一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法，所述装置系统包括依次连接的焚烧炉、空气预热装置、余热锅炉、背压式汽轮机、一级暖风装置、污泥干化装置和二级暖风装置，所述背压式汽轮机与发电机相连；所述方法将进入焚烧炉的空气依次经一级暖风装置、二级暖风装置和空气预热装置加热，实现了能量梯级利用，提高污泥干化焚烧发电装置系统能量利用效率。本发明专利技术所述装置系统采用一级暖风装置回收利用汽轮机出口蒸汽的热量，采用二级暖风装置回收利用污泥干化装置产生的冷凝水的热量，大幅度提高了所述装置系统能量利用效率，节能效果显著。显著。显著。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法


[0001]本专利技术涉及污泥处理
，尤其涉及一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法。

技术介绍

[0002]污泥的产量逐年升高，但污泥处理处置手段较为落后，污泥中含有病原微生物、寄生虫卵、有毒有害的重金属及大量的难降解物质，会给水体、土壤和大气带来二次污染，对生态环境构成严重威胁。
[0003]传统的污泥处理方法有填埋、堆肥、填海和焚烧等。填埋处理不当可能造成土壤和地下水的污染，并且大量占用土地会进一步加剧土地资源的紧张；由于污泥成分复杂，含有害物质较多，导致污泥堆肥在实际应用中有较多的困难，污泥填海会对海洋生物造成危害，严重污染海洋环境；污泥焚烧是最“彻底”的污泥处理方式，不仅处理速度快，而且减量化程度高，能源可再利用，是一种相对比较可行的污泥处理方式。
[0004]CN110068013A公开了一种污泥深脱干化焚烧发电系统，包括隔膜压滤机，适于对污泥进行深脱水；蒸汽圆盘干燥机，适于对污泥进行干燥；螺旋输送机，适于输送干燥后的污泥；焚烧炉，适于对污泥进行干化焚烧；余热锅炉，适于吸收焚烧炉中高温废气的热量；所述隔膜压滤机出料口与蒸汽圆盘干燥机进料口连接，所述蒸汽圆盘干燥机出料口与螺旋输送机进料口连接，所述螺旋输送机出口焚烧炉进料口连接，所述焚烧炉排烟口与余热锅炉烟气进口连接。但该污泥深脱干化焚烧发电系统将焚烧炉尾部烟气直接作为余热锅炉的进气，系统热能利用效率较低。
[0005]CN208108126U公开了一种生活垃圾焚烧发电协同污泥干化处理系统，以生活垃圾焚烧发电系统的汽轮发电机组低压抽汽蒸汽作为热源，对污泥进行干化处理；干化处理后的污泥与生活垃圾掺混焚烧进行发电：污泥干化过程产生的臭气、废水以及污泥在焚烧过程中产生的烟气和灰渣通过生活垃圾焚烧发电系统的废水、废气、废渣污染防治设施共同处理。该处理系统利用生活垃圾焚烧发电协同处置污泥，干化过程中达到了减量、消毒、灭菌、解臭的效果，满足了污泥处理的“无害化”要求，在此前提下真正意义上实现了污泥的“减量化”和“资源化”。但该生活垃圾焚烧发电协同污泥干化处理系统直接以生活垃圾焚烧发电系统的汽轮发电机组低压抽汽蒸汽作为热源对污泥进行干化处理的方式，对低压抽汽蒸汽的热能利用效率较低。
[0006]CN207797071U公开了一种污泥干化焚烧处理设备，应用于垃圾焚烧发电厂的焚烧主厂房，污泥干化焚烧处理设备包括污泥存储装置、污泥干化装置、污泥焚烧装置以及热能发电装置。污泥存储装置与污泥干化装置之间通过污泥输送装置连接，污泥干化装置与污泥焚烧装置之间通过污泥输送装置连接。污泥焚烧装置耦接热能发电装置。待处理的湿污泥自污泥存储装置送出，经污泥干化装置干化后送入污泥焚烧装置焚烧，生成的高温烟气供给热能发电装置，热能发电装置向污泥干化装置提供电力。但污泥干化焚烧处理设备中生成的高温烟气直接供给热能发电装置，系统的热能利用效率较低。
[0007]因此，开发一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法，实现能量梯级利用，提高污泥干化焚烧发电装置系统能量利用效率具有重要意义。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种污泥干化焚烧发电的装置系统及方法，通过设置两级暖风装置配合空气预热装置，对进入焚烧炉的空气进行加热，实现能量梯级利用，提高污泥干化焚烧发电装置系统能量利用效率。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种污泥干化焚烧发电的装置系统，所述装置系统包括依次连接的焚烧炉、空气预热装置、余热锅炉、背压式汽轮机、一级暖风装置、污泥干化装置和二级暖风装置，所述背压式汽轮机与发电机相连。
[0011]本专利技术所述装置系统利用干化污泥焚烧产生的高温烟气进入余热锅炉产生的高温高压蒸汽，进而利用高温高压蒸汽进入背压式汽轮机带动发电机进行发电，将干化污泥的热值部分转化为清洁电能，实现了污泥中能量的高效利用；高温高压蒸汽经过背压式汽轮机发电后排出的蒸汽为高品质蒸汽，在一级暖风装置中加热进入焚烧炉的空气，可以减少污泥焚烧所需空气在空气预热装置中的吸热量，加热空气后的蒸汽进入污泥干化装置对湿污泥进行干化，可以大幅度提高污泥干化焚烧发电装置系统能量利用效率；蒸汽在污泥干化装置放热冷凝后形成的冷凝水为低品质热源，利用该冷凝水在二级暖风装置中进一步加热进入焚烧炉的空气，可以再次减少污泥焚烧所需空气在空气预热装置内的吸热量，从而实现能量梯级利用，提高污泥干化焚烧发电装置系统能量利用效率。
[0012]本专利技术所述污泥干化焚烧发电的装置系统的优先目的是保障干化污泥的独立自持焚烧，因此增加空气预热装置后可以有效提升装置系统对干化污泥的适应范围，可以焚烧热值较低的干化污泥。
[0013]本专利技术所述背压式汽轮机相较于普通的凝汽式汽轮机或抽汽式汽轮机而言，背压式汽轮机具有出口排气为过饱和蒸汽的优势，背压式汽轮机发电后排出的蒸汽可直接用作污泥干化系统的干燥蒸汽。
[0014]本专利技术所述空气预热装置为高温空气预热装置，可以实现焚烧炉产生的温度为895～905℃的烟气与温度为205～215℃的一级空气有效换热。本专利技术所述空气预热装置设置在焚烧炉与余热锅炉之间，相较于现有技术中将空气预热装置设置在余热锅炉之后而言，可以提供更高的入炉空气温度，提高焚烧炉独立焚烧污泥的安全稳定性，，主要原因是焚烧炉出口的烟气温度为895～905℃，余热锅炉出口的烟气温度仅为170～200℃，而需要换热的一级暖风装置出口的一级空气的温度为205～215℃，焚烧炉出口的烟气温度较高，可以直接将一级空气的温度继续加热至400℃以上，从而提高焚烧炉入炉热量，保障焚烧炉独立焚烧污泥的安全稳定性。
[0015]优选地，所述污泥干化装置经第一污泥管道与焚烧炉相连。
[0016]优选地，所述污泥干化装置经第一冷凝水管道与二级暖风装置相连。
[0017]本专利技术所述污泥干化装置出口的冷凝水也可用于加热污泥供给装置中的湿污泥，从而减少污泥干化装置所需蒸汽量，提高污泥干化装置的污泥干化效率。
[0018]优选地，所述二级暖风装置经第一空气管道与一级暖风装置相连。
[0019]优选地，所述一级暖风装置经第二空气管道与空气预热装置相连。
[0020]优选的，所述空气预热装置经第三空气管道与焚烧炉相连。
[0021]优选地，所述装置系统还包括污泥供给装置和空气供给装置。
[0022]本专利技术所述污泥供给装置包括封闭污泥储存仓和柱塞泵，高含水率污泥通过柱塞泵送至污泥干化装置入口。
[0023]优选地，所述污泥供给装置经第二污泥管道与污泥干化装置相连。
[0024]优选地，所述污泥干化装置经第一冷凝水管道与污泥供给装置相连。
[0025]优选地，所述空气供给装置经第四空气管道与二级暖风装置相连。
[0026]优选地，所述二级暖风装置经第二冷凝水管道与余热锅炉相连。
[0027]优选地，所述余热锅炉包括烟气排放管道。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥干化焚烧发电的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接的焚烧炉、空气预热装置、余热锅炉、背压式汽轮机、一级暖风装置、污泥干化装置和二级暖风装置，所述背压式汽轮机与发电机相连。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述污泥干化装置经第一污泥管道与焚烧炉相连；优选地，所述污泥干化装置经第一冷凝水管道与二级暖风装置相连。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述二级暖风装置、一级暖风装置和空气预热装置经第一空气管道依次相连；优选的，所述空气预热装置经第二空气管道与焚烧炉相连。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统还包括污泥供给装置和空气供给装置；优选地，所述污泥供给装置经第二污泥管道与污泥干化装置相连；优选地，所述空气供给装置经第三空气管道与二级暖风装置相连。5.根据权利要求1～4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述二级暖风装置经第二冷凝水管道与余热锅炉相连；优选地，所述余热锅炉包括烟气排放管道。6.一种污泥干化焚烧发电的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～5任一项所述的一种污泥干化焚烧发电的装置系统进行。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：焚烧炉产生的烟气在空气预热装置中与一级暖风装置出口的一级空气进行第一换热，第一换热后烟气进入余热锅炉加热锅炉给水；余热锅炉产生的饱和蒸汽进入背压式汽轮机做功，带动发电机进行发电；汽轮机出口蒸汽在一级暖风装置中与二级暖风装置出口的二级空气进行第二换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，吴明州，林雪健，黄辉武，何翔，张娟，刘向民，刘平元，
申请(专利权)人：上海上发院发电成套设备工程有限公司，
类型：发明
国别省市：