[发明专利]一种基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统

说明书

本发明公开了一种基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统，属于可再生能源利用技术领域，其通过气化炉、第一供料机构、第二分离器、燃烧炉、第二供料机构和混料破碎机构等部件的对应设置，能通过生物质材料获得富含碳氢燃料的混合气体，并通过干化污泥和生物质材料的对应处理，准确形成用于燃烧炉燃烧的污泥与生物质材料的混合燃料，利用混合燃料与混合气体在燃烧炉的混合燃烧，完成供热过程。本发明的基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统，其结构简单，设置简便，可以有效实现生物质材料和污泥的综合应用，实现燃烧炉尾端产生烟气的循环使用，实现燃烧供热系统中热量的内循环，避免或者减少高品位热源的使用，满足节能环保的应用需求。

技术领域

本发明属于可再生能源利用技术领域，具体涉及一种基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统。

背景技术

随着我国经济水平的快速发展，对能源的依赖日益增加，导致传统化石能源的消耗十分巨大。在国家碳达峰、碳中和的战略方针指导下，寻找新型能源以替代化石燃料，降低化石能源消耗显得势在必行。

在众多可再生能源中，生物质材料的碳中和特性尤为明显，使得高效开发利用生物质能的需求日益增加。生物质能是可再生能源的重要组成部分，有效利用生物质能，对解决能源问题和生态环境问题起到十分重要的作用。在生物质能源的利用过程中，利用生物质燃烧发电是生物质能利用的主要方式之一。据不完全统计，2020年全国生物质发电替代约7000万吨标准煤，减排二氧化碳约15000万吨、二氧化硫570万吨、氮氧化物300万吨，极大地降低了不可再生资源的利用，减少了温室气体的排放。

同时，随着我国城镇化进程的推进和污水处理水平的提高，污水处理过程中产生的污泥急剧增加，导致污泥的整治与利用问题开始日益凸显。由于污泥不仅含有大量可再生能源的有机物，还含有重金属、有毒有机物、病原微生物等有害物质,其减量化、无害化处理引起了广泛关注，寻求高效低成本的污泥无害化、减量化、资源化的处理方式迫在眉睫。

目前，污泥的处理和应用通常采用焚烧处理的方式。然而，在实际燃烧应用中，往往存在以下问题：(1)污泥的含水率较高(机械脱水后含水率仍较高)，且热值相对较低，影响燃烧效率和燃烧稳定性；(2)污泥的处理成本较高，处理过程中甚至需要消耗高品位能源；(3)燃烧过程中会产生氮氧化物，存在污染环境的风险。因此，如何无害化、减量化、资源化利用污泥，已经成为了污泥应用过程中的亟需考虑的问题，也相应制约了污泥的利用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统，能有效实现污泥的干燥，实现生物质与污泥的协同燃烧，提升生物质和污泥的利用效率，实现可再生能源的高效应用，具有较好的节能环保效应。

为实现上述目的，本发明提供一种基于生物质和污泥的协同燃烧供热系统，其包括气化炉、第一供料机构、第二分离器、燃烧炉、第二供料机构和混料破碎机构；

所述第一供料机构与所述气化炉的供料侧匹配连接，用于向所述气化炉供应生物质材料；且所述气化炉的供料侧还通入有高温气体，使得生物质材料可在该气化炉内发生热解反应，生成富含碳氢燃料的混合气体和生物炭颗粒；

所述第二分离器以管路连通所述气化炉的出口侧，用于实现所述混合气体与所述生物炭颗粒的气固分离；且所述第二分离器的出气侧与所述燃烧炉连通，用于将所述混合气体通入所述燃烧炉中；

所述第二供料机构的一侧匹配所述燃烧炉的供料侧，另一侧匹配所述混料破碎机构，用于混合燃料向所述燃烧炉的送料；所述混合燃料由干化污泥和生物质材料在混料破碎机构破碎、混合、成型而成，并在所述混料破碎机构的一侧对应所述生物质材料的供料设置有第三供料机构。

作为本发明的进一步改进，通入所述气化炉中的高温气体为来自所述燃烧炉尾气侧的高温烟气，并在所述气化炉与所述燃烧炉之间设置有用于去除高温烟气中灰渣的第一分离器。