公布日：2023.02.28
申請日：2022.11.02
分類號：F23C10/10(2006.01)I;F23C10/18(2019.01)I;F23C10/22(2006.01)I;F23K1/02(2006.01)I;F23L15/00(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I;C02F11/13(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，所述耦合燃燒系統包括依次連接的：污泥干化脫水單元、制漿供漿單元、鍋爐燃燒單元和煙氣處理單元，其中，所述污泥干化脫水單元用于完成濕污泥原料的干化脫水；所述制漿供漿單元用于完成干化后污泥的污泥煤焦漿制漿并向鍋爐燃燒單元供漿；所述鍋爐燃燒單元用于完成污泥煤焦漿的焚燒；所述煙氣處理單元用于完成對鍋爐燃燒單元產生的煙氣進行清潔化處理。通過本發明的結構設置，使得系統對污泥干化程度要求較低，能夠充分利用污泥的熱值與廢水，制取熱值穩定的污泥煤焦漿，并且采用污泥煤焦漿循環流化床鍋爐清潔焚燒，既充分利用了污泥的熱值，又有效降低了污泥處理成本。
權利要求書
1.一種污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述耦合燃燒系統包括依次連接的：污泥干化脫水單元、制漿供漿單元、鍋爐燃燒單元和煙氣處理單元，其中，所述污泥干化脫水單元用于完成濕污泥原料的干化脫水；所述制漿供漿單元用于完成干化后污泥的污泥煤焦漿制漿并向鍋爐燃燒單元供漿；所述鍋爐燃燒單元用于完成污泥煤焦漿的焚燒；所述煙氣處理單元用于完成對鍋爐燃燒單元產生的煙氣進行清潔化處理。
2.如權利要求1所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述污泥干化脫水單元包括：污泥池(1)、污泥輸送器(2)、污泥干燥器(3)和干污泥輸送器(4)，所述污泥池(1)經污泥輸送器(2)與污泥干燥器(3)相連，通過所述污泥干燥器(3)完成濕污泥的干化處理，所述污泥干燥器(3)經干污泥輸送器(4)與制漿供漿單元連通。
3.如權利要求2所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述制漿供漿單元包括：儲水罐(5)、藥劑池(6)、儲煤倉(7)、石油焦倉(8)、給料機(9)、研磨機(10)、濾漿器(11)、污泥煤焦漿輸送器(12)和儲漿罐(13)；所述儲水罐(5)、藥劑池(6)、儲煤倉(7)和石油焦倉(8)分別與給料機(9)相連，所述給料機(9)與研磨機(10)相連，且所述干污泥輸送器(4)的出料端與研磨機(10)相連，通過所述研磨機(10)完成干化污泥、煤、石油焦的充分研磨混合，制得污泥煤焦漿；所述研磨機(10)依次經過濾漿器(11)和污泥煤焦漿輸送器(12)與儲漿罐(13)相連，所述儲漿罐(13)經爐前供漿系統(15)與鍋爐燃燒單元相連。
4.如權利要求3所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述爐前供漿系統(15)采用螺桿泵對污泥煤焦漿進行泵送，泵送至鍋爐燃燒單元的流化床進料口后采用粒化器對污泥煤焦漿進行粒化。
5.如權利要求3所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述濾漿器(11)還與污泥池(1)相連，用于將濾漿器(11)濾除的污泥送至污泥池進行二次干化并由研磨機(10)進行二次研磨；所述儲漿罐(13)上設置有進行漿液均勻化的漿液攪拌器(14)。
6.如權利要求3所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述鍋爐燃燒單元包括：循環流化床鍋爐(16)、旋風分離器(17)、尾部煙道(24)和空氣預熱器(25)，所述循環流化床鍋爐(16)底端與爐前供漿系統(15)相連，接收粒化后的污泥煤焦漿；所述旋風分離器(17)設置于循環流化床鍋爐(16)的下游，且所述旋風分離器(17)的底部灰粒出口端設有回料器(18)，所述回料器(18)與循環流化床鍋爐(16)的供料端相連；所述尾部煙道(24)一端與旋風分離器(17)的頂端相連，另一端與煙氣處理單元相連。
7.如權利要求6所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述尾部煙道(24)內設有若干空氣預熱器(25)，被預熱后的空氣通入循環流化床鍋爐(16)中和污泥干燥器(3)中。
8.如權利要求6所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述尾部煙道(24)內設有若干空氣預熱器(25)，被預熱后的空氣通入循環流化床鍋爐(16)中；且所述尾部煙道(24)經煙氣再循環系統(30)與污泥干燥器(3)連通，通過向污泥干燥器(3)通入煙氣完成其內污泥干化處理。
9.如權利要求7或8所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述循環流化床鍋爐(16)由底部向上依次設有一次供風口、第一層二次供風口、第二層二次供風口和第三層二次供風口(23)，所述空氣預熱器(25)經一次風系統(19)向一次供風口供風；所述空氣預熱器(25)經二次風系統(20)向第一層二次供風口和第二層二次供風口供風；所述污泥干燥器(3)經煙氣管道(22)與第三層二次供風口(23)連通，用于將污泥干燥器(3)產生的濕丑氣體通入循環流化床鍋爐(16)進行焚燒處理。
10.如權利要求1所述的污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，其特征在于，所述煙氣處理單元包括依次相連的：除塵器(26)、引風機(27)、脫硫系統(28)和煙囪(29)，且鍋爐燃燒單元的排煙口與所述除塵器(26)進氣端相連。
發明內容
本發明的目的在于：為了克服現有技術問題，公開了一種污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，通過本發明污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統的結構設置，使得系統對污泥干化程度要求較低，能夠充分利用污泥的熱值與廢水，制取熱值穩定的污泥煤焦漿，并且采用污泥煤焦漿循環流化床鍋爐清潔焚燒，既充分利用了污泥的熱值，又有效降低了污泥處理成本，同時能批量處理污泥，是污泥“穩定化、減量化、無害化、資源化”的有效處理方法。
本發明目的通過下述技術方案來實現：
一種污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，所述耦合燃燒系統包括依次連接的：污泥干化脫水單元、制漿供漿單元、鍋爐燃燒單元和煙氣處理單元，其中，所述污泥干化脫水單元用于完成濕污泥原料的干化脫水；所述制漿供漿單元用于完成干化后污泥的污泥煤焦漿制漿并向鍋爐燃燒單元供漿；所述鍋爐燃燒單元用于完成污泥煤焦漿的焚燒；所述煙氣處理單元用于完成對鍋爐燃燒單元產生的煙氣進行清潔化處理。
根據一個優選的實施方式，所述污泥干化脫水單元包括：污泥池、污泥輸送器、污泥干燥器和干污泥輸送器，所述污泥池經污泥輸送器與污泥干燥器相連，通過所述污泥干燥器完成濕污泥的干化處理，所述污泥干燥器經干污泥輸送器與制漿供漿單元連通。
根據一個優選的實施方式，所述制漿供漿單元包括：儲水罐、藥劑池、儲煤倉、石油焦倉、給料機、研磨機、濾漿器、污泥煤焦漿輸送器和儲漿罐；所述儲水罐、藥劑池、儲煤倉和石油焦倉分別與給料機相連，所述給料機與研磨機相連，且所述干污泥輸送器的出料端與研磨機相連，通過所述研磨機完成干化污泥、煤、石油焦的充分研磨混合，制得污泥煤焦漿；所述研磨機依次經過濾漿器和污泥煤焦漿輸送器與儲漿罐相連，所述儲漿罐經爐前供漿系統與鍋爐燃燒單元相連。
根據一個優選的實施方式，所述爐前供漿系統采用螺桿泵對污泥煤焦漿進行泵送，泵送至鍋爐燃燒單元的流化床進料口后采用粒化器對污泥煤焦漿進行粒化。
根據一個優選的實施方式，所述濾漿器還與污泥池相連，用于將濾漿器濾除的污泥送至污泥池進行二次干化并由研磨機進行二次研磨；所述儲漿罐上設置有進行漿液均勻化的漿液攪拌器。
根據一個優選的實施方式，所述鍋爐燃燒單元包括：循環流化床鍋爐、旋風分離器、尾部煙道和空氣預熱器，所述循環流化床鍋爐底端與爐前供漿系統相連，接收粒化后的污泥煤焦漿；所述旋風分離器設置于循環流化床鍋爐的下游，且所述旋風分離器的底部灰粒出口端設有回料器，所述回料器與循環流化床鍋爐的供料端相連；所述尾部煙道一端與旋風分離器的頂端相連，另一端與煙氣處理單元相連。
根據一個優選的實施方式，所述尾部煙道內設有若干空氣預熱器，被預熱后的空氣通入循環流化床鍋爐中和污泥干燥器中。
根據一個優選的實施方式，所述尾部煙道內設有若干空氣預熱器，被預熱后的空氣通入循環流化床鍋爐中；且所述尾部煙道經煙氣再循環系統與污泥干燥器連通，通過向污泥干燥器通入煙氣完成其內污泥干化處理。
根據一個優選的實施方式，所述循環流化床鍋爐由底部向上依次設有一次供風口、第一層二次供風口、第二層二次供風口和第三層二次供風口，所述空氣預熱器經一次風系統向一次供風口供風；所述空氣預熱器經二次風系統向第一層二次供風口和第二層二次供風口供風；所述污泥干燥器經煙氣管道與第三層二次供風口連通，用于將污泥干燥器產生的濕丑氣體通入循環流化床鍋爐進行焚燒處理。
根據一個優選的實施方式，所述煙氣處理單元包括依次相連的：除塵器、引風機、脫硫系統和煙囪，且鍋爐燃燒單元的排煙口與所述除塵器進氣端相連。
本發明污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統的工作原理或流程為：
1)濕污泥原料在污泥池中靜置沉淀，去除少量水分后由污泥輸送器輸送至污泥干燥器，通過污泥干燥器利用預熱的空氣或再循環熱煙氣對污泥進行干化，干化過程產生的低溫濕臭煙氣全部通入循環流化床鍋爐燃燒處理。
2)將干化污泥、石油焦、原煤、添加劑送入研磨機，通過研磨機對污泥、石油焦、原煤進行研磨混合，在添加劑作用下使污泥中的水分盡可能稀出，磨制均勻穩定的污泥煤焦漿，研磨混合后的污泥煤焦漿經濾漿器過濾，脫除粒徑不合格漿渣，通過污泥煤焦漿輸送器泵入儲漿罐存儲，存儲過程中通過漿液攪拌器持續攪拌混合，防止漿液沉淀分層，待循環流化床鍋爐運行后，通過爐前供漿系統泵送、粒化后均勻噴灑入爐膛內部。
3)循環流化床鍋爐啟動運行后，污泥煤焦漿粒化后均勻噴灑入爐內，在循環流化床鍋爐一/二次風和爐內高溫物料的共同作用下團聚混合、分級燃燒，未燃盡顆粒通過旋風分離器分離，由回料器返送回爐膛實現循環燃燒。燃燒產生的高溫煙氣通過尾部煙道布置的空氣預熱器換熱利用。一/二次冷風經空氣預熱器預熱后部分通入一/二次風系統，滿足污泥煤焦漿流化床鍋爐正常運行風量；剩余部分通過旁路干燥熱風管道送入污泥干燥器，對濕污泥進行干燥，干化過程產生的低溫濕臭煙氣全部通過第三層二次風燃燒處理；或者由煙氣再循環系統將尾部煙道內高溫煙氣引入污泥干燥器，對濕污泥進行干燥處理。
4)換熱后的低溫煙氣送入尾部煙氣處理單元，依次經過除塵器除塵，脫硫系統脫硫后通過煙囪抬升后排出。
前述本發明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本發明可采用并要求保護的方案。本領域技術人員在了解本發明方案后根據現有技術和公知常識可明了有多種組合，均為本發明所要保護的技術方案，在此不做窮舉。
本發明的有益效果：
本發明污泥干化制漿流化床耦合燃燒系統，采取預干燥后制漿，再采用流化床燃燒的技術方案，集干燥、制漿、燃燒于一體，通過流化床鍋爐熱一/二次風或再循環熱煙氣降低污泥含水率可提高污泥摻混量，通過制漿可充分利用污泥中的水分，再通過污泥煤漿流化床鍋爐燃燒，可大幅降低干化程度要求，降低干化能耗。干燥污泥產生的濕臭煙氣經流化床鍋爐第三層二次風噴入爐膛，可燃氣體部分在爐內充分燃燒，后經除塵、脫硫等煙氣處理后由煙囪排出，可減少環境污染。
進一步的，污泥煤焦漿循環流化床鍋爐技術先進、可靠，可實現大型化發展大幅提升污泥處理能力。
進一步的，通過摻混高熱值石油焦制取污泥煤焦漿，可減少煤粉摻混比例，提高污泥摻混比例。處理污泥的同時能夠合理利用部分石油焦。
（發明人：呂卓;魯佳易;吳朝剛;周旭;郭強;李果;程偉;劉杰）
