；13、汽轮发电
机；141、管道；142、脱硫罐；1421、第一脱硫罐；1422、第二脱硫罐；1423、循环泵；1424、计量泵；1425、排污管；1426、氢氧化钠罐；1427、亚氯酸钠罐；143、脱硝罐；144、烟囱；15、给水泵；16、凝结水泵；17、循环水泵；18、冷却塔；19、除氧器；
27.21；压滤机；22、缓存斗；221、打散螺旋；23、进料输送机；24、烘干机；25、出料输送机；26、提升机；27、储料斗；
28.31、第一气体处理组件；311、引风机；32、第二气体处理组件；
29.a1、第一进气口；a2、第二进气口；b1、第一出气口；b2、第二出气口。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.现有的污泥处理方式，包括厌氧发酵、好氧发酵、掺烧、建材利用、简单填埋及生产化肥等，在众多的污泥处理方式中，焚烧法具有减容量大，有机物热分解彻底，固化重金属等优点。然而由于湿污泥的成分比较复杂，在干化污泥的处理过程中会产生二噁英等剧毒有害物质，若气体经过现有的气处理设备进行处理，设备费用昂贵，若未经有效处理直接排入大气中，该气体会对环境造成污染。
32.为此，图1是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理的结构示意图，请参阅图1 所示，本技术实施例提供了一种发电和污泥处理联合系统，包括：包括锅炉装置1和污泥处理装置2，其中，所述锅炉装置1，包括：第一出气口b1；以及，省煤器113、过热器 112以及空气预热器111至少之一，所述第一出气口b1与所述省煤器113、过热器112以及空气预热器111中至少一者相连通，所述第一出气口b1用于排出所述锅炉装置1产生的烟气；所述污泥处理装置2，包括：第二进气口a2，所述第二进气口a2用于向所述污泥处理装置2内部通入加热用气体；且所述第一出气口b1与所述第二进气口a2相连通，以将所述锅炉装置1产生的烟气送入所述污泥处理装置2内部干化污泥。
33.本技术提供的发电和污泥处理联合系统，结合了发电设备和污泥处理装置2，通过锅炉装置1燃烧过程中产生的烟气作为热源供给给污泥处理装置2，很好地利用了锅炉装置 1产生的废烟气，进一步地，烟气取自省煤器113、过热器112以及空气预热器111中至少一者，可以根据实际的污泥处理量，取得不同温度的烟气，若需要处理的污泥量较多，则优先从省煤器113或者过热器112中取烟气，若需要处理的污泥量较少，则优先从空气预热器111中取烟气，并且不影响锅炉装置1的正常运行。
34.在干化污泥的过程中，烟气与湿污泥直接接触，烟气中的细小颗粒物可以被湿污泥吸附并固定在污泥中，同时湿污泥对二氧化硫的吸收可以达到22％-25％，吸收后转化为硫酸盐，在污泥掺烧时不会被释放，降低原锅炉工艺中的脱硫成本且节约能源。
35.为了不影响锅炉装置1的内部负荷，又能保证污泥的充分干燥，污泥干化的热源优选优先选择空气预热器111，当污泥处理需要的热量更多时，可以从过热器112，以及/或者，省煤器113处取更高温度的烟气，再进行污泥干化，设备经济性和能耗比较高。
36.优选地，所述省煤器113、所述过热器112以及所述空气预热器111通入所述第一进
气口a1的烟气含量之比为1:1:2。空气预热器111的烟气输入污泥处理装置2，不会影响锅炉装置1的正常运行，但空气预热器111的烟气温度较低，省煤器113和过热器112的烟气温度高，但烟气量损失过大会影响锅炉装置1的正常运行，因此，在输送污泥处理装置2内的烟气中，空气预热器111的烟气含量占比最大，省煤器113和过热器112较小，从而在能够充分干化污泥的基础上，保证锅炉装置1的正常运行。
37.在一些实施例中，所述锅炉装置1还包括第一进气口a1，所述第一进气口a1用于向所述锅炉装置1内通入燃剂；所述污泥处理装置2还包括第二出气口，用于排出污泥处理时产生的气体；所述第二出气口和外界空气中至少一者与所述第一进气口a1相连通，以向所述锅炉装置1内通入燃剂。使得污泥处理装置22在干化过程中产生的气体以及各装置泄漏的气体均可以单独或者混合后作为助燃剂通入锅炉装置11内，不仅无需通过昂贵的气体处理设备进行处理，并且使该气体得到合理的循环利用，大大节省了成本且有利于节能环保。
38.具体地，还包括第一气体处理装置3，所述第一气体处理装置3分别与所述第一进气口a1、所述第二出气口b2以及外界空气相连通，所述第一气体处理装置3用于收集所述锅炉装置1外溢的气体、所述污泥处理装置2外溢的气体以及所述污泥处理装置2在干化过程中产生的气体，并将所有所述气体混合后作为燃剂通入所述锅炉装置1内。在湿污泥进入污泥处理装置2之前，可以先对湿污泥采用机械脱水，将污泥含水率处理到至少65％以下。机械脱水所用的机械结构可以为板框压滤机21、带式压榨机或者离心机等；机械脱水结构和污泥处理装置2之间设有污泥烘干进料设备，污泥烘干进料设备包括缓存斗22，并在缓存斗22内设置有打散螺旋221及缓存斗22破拱装置等，并通过进料输送机23将机械脱水后的湿污泥输送至烘干机24内。
39.进一步地，本实施例中的污泥处理装置2选用污泥烘干机24，但不限于污泥烘干机 24，还可以使用闪蒸干燥、喷雾干燥、低温带式干化、圆盘干燥、桨叶干燥、气流干燥、耙式真空干燥、滚筒干燥、螺旋振动干燥等干化装置，在此就不赘述。
40.所属技术领域的技术人员需要理解的是，本实施例中的污泥处理装置2选用转筒式烘干机24，该转筒式烘干机24设置有导流板、溢流堰和组合式抄板，将筒体分割成多个通道；优选地，在在筒体入口段设置高速风切机构、粘性物料分散粉碎装置以及清扫装置，保证干燥筒体内壁和抄板内外壁表面的不粘物料，提高了污泥处理装置2的干燥强度。
41.图2是根据一示例性实施方式示出的一种锅炉装置1的结构示意图，请参阅图2所示，锅炉装置1的工艺流程：自然风，特别是冷风通过吹风机先进入空气预热器111进行预热，预热后进入锅炉的燃烧室11，与燃料进行混合后燃烧，使燃料的化学能变为热能；燃烧室 11的高温烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，最后从锅炉中排出，排烟再经过烟气净化系统处理，由引风机312送入脱硫脱硝设备处理后，送入烟囱144排入大气；冷却塔18 给水经过循环水泵17、凝结水泵16、给水泵15以及除氧器19进入炉膛，经省煤器113、水冷壁、过热器112后变成过热蒸汽，对汽轮机12高压气缸做功，使得汽轮发电机13发电。
42.具体地，所述第一气体处理装置3包括第一气体处理组件31和第二气体处理组件32；所述第一气体处理组件31包括相连通的第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与所述第二出气口b2相连通，所述第一出气端与所述第一进气口a1相连通，将所述污泥处理装置2在干化过程中产生的气体通入所述锅炉装置1内；所述第二气体处理组件32包括相连通的第二进气端和第二出气端，所述第二进气端与外界空气相连通，所述第二出气端与所
述第一进气口a1相连通，将所述锅炉装置1和所述污泥处理装置2外溢的气体通入所述锅炉装置1内。
43.作为示例，所述第一气体处理组件31包括除尘器311和引风机312，所述第二出气口 b2、所述除尘器311、所述引风机312以及所述第一进气口a1依次连通，将所述污泥处理装置2在干化过程中产生的气体经过除尘后通入所述锅炉装置1内。该除尘器311为旋风除尘器311，污泥处理装置2干化湿污泥后产生的气体经过旋风除尘器311除尘后再通过引风机312通入第一进气口a1，并作为燃剂在锅炉装置1内进行焚烧处置，循环利用污泥干化过程中产生的气体，并且无需在污泥干化工艺后端再配置气体处理设备，降低了设备投入。
44.另外，所述第二气体处理组件32包括车间臭气收集装置，污泥处理装置2和锅炉装置1在运行过程中不可避免地有少量臭气外溢，本实施例中通过车间臭气收集装置的新风系统收集污浊空气至锅炉装置1的第一进气口a1，将含有臭味的污浊气体与污泥干化产生的气体混合后作为锅炉装置1的助燃剂进行焚烧处置，充分利用锅炉装置1的现有设备，无需在污泥干化工艺后端再配置气体处理设备，降低了设备投入。进一步地，降低了锅炉装置1内的氧气含量，抑制了燃烧物燃烧时氮氧化物的生成，降低了脱硝过程中的氨气消耗，降低生产成本。
45.为了方案的完整性，还包括第二气体处理装置4，所述第二气体处理装置4包括相连通的第三进气端和第三出气端，所述第三进气端与所述第一出气口b1相连通，所述第三出气端与所述第二进气口a2相连通，具体地，第二气体处理装置4包括除尘器和引风机311，第一出气口b1、除尘器和引风机311以及第二进气口a2依次连通。以将所述锅炉装置1产生的烟气送入所述污泥处理装置2内部干化污泥。
46.现有污泥干化工艺需要额外配置除尘器311、冷凝塔等气处理设备，以及由此产生的废水需要配置的水处理设备，如加药设备、气浮设备、氧化塔、生物滤池及曝气风机等设备。本实施例通过将上述气体混合后作为助燃剂在锅炉装置1内焚烧，排出的废气通过锅炉装置1自身的布袋除尘器311作除尘处理，再经过脱硫罐142、脱硝罐143分别做脱硫、脱硝处理，最后通过烟囱144排到外界。而锅炉装置1燃烧产生的水汽则通过锅炉装置1 自身的循环水泵17和冷却塔18进行处理。结合上述设置，本实施例解决了现有污泥干化需要额外配置气处理装置和水处理装置，工艺繁琐，成本造价高的问题，本实施例充分利用电厂现有的锅炉装置1的气处理装置(如布袋除尘器311、脱硫罐142和脱硝罐143) 和水处理装置(如循环水泵17和冷却塔18)，无需额外增加设备，工艺步骤简单，节能环保且降低成本。
47.对于气体脱硫方式而言，可以采用湿法脱硫，也可以采用干法脱硫，图3是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理方法的干法脱硫图，请参阅图3所示，废气通过管道141 进入第一脱硫罐1421，并向第一脱硫罐1421内通入氢氧化钠，废气再进入第二脱硫罐1422，并向第二脱硫罐1422内通入亚氯酸钠，最后将处理完的气体通入外界，氢氧化钠和亚氯酸钠分别储存在氢氧化钠罐1426和亚氯酸钠罐1427内，氢氧化钠和亚氯酸钠均为定量投入，即第一脱硫罐1421和第二脱硫罐1422通过计量泵1424通入氢氧化钠和亚氯酸钠，以精准地控制脱硫时所需的化学剂量；第一脱硫罐1421和第二脱硫罐1422还连通有用于排出污水的排污管1425；第一脱硫罐1421和第二脱硫罐1422均连通有循环泵1423。
48.本实施例中，利用废烟气作为热源进入污泥处理装置2进行污泥干化，此时湿污泥中的有机物不会被破坏，同时避免二恶英产生的温度区间，废气经过锅炉焚烧、除尘和脱硫
脱硝设备后，污泥干化后的尾气可以达标排放。在不影响锅炉装置1内部负荷的前提下，充分利用锅炉装置1的效能；同时干化后的污泥可以作为燃料按照一定比例掺入到锅炉中进行焚烧，开辟了一条废物循环利用、以废治废的有效途径，节约能源的同时还能将污泥进行最终处置。
49.图4是根据一示例性实施方式示出的一种发电和污泥处理联合系统的100℃下污泥释放气体的气相色谱图，请参阅图4所示，通过对污泥模拟试验释放气体的测定结果表明(《利用烟气余热的污泥低温干化技术》苏闵华、翁焕新)，在100℃时，释放的有机物主要为链状烷烃(80.9％)，其次为芳香烃(9.65％)和环烷烃(5.27％)，当温度升至150-250℃时，链状烷烃和芳香烃仍然是释放气体中主要的有机物，但链状烷烃的比例大大降低，而芳香烃的比例大大增加，这时含氮杂环化合物也成为主要的释放物质；到300℃时，污泥释放气体中链状烷烃和芳香烃所占的比例明显减少，分别从40％多降至4.28％和从35％降至7.60％，含氮杂环化合物的总量变化不大，为19.04％，而醇类、苯酚类和腈类化合物明显增加，他们所占的比例分别为14.29％、14.78％和32.63％。可见，在污泥干化过程中，污泥中的有机物在低温下不会被破坏，经过锅炉焚烧、布袋除尘器311、脱硫罐142以及脱硝罐143后，产生的尾气可以达标排放。
50.进一步地，所述污泥处理装置2还包括出料口，所述出料口用于排出干污泥，所述锅炉装置1还包括进料口，所述干污泥自所述出料口向所述进料口运输，以此将所述干污泥作为燃料在所述锅炉装置1内焚烧。
51.具体地，干污泥通过出料输送机25输送至提升机26，提升机26上连接有储料斗27，并将干污泥移至运输车上，运输车携带干污泥至锅炉装置1的进料口处。
52.经污泥处理装置2干化后的干污泥含水率在35％时，污泥的扬尘较低，此时污泥热值 1800kcal/kg-2000kcal/kg(污泥来源不同，干化后的热值也不同)，与锅炉装置1的自身燃料按照1：2的比例掺入锅炉进行燃烧发电，具体情况可以依据污泥属性及锅炉参数进行优化调整。
53.图5是根据一示例性实施方式示出的一种污泥处理方法的流程图，请参阅图5所示，本技术实施例还提供了一种污泥处理方法，包括以下步骤：
54.s001、将湿污泥送入污泥处理装置2内进行干化处理；
55.s002、干化处理过程中，锅炉装置1的省煤器113、过热器112以及空气预热器111 中至少一者产生的烟气通过第一出气口b1排出，并通过第二进气口a2通入污泥处理装置 2内。
56.在步骤s001之前，还包括：将湿污泥进行机械脱水，机械脱水后的湿污泥含水率为 65％以下，将机械脱水后的湿污泥送入污泥处理装置2内再进行干化处理；将锅炉装置1 产生的烟气通入污泥处理装置2内，作为干燥湿污泥的热源，并将湿污泥的含水率降至35％。
57.在步骤s001之后，还包括：在所述将湿污泥送入污泥处理装置2内进行干化处理，还包括：干化后的干污泥送入锅炉装置1内作为燃料进行焚烧处理。
58.在步骤s002中，干化处理过程中，所述锅炉装置1外溢的气体、所述污泥处理装置2 外溢的气体以及所述污泥处理装置2产生的气体混合后作为燃剂通入锅炉装置1内。
59.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之
间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
60.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。