一种燃煤电站机组污泥耦合发电系统的制作方法

本实用新型属于污泥处置技术领域，涉及一种燃煤电站机组污泥耦合发电系统。

背景技术：

污泥一般指污水流经造成的被污染的土质物和污染物。根据污泥来源和位置，可以分为三大类，工业污泥、生活污泥、河道污泥。随着我国城市化进程的加快，城市产生的生活污泥和工业污泥量也大幅增多，如果污泥处置不当，将会对生态环境和人类活动构成了严重威胁。对于城市污泥无害化的处理成为当前迫在眉睫的任务。我国十分重视城市废物的处理工作，在相关基础设施铺开建设的大背景下，市政污泥处理效率不断提升，污泥处理技术也得到了快速的发展，污泥处理的主要方式有：污泥的土地利用、焚烧、建材利用和填埋等；以及，采用浓缩、消化、脱水、填埋及焚烧等组合的处理处置方法。

传统的填埋、堆肥工艺，由于二次污染、重金属污染等问题，使用场合受到很大限制。污泥填埋会对地下水造成很大影响，而运用堆肥方式处置污泥占地面积大，有害物污染扩散快，处理时间长，对周围环境产生臭气影响，堆肥后产生的有机肥仍不能达到无害的目的，重金属也无法获得有效控制。污泥干化脱水处理方面，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，经过机械脱水后的泥饼仍然有较高含水率，此时，在自然风干之外，只有通过输入热量形成蒸发，才能够实现大规模减量。采用热量进行干燥的处理就是热干化。但是干化处置方式，无法实现稳定化，不能达到最大减量化，处置成本高。目前单纯的焚烧技术，容易产生氮氧化物、硫氧化物、二噁英等有毒气体，虽然实现了减量化、稳定化处理，是纯投入型处置方式，产生二次污染严重。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种燃煤电站机组污泥耦合发电系统，该系统能够避免污泥处理带来的二次污染，同时污泥处理过程中的能耗较低。

为达到上述目的，本实用新型所述的燃煤电站机组污泥耦合发电系统包括锅炉、蒸汽阀组、污泥干化加热器、疏水冷却器、混合箱、凝结水泵、污泥冷却器、污泥输入管道、污泥输送装置、混合工质水泵及余热利用系统；

锅炉上各品质蒸汽的出口与蒸汽阀组的一端相连通，蒸汽阀组的另一端与污泥干化加热器的热源入口相连通，污泥干化加热器的热源出口与疏水冷却器的放热侧入口相连通，疏水冷却器的放热侧出口与混合箱的入口相连通，凝结水泵的出口与污泥冷却器的吸热侧入口相连通，污泥冷却器的吸热侧出口与疏水冷却器的吸热侧入口相连通，疏水冷却器的吸热侧出口与混合箱的入口相连通，污泥输入管道与污泥干化加热器的工质入口相连通，污泥干化加热器的工质出口经污泥输送装置与锅炉的入口相连通，混合箱的出口经混合工质水泵与余热利用系统相连通。

蒸汽阀组经蒸汽流量计与污泥干化加热器的热源入口相连通；

疏水冷却器上设置有用于检测疏水冷却器内冷凝蒸汽温度的蒸汽冷凝温度测量装置以及用于检测疏水冷却器内蒸汽冷凝液液位的蒸汽冷凝液位测量装置；

疏水冷却器的吸热侧出口与混合箱入口之间的管道上设置有混合前温度测量装置及蒸汽冷凝水混合前压力测量装置；

疏水冷却器的放热侧出口与混合箱入口之间的管道上设置有冷却水混合前压力测量装置。

混合箱上设置有用于测量混合箱内液体温度的混合箱温度测量装置、用于测量混合箱内气压的混合箱压力测量装置以及用于测量混合箱内液体液位的混合箱液位测量装置；

混合箱的出口经混合工质流量计与混合工质水泵相连通。

凝结水泵的出口经冷却水流量计与污泥冷却器的吸热侧入口相连通。

还包括腔室，其中，蒸汽流量计、污泥干化加热器、疏水冷却器、污泥冷却器、蒸汽冷凝温度测量装置、蒸汽冷凝液位测量装置及混合前温度测量装置均位于所述腔室内，腔室的出气口经除臭风机与锅炉的入口相连通。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的燃煤电站机组污泥耦合发电系统在具体操作时，针对燃煤电站热源充足的特点，通过锅炉提供的不同品质蒸汽热源干化加热污泥，同时采用电厂凝结水作为冷却水源，并增加余热利用系统，从而大大减少系统的能耗。其中，通过掺烧干化污泥实现污水处理厂废弃物的无害化处理，同时能够节约部分燃煤，减少一次能源的消耗量，减少co2及so2的排放量，需要说明的是，本实用新型能够有效实现污泥的减量化、无害化及资源化处理，掺烧后能有效地控制全厂烟气污染物达标排放要求，不会造成二次污染。

另外，通过除臭风机将污泥干化过程中产生的臭气送入锅炉进行焚烧处理，整个污泥干化过程在全封闭负压下运行，杜绝臭气的二次污染。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1为锅炉、2为蒸汽阀组、3为蒸汽流量计、4为污泥干化加热器、5为疏水冷却器、6为凝结水泵、7为冷却水流量计、8为污泥冷却器、9为混合箱、10为混合工质流量计、11为混合工质水泵、12为余热利用系统、13为污泥输送装置、14为蒸汽冷凝温度测量装置、15为蒸汽冷凝液位测量装置、16为混合前温度测量装置、17为冷却水混合前压力测量装置、18为蒸汽冷凝水混合前压力测量装置、19为混合箱温度测量装置、20为混合箱压力测量装置、21为混合箱液位测量装置21、22为除臭风机、23为腔室。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的燃煤电站机组污泥耦合发电系统包括锅炉1、蒸汽阀组2、污泥干化加热器4、疏水冷却器5、混合箱9、凝结水泵6、污泥冷却器8、污泥输入管道、污泥输送装置13、混合工质水泵11及余热利用系统12；锅炉1上各品质蒸汽的出口与蒸汽阀组2的一端相连通，蒸汽阀组2的另一端与污泥干化加热器4的热源入口相连通，污泥干化加热器4的热源出口与疏水冷却器5的放热侧入口相连通，疏水冷却器5的放热侧出口与混合箱9的入口相连通，凝结水泵6的出口与污泥冷却器8的吸热侧入口相连通，污泥冷却器8的吸热侧出口与疏水冷却器5的吸热侧入口相连通，疏水冷却器5的吸热侧出口与混合箱9的入口相连通，污泥输入管道与污泥干化加热器4的工质入口相连通，污泥干化加热器4的工质出口经污泥输送装置13与锅炉1的入口相连通，混合箱9的出口经混合工质水泵11与余热利用系统12相连通。

蒸汽阀组2经蒸汽流量计3与污泥干化加热器4的热源入口相连通；疏水冷却器5上设置有用于检测疏水冷却器5内冷凝蒸汽温度的蒸汽冷凝温度测量装置14以及用于检测疏水冷却器5内蒸汽冷凝液液位的蒸汽冷凝液位测量装置15；疏水冷却器5的吸热侧出口与混合箱9入口之间的管道上设置有混合前温度测量装置16及蒸汽冷凝水混合前压力测量装置18；疏水冷却器5的放热侧出口与混合箱9入口之间的管道上设置有冷却水混合前压力测量装置17；混合箱9上设置有用于测量混合箱9内液体温度的混合箱温度测量装置19、用于测量混合箱9内气压的混合箱压力测量装置20以及用于测量混合箱9内液体液位的混合箱液位测量装置21；混合箱9的出口经混合工质流量计10与混合工质水泵11相连通；凝结水泵6的出口经冷却水流量计7与污泥冷却器8的吸热侧入口相连通，通过各检测设备对不同位置的参数进行测量，在实际工作时，可以根据各位置的参数控制各部件的工作状态。

本实用新型还包括腔室23，其中，蒸汽流量计3、污泥干化加热器4、疏水冷却器5、污泥冷却器8、蒸汽冷凝温度测量装置14、蒸汽冷凝液位测量装置15及混合前温度测量装置16均位于所述腔室23内，腔室23的出气口经除臭风机22与锅炉1的入口相连通。

本实用新型的具体操作过程为：

根据现场需求，利用蒸汽阀组2从锅炉1中引出对应压力及温度的蒸汽，蒸汽阀组2输出的蒸汽进入到污泥干化加热器4中进行放热冷凝为水，然后进入疏水冷却器5中进行放热，并转换为蒸汽凝结水，在疏水冷却器5中，由于放热后的蒸汽凝结水温度仍然高于来自污泥冷却器8的冷却水，蒸汽凝结水与来自污泥冷却器8的冷却水进一步间接换热，蒸汽凝结水的温度降低，冷却水的温度提升，使两者温度更加接近，然后进入到混合箱9中；

凝结水泵6输出的电厂凝结水进入到污泥冷却器8中进行加热，再进入到疏水冷却器5中吸热，其中，经过污泥冷却器8被干化污泥加热后的冷却水水温仍然低于放热后的蒸汽冷凝水，故在疏水冷却器5内蒸汽凝结水与冷却水进行间接换热，冷却水的温度进一步升高，蒸汽凝结水的温度降低，更加有利于后续两种流体混合，升温后的冷却水进入到混合箱9中；

在混合箱9中，温度和压力不同的两股流体充分混合，得混合工质，混合箱9输出的混合工质经混合工质水泵11进入到余热利用系统12中进行热量的回收。

本实用新型目的在于利用电厂蒸汽作为热源干化处理污泥，从市政或工业来的污泥经污泥输入管道输送至污泥干化加热器4中加热后进入到污泥冷却器8中，再经污泥冷却器8冷却后经污泥输送装置13输送至输煤皮带上，然后经输煤皮带送入锅炉1中掺烧发电。

为防止产生的臭气对环境的二次污染，本实用新型中蒸汽流量计3、污泥干化加热器4、疏水冷却器5、污泥冷却器8、蒸汽冷凝温度测量装置14、蒸汽冷凝液位测量装置15及混合前温度测量装置16均位于所述腔室23内，腔室23的出气口经除臭风机22与锅炉1的入口相连通，通过除臭风机22对腔室23提供负压，从而将腔室23内的臭气抽至锅炉1中燃烧，以实现无害化处理。

本实用新型结合燃煤电站机组设备和运行状况，通过适当改造现有燃煤电站机组，进行污泥干化耦合发电，达到污泥处理的多途径出路，实现污泥的无害化、稳定化、资源化及绿色化的规模处理。借助现役燃煤电厂系统进行干化污泥耦合发电，既可实现煤电燃料的灵活性，提升非化石能源消费比重和化石能源替代比例，又可发挥清洁高效煤电污染物集中治理的平台优势，推进大气、水和土壤污染防治，实现污泥的减量化、无害化、资源化和规模化处置，具有重要意义。对于燃煤电厂而言，还能够减少燃煤火电机组的燃料成本和co2排放总量，具有很好的社会效益和经济效益，对于缓解自身的生存压力具有重要意义。

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