一种燃煤耦合污泥供热系统及方法与流程

本发明属于供热技术领域，具体涉及一种燃煤耦合污泥供热系统及方法。

背景技术：

发达国家的污泥处置中农业利用占有很大比例，我国污水处理存在生活和工业污水混排的现象，有害物质含量高，因此我国的污泥不适宜进行农业利用。以焚烧为核心的处理方法是目前污泥处置最彻底、快捷和经济的方法，它能使有机物全部碳化，可最大限度地减少污泥体积，同时可以将污泥中可燃质的能量转换为电能或者热能，变废为宝，使污泥得到充分的利用。污泥焚烧处置虽然一次性投资稍高，但由于它具有一些其它工艺不可替代的优点，特别是在污泥的减量化、无害化、节约土地资源和节能等方面，成为污泥最终出路的解决方法。

目前国内研究机构已发明了一些以污泥干化焚烧为主要技术路线的污泥处置系统与方法，在污泥处置的“减量化”上取得了可观的效果，但对于污泥处置的“无害化”和“资源化”利用还不够充分。专利201721421029.2公开了“一种污泥干化处理系统”，该系统采用热风作为干燥介质，将冷风加热为热风需要较高的能耗，尾气处理非常复杂，能耗同样很高，同时增加了投资成本；专利201711094171.5公开了“一种污泥干化耦合燃煤发电系统及方法”，该系统通过与燃煤电站锅炉系统耦合，解决了尾气处理的问题，但污泥干化后的废水需进入污水处理系统处理，会产生一定的能耗，资源化程度不够，且干化污泥的给料系统中有很多泄漏点，干化污泥恶臭气体对周围环境的影响难以得到控制。

技术实现要素：

本公开的一方面解决的一个技术问题是提供一种燃煤耦合污泥供热系统及方法，通过将污泥干化系统与供热热源中的燃煤蒸汽锅炉、蒸汽轮机、水床脱硫系统和热泵系统相耦合，充分发挥各系统的优势，采用较低的能耗，使干污泥、废水和废气均得到有效的净化和利用，真正实现污泥的无害化、减量化和资源化利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明一种燃煤耦合污泥供热系统，包括污泥泵、离心式脱水机、污泥干化机、旋风分离器、冷凝器、水床脱硫系统、干污泥仓、给料机、蒸汽锅炉、蒸汽轮机和热泵系统；

污泥泵为离心式脱水机输送湿污泥；

离心式脱水机对污泥泵输送的湿污泥脱水，脱水污泥输送至污泥干化机，废水输送至水床脱硫系统；

污泥干化机对离心式脱水机输送的脱水污泥干化，含水、含尘废气输送至旋风分离器，干污泥输送至干污泥仓；

干污泥仓用于储存干污泥，并为给料机供料；

旋风分离器对输送的废气分离，含水废气输送至冷凝器，含尘物输送回污泥干化机；

冷凝器对含水废气冷凝，废水输送至水床脱硫系统，废气输送至给料机；

给料机将带粉气流输送至蒸汽锅炉；

蒸汽锅炉为蒸汽轮机输送蒸汽；

蒸汽轮机为热泵系统中的热泵提供动力，排出的蒸汽输送至污泥干化机；

热泵系统与水床脱硫系统相连接。

进一步的，所述离心式脱水机、污泥干化机和给料机可由电机或蒸汽轮机驱动。

本发明还提供一种燃煤耦合污泥供热方法，其特征在于：采用一种燃煤耦合污泥供热系统，具体为：

湿污泥由污泥泵送入离心式脱水机进行机械脱水，脱除部分水分后形成脱水污泥，再送入污泥干化机进行干燥，污泥干化机采用蒸汽间接干燥，蒸汽与污泥不接触，蒸汽来自蒸汽轮机排汽，干燥后形成干污泥送入干污泥仓；

空气进入污泥干化机形成废气携带水蒸气和粉尘进入旋风分离器，经惯性分离后粉尘回流至污泥干化机，废气携带水蒸气进入冷凝器，再由冷凝器除湿后进入给料机，干污泥经给料机由废气携带送入蒸汽锅炉与煤混烧；

由离心式脱水机和冷凝器排出的废水送入水床脱硫系统和热泵系统的循环水中，蒸汽锅炉燃烧产生的烟气经水床脱硫系统净化并由热泵系统回收部分热量送入供热系统。

进一步的，所述离心式脱水机加入调和剂以提高机械脱水效率。

进一步的，所述干污泥与煤的混烧比例(热量输入比例)不高于20％。

进一步的，所述干污泥的水分(质量分数)在20～35％。

进一步的，所述冷凝器中的冷凝水来自锅炉给水，回收废气中的热量。

进一步的，所述污泥干化机内污泥与空气的温度小于180℃。

进一步的，所述空气的压头由风机提供，风机可布置在污泥干化机前，或污泥干化机、旋风分离器、冷凝器、给料机流程中的任意位置。

进一步的，所述可在蒸汽轮机与污泥干化机间布置减温减压器以保证污泥干化机入口蒸汽参数。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：1)减量化，经处置后，污泥残留物仅为极少量的灰；2)无害化，污泥的处置产物有干污泥、废水和废气，干污泥作为燃料经焚烧形成无毒无害的灰，废水进入水床脱硫系统循环利用，废气经焚烧后形成无毒无害的气体；3)资源化，污泥经干化焚烧处置，节约了土地资源，减少环境污染，干污泥作为燃料可节约燃煤消耗，并可获得处置补贴，考虑蒸汽成本及电耗，处置每吨污泥可获得50～120元的利润，经济社会效益可观。

附图说明

图1是根据本公开的一个方面的整体结构示意图；

图中：污泥泵(1)、离心式脱水机(2)、污泥干化机(3)、旋风分离器(4)、冷凝器(5)、水床脱硫系统(6)、干污泥仓(7)、给料机(8)、蒸汽锅炉(9)、蒸汽轮机(10)和热泵系统(11)。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例，如图1所示，以某供热公司拟采用的燃煤耦合污泥供热系统为例，供热公司紧邻污水处理厂。84％水分的湿污泥经污泥泵直接送入离心式脱水机，离心式脱水机由电机拖动，经离心式脱水机机械脱水后，污泥水分为59％，脱除的废水排入水床脱硫系统搅拌池。59％水分的脱水污泥由污泥泵送入污泥干化机进行干燥，污泥干化机由电机驱动，污泥干化机采用蒸汽间接干燥，蒸汽与污泥不接触，避免污泥污染蒸汽，蒸汽来自蒸汽轮机排汽，干燥后形成30％水分的干污泥经负压皮带机送入干污泥仓。空气由鼓风机送入污泥干化机与有机可燃物混合形成废气，携带水蒸气和粉尘进入旋风分离器，经惯性分离后粉尘回流至污泥干化机，废气携带水蒸气进入冷凝器，冷凝器凝结的废水排入水床脱硫系统搅拌池。废气经冷凝器除湿后形成干燥、少灰的气体，进入给料机携带干污泥送入蒸汽锅炉与煤混烧，给料机由电机驱动。蒸汽锅炉燃烧产生的烟气经水床脱硫系统净化并由热泵系统回收部分热量送入供热系统。蒸汽锅炉产生的蒸汽送入蒸汽轮机做功，蒸汽轮机拖动热泵。干污泥与煤的混烧比例(热量输入比例)为8％。

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。