本發(fā)明涉及一種廢棄物處置系統(tǒng)，尤其涉及一種污泥干化并與煤混燒的系統(tǒng)。
背景技術：
隨著城市污水的產生量和處理量越來越大，在城市污水的處理過程中產生的污泥也與日俱增。據住房和城鄉(xiāng)建設部統(tǒng)計，2015年年末，全國城市污水處理廠日處理能力14028萬立方米，年污水處理總量428.8億立方米。污泥產量與污水處理工藝及標準的高低有關系，約占處理水量的0.3%~0.5%（以含水率97%計），則2015年污水處理過程產生的污泥達1.29~2.14億噸。污泥是由水分、有機顆粒和無機顆粒等組成的絮狀體，其中含有重金屬、病原體和難降解有毒有機物，還會散發(fā)臭氣。因此，必須對污泥進行妥善處理。
污泥的預處理有調理、濃縮、脫水、穩(wěn)定化和干化等技術，污泥的最終處置主要有填埋、土地利用、建筑材料利用、生物處理和焚燒等方式，熱解、氣化和熱水解等新興技術也在研究開發(fā)之中。由于土壤保護、地下水保護和食品安全等諸多方面的要求不斷提高，填埋和土地利用等傳統(tǒng)技術的應用面臨越來越多的制約因素，焚燒和其它污泥處置新技術迅速發(fā)展。
根據污泥焚燒系統(tǒng)使用的燃料，可分為污泥單獨焚燒和與其他燃料混合焚燒兩類；根據污泥是否進行干化預處理，污泥焚燒系統(tǒng)分為直接焚燒和干化后焚燒兩類。由于來自污水處理廠的脫水污泥一般還有較高含水率，熱值很低，直接入爐焚燒時，需要較多的輔助燃料，摻燒污泥的比例較低，處理規(guī)模小，鍋爐的排煙損失大，熱效率下降。將脫水污泥干化后再入爐焚燒，可提高爐內燃燒的穩(wěn)定性和處理規(guī)模。
污泥熱干化環(huán)節(jié)有直接干化、間接干化和聯合干化三種典型工藝。直接干化是在操作過程中，熱介質（熱空氣、熱煙氣或熱灰等）與污泥直接接觸，熱介質低速流過污泥層，在此過程中吸收污泥中的水分，處理后的干污泥需與熱介質進行分離。排出的廢氣一部分通過熱量回收系統(tǒng)回到原系統(tǒng)中再用，剩余的部分經無害化后排放。間接干化過程中熱介質并不直接與污泥接觸，而是通過熱交換器將熱量傳遞給污泥，使污泥中的水分得以蒸發(fā)，熱介質一般為160-200℃飽和水蒸氣或導熱油。過程中蒸發(fā)的水分到冷凝器中加以冷凝，熱介質的一部分回到原系統(tǒng)中再利用，以節(jié)約能源。直接－間接聯合干化結合了上述兩種技術。
根據所采用的焚燒裝置，污泥焚燒可分為爐排爐焚燒、流化床鍋爐單獨焚燒、熔融爐焚燒、回轉窯焚燒、電站煤粉鍋爐和電站流化床鍋爐摻燒等。這些常用爐型中，爐排爐、熔融爐和回轉窯的處理容量都相對較?。淮笮土骰插仩t和煤粉鍋爐的燃料消耗量大，即使摻燒較低比例的污泥，其能實現的污泥處理量仍然很大，而且摻燒較低比例的污泥不會對鍋爐安全運行產生影響，爐內燃燒穩(wěn)定，溫度高，污染物分解徹底，而且這些電站鍋爐往往配備有先進的煙氣凈化系統(tǒng)，它能對污泥燃燒帶來的污染物進行凈化處理，利用電站鍋爐對污泥進行協同處置具有良好的應用前景。
結合不同的污泥干化和焚燒方式，在已投產的污泥干化-焚燒工程中，就產生了蒸汽干化-流化床焚燒、蒸汽干化-煤粉鍋爐摻燒、煙氣干化-回轉窯焚燒等不同的工藝路線。由于多數工程是對投運多年的鍋爐機組進行技術改造，增加污泥儲存、干化和輸送系統(tǒng)而成的，最初設計鍋爐機組時并未考慮污泥焚燒的需要，所以增設的污泥干化車間一般采用蒸汽間接干化工藝，其位置和鍋爐之間的距離通常較遠，然后采用皮帶輸送方式送入制粉系統(tǒng)，或直接送入爐內焚燒，有的甚至需要先通過卡車將干化污泥轉運到電廠的煤場堆存。這導致系統(tǒng)流程復雜，設備多，占地面積大，投資成本高；又因為干化后的污泥在堆放及輸送過程中會有揚塵和臭氣散發(fā)，且皮帶輸送系統(tǒng)的密封性能較差，所以容易引起臭氣在廠區(qū)及附近區(qū)域擴散，導致工作環(huán)境惡劣，嚴重影響電廠焚燒污泥的積極性。
目前，已提出但尚未工業(yè)應用的技術路線有基于風扇磨制粉系統(tǒng)的污泥煙氣干化-煤粉鍋爐摻燒工藝方案，其美中不足之處有兩點，一是煤粉鍋爐的懸浮燃燒方式要求入爐污泥要研磨到很小的粒徑（通常平均粒徑約70微米），而污泥干化所需煙氣量大，干化污泥中SiO2的含量高，磨損性很強，把干化污泥研磨到這樣的細度會加重風扇磨制粉電耗和打擊板磨損，降低風扇磨的使用壽命，增加運行成本；二是由于煤粉鍋爐爐膛出口煙氣溫度高，一般需再抽取鍋爐尾部低溫煙氣與高溫煙氣混合后作為干燥介質，有時甚至采用高溫煙氣/低溫煙氣/熱風三介質干燥劑，設備組成和控制較復雜。除此之外，還有帶中間儲倉的污泥煙氣干化-流化床鍋爐摻燒工藝方案，其特點是污泥和煙氣接觸干化后進行氣固分離，污泥進入中間儲倉，再通過螺旋輸送機或氣力輸送方式送入爐內燃燒，其美中不足之處在于系統(tǒng)較復雜，設備多，干化污泥在儲存中容易析出揮發(fā)分，緩慢氧化和自燃的傾向比較強，需要采用妥善的安全保護措施。
因此針對電站鍋爐焚燒污泥的需要，進一步開發(fā)系統(tǒng)簡潔、流程短、環(huán)保高效的污泥干化焚燒發(fā)電系統(tǒng)是必要的。
技術實現要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于直吹式高溫煙氣干化污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)，該系統(tǒng)可穩(wěn)定地進行污泥干化，并實現干化后污泥與煤的混燒，有效控制臭氣和粉塵擴散，縮短工藝流程，減少系統(tǒng)設備，降低控制難度，節(jié)約運行成本。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：一種基于直吹式高溫煙氣干化污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)，包括污泥儲倉、泵、干燥管、風機、循環(huán)流化床鍋爐，所述污泥儲倉出料口通過泵連接干燥管的進料口，所述干燥管的出口通過風機連接循環(huán)流化床鍋爐，所述干燥管的進氣口與循環(huán)流化床鍋爐的旋風分離器出口煙道上的高溫煙氣抽取口相連接，所述干燥管通過高溫煙氣抽取口抽取的高溫煙氣，加熱和干化通過泵從污泥儲倉中輸送來的污泥，干化后的污泥和乏氣通過風機送入循環(huán)流化床鍋爐，乏氣和干化污泥細顆粒直接懸浮于循環(huán)流化床鍋爐的稀相區(qū)中燃燒，污泥粗顆粒落入循環(huán)流化床鍋爐下部密相區(qū)中進行流化態(tài)燃燒。
所述循環(huán)流化床鍋爐的給煤口通過給煤機連接煤斗，使煤斗中的煤經給煤機送入循環(huán)流化床鍋爐的密相區(qū)燃燒。
所述風機為耐磨損耐高溫可調轉速風機，通過調節(jié)所述風機的轉速，控制高溫煙氣的抽取量，適應污泥干燥負荷調節(jié)的需要。
本發(fā)明的有益效果是：采用上述技術方案，從循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器出口煙道抽取高溫煙氣，其溫度一般在900℃左右，對污泥進行直接接觸干燥，與目前廣泛采用的蒸汽間接干化技術相比，可以顯著提高污泥干燥的速率和處理量，縮小干化系統(tǒng)占地面積和投資；相比于配套煤粉鍋爐的風扇磨兩介質或三介質干燥系統(tǒng)，在循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器出口煙道抽取高溫煙氣作干燥劑可以不進行冷煙和熱風抽取，簡化了管道布置和控制方式，而且和煤粉鍋爐爐膛出口附近抽取高溫煙氣相比，大大降低了高溫煙氣抽取對鍋爐受熱面汽溫偏差和管壁溫度的影響；焚燒設備采用循環(huán)流化床鍋爐，入爐燃燒的污泥顆粒中較粗的部分可落入密相區(qū)中進行流化態(tài)燃燒，較細的部分可直接懸浮于稀相區(qū)中燃燒，無需將污泥全部研磨至微米級的粒徑，和配套煤粉鍋爐的風扇磨污泥干化制粉系統(tǒng)相比，可以降低風機電耗，減輕葉片磨損；可充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐爐內脫硫和脫硝的功能，減輕尾部煙氣凈化裝置的負荷；污泥干化和輸送系統(tǒng)密閉性好，污泥和乏氣全部進入爐內，可防止臭氣和粉塵向外泄露到環(huán)境中；污泥進入干燥管后，被煙氣干燥并攜帶至爐內，處于低氧的惰性氣氛中，沒有干化污泥分離和儲存環(huán)節(jié)，這種直吹式系統(tǒng)設備少，阻力低，安全性高；和污泥直接噴入爐內燃燒相比，經煙氣干化后再入爐燃燒，可減輕污泥中水分蒸發(fā)吸熱對爐內燃燒溫度和燃燒穩(wěn)定性的影響。
因此，本發(fā)明提出的基于直吹式高溫煙氣干化的污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)，集污泥干化和焚燒功能于一體，具有系統(tǒng)簡潔、環(huán)保高效的特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的基于直吹式高溫煙氣干化污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，在本發(fā)明的基于直吹式高溫煙氣干化的污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)，包括污泥儲倉1、泵2、干燥管3、風機4、循環(huán)流化床鍋爐5、煤斗6、給煤機7。污泥儲倉1出料口通過泵2連接干燥管3的進料口，干燥管3的出口連接到風機4入口，風機4出口連接循環(huán)流化床鍋爐5；煤斗6通過給煤機7連接循環(huán)流化床鍋爐5的給煤口；所述循環(huán)流化床鍋爐5的旋風分離器出口煙道上還布置有高溫煙氣抽取口8，干燥管3的進氣口與高溫煙氣抽取口8連接。
該基于直吹式高溫煙氣干化的污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)的工作原理為：
儲存于污泥儲倉1中的污泥，經泵2輸送到干燥管3并?；?，從循環(huán)流化床鍋爐5旋風分離器出口煙道上的高溫煙氣抽取口8抽取高溫煙氣，作為污泥干燥介質進入干燥管3對污泥進行加熱干燥，干燥管3出口的乏氣和干化污泥顆粒，通過風機4送入循環(huán)流化床鍋爐5的稀相區(qū)，乏氣和較細的干化污泥顆粒可直接懸浮于稀相區(qū)中燃燒，較粗的污泥顆粒可落入密相區(qū)中進行流化態(tài)燃燒。煤斗6中的煤經給煤機7送入循環(huán)流化床鍋爐5的密相區(qū)燃燒。
本系統(tǒng)具有以下特點：
（1）從循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器出口煙道抽取高溫煙氣，其溫度一般在900℃左右，對污泥進行直接接觸干燥，與目前廣泛采用的蒸汽間接干化技術相比，可以顯著提高污泥干燥的速率和處理量，縮小干化系統(tǒng)占地面積和投資；
（2）相比于配套煤粉鍋爐的風扇磨兩介質或三介質干燥系統(tǒng)，在循環(huán)流化床鍋爐旋風分離器出口煙道抽取高溫煙氣作干燥劑可以不進行冷煙和熱風抽取，簡化了管道布置和控制方式，而且和煤粉鍋爐爐膛出口附近抽取高溫煙氣相比，大大降低了高溫煙氣抽取對鍋爐受熱面汽溫偏差和管壁溫度的影響；
（3）焚燒設備采用循環(huán)流化床鍋爐，入爐燃燒的污泥顆粒中較粗的部分可落入密相區(qū)中進行流化態(tài)燃燒，較細的部分可直接懸浮于稀相區(qū)中燃燒，無需將污泥全部研磨至微米級的粒徑，和配套煤粉鍋爐的風扇磨污泥干化制粉系統(tǒng)相比，可以降低風機電耗，減輕葉片磨損；
（4）可充分發(fā)揮循環(huán)流化床鍋爐爐內脫硫和脫硝的功能，減輕尾部煙氣凈化裝置的負荷；
（5）污泥干化和輸送系統(tǒng)密閉性好，污泥和乏氣全部進入爐內，可防止臭氣和粉塵向外泄露到環(huán)境中；
（6）污泥進入干燥管后，被煙氣干燥并攜帶至爐內，處于低氧的惰性氣氛中，沒有干化污泥分離和儲存環(huán)節(jié)，這種直吹式系統(tǒng)設備少，阻力低，安全性高；
（7）和污泥直接噴入爐內燃燒相比，經煙氣干化后再入爐燃燒，可減輕污泥中水分蒸發(fā)吸熱對爐內燃燒溫度和燃燒穩(wěn)定性的影響。
因此，該基于直吹式高溫煙氣干化的污泥與煤流化懸浮耦合燃燒系統(tǒng)，可實現污泥干化、污泥和煤混燒的功能，有利于防止臭氣和粉塵擴散，具有系統(tǒng)簡潔、安全可靠、高效環(huán)保的特點，是一種新型的污泥處置系統(tǒng)。