一种污泥焚烧处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及固废处置技术领域，特别涉及一种污泥焚烧处理系统。


背景技术：

2.2020年7月，国家发改委和住建委发布《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》，强调要加快推进污泥无害化处置和资源化利用。在土地资源紧缺的大中型城市鼓励采用“生物质利用+焚烧”的处置模式，将垃圾焚烧发电厂、燃煤电厂、水泥窑等协同处置方式作为污泥处置的补充；推广将生活污泥焚烧灰渣用作建材原料。
3.国家和地方相继出台政策，污泥无害化处理需求迫切、近五年污泥处理处置规模激增，但妥善处置率仍不足40％；
4.另外，污水厂的污泥一般为含水率80％和含水率60％的污泥，污泥热值较低，在焚烧炉中较难单独且稳定的燃烧。
5.因此，如何实现污泥单独焚烧处理，提高污泥妥善处置率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种污泥焚烧处理系统，充分利用污泥自身热值，以实现污泥单独焚烧处理，提高污泥妥善处置率。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种污泥焚烧处理系统，包括干化设备、焚烧设备、第一换热设备、第二换热设备和烟气净化设备，
9.所述干化设备用于干化污泥，所述干化设备产生的干化尾气的一部分输送至所述第一换热设备，所述第一换热设备与所述焚烧设备连通，以满足所述焚烧设备焚烧所需的助燃空气量，所述干化设备产生的干化尾气的另一部分输送至所述烟气净化设备净化后排放；
10.所述焚烧设备用于焚烧干化后的所述污泥，所述焚烧设备产生的高温烟气输送至所述第一换热设备，所述第一换热设备用于实现高温烟气与所述干化尾气之间的热量交换，换热后的所述干化尾气供入所述焚烧设备；
11.所述第二换热设备与所述第一换热设备和所述干化设备连通，经所述第二换热设备对将所述第一换热设备换热后的所述高温烟气进行余热利用，并使所述高温烟气处于180-350℃的温度范围，处于180-350℃的温度范围的所述高温烟气供入所述干化设备。
12.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，所述第一换热设备为空气-烟气。
13.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括第一除尘设备，所述第一除尘设备用于去除换热后的所述高温尾气中的粉尘，所述第一除尘设备的进口与所述第二换热设备连通，所述第一除尘器的第一出口与所述干化设备连通，所述第一除尘器的第二出口能够与烟气净化设备连通。
14.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括备用换热设备，与所述第二换热设备连通，用于加热经过所述第二换热设备余热利用后的高温烟气，以补充高温烟气干化污泥热量不足的部分。
15.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括预处理设备，用于对所述干化设备产生的干化尾气进行预处理，
16.所述预处理设备包括：
17.第二除尘器，所述第二除尘器与所述干化设备连通，用于去除所述干化设备产生的所述干化尾气中的粉尘，并将所述粉尘输送至所述焚烧设备；
18.冷凝器，与所述第二除尘器连通，用于去除所述干化尾气中的水分，去除水分后的所述干化尾气通过调节阀分配供入所述第一换热设备和所述烟气净化设备。
19.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括储存输送设备，所述储存输送设备用于暂时存储待干化的所述污泥并输送所述污泥至所述干化设备。
20.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，所述储存输送设备包括多个存储仓和多个输送机，
21.多个所述存储仓用于储存不同含水率的所述污泥；
22.每个所述存储仓至少配备一套所述输送机，所述输送机用于输送所述存储仓内的所述污泥至所述干化设备。
23.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括上料设备，所述上料设备位于所述干化设备与所述焚烧设备之间，用于将所述干化设备干化后的所述污泥上料至所述焚烧设备和/或将厂外污泥上料至所述焚烧设备。
24.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括破碎设备，所述破碎设备位于所述干化设备与所述上料设备之间，用于破碎、混合进入所述焚烧设备前的所述污泥。
25.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括缓存设备，用于暂时存储破碎、混合后的所述污泥，
26.所述缓存设备位于所述破碎设备与所述上料设备之间。
27.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，所述焚烧设备上设置有辅助燃烧器，用于在干化后的所述污泥的热值不足时向所述焚烧设备充入可燃燃料。
28.优选地，在上述污泥焚烧处理系统中，还包括制粒机设备，用于将所述污泥和生物质制成燃料棒；
29.所述制粒机设备位于所述干化设备之前，或者，所述制粒机设备位于所述焚烧设备之前。
30.从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的污泥焚烧处理设备，包括干化设备、焚烧设备、第一换热设备、第二换热设备和烟气净化设备，第一换热设备位于干化设备与焚烧设备之间，将焚烧产生的热量用于干化设备，焚烧设备产生的高温烟气与干化设备产生的干化尾气在第一换热设备内进行热量交换，实现高温烟气与干化尾气换热，升温后的干化尾气用于焚烧设备助燃。本技术耦合干化和焚烧工艺处置污泥，干化后的污泥热值提高，能够在焚烧设备中稳定燃烧，焚烧产生的热量用于污泥干化，利用污泥自身热值，从而提高了污泥的妥善处置率。
附图说明
31.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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本实用新型实施例提供的污泥焚烧处理系统的流程图。
33.附图说明如下：
34.1、干化设备，2、焚烧设备，21、辅助燃烧器，3、第一换热设备，4、第二换热设备，5、第一除尘设备，6、备用换热设备，7、预处理设备，8、储存输送设备，9、上料设备。
具体实施方式
35.本实用新型公开了一种污泥焚烧处理系统，充分利用污泥自身热值，以实现污泥单独焚烧处理，提高污泥妥善处置率。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参阅图1。
38.本实用新型公开了一种污泥焚烧处理系统，包括干化设备1、焚烧设备2、第一换热设备3、第二换热设备和烟气净化设备。
39.干化设备1用于对污泥进行低温干化，降低污泥含水率；
40.焚烧设备2用于焚烧通过干化设备1干化后的污泥；
41.干化设备1与焚烧设备2通过第一换热设备3连通，干化设备1产生的干化尾气的一部分输送至第一换热设备3，焚烧设备2产生的高温烟气输送至第一换热设备3，第一换热设备3用于实现高温烟气与干化尾气之间的热量交换，具体为，干化尾气吸收高温烟气的热量，干化尾气升温，高温烟气降温，升温后的干化尾气供入焚烧设备2作为焚烧设备2助燃风，降温后的高温烟气经第二换热设备4余热利用后供入干化设备1用于污泥干化。
42.第一换热设备3与焚烧设备2连通，以满足焚烧设备2焚烧所需的助燃空气量。
43.第二换热设备4与第一换热设备3和干化设备1连通，经过第一换热设备3换热后的高温烟气经第二换热设备4进行余热利用，使高温烟气处于180-350℃的温度范围，处于180-350℃的温度范围的高温烟气供入干化设备1。
44.干化设备1产生的干化尾气的另一部分输送至烟气净化设备进行烟气净化后排出。
45.本技术公开的污泥焚烧处理设备，包括干化设备1、焚烧设备2、第一换热设备3、第二换热设备4和烟气净化设备。第一换热设备3位于干化设备1与焚烧设备2之间，将焚烧产生的热量用于干化设备，焚烧设备产生的高温烟气与干化设备产生的干化尾气在第一换热设备内进行热量交换，实现高温烟气与干化尾气换热，升温后的干化尾气用于焚烧设备助燃。本技术耦合干化和焚烧工艺处置污泥，干化后的污泥热值提高，能够在焚烧设备中稳定燃烧，焚烧产生的热量用于污泥干化，利用污泥自身热值，从而提高了污泥的妥善处置率。
46.优选地，第一换热设备3为空气-烟气预热器。
47.本技术公开的污泥焚烧处理设备能够实现干化尾气的循环利用，具体的，干化设备1产生的干化尾气通过预热器升温后作为助燃风供入焚烧设备2使用，干化尾气参与焚烧设备2的焚烧工作后形成高温尾气，经过预热器换热后再次供入干化设备1，如此循环，外排烟气量减少，因此不需要规模很大的烟气净化设备；
48.同时实现了利用污泥焚烧本身产生的热量用于污泥干化，减少了热量的浪费。
49.污泥焚烧处理设备在污泥热值足够的条件下，可以实现不用外界能量输入就可以完成污泥的焚烧处置。
50.具体的，高温烟气通过预热器后温度降至180-350℃，干化尾气通过预热器后被加热至450-650℃。
51.优选地，本技术中干化尾气可以不必经过减温冷凝便可加热至设定温度范围，作为焚烧设备2的助燃风。
52.助燃风入口设置有气动调节阀，适应焚烧设备2的入料和负荷变化的需求，并且助燃风分级加入，保证焚烧设备2始终在低过量空气系数下进行，抑制nox的生成。
53.本技术不仅适用于污泥单独焚烧处置，同样适用于其他类似性质的固废处理例如餐厨和粪便，或者污泥与类似物质混合物、污泥与生物质混合物的处理，特别是高热值固废，可以充分利用固废的热值，做到固废无害化、减量化的同时实现资源化。
54.优选地，干化设备1为干化机；
55.焚烧设备2为焚烧炉，焚烧炉可以为循环流化床、鼓泡式流化床、沸腾流化床等。
56.一般情况下通过预热器之后的高温烟气的温度会高于350℃，可以进一步回收高温烟气的余热。第二换热设备4为换热器，第二换热设备4用于对经过空气-烟气预热器换热后的高温烟气进行余热回收利用，并使高温烟气处于180-350℃的温度范围。
57.本技术公开的污泥焚烧处理系统还包括第一除尘设备5，第一除尘设备5用于去除换热后的高温尾气中的粉尘，第一除尘设备5的进口与换热器连通，第一除尘设备5的第一出口与干化设备1连通，第一除尘设备5的第二出口能够与烟气净化设备连通。
58.第一除尘设备5用于对供入干化设备1的尾气进行除尘，去除烟气中98％的粉尘。
59.优选地，第一除尘设备5为静电除尘器。
60.通过第一除尘器处理后的高温烟气中的一部分送入干化机，另一部分送至烟气净化设备。本技术通过第一除尘器出口的调节阀调整高温烟气分配入干化设备1和烟气净化设备。
61.本技术公开的污泥焚烧处理系统还包括备用换热设备6，备用换热设备6用于在高温烟气的热量不足以干化污泥时，为干化设备提供热量。优选地，备用换热设备6为备用换热器。
62.备用换热器的热量来源于第二换热设备4的蒸汽或者系统外部输入的蒸汽。
63.污泥焚烧处理系统具有高效能量回收作用，利用空气-烟气预热器、换热器和备用换热器等设备实现能量的梯级利用；将焚烧设备2产生的烟气用于污泥干化，回收能量的同时大大减少烟气净化系统的负荷，极大的节省了设备的投资成本和运行成本。在大规模污泥处理项目上，优势非常明显。
64.污泥进入焚烧设备2的热值、进入焚烧设备2的助燃风的温度是影响焚烧设备2产
生高温烟气的温度的主要因素，污泥进入焚烧设备2的热值除了与出厂污泥本身的性质有关，还与干化后污泥的含水率有关，干化后污泥的含水率受高温烟气的温度和流量的影响。本技术通过换热器调节高温烟气的温度，通过备用换热器辅助调节高温烟气的温度。
65.本技术公开的污泥焚烧处理系统还包括预处理设备7，预处理设备7用于对干化设备产生的干化尾气进行预处理，
66.预处理设备7包括第二除尘器和冷凝器。
67.干化设备1产生的干化尾气在进入焚烧设备2之前，需要依次通过第二除尘器和冷凝器，第二除尘器用于去除干化尾气中的粉尘，冷凝器用于去除干化尾气中的水分。
68.第二除尘器去除的粉尘输送至焚烧设备2，最终随焚烧设备2产生的炉渣、灰渣等进行综合利用。由于污泥的含沙量高，污泥焚烧产生的残余物中大部分的粒径满足流化床循环砂的性质要求，可以作为流化床补砂，此时焚烧设备2基本不需要补砂。
69.去除粉尘和水分的一部分干化尾气通过风机送入空气-烟气预热器，另一部分送入烟气净化设备。
70.储存输送设备8用于暂时存储待干化的污泥，并能够将待干化的污泥输送至干化设备1。
71.本技术公开的污泥焚烧处理系统可以建设在污水厂附近，来自污水厂的污泥直接送入储存输送设备8，减少固废运输的成本，同时污泥焚烧处理过程中产生的污水可以同污水厂协同处理，减少设备投资。
72.污泥焚烧处理系统将污泥干化和污泥焚烧耦合起来，充分利用污泥干化和焚烧的技术特点，将污泥干化至合理含水率后再进行焚烧，使两个系统达到高度的契合以完成污泥无害化的同时资源最大化。
73.在本技术的一些实施例中，储存输送设备8包括多个存储仓和多个输送机。
74.具体的，每个存储仓的个数至少配置一套输送机，即存储仓的个数可以等于输送机的个数，此时存储仓与输送机一一对应，或者，每个存储仓配置多个输送机，具体如何对应，由本领域技术人员根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。
75.多个存储仓分别用于储存不同含水率的污泥，做到不同含水率的污泥分别干化处理，使干化设备1运行更加稳定，同时也能够提高污泥的干化效果。
76.干化设备1与焚烧设备2之间设置有上料设备9，上料设备9用于将干化设备1干化后的污泥输送至焚烧设备2。
77.上料设备9实现了干化后的污泥自干化设备1向焚烧设备2的自动运输，不需要人工，能够在一定程度上降低污泥焚烧处理的人工劳动强度。
78.上料设备9不仅能够实现将干化设备1干化后的污泥输送至焚烧设备2，还能够将厂外干泥上料至焚烧设备2。厂外干泥可以为含水率低、热值高、不需要经过干化即可直接进入焚烧设备2焚烧的物料。
79.在本技术的一些实施例中，上料设备9为螺旋绞龙输送机；
80.在本技术的另一些实施例中，上料设备9为输送带，或者刮板输送机，或者螺杆泵等。
81.为了进一步优化上述技术方案，本技术公开的污泥焚烧处理系统还包括破碎设备，破碎设备位于干化设备1与上料设备9之间，用于破碎、混合干化后的污泥/厂外其他物
料。
82.干化后的污泥通过破碎设备进行粉碎，粉碎后的污泥通过上料设备9输送至焚烧设备2。
83.破碎设备对污泥进行粉碎的目的是实现污泥均质化，或者实现污泥和厂外干泥的均质化。
84.优选地，破碎设备为粉碎机，粉碎机为现有技术中常用的破碎设备，在此不做具体说明。
85.破碎设备用于将未经焚烧处理的固废破碎至30mm以下，以适用焚烧设备2例如流化床的焚烧。
86.本技术还在破碎设备与上料设备9之间增设缓存设备，缓存设备用于暂时存储粉碎后待焚烧的污泥。
87.优选地，缓存设备为缓存仓。
88.本身请公开的焚烧设备2上设置有辅助燃烧设备，辅助燃烧设备用于在干化后的污泥的热值不足时向焚烧设备2内充入燃料，保证焚烧设备2达到850℃，2s的焚烧工况，抑制二恶英的产生。
89.充入的可燃气体可以为天然气，或者其他可燃燃料。
90.本技术公开的焚烧设备2上还可以根据具体条件配备小型发电机组，为整个污泥焚烧处理系统提供电力。
91.为了进一步提高污泥在焚烧设备2中燃烧的稳定性，本技术还可将污泥与生物质进行混合，利用生物质提高送入焚烧设备2的污泥的热值，协同处理污泥和生物质。
92.具体的，污泥与生物质的混合通过制粒机实现，通过制粒机将污泥和生物质制成燃料棒。
93.具体的，制粒机可以位于干化设备1之前，制粒机也可以位于焚烧设备2之前。
94.在制粒机位于干化设备1之前的实施例中，优选地，制粒机位于储存输送设备8之后。
95.在制粒机位于焚烧设备2之前的实施例中，优选地，制粒机位于破碎设备之后缓存设备之前。
96.烟气净化设备用于对焚烧产生的高温烟气进行脱硫、脱酸、除尘和脱销，可以根据具体条件配备石灰石炉内脱硫/干法/半干法/湿法脱硫、旋风除尘器/静电除尘器/袋式除尘器、sncr/scr中的一种或几种工艺组合，常用烟气净化设备包括为sncr、静电除尘器、干法脱硫、活性炭喷射脱重金属、袋式除尘器、湿法脱硫。
97.由于大部分的高温烟气在污泥焚烧处理系统内循环，因此烟气净化设备所需规模较小，可以大大节省投资成本。
98.污泥焚烧处理系统还包括炉渣输送和飞灰处理系统，焚烧设备2产生的炉渣一般可以做综合利用，炉渣输送系统将焚烧设备2产生的炉渣外运；烟气净化设备产生的飞灰首先根据危险废物鉴定确认是否为危险废物，一般废物可做综合利用，危险废物则稳定化处理后填埋。
99.污泥焚烧处理系统可以在焚烧设备2内添加辅助燃料或在干化设备1内添加额外能量，提高焚烧稳定性、维持整个系统的能量平衡。
100.污泥焚烧处理系统适用的物料不限于污泥，与污泥形状类似的沼渣、餐厨、粪便等固废也同样适用。
101.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。