一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统及方法与流程

本发明涉及污泥干化，具体而言，涉及一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统及方法。

背景技术：

1、城市污泥通常指污水处理厂在处理污水过程中产生的固液混合的絮状物质，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万吨污水经处理后污泥产生量一般约为10-20吨(按含水率90％计)，污泥主要由各种微生物以及有机、无机颗粒组成，污泥为其他有害生物的滋生提供了场所；污泥中微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置，可能会污染食物链；污泥中的盐分会直接影响土壤的电导率，破坏植物养分平衡，抑制植物对养分的吸收；堆放在露天散发出臭气和异味，日晒风刮，污染物颗粒会造成大气污染；含有重金属的污泥施用于土壤后，重金属将积累于地表层；经水浸泡、溶解，污染物伴随污水流入河道，会污染地表水，进入地下水。

2、目前国内外污水处理厂污泥的处置方式主要有：填埋、堆肥、海洋处置、焚烧及建材利用等，焚烧作为一种彻底、完全的污泥处置方式，逐步受到社会的关注。污泥干化技术作为污泥焚烧的前处理技术，通过外来热源蒸发污泥中的水分，可使污泥含水率一般可由80％降至35％左右，体积减少约2/3，此时的污泥储存方便，性状稳定，同时具有较高的碳化物含量，有一定的热值利用价值。

3、常规污泥干化所用的外来热源一般为蒸汽、烟气或电力等品位较高的能量，因此污泥干化的成本较高。而燃煤机组系统最大的热损失为汽轮机排汽的凝结放热，虽然此部分热量巨大，但由于品位低，无法加以利用被白白浪费。因此本发明开发了一种系统及方法，该系统及方法能够利用汽轮机排汽的低品位蒸汽凝结放热对湿污泥进行干化，在利用低品位热量的同时大幅度降低了污泥干化的成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统及方法，其可以利用汽轮机排汽的低品位蒸汽凝结放热对湿污泥进行干化，在利用低品位热量的同时大幅度降低了污泥干化的成本。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，包括湿污泥存储仓、干污泥存储仓、加热管、加热层和干化仓；

4、所述加热管的入口连接有电厂燃煤汽轮机点的排气口，用以对加热管输入蒸汽；蒸汽为汽轮机排汽的凝结放热，是燃煤机组系统最大的热损失相较于常规污泥干化所用的外来热源一般为高温蒸汽、烟气或电力等品味较高的热量，属于目前利用率较低的低品位热量源。

5、所述湿污泥存储仓的出口连接干化仓的入口；

6、所述加热管和加热层安装于干化仓的底部，加热层包括上层板和下层板，上层板为导热层，下层板为保温层；加热层上层板为导热材质，利于向干化仓地面传导热量，下层板则为保温材质，以减缓加热管和加热层的热量流失速度。

7、进一步地，所述加热管为多个u型管相互连接，加热管安装在加热层内，加热层上层板紧邻安装于干化仓的底部地面，用于加热干化仓的底部地面。

8、进一步地，还包括自动污泥摊铺装置，安装在干化仓内，用于在干化仓内均匀摊铺湿污泥，所述自动污泥摊铺装置包括滑动导轨、滑动组件、电机、连接组件和金属滚筒，所述滑动导轨安装于干化仓顶部，在滑动导轨上安装滑动组件，在滑动组件下方安装电机，在电机下方垂直于地面安装连接组件，连接组件向靠近地面的一端安装金属滚筒，安装方式为以金属滚筒圆面圆心处安装轴件，金属滚轮可以以圆面圆心为原点进行转动。滑动组件可通过滑动导轨在干化仓内水平移动，电机控制滑动组件的移动和连接组件的伸缩，该装置用于控制金属滚轮在干化仓内的位置，可以均匀地将污泥摊铺到整个干化仓。

9、进一步地，还包括传送装置，所述传送装置安装在湿污泥存储仓的出口和干化仓的入口之间、干化仓的出口和粉碎仓的入口之间、粉碎仓的出口和干污泥存储仓的入口之间，该装置可为螺旋传送筒或刮板机。

10、进一步地，还包括冷凝水收集仓和冷凝水处理仓，所述冷凝水收集仓安装在干化仓的顶部，冷凝水收集仓的出口端连接冷凝水处理仓。

11、进一步地，还包括废气处理仓，所述废气处理仓设置在干化仓顶部，用于处理污泥干化过程中产生的有毒有害气体。

12、进一步地，所述冷凝水处理仓连接加热管排出口。

13、进一步地，还包括粉碎仓和粉碎机，粉碎仓的入口连接干化仓的出口，粉碎机安装在粉碎仓内，粉碎仓的出口连接干污泥存储仓的入口。

14、进一步地，还包括检测系统，所述检测系统包括重金属检测传感器和有机物检测传感器，安装于干污泥存储仓和冷凝水处理仓内。

15、一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的方法，包括以下步骤：将未处理的湿污泥存储于湿污泥存储仓内，湿污泥通过传送装置输送进入干化仓内，自动污泥摊铺装置将干化仓内的湿污泥分摊在仓内，加热管内通入电厂汽轮机排出的蒸汽，安装有加热管的加热层温度上升，加热干化仓的地面，地面升温后对干化仓内的湿污泥进行加热干化，干化后的污泥输送至粉碎仓，在粉碎仓内的粉碎机将干污泥搅碎后，再将搅碎后的干污泥输送至干污泥存储仓；污泥蒸发的水分通过干化仓顶部的冷凝水收集仓进行集中，收集后输送至冷凝水处理仓中进行污水处理，加热管中的蒸汽冷凝水进行回收集中，回收集中后输入冷凝水处理仓进行处理，安装在干污泥存储仓和冷凝水处理仓内的重金属检测传感器和有机物检测传感器对干化后的污泥和冷凝水中的重金属和有机物含量进行检测。

16、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

17、1、利用原来被作为废热排放的汽轮机排汽干化污泥，替代了常规污泥干化所需的高品位能量，实现了原有系统低品位废热的充分利用，同时节约了将此部分排汽变成凝结水的能耗；

18、2、利用设置的自动污泥摊铺系统增大了湿污泥与热源的接触面积，大幅度提高了汽轮机排汽的利用效率，增大了污泥干化系统的处理量；

19、3、借助对湿污泥干化后与燃煤机组耦合发电，对实现污泥的减量化、无害化、资源化和规模化处置，具有重要意义。

技术特征：

1.一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，包括湿污泥存储仓(1)、干化仓(2)、加热管(3)、加热层(4)和干污泥存储仓(7)；

2.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，所述加热管(3)为多个u型管相互连接，加热管(3)安装在加热层(4)内，加热层(4)上层板紧邻安装于干化仓(2)的底部地面，用于加热干化仓(2)的底部地面。

3.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括自动污泥摊铺装置，安装在干化仓(2)内，用于在干化仓(2)内均匀摊铺湿污泥，所述自动污泥摊铺装置包括滑动导轨(8)、滑动组件(9)、电机(10)、连接组件(11)和金属滚筒(12)，所述滑动导轨(8)安装于干化仓(2)顶部，在滑动导轨(8)上安装滑动组件(9)，在滑动组件(9)下方安装电机(10)，在电机(10)下方垂直于地面安装连接组件(11)，连接组件(11)向靠近地面的一端安装金属滚筒。

4.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括传送装置(13)，所述传送装置(13)安装在湿污泥存储仓的出口和干化仓(2)的入口之间、干化仓(2)的出口和粉碎仓(15)的入口之间、粉碎仓(15)的出口和干污泥存储仓(7)的入口之间，该装置可为螺旋传送筒或刮板机。

5.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括冷凝水收集仓(5)和冷凝水处理仓(6)，所述冷凝水收集仓(5)安装在干化仓(2)的顶部，冷凝水收集仓(5)的出口端连接冷凝水处理仓(6)。

6.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括废气处理仓(14)，所述废气处理仓(14)设置在干化仓(2)顶部，用于处理污泥干化过程中产生的有毒有害气体。

7.根据权利要求5所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，所述冷凝水处理仓(6)连接加热管(3)排出口。

8.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括粉碎仓(15)和粉碎机(16)，粉碎仓(15)的入口连接干化仓(2)的出口，粉碎机(16)安装在粉碎仓(15)内，粉碎仓(15)的出口连接干污泥存储仓(7)的入口。

9.根据权利要求1所述的一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统，其特征在于，还包括检测系统(17)，所述检测系统(17)包括重金属检测传感器和有机物检测传感器，安装于干污泥存储仓(7)和冷凝水处理仓(6)内。

10.一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：将未处理的湿污泥存储于湿污泥存储仓内，湿污泥通过传送装置(13)输送进入干化仓(2)内，自动污泥摊铺装置将干化仓(2)内的湿污泥分摊在仓内，加热管(3)内通入电厂汽轮机排出的蒸汽，安装有加热管(3)的加热层(4)温度上升，加热干化仓(2)的地面，地面升温后对干化仓(2)内的湿污泥进行加热干化，干化后的污泥输送至粉碎仓(15)，在粉碎仓(15)内的粉碎机(16)将干污泥搅碎后，再将搅碎后的干污泥输送至干污泥存储仓(7)；污泥蒸发的水分通过干化仓(2)顶部的冷凝水收集仓(5)进行集中，收集后输送至冷凝水处理仓(6)中进行污水处理，加热管(3)中的蒸汽冷凝水进行回收集中，回收集中后输入冷凝水处理仓(6)进行处理，安装在干污泥存储仓(7)和冷凝水处理仓(6)内的重金属检测传感器和有机物检测传感器对干化后的污泥和冷凝水中的重金属和有机物含量进行检测。

技术总结
本发明提供了一种利用燃煤机组余热耦合处理污泥的系统及方法，属于污泥干化技术领域，包括存储仓、干化仓、加热管、加热层，通过对安装在加热层中的U型排列的加热管中注入燃煤机组生产时产生的余热，利用原来被作为废热排放的汽轮机排汽干化污泥，替代了常规污泥干化所需的高品位能量，实现了原有系统低品位废热的充分利用，利用设置的自动污泥摊铺系统增大了湿污泥与热源的接触面积，大幅度提高了汽轮机排汽的利用效率，增大了污泥干化系统的处理量。本方案对湿污泥干化后与燃煤机组耦合发电，对实现污泥的减量化、无害化、资源化和规模化处置，具有重要意义。

技术研发人员：程源,李志超,蒲蕴,段迅达,熊林涛,王凯,张鹏鹏
受保护的技术使用者：华能太仓发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22