[實用新型]一種污泥干化焚燒發電一體化系統

有效

• 申請號: 202020783555.9
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN212252639U
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 馮斌;符成龍;馮麗敏;沈兵
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司
• 主分類號: F23G7/00
• 分類號: F23G7/00;F23G5/04;F23G5/46;F22B1/18
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

本實用新型屬于污染物資源化處理技術領域，涉及一種污泥干化焚燒發電一體化系統，包括污泥干化機、污泥焚燒爐、余熱鍋爐、背壓式汽輪機和發電機，所述背壓式汽輪機上設有蒸汽進口和蒸汽出口，所述蒸汽進口連接外來蒸汽，所述蒸汽出口通過蒸汽管線依次串聯污泥干化機、污泥焚燒爐和余熱鍋爐，并由余熱鍋爐回到蒸汽進口或蒸汽出口形成蒸汽循環，所述發電機通過背壓式汽輪機帶動進行發電，能夠將蒸汽進口進入的過熱蒸汽降低至合適參數后由蒸汽出口送出。本實用新型可以單獨利用外來蒸汽或同時利用外來蒸汽與余熱過濾蒸汽的過熱度來發電，減少了減溫減壓過程中的能量損失，利用部分蒸汽熱能獲得高品位的電能，具有良好的節能收益及經濟收益。

技術領域

本實用新型屬于污染物資源化處理技術領域，具體涉及一種污泥干化焚燒發電一體化系統。

背景技術

根據《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策(試行)》(建城[2009]23號)的有關要求，污泥處理處置的總體目標是實現污泥的減量化、穩定化和無害化，鼓勵回收和利用污泥中的能源和資源，在安全、環保和經濟的前提下實現污泥的處理處置和綜合利用。經濟較為發達的大中城市，可采用污泥焚燒工藝。鼓勵采用干化焚燒的聯用方式，提高污泥的熱能利用效率；在有條件的地區，鼓勵污泥作為低質燃料在火力發電廠焚燒爐、水泥窯或磚窯中混合焚燒。

污泥耦合燃煤發電燃燒或者獨立燃燒技術符合產業政策。但是，常規從污水處理廠經機械干化的污泥含水率高達80％左右，且熱值極低，低位發熱量為負值，不能夠滿足穩定燃燒的條件，需要干化至40-60％的含水率時才能燃燒。根據相關政策要求，推薦干化采用間接干化的方式，即通過蒸汽將污泥加熱干化，蒸汽變為冷凝水的工程。

對于污泥獨立燃燒項目，由于污泥自身熱值不足，一般可以采取兩種方式來進行補熱：(1)對污泥焚燒爐補充天然氣進行燃燒；(2)焚燒爐本身的余熱鍋爐熱量不足，通過外來的蒸汽對污泥進行干化，干化后的污泥再進行焚燒。因此，污泥燃燒項目是一項民生工程，耗能、耗電，還需要對固廢、廢液和廢氣進行處理，能量利用效果差。

目前的獨立燃燒項目，主要有以下方案，1)污泥焚燒爐燃燒后通過余熱鍋爐產生飽和蒸汽，對污泥進行干化，而根據相關政策要求，污泥焚燒要參考垃圾焚燒發電對于環境保護的相關要求，為降低二噁英的生成，煙氣必須在焚燒爐內在850℃的溫度條件下停留2s以上；因此，焚燒爐出口的煙氣溫度較高；而污泥干化設備，利用蒸汽的熱能進行換熱干化，需要的蒸汽在0.5-1.0MPa、飽和溫度(約160-180℃)即可，同時由于污泥焚燒爐及余熱鍋爐容量較小，產汽量甚至不滿足干化機的需求，因此常規工程中，余熱鍋爐產生的蒸汽同進口煙氣存在巨大的換熱端差，未對煙氣的能力充分利用；2)如果有外來蒸汽，則由于污泥干化焚燒項目本身用汽量一般，常規外來蒸汽均從外部供熱管網上引接，因此，外部進入污泥干化焚燒系統的蒸汽壓力和溫度一般均需要通過減溫減壓方式，至較低壓力0.5-1.0MPa、飽和溫度(約160-180℃)采用送入干化機對污泥進行干化。因為蒸汽的能量是有能級的，雖然對于熱量進行了充分利用，但是未對能量進行充分的梯級利用。

另外，污泥獨立干化焚燒，根據計算，一般污泥熱值較低，不能夠自持燃燒，一般從每噸80％含水率的污泥干化至40％含水率的污泥，需要蒸汽約0.85t蒸汽，當入口污泥(含水率)熱值為1000kCal/kg時，需要補熱的蒸汽量約～0.45t蒸汽/t入爐污泥；當入口污泥(含水率)熱值為1200kCal/kg時，需要補熱的蒸汽量約～0.35t蒸汽/t入爐污泥；當入口污泥(含水率)熱值為1400kCal/kg時，需要補熱的蒸汽量約～0.20t蒸汽/t入爐污泥；當入口污泥(含水率)熱值為1600kCal/kg時，需要補熱的蒸汽量約～0.10t蒸汽/t入爐污泥。而且，汽輪機能適應的運行工作范圍有限，一般為30％-100％，而污泥熱值變化范圍大，僅采用余熱鍋爐產生的蒸汽量變化范圍大，且不能滿足干化的蒸汽需求。

實用新型內容