[发明专利]在已投运垃圾焚烧厂增加污泥干化流程的改造设备及方法

说明书

本发明公开了在已投运垃圾焚烧厂增加污泥干化流程的改造设备及方法，改造设备包括垃圾处理单元、发电单元、废水处理单元和新增的污泥干化单元，污泥干化单元的蒸汽入口管线与发电单元的汽轮机一级抽汽蒸汽管线相连，污泥干化单元产生的废气出口管线与垃圾卸料存储子单元相连，污泥干化单元的尾气冷凝液出口管线与废水处理单元相连。改造方法在垃圾焚烧发电厂新增污泥干化单元，将来自发电单元的汽轮机一级抽汽蒸汽作为干化用蒸汽引入污泥干化单元，将污泥干化单元的干化后污泥送入垃圾焚烧子单元进行混合焚烧。本发明通过增加用垃圾焚烧发电厂二次蒸汽余热干化污泥流程并实现将干化后的污泥送入垃圾焚烧炉与生活垃圾协同焚烧并稳定运行。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧处理和污泥处理的技术领域，更具体地讲，涉及一种在已投运垃圾焚烧厂增加污泥干化流程的改造设备及方法。

背景技术

近些年来，随着国内许多大城市经济快速增长，城乡一体化不断加快，城镇人口不断增多，生活垃圾和生活污水的产生量也逐年增加。当前，国内许多大城市一方面面临“垃圾围城”的压力，现有的生活垃圾无害化处理设施的处理能力已不能满足城市生活垃圾产生量的要求。另一方面，城市污水处理设施建设加快推进，城市已运营的污水处理设施污泥产生量急剧增长，现有污泥处理设施处理能力已不能满足实际污泥产生量的需要。很多城市市政设施规划已将垃圾焚烧发电厂协同处置污水处理厂的污泥作为重点规划处置方案之一，并明确指出在已建成或在建垃圾焚烧发电厂中，根据用地、设备和规模情况选择具有条件的厂建设垃圾焚烧发电厂协同处置污泥项目。2016年底，住房城乡建设部等部门发布了《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》建城[2016]227号，明确指出：积极开展静脉产业园区、固废处理循环经济产业园区的建设，统筹生活垃圾、市政污泥等不同类型城市固体废弃物处理，大力鼓励新建的垃圾焚烧发电项目同步考虑协同处置市政污泥。

污泥焚烧方法包括直接焚烧和干化后焚烧两种方法。污泥直接焚烧在国外工程案例较多，由于我国脱水后污泥含水量相对较高、热值低，因此入炉的辅助燃料量需远多于污泥才能维持稳定燃烧，焚烧后的尾气量也较大。由于直接焚烧设施对污泥处理量有所限制，因此在我国污泥的需经干化后才能焚烧处置。

干化后污泥的焚烧方式分为单独焚烧和协同焚烧，污泥单独干化焚烧的初期投资较大，污泥焚烧产生的热量约只能满足干化需要热量的65％～70％左右，如添加燃料或外购蒸汽作辅助热源，则运营成本较高。而如果利用垃圾焚烧发电厂二次蒸汽余热干化污泥并将此干化后的污泥按一定比例与生活垃圾一并送入垃圾焚烧炉协同焚烧处置，则可以协同利用现有垃圾焚烧设施的余热回收利用系统、焚烧系统和烟气处理系统，可有效降低城市环保设施的初期投资和运行成本。垃圾焚烧发电厂协同焚烧污泥具有技术、环保和成本优势，符合产业协同、以废治废、上下游资源循环利用的理念，符合国家对资源无害化处置政策的要求，可彻底解污水处理厂污泥处置问题。

利用垃圾焚烧发电厂的蒸汽干化污泥，污泥经干化进入垃圾焚烧发电厂协同焚烧——此类项目整合了各固体废弃物处理过程中各二次污染物的处理环节，实现各种固体废弃物在园区内有效治理，发挥二次污染物协同治理和副产物协同处置效应，构建固废处理过程中二次资源和二次能源综合循环利率的共生链条；此类项目技术已成熟并且在国内有多处工程案例，但通常为项目建设初期设计就考虑将污泥干化和与生活垃圾协同焚烧工艺纳入系统工程设计方案并配套实施建设。

目前业内鲜有在已投运的垃圾焚烧发电厂新增污泥干化工艺和干化后污泥与垃圾协同焚烧工艺的案例。特别是对于已投运了一段时间的垃圾焚烧发电厂，由于设计时并未考虑该厂后期投运会增加污泥干化工艺和干化后污泥与垃圾协同焚烧工艺，如在该厂增加此工艺并要优化运行，存在与现有垃圾焚烧主体设施入炉燃料、蒸汽、余热、废气、废水、烟气、灰渣、冷却水等多种物料流转边界条件的约束和物料平衡难题，并且还面临如何利用现有垃圾焚烧发电厂的热力系统条件和配套烟气、废水等环保治理系统条件最优化匹配新增污泥干化工艺和干化后污泥与垃圾协同焚烧工艺的要求，并且实现协同焚烧过程中各物料平衡和优化运行这样的问题，因此在已投运的垃圾焚烧发电厂增加污泥干化工艺和干化后污泥与垃圾协同焚烧工艺相关改造的技术瓶颈需突破。