一种烟气再循环耦合污泥干化机构和烟气再循环系统

摘要

本发明涉及污泥资源化利用技术领域，尤其是涉及一种烟气再循环耦合污泥干化机构和烟气再循环系统，其中污泥干化机构包括污泥干化机、气固分离装置、尾气除湿装置；污泥干化机、气固分离装置和尾气除湿装置依次连通；所述烟气再循环系统从空预器前和除尘器后分别引出烟气后制成混合烟气；所述混合烟气通往污泥干化机用于干化污泥；经过所述尾气除湿装置处理的尾气与空气混合后，在空预器加热后作为一次风通入炉膛。本发明提出的机构和系统可有效利用燃煤电厂烟气对污泥进行干化处理，降低污泥含水率、去除干化污泥尾气中水分、并将尾气再次焚烧分解污染物，以解决现有技术中存在的污泥干化尾气直接排放、极易造成二次污染的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及污泥资源化利用技术领域，尤其是涉及一种烟气再循环耦合污泥干化机构和烟气再循环系统。

背景技术

随着经济的不断发展和城市环境建设的不断加快，我国污水处理量和处理规模都越来越大，随之而产生的污泥量也越来越多。污泥是污水处理过程中无法避免的副产品，通常含有病源微生物、寄生虫卵、有害重金属和大量难降解物质，如果处置不彻底，很容易对环境造成二次污染。因此，城镇污泥处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化处理处置，并鼓励资源化利用。但是，我国污水处理厂污泥处理能力不足、手段落后，大量污泥没有得到规范化的处理，直接给水体、土壤和大气带来“二次污染”，对生态环境构成严重威胁。因此，对于污泥的无害化处理处置已逐步成为困扰我国各地政府的难题。

污泥的处置方法主要有卫生填埋、土地利用、焚烧三种方式，其中，卫生填埋是传统的污泥处理方法，由于占据大量土地和产生二次污染，世界各国已逐步减少污泥填埋的比例；土地利用是指将污泥利用在土壤中以改善土壤条件或者提高其肥力，但污泥中含有有毒有害物，污泥土地利用会对环境造成潜在的污染威胁；污泥焚烧是近年来应用较为广泛的处置方式，其优点在于减容效果明显，并且通过焚烧可彻底处理掉污泥中的大部分有机物和微生物，对环境的负面影响相对易于控制。

目前，我国燃煤电厂采用的污泥干化工艺主要分为烟气干化工艺和蒸汽干化工艺。相较于蒸汽干化工艺，烟气干化工艺系统相对简单、投资及运行成本较低，因此具备一定的竞争优势。烟气干化工艺的核心为干化机，在干化机中污泥与锅炉尾部烟气直接接触换热，促进污泥中水分蒸发。然而，污泥组分复杂，富含有机质、脂肪、微生物菌体和无机物等，因此，在污泥受热蒸发水分的过程中，污泥组分受热挥发或热解，会释放氨气、硫化氢、烷烃等恶臭气体，而含恶臭气体的污泥干化尾气未经处理造成二次污染。

因此，本发明提出一种烟气再循环耦合污泥干化机构和烟气再循环系统，以解决现有技术中存在的污泥干化尾气直接排放、极易造成二次污染的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种烟气再循环耦合污泥干化机构，该污泥干化机构可有效去除干化污泥尾气中的水分，降低其对锅炉效率的影响；

本发明的第二目的在于提供一种烟气再循环系统，该烟气再循环系统可有效降低炉膛内NO

本发明提供的一种烟气再循环耦合污泥干化机构，包括污泥干化机、气固分离装置和尾气除湿装置；

其中，所述污泥干化机、所述气固分离装置和所述尾气除湿装置依次连通；

所述污泥干化机和所述尾气除湿装置分别与焚烧锅炉连通。

进一步，所述尾气除湿装置包括箱体和设置在所述箱体内部的冷凝组件；

所述箱体相贯通的对面分别开设有气体入口和气体出口；

与所述箱体贯通两对面相邻的两侧壁上设置有与所述冷凝组件相连通的冷却煤介入口和冷却煤介出口，且所述冷却煤介入口位于所述箱体的上部，所述冷却煤介出口位于所述箱体的下部。

进一步，所述冷凝组件包括多层平行布置的折流部件，且每层所述折流部件由多个平行等距布置的折流管组成；

所有所述折流管的两端分别与所述冷却煤介入口和所述冷却煤介出口相连通。

进一步，与所述箱体贯通两对面相邻的两侧壁上分别设置有冷却煤介排入室和冷却煤介排出室；

所述冷却煤介入口设置在所述冷却煤介排入室的上部，所述冷却煤介出口设置在所述冷却煤介排出室的下部。

进一步，所述箱体的底部设置有集水槽，所述集水槽的底部开设有排水管。

本发明还公开了一种烟气再循环系统，包括焚烧锅炉、空预器、除尘器、气体预混装置和上述污泥干化机构；

所述焚烧锅炉的烟气出口端与所述空预器的入口端连通，所述空预器的出口端与所述除尘器的入口端连通，所述空预器的入口端前烟道与所述污泥干化机的入口端连通，所述除尘器的出口端与所述污泥干化机的入口端连通；

所述尾气除湿装置的出口端与所述气体预混装置的入口端连通，所述气体预混装置的出口端通过所述空预器与所述焚烧锅炉的一次风入口端连通。

进一步，所述烟气再循环系统还包括脱硫塔和烟囱；

所述脱硫塔的烟气入口端与所述除尘器的出口端连通；

所述脱硫塔的烟气出口端与所述烟囱连通。

进一步，所述空预器、所述除尘器与所述污泥干化机连通的通路上、所述尾气除湿装置与所述气体预混装置连通的通路上、所述气体预混装置与所述空预器连通的通路上均设置有引风机。

本发明的烟气再循环耦合污泥干化机构，与现有技术相比，具有以下优点：

本发明的烟气循环耦合污泥干化机构包括污泥干化机、气固分离装置和尾气除湿装置；其中，污泥干化机利用烟气余热对污泥进行干化处理，降低污泥含水率；气固分离装置将污泥干化机排出的污泥和尾气进行分离，而排出的含有恶臭污染物的尾气经管道被输送至尾气除湿装置，以降低尾气中水分，去除水分的尾气通入焚烧锅炉的炉膛进行焚烧，可减少对引风机及管道的腐蚀，并降低尾气对焚烧锅炉热效率的影响。综上，本发明的污泥干化机构可有效利用燃煤电厂烟气对污泥进行干化处理，降低污泥含水率、去除干化污泥尾气中水分、并将尾气再次焚烧分解污染物，以解决现有技术中存在的污泥干化尾气造成二次污染的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明污泥干化机构的示意图；

图2为本发明尾气除湿装置的示意图；

图3为本发明烟气再循环系统的示意图。

附图标记说明：

1：污泥干化机；2：气固分离装置；3：尾气除湿装置；4：焚烧锅炉；5：箱体；6：气体入口；7：气体出口；8：冷却煤介入口；9：冷却煤介出口；10：折流管；11：冷却煤介排入室；12：冷却煤介排出室；13：集水槽；14：排水管；15：除尘器；16：气体预混装置；17：空预器；18：脱硫塔；19：烟囱；20：引风机。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，本发明提供的烟气再循环耦合污泥干化机构，包括污泥干化机1、气固分离装置2和尾气除湿装置3；其中，所述污泥干化机1、所述气固分离装置2和所述尾气除湿装置3依次连通；所述污泥干化机1和所述尾气除湿装置3分别与焚烧锅炉4连通。

本发明提供了一种污泥干化机构，包括污泥干化机1、气固分离装置2、尾气除湿装置3和干化污泥收集装置，其中污泥干化机1与焚烧锅炉4连通进而可有效利用烟气余热对污泥进行干化处理，降低污泥含水率；气固分离装置2与污泥干化机1连通，可将污泥干化机1排出的污泥和尾气进行分离；分离出的干化污泥以及污泥干化机1产生的干化污泥被输送至干化污泥收集装置，而排出的含有恶臭污染物的尾气经管道被输送至尾气除湿装置3，以降低尾气中水分；去除水分的尾气通入焚烧锅炉4的炉膛进行焚烧，可减少对引风机20及管道的腐蚀，并降低尾气对焚烧锅炉4热效率的影响。因此，本发明的污泥干化机构可有效利用燃煤电厂烟气对污泥进行干化处理，降低污泥含水率至30-40％、去除干化污泥尾气中水分、并将尾气再次焚烧并分解污染物，可解决现有技术中存在的污泥干化尾气造成二次污染的问题。

这里的污泥干化机1可以选用滚筒式干化机、旋转闪蒸干化机，如果为滚筒式干化机可以直接排出半干化污泥，后端的气固分离装置2仅排出少量半干化污泥，如果为旋转闪蒸干化机，则需要通过气固分离装置2排出全部的半干化污泥；气固分离装置2可选用旋风分离器。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述尾气除湿装置3包括箱体5和设置在所述箱体5内部的冷凝组件；所述箱体5相贯通的对面分别开设有气体入口6和气体出口7；与所述箱体5贯通两对面相邻的两侧壁上设置有与所述冷凝组件相连通的冷却煤介入口8和冷却煤介出口9，且所述冷却煤介入口8位于所述箱体5的上部，所述冷却煤介出口9位于所述箱体5的下部。

具体的本发明的尾气除湿装置3包括箱体5和设置在箱体5内部的冷凝组件，其中，箱体5相贯通的对面分别开设有气体入口6和气体出口7，箱体5贯通两对面相邻的两侧壁上设置有与冷凝组件相连通的冷却煤介入口8和冷却煤介出口9。使用时，由冷却煤介入口8向冷凝组件注入冷却煤介，尾气由气体入口6进入箱体5，尾气与冷凝部件换热，实现对尾气中水分的去除。

在上述技术方案的基础上，进一步优选地，所述冷凝组件包括多层平行布置的折流部件，且每层所述折流部件由多个平行等距布置的折流管10组成；所有所述折流管10的两端分别与所述冷却煤介入口8和所述冷却煤介出口9相连通。

冷凝组件具体包括多层平行布置的折流部件，且每层折流部件由多个平行等距布置的折流管10组成，多个折流管10的设置可显著提高尾气与冷却煤介的接触面积，提高水分去除效率。

在上述优选技术方案的基础上，进一步，与所述箱体5贯通两对面相邻的两侧壁上分别设置有冷却煤介排入室11和冷却煤介排出室12；所述冷却煤介入口8设置在所述冷却煤介排入室11的上部，所述冷却煤介出口9设置在所述冷却煤介排出室12的下部。

为便于折流管10中冷却煤介的注入和排出，在箱体5贯通两对面相邻的两侧壁上分别设置有冷却煤介排入室11和冷却煤介排出室12，并且冷却煤介入口8设置在冷却煤介排入室11的上部，冷却煤介出口9设置在冷却煤介排出室12的下部，上进下出的设置方式也有助于提高冷却煤介与尾气的换热效率。

在上述优选技术方案的基础上，进一步优选地，所述箱体5的底部设置有集水槽13，所述集水槽13的底部开设有排水管14。

为便于收集冷凝得到的水分，在箱体5的底部设置有集水槽13，而集水槽13的底部开设有排水管14。

在上述优选技术方案的基础上，更为优选地，还包括依次首尾连通的干化污泥破碎装置、干化污泥传输装置和燃料污泥掺混装置；所述干化污泥破碎装置与所述干化污泥收集装置连通；所述燃料污泥掺混装置与焚烧锅炉4连通。

为便于干化污泥的回收利用，本发明的污泥干化机构还包括依次首尾连通的干化污泥破碎装置、干化污泥传输装置和燃料污泥掺混装置，其中，干化污泥破碎装置与干化污泥收集装置连通，即干化污泥收集装置中的干化污泥首先由干化污泥破碎装置进行破碎处理，再通过干化污泥传输装置输送至燃料污泥掺混装置与其他燃料进行混合，最终燃料污泥掺混装置将混合后的干化污泥输送至焚烧锅炉4进行再次焚烧利用。

本发明还公开了一种烟气再循环系统，包括焚烧锅炉4、空预器17、除尘器15、气体预混装置16和上述污泥干化机构；所述焚烧锅炉4的烟气出口端与所述空预器17的入口端连通，所述空预器17的出口端与所述除尘器15的入口端连通；所述空预器17的入口端前烟道与所述污泥干化机1的入口端连通，所述除尘器15的出口端与所述污泥干化机1的入口端连通；所述尾气除湿装置3的出口端与所述气体预混装置16的入口端连通，所述气体预混装置16的出口端通过所述空预器17与所述焚烧锅炉4的一次风入口端连通。

本发明公开的烟气再循环系统包括焚烧锅炉4、空预器17、除尘器15、气体预混装置16和上述污泥干化机构，即焚烧锅炉4的烟气出口端通过空预器17与除尘器15的入口端连通，即焚烧锅炉4中的烟气首先经空预器17初步降温后再输送至除尘器15进行处理，可减少高温烟气对管道及设备的损害并回收热量；烟气经除尘器15处理后，再进入污泥干化机1干化污泥；污泥干化机1产生的尾气由气固分离装置2进行半干化污泥与尾气的分离；尾气进入尾气除湿装置3进行尾气中水分的去除，最终去除水分的尾气进入气体预混装置16与空气混合后一并输入焚烧锅炉4进行焚烧，尽可能地分解有害污染物；而气体预混装置16的出口端通过空预器17与焚烧锅炉4的一次风入口端连通，即气体预混装置16中的混合气体首先经过空预器17进行初步升温后再输送至焚烧锅炉4焚烧，可降低其对焚烧锅炉4热效率的影响。因此，本发明的烟气再循环系统将污泥干化过程中产生的尾气经除湿后通入焚烧锅炉4炉膛焚烧，可有效去除尾气中污染物，同时将尾气回收利用，降低入炉空气中的O

此外，焚烧锅炉4烟气进入污泥干化机1的气体还可以是部分经过空预器17、除尘器15的烟气与部分不经过空预器17的烟气混合体，并通过调节空预器17参数或两种气体的比例，使进入污泥干化机1的烟气温度约为140-160℃。

在上述技术方案的基础上，进一步优选地，还包括脱硫塔18和烟囱19；所述脱硫塔18的烟气入口端与所述除尘器15的出口端连通；所述脱硫塔18的烟气出口端与所述烟囱19连通。

在本发明的烟气再循环系统中还包括脱硫塔18和烟囱19，脱硫塔18可对焚烧锅炉4中排出的大部分烟气进行脱硫处理后排放，进而降低烟气中硫化物对空气的污染。

在上述优选技术方案的基础上，进一步，所述空预器17、所述除尘器15与所述污泥干化机1连通的通路上、所述尾气除湿装置3与所述气体预混装置16连通的通路上、所述气体预混装置16与所述空预器17连通的通路上均设置有引风机20。

为便于各装置之间气体的输送，空预器17、除尘器15与污泥干化机1连通的通路上、尾气除湿装置3与气体预混装置16连通的通路上、气体预混装置16与空预器17连通的通路上均设置有引风机20。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。