一種協(xié)同焚燒半干污泥和生活垃圾的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半干污泥與生活垃圾協(xié)同焚燒的系統(tǒng)及其方法，尤其是一種利用機械爐排爐協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾的系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟社會的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，城鎮(zhèn)的污水處理量迅速增長，污水處理廠的污泥也急劇增長，據(jù)統(tǒng)計中國目前城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的年產(chǎn)量已超過3000萬噸。污泥中含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養(yǎng)物、重金屬以及病菌和病原菌等，如果不加以處理任其排放，會對環(huán)境造成嚴重的污染。如何有效和經(jīng)濟地處理處置剩余污泥和實現(xiàn)污泥資源化利用已成為一個世界性的環(huán)境問題，也是中國面臨的一個無法回避的問題。
[0003]目前污泥的處理處置方式主要有衛(wèi)生填埋、土地利用和焚燒等多種，但都存在一定的弊端和不足。衛(wèi)生填埋可能出現(xiàn)有害物質(zhì)滲漏對地下水造成污染，且將占用較多的土地資源；土地利用可能出現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品受污染和社會公眾安全問題；焚燒處理的建設(shè)和運行成
[0004]同時，目前焚燒處理已逐漸成為城市生活垃圾的主要解決方案，能有效實現(xiàn)生活垃圾的無害化、減量化和資源化，中國的垃圾焚燒產(chǎn)業(yè)已進入發(fā)展的黃金期，各大城市都在新建垃圾焚燒處理項目。如何利用生活垃圾焚燒處理的優(yōu)勢來解決污泥的處理處置問題，成為了行業(yè)的研宄熱點。
[0005]因此，國內(nèi)外開展了污泥與生活垃圾混燒的研宄探索以及工程實踐。如德國有10座生活垃圾焚燒設(shè)施在穩(wěn)定的摻燒污水污泥，早期污泥摻燒量達到20%?30%，如德Ingolstadt污泥-生活垃圾焚燒廠，污泥干化后形成污泥顆粒與固體廢棄物一起在爐排爐爐中混燒。日本約有70%以上的污泥分散到各垃圾焚燒廠摻燒處理，垃圾焚燒爐型包括機械爐排爐和流化床爐排爐，以爐排爐摻燒的企業(yè)有日立造船和三菱重工等垃圾焚燒廠，如日本長野垃圾焚燒廠，處理量為180t/d，摻燒脫水污泥量為5%?10% ；日本山行縣西山村垃圾焚燒廠，處理量為100t/d，摻燒脫水污泥量為5%?10%。
[0006]爐排爐技術(shù)協(xié)同焚燒污泥具有摻燒規(guī)模較大、爐排磨損小的優(yōu)勢，從目前的運行及新建案例來看，機械爐排爐爐型處理規(guī)模大、對進料適應(yīng)范圍廣、運行可靠性更高等，爐排爐摻燒污泥應(yīng)用逐漸增多。同時，我國垃圾焚燒行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，以機械爐排爐為主的垃圾焚燒工藝相對完善，并具有一定的規(guī)模，而且目前焚燒爐使用較多、且單爐處理容量大的爐型主要是機械爐排焚燒爐，且大量新建項目或規(guī)劃項目對污泥與垃圾摻燒接口進行了預(yù)留設(shè)計考慮，垃圾爐排基本具備摻燒污泥的條件。因此開發(fā)一種合適的系統(tǒng)和工藝，利用機械爐排爐進行污泥和生活垃圾的協(xié)同焚燒，將對城市固體廢棄物的減量化處置起到顯著的成效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種利用機械爐排爐協(xié)同焚燒半干污泥和生活垃圾的系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中尚無合適的系統(tǒng)和工藝實現(xiàn)協(xié)同焚燒半干污泥和生活垃圾的上述缺陷。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種利用機械爐排爐協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由進料單元、焚燒單元、發(fā)電單元、煙氣處理單元組成；其中，
進料單元包括上料裝置、垃圾儲坑和進料抓斗；與現(xiàn)有的噴灑進料相比，本發(fā)明該系統(tǒng)的進料單元采用抓取進料方式，使本發(fā)明的進料方式適用于任何形態(tài)、任意種類的垃圾，比如袋裝的生活垃圾及污泥、未經(jīng)過粉碎分類的生活垃圾及污泥，前期處理簡單，大大節(jié)省了前期處理成本；而噴灑進料方式對污泥的粒徑、雜物的含量都有嚴格要求，否則噴灑時容易造成設(shè)備堵塞，因此大幅度增加了前期處理成本。本發(fā)明采用的抓斗進料，則不存在上述問題，而且大大簡化了前處理過程；
焚燒單元包括機械爐排爐垃圾焚燒爐；
發(fā)電單元包括蒸汽輪機和發(fā)電機；
煙氣處理單元包括余熱鍋爐、減溫塔、消石灰投加系統(tǒng)和活性炭投加系統(tǒng)、袋式除塵器、引風機、濕式洗滌塔、排煙再加熱器；
由于余熱鍋爐出來的煙氣溫度為190-245?，此時的溫度較高，因此必須設(shè)置所述減溫塔，使煙氣在減溫塔內(nèi)噴水降溫，降至170-175?，降溫后的煙氣才能與消石灰投加系統(tǒng)投加的消石灰進行化學反應(yīng)；化學反應(yīng)完畢后，通過袋式除塵器去除煙氣中的顆粒物以及未充分反應(yīng)的消石灰和活性炭。因此減溫塔必須設(shè)置在余熱鍋爐和袋式除塵器之間。
[0009]排煙再加熱器的設(shè)置是對含有水分的煙氣進行加熱，防止煙囪排氣時有“白霧”的現(xiàn)象發(fā)生。通常地，排煙再加熱器可使用煙氣加熱器。
[0010]所述進料單元、焚燒單元、煙氣處理單元為依次串聯(lián)；所述焚燒單元的機械爐排爐垃圾焚燒爐與余熱鍋爐的煙氣入口通過管道相連，余熱鍋爐的蒸汽出口通過管道與發(fā)電單元的蒸汽輪機相連接，余熱鍋爐的尾氣出口與煙氣處理單元中的減溫塔、袋式除塵器、引風機、濕式洗滌塔、排煙再加熱器依次通過管道串聯(lián)，消石灰投加系統(tǒng)和活性炭投加系統(tǒng)分別在減溫塔的兩個分別設(shè)置的煙氣出口處接入煙氣處理單元。
[0011]所述垃圾儲坑設(shè)置不同位置以分別儲存半干污泥和生活垃圾。
[0012]所述消石灰投加系統(tǒng)包括消石灰儲罐、羅茨風機和圓盤給料機。
[0013]所述活性炭投加系統(tǒng)包括活性炭儲罐、羅茨風機和圓盤給料機。
[0014]本發(fā)明同時還提供一種利用機械爐排爐協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾的上述系統(tǒng)的運行方法，具體步驟主要包括:
(1)將生活垃圾、半干污泥分別用上料裝置傾倒入垃圾儲坑中的不同位置，然后用進料抓斗抓取生活垃圾，投入機械爐排爐垃圾焚燒爐進行焚燒；其中，每抓取10-13斗生活垃圾，抓取I斗半干污泥，具體地，生活垃圾容重約為0.4-0.6t/m3，半干污泥的容重約為0.2-0.35t/m3，每斗生活垃圾的抓取間隔時間為15-30分鐘；所述半干污泥含水率為25-35% ;協(xié)同焚燒過程爐溫為900-1000°C，出口煙氣溫度為850_1000°C ；
協(xié)同焚燒過程爐溫選定為900-1000°C，可以有效降低二噁英的產(chǎn)生；
(2)生活垃圾和半干污泥在機械爐排爐垃圾焚燒爐內(nèi)的焚燒過程產(chǎn)生的高溫煙氣，從余熱鍋爐的煙氣入口進入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽通過余熱鍋爐的蒸汽出口進入蒸汽輪機，由蒸汽輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電力可供垃圾焚燒廠使用，或者接入電網(wǎng)售電；
(3 )余熱鍋爐排出的廢煙氣經(jīng)余熱鍋爐的尾氣出口進入減溫塔，經(jīng)過減溫塔減溫，煙氣溫度被降至170-175? ;降溫后的煙氣在管道中與消石灰投加系統(tǒng)和活性炭投加系統(tǒng)分別噴入的消石灰和活性炭反應(yīng)進行初步凈化，分別脫除煙氣中的酸性氣體和二噁英，初步凈化后的煙氣隨后進入袋式除塵器，脫除其中的飛灰和粉塵；
煙氣溫度經(jīng)過減溫塔被降至170-175?這個溫度區(qū)間的目的是為了保證煙氣中的酸性氣體和消石灰充分反應(yīng)，高于或者低于這個區(qū)間，上述反應(yīng)效率將大大降低；
(4)脫除飛灰和粉塵的煙氣由引風機送入濕式洗滌塔進一步脫除酸性氣體，隨后煙氣通過排煙再加熱器脫除水分，并進入煙囪排放至大氣。
[0015]所述步驟(3)中噴入的消石灰和活性炭，分別由消石灰投加系統(tǒng)、活性炭投加系統(tǒng)從兩個相互獨立設(shè)置的投加接口噴入。
[0016]所述步驟(3)中的減溫塔和袋式除塵器底部分別產(chǎn)生并排出的飛灰和粉塵，經(jīng)過穩(wěn)定化處理后，送至填埋處置。
[0017]所述步驟(4)中的濕式洗滌塔產(chǎn)生的污水，由一污水處理系統(tǒng)處理達標后排放。
[0018]所述機械爐排爐垃圾焚燒爐產(chǎn)生的爐渣經(jīng)穩(wěn)定化處理后填埋。
[0019]所述系統(tǒng)的運行方式為連續(xù)運行。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
第一.本發(fā)明提供了一種合適的系統(tǒng)和工藝實現(xiàn)協(xié)同焚燒半干污泥和生活垃圾，利用城市垃圾焚燒中現(xiàn)有的機械爐排爐進行污泥和生活垃圾的協(xié)同焚燒，對城市固體廢棄物的減量化處置起到顯著的成效；
第二，本發(fā)明提供的協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾的系統(tǒng)和方法，其進料方式適用性廣，該進料方式的合適設(shè)置大大減少了前處理的工藝步驟和成本，使本發(fā)明的協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾的系統(tǒng)和方法適用于任何形態(tài)、任意種類的垃圾，比如袋裝的生活垃圾及污泥、未經(jīng)過粉碎分類的生活垃圾及污泥；
第三，本發(fā)明的協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾系統(tǒng)和方法嚴格配合上述的進料方式，可以有效實現(xiàn)協(xié)同焚燒半干污泥及生活垃圾，而且可以使用現(xiàn)有的垃圾焚燒裝置和系統(tǒng)，便于在工業(yè)中推廣應(yīng)用；
第四，本發(fā)明采用消石灰投加系統(tǒng)和濕式洗滌塔兩次去除酸，更有效去除煙氣中的酸，減少對大氣的污染；
第五，本系統(tǒng)運行方式為連續(xù)運行，更適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0021]當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施例的利用機械爐排爐協(xié)同焚燒半干污泥和生活垃圾的系統(tǒng)和工藝流程示意圖；
圖2為圖1所示的進料單元A的放大圖；
圖3為圖1所示的焚燒單元B的放大圖；
圖4為圖1所示的發(fā)電單元C的放大圖；
圖5為圖1所示的煙氣處理單元D的放大圖。
[0023]圖中:
1:上料裝置，2:垃圾儲坑，3:進料抓斗，4:機械爐排爐垃圾焚燒爐，5:余熱鍋爐，6:蒸汽輪機，7:發(fā)電機，8:減溫塔，9:袋式除塵器，10:引風機，11:濕式洗滌塔，12:排煙再加熱器，13:消石灰儲罐，14:羅茨風機，15:圓盤給料機，16:活性炭儲罐，17:羅茨風機，18:圓盤給料機。
【具體實施方式】