[发明专利]一种污泥干化耦合燃煤发电系统及方法

说明书

本发明提供了一种污泥干化耦合燃煤发电系统，包括：用于对湿污泥原料进行初步脱水的污泥前处理脱水单元；用于对初步脱水后的污泥进行干燥处理的污泥间接干化单元；用于将干燥后的污泥再送入风扇磨系统与煤共混合干燥、研磨，使二者充分混合，再送入燃煤锅炉燃烧的煤粉研磨输送燃烧单元。本发明还提供了一种污泥干化耦合燃煤发电方法，采用了污泥干化与燃煤锅炉相耦合的技术工艺，充分利用燃煤电站充沛的低品位水蒸汽余热，用于污泥初步干化脱水工艺所需，减少风扇磨抽取高温炉烟量，并将干化后的污泥掺混原煤送锅炉燃烧用于发电，实现污泥的资源化、无害化、减量化和稳定化处理，避免了二次污染。

技术领域

本发明涉及一种污泥干化耦合燃煤发电系统及其工艺方法，属于固体废弃物处理技术领域。

背景技术

随着我国社会经济的发展和城镇化的快速发展，城镇污水厂的数量和规模不断增加，污水和污泥的产量急剧增加，到2020年污泥产量将突破6000万吨，若不对污泥进行妥善处理、处置，将会对环境和人类健康造成威胁。由于污水厂生物污泥中含有大量的有毒、有害物质，容易引发二次污染问题。因此，如何将产量巨大、成分复杂的污泥经过科学处理，使其稳定化、减量化、无害化、资源化，已成为我国乃至全世界环境界共同关注的课题。我国城市污泥处理处置由于长期未受到足够重视，处理设施建设严重滞后。根据中国环境工程研究中心的调查，在各种处置方法中，农用约占44.8％，陆地填埋约占31％，其它处置约占10.5％，另有大约13.7％的城市污泥未经任何处理，就重新回到了自然界中，还没有实现污泥的减量化、稳定化、资源化。

污泥焚烧相对而言是较为新型的污泥处理技术，目前在美国、日本和西欧各国得到较为广泛的应用。污泥焚烧主要分为单独污泥焚烧和与其他材料混合燃烧两大类。污泥焚烧处理具有的优点是可以将污泥中有机物彻底分解，并可以产生大量的热量，使污泥被资源化利用。但是，污泥焚烧处理也存在诸多问题，降低污泥含水率至可以燃烧水平难度十分大，干化能耗高，如果不将污泥干化，则需要向污泥中添加煤炭，从而使污泥焚烧成本大大增加。污泥中含有大量氮、硫、磷和氯元素，污泥焚烧过程中氮、硫、磷被充分氧化，生成二氧化硫、氮氧化物和五氧化二磷等污染物，这些污染物一旦进入大气，在降雨的同时进入雨水形成酸雨，对环境造成危害。另外，其中氯元素在氧化性气氛中形成C-Cl键，即二噁英的前驱物，在燃烧后将形成二噁英等剧毒物造成二次污染。同时粉尘随废气飘散灰导致污泥中的重金属泄露，以及对空气中PM2.5增高也有一定的推波助澜作用。污泥焚烧产生的二次污染问题目前已得到欧盟各国的密切关注，欧盟已出台多项限制污泥焚烧应用的法律法规来限制污泥的直接焚烧处理。

综上所述，污泥处理量的逐年增加和污泥处理技术的不成熟已经严重不匹配，污泥的清洁高效处理已经摆成为全球性的环境和技术问题，成为城市化建设进程摆在眼前的一道坎。

发明内容

本发明的目的是：实现污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种污泥干化耦合燃煤发电系统，其特征在于，包括：

污泥前处理脱水单元，用于对湿污泥原料进行初步脱水处理；

污泥间接干化单元，用于对初步脱水后的污泥进行初步干燥处理；

污泥掺混原煤风扇磨煤机单元，用于将初步干燥后的污泥采用风扇破碎研磨后再掺混原煤形成混合物，该混合物与一次风混合后经燃烧器喷入燃煤锅炉燃烧；

乏气处理单元，用于将污泥前处理脱水单元、污泥间接干化单元及污泥掺混原煤风扇磨煤机单元产生的乏气过滤降温，过滤降温后的乏气被送入燃煤锅炉的尾部烟道，或者乏气处理单元仅用于将污泥掺混原煤风扇磨煤机单元产生的乏气过滤降温，过滤降温的乏气与污泥前处理脱水单元及污泥间接干化单元产生的乏气被送入燃煤锅炉的烟气净化设备。