[发明专利]一种污泥干化焚烧发电一体化系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水污泥处理领域，特别涉及一种污泥干化焚烧发电一体化系统及方法。

背景技术

（一）污水污泥的产量及其危害

随着城镇化进程的快速推进，中国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，污水污泥的产量迅速增加。截止到2009年底，中国投入运行的城镇污水处理厂1992座，处理污水量280亿m³，产生含水率80%的污泥约2005万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥量将很快突破3000万吨。污泥的成分和化学性质复杂，既包含有机物、植物营养成分等，也包含重金属等有害物质。污泥的卫生学指标主要包括细菌总数、粪大肠菌群数、寄生虫卵含量等。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染。

经过几十年的发展，欧美、日本等发达地区和国家的污泥处理处置技术已经基本成熟，相关法律法规和技术标准基本完善。主要技术路线包括：焚烧处理、卫生填埋、土地利用等，能够实现污泥的减量化、无害化、稳定化的目的。

据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置，直接威胁我国的环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。

（二）污泥处理的基本要求

污泥处理应符合安全环保、循环利用、节能降耗等原则。在污泥的处理过程中，污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质必须达到的污染控制标准；充分利用污泥中所含有的有机质、各种营养元素和能量，将污泥中的有机质和营养元素补充到土地中，或者通过厌氧消化或焚烧等技术回收污泥中的能量；应避免采用消耗大量的优质清洁能源、物料和土地资源的处理处置技术，以实现污泥低碳处理处置。

国家鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥处理处置的热源。

（三）污泥处理技术

污泥处置包括土地利用、焚烧、填埋等方式。

污泥的土地利用包括用于土地改良、用于园林绿化、用于农业等。但是，污泥的土地利用对污泥的泥质有非常严格的要求，否则可能对地下水和周围环境产生二次污染。

污泥的填埋处理不仅需要占用大量的土地，填埋场还排放大量恶臭气体、甲烷等温室气体，如果处置不当，也会造成地下水污染。

污泥焚烧处理技术方案为：首先对含水率为80%的湿污泥进行干化，干化后的污泥进入焚烧装置完成焚烧处理。污泥的焚烧处理可以最大程度的实现减量化和稳定化，几乎杀死污泥中100%的病菌，无害化程度高，而且还可以对污泥中的可燃物进行热利用，实现污泥热能的资源化。但是，污泥焚烧处理的干化过程中需要消耗燃煤等优质能源，成本较高；此外，湿污泥干化过程需要消耗燃煤提供能源，煤炭燃烧排放二氧化硫、氮氧化物、粉尘等大气污染物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用燃气轮机发电后排放的烟气余热对湿污泥进行低成本干化，并利用干化污泥的热能资源进行发电的污泥干化焚烧发电一体化系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种污泥干化焚烧发电一体化系统，包括燃气轮机，燃气轮机与发电机连接，燃气轮机排烟口与污泥干化装置进气口相连通，污泥干化装置的污泥进口与污泥供应装置连通，污泥干化装置出口连接有气固分离装置，气固分离装置的干污泥出口与料斗相连通，料斗与流化床锅炉的进料口相连通，流化床锅炉设置有与炉膛连通的助燃空气入口和石灰石粉管，流化床锅炉烟气出口与分离器相连通，分离器气体出口与烟气净化装置相连通，烟气净化装置出口连接有引风机，分离器固体出口经返料器与流化床锅炉的进料口相连通。

所述流化床锅炉的蒸汽管路出口与蒸汽轮机相连通，蒸汽轮机与发电机相连通，所述分离器气体出口连接换热器后与烟气净化装置相连通，蒸汽轮机的乏汽出口连接有凝汽器，凝汽器经给水泵与换热器冷水入口连接，换热器蒸汽出口与流化床锅炉的蒸汽管路入口连通。

所述污泥干化装置为喷雾干燥塔，喷雾干燥塔进气口上设置有布风装置，污泥进口上设置有雾化器；所述污泥供应装置包括浆料罐，浆料罐依次连接过滤器和污泥泵后与雾化器连通，燃气轮机排烟口与布风装置相连通。

所述烟气净化装置采用活性炭废气净化装置结合电除尘器或布袋除尘器为活性炭废气净化装置结合电除尘器或布袋除尘器。