本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法及系统。
背景技术：
随着经济社会的高速发展和城镇化建设的加快，城镇的污水处理量迅速增长，污水处理厂的污泥也急剧增长，据统计中国目前城镇污水处理厂污泥的年产量已超过3000万吨。污泥中含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及病菌和病原菌等，如果不加以处理任其排放，会对环境造成严重的污染。如何有效和经济地处理处置污泥和实现污泥资源化利用已成为一个世界性的环境问题，也是中国面临的一个无法回避的问题。
目前污泥的处理处置方式主要有卫生填埋、土地利用和焚烧等多种，但都存在一定的弊端和不足。卫生填埋可能出现有害物质渗漏对地下水造成污染，且将占用较多的土地资源；土地利用可能出现农产品受污染和社会公众安全问题；污泥焚烧必须要经过一定程度的干化，现有技术污泥单独干化、焚烧处理项目的建设和运行成本高，推广应用受限。
目前焚烧处理已逐渐成为城市生活垃圾的主要解决方案，能有效实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化。污泥中也含有一定有机质和污染物，污泥的有效处理处置是一项急需解决的问题，如何利用垃圾焚烧处理的优势来解决污泥的无害化处理和资源化利用问题，成为了行业的研究热点。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法及系统，利用垃圾焚烧余热产生的蒸汽对污水处理厂的污泥进行加热干化，再把经干化一定程度的污泥投入到炉排炉内，与垃圾进行混合焚烧，并在后续工艺中利用成熟的炉排炉垃圾焚烧、余热利用和烟气处理等技术，实现污泥处理的无害化、减量化和资源化，解决现有技术中污泥单独干化、焚烧处理项目建设和运行成本高的问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明提供的一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法，包括：
抽调出炉排炉垃圾焚烧发电中的高温蒸汽；
利用所述的高温蒸汽对湿污泥进行间接式换热干化；
将换热干化到一定程度后的污泥与入炉垃圾按一定比例在炉排炉内进行混合焚烧。
优选的，所述高温蒸汽为对蒸汽轮机采用调节抽气方式输出的高温饱和蒸汽，该调节抽气方式引出的高温饱和蒸汽压力为0.4～0.6mpa。
优选的，还包括：调节高温蒸汽的流量和湿污泥的给料量来控制经换热干化后污泥的含水率为40～60％。
优选的，所述干化污泥与入炉垃圾的重量比为0.15:1～0.3:1。
优选的，还包括：将湿污泥在换热干化中产生的废气经水洗工艺处理后作为助燃气引入至炉排炉内。
优选的，还包括：将高温饱和蒸汽在换热后经冷凝成水汇合至炉排炉垃圾焚烧发电的冷凝水系统中作为给水引入至余热锅炉内。
本发明还提供一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的系统，用于实现上述的方法，包括依次连接的炉排炉、余热锅炉、蒸汽轮机，还包括污泥干化机，设有湿污泥入口、干化污泥出口、废气排放口、蒸汽入口和蒸汽出口，所述湿污泥入口用于导入湿污泥，所述干化污泥出口与炉排炉垃圾进料口连接，所述废气排放口通过水洗装置与炉排炉进风管道连接，所述蒸汽入口与蒸汽轮机的蒸汽抽调口连接，所述蒸汽出口通过凝汽器与余热锅炉给水口连接。
进一步，所述污泥干化机内设有导通蒸汽入口和蒸汽出口的桨叶机构或圆盘机构，所述高温蒸汽在桨叶机构或圆盘机构中流通。
本发明的有益技术效果是：
1、本发明是利用垃圾焚烧发电厂的现有蒸汽加热干化污泥，并将干化后的污泥与垃圾进行混合焚烧，实现对污泥的有效处理，有效解决了污泥单独干化和单独焚烧等处理方式的技术难度大、能源消耗大、运行维护成本高等问题，是一项技术可行、经济适用的污泥处理方法。
2、本发明实现了污泥与垃圾的混合焚烧，污泥中有机质通过燃烧，化学能转化为热能并实现了余热利用，并在向外供电或供热的同时实现污泥资源化利用。
3、本发明实现了污泥的高温焚烧，污泥中的有毒有害物质得到了有效处理，且在污泥干化过程挥发出来的有毒有害物质也经过水洗处理或进入炉内焚烧处理，以使污泥实现了无害化处理。
4、本发明实现了污泥的干化和焚烧，炉排炉的往复运动，可以实现对垃圾及污泥的有效搅拌，有利于污泥可燃成分的充分燃烧和燃尽，污泥减容效果明显，同时污泥经焚烧后的残渣混合在垃圾炉渣中，还可以作为铺路、免烧砖等建筑用材，污泥实现了减容和资源化利用。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的工艺示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图1所示，炉排炉1、垃圾进料口101、进风管道102、余热锅炉2、给水口201、蒸汽轮机3、蒸汽抽调口301、发电机4、污泥干化机5、湿污泥入口501、干化污泥出口502、蒸汽入口503、蒸汽出口504、废气排放口505、水洗装置6、凝汽器7、湿污泥8。
本发明提供的一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法，包括：
抽调出炉排炉1垃圾焚烧发电中的高温蒸汽；
利用所述的高温蒸汽对湿污泥8进行间接式换热干化；
将换热干化到一定程度后的污泥与入炉垃圾按一定比例在炉排炉1内进行混合焚烧。
上述方法中的高温蒸汽为对蒸汽轮机3采用调节抽气方式输出的高温饱和蒸汽，调节抽气方式引出的高温饱和蒸汽压力为0.4～0.6mpa。
上述方法中还包括调节高温蒸汽的流量和湿污泥8的给料量来控制经换热干化后污泥的含水率为40～60％。
上述方法中的干化污泥与入炉垃圾的重量比为0.15:1～0.3:1。
上述方法中还将湿污泥8在换热干化中产生的废气经水洗工艺处理后作为助燃气引入至炉排炉1内。
上述方法中还将高温饱和蒸汽在换热后经冷凝成水汇合至炉排炉1垃圾焚烧发电的冷凝水系统中作为给水引入至余热锅炉2内。
另一方法中还可以利用发电厂凝汽器7循环水的余热对所述湿污泥8进行预加热。
本发明还提供一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的系统，用于实现上述的方法，包括依次连接的炉排炉1、余热锅炉2、蒸汽轮机3和发电机4，还包括污泥干化机5，设有湿污泥入口501、干化污泥出口502、废气排放口505、蒸汽入口503和蒸汽出口504，所述湿污泥入口501用于导入来至污水处理厂的含水率为70～90％湿污泥8，所述干化污泥出口502与炉排炉1垃圾进料口101连接，所述废气排放口505通过水洗装置6与炉排炉1进风管道102连接，所述蒸汽入口503与蒸汽轮机3的蒸汽抽调口301连接，所述蒸汽出口504通过凝汽器7与余热锅炉2给水口201连接，所述污泥干化机5内设有导通蒸汽入口503和蒸汽出口504的桨叶机构或圆盘机构，所述高温蒸汽在桨叶机构或圆盘机构中流通，通过其壳体传热给污泥，实现对污泥的间接式换热干化。
具体的，炉排炉1内垃圾焚烧产生大量热烟气经过余热锅炉2产生高温的蒸汽，再进入汽轮机做功并带动发电机4发电，而汽轮机组采用调节抽气方式从蒸汽抽调口301输出0.6mpa高温饱和蒸汽，并把该高温饱和蒸汽通过保温管道引至污泥干化机5设备中，该污泥干化机5采用外腔体内设置螺旋桨叶式结构，其高温饱和蒸汽在旋转轴及螺旋叶片中流通，含水率80％的湿污泥8通过管道被泵打入至该污泥干化机5的腔体内，并随着螺旋叶片的旋转不断向前移动，高温饱和蒸汽通过叶片表面式换热逐渐把热量传递给外侧的湿污泥8，湿污泥8水分不断蒸发逐步实现干化。同时，控制通入污泥干化机5设备的高温饱和蒸汽的流量和调整通入污泥干化机5设备的湿污泥8的给料量，来确保干化后污泥的含水率为45％左右，而干化后的污泥经过皮带、斗提机等装备输送到给料平台污泥集箱(未画出)中，再通过分配器(未画出)把干化污泥从炉排炉1前端(给料平台与炉排炉1衔接位置)顶部横向均布的多进料口加入，该干化污泥掉落到干燥段炉排上的垃圾中，并与垃圾实现混合。该分配器可控制干化污泥的添加量和添加速度，并控制入炉污泥与垃圾的质量之比为25％，并实现污泥间断性的均匀给料。
本领域技术人员应当理解，该炉排炉的供风、燃烧、余热利用、蒸汽轮机发电以及烟气净化等工艺的相关参数和操作根据燃烧情况和运行工况作相应的调整。另外，湿污泥进厂后的输送、干化以及挥发性气体处理等全过程采用密封方式进行，确保污泥的臭气等污染物不外排，保护环境。
本实施例中湿污泥8在污泥干化机5设备中，污泥与高温饱和蒸汽不直接接触，采用表面式换热原理，污泥通过吸收蒸汽的热量逐步实现水分蒸发和干化。同时，污泥在换热干化过程中挥发出含有大量水蒸气的混合性气体，该气体为废气，有臭味和含有污染物，可对该废气进行溶剂式水洗处理，处理后的液体污染物可进入垃圾焚烧的渗滤液处理系统处理，处理后的不溶气体在去除水蒸气及酸性气体等，通过管道汇入到垃圾焚烧助燃空气系统的进风管路，与空气混合作为二次风被风机引入和加热后进入炉内通过高温燃烧实现污染物的分解。
本实施例中的换热后的蒸汽经蒸汽出口504引入凝汽器7中冷凝成水，然后用泵输送至与垃圾焚烧发电的冷凝水系统汇合，作为锅炉给水循环利用。
本实施例中的蒸汽轮机3的排汽与凝汽器7相连，利用发电厂凝汽器7循环水的余热对湿污泥8进行预加热。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。