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一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统及其工作方法

2021-02-07 06:08:04

一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统及其工作方法

  【技术领域

  本发明属于城市污泥处理技术领域,涉及一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统及其工作方法。

  【背景技术

  城市污泥是城市污水处理后的副产品,是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的一种极其复杂的非均质体。预计至2020年底,城镇湿污泥(含水率为80%)产生量将达到6000万吨。污泥中含有不同种类的有害的成分,比较容易对环境造成污染,但是其中有可以在农业土地上使用的有机物和营养元素,并且还具有一定的热值。因此如果随便排放没有经过处理的污泥,一方面会对环境造成污染,另一方面还会浪费污泥中的有用成分。目前受污泥处理技术的限制,无害化及资源化处理的污泥比例不超过20%,如何合适的处理污泥是世界环境界十分关注的话题之一。

  目前对污泥的处理处置技术主要有脱水干燥、氧化发酵、堆肥、填埋和焚烧掺烧等。污泥处理技术起步较晚,目前仍旧处于初级阶段,主要以卫生填埋为主,只有一小部分污泥被合理处理用来干化和焚烧。污泥焚烧具有处理完全,不易造成二次污染,对场地要求低,并且可以运用焚烧过程中产生的热量,达到资源的废物利用等优点。

  目前污泥掺烧多采用干化燃烧,干化燃烧是将污泥完全干化处理后按照固体燃料进行燃烧,由于污泥浆污泥含水率高(浓缩污泥含水率约为97%,脱水污泥含水率约为80%),完全干燥成本较高。污泥浆燃烧则类似于水煤浆燃烧方式,通过特定添加剂与煤粉掺混形成污泥水煤浆,送入锅炉进行燃烧。

  为解决污泥干燥掺烧带来的高能耗问题,提高污泥掺烧的经济效益,实现污泥减量化、稳定化、无害化、资源化利用,目前亟待一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统。

  【发明内容

  本发明的目的在于解决现有技术中的问题,提供一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统及其工作方法。

  为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:

  一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统,包括:

  制浆罐,所述制浆罐将碎煤、污泥、添加剂以及水混合、搅拌、剪切后制成污泥水煤浆,污泥水煤浆经过滤浆后由出口送至卸浆泵,并通过卸浆泵进入储浆罐;

  储浆罐,所述储浆罐通过供浆泵将浆液送入炉膛进行燃烧。

  本发明进一步的改进在于:

  所述炉膛上设置有至少一组浆液喷射装置,所述浆液喷射装置的入口与供浆泵相连,喷射出口与炉膛的主燃烧器区域或炉膛的顶部相连通。

  所述制浆罐内设置有螺旋搅拌装置,出口设置有过滤装置。

  所述卸浆泵和供浆泵均为变频泵,用于控制污泥水煤浆的量和锅炉掺烧污泥水煤浆的比例。

  所述浆液喷射装置布置在炉膛侧壁或炉膛顶部,布置在炉膛侧壁上浆液喷射装置与炉膛主燃烧器区域相连通。

  所述一组浆液喷射装置包括至少一个喷嘴。

  所述喷嘴为机械雾化喷嘴或介质雾化喷嘴。

  一种燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统的工作方法,包括以下步骤:

  掺烧时,碎煤、污泥、添加剂以及水按照(0.4~0.6):(0.3~0.5):(0.001~0.005):(0.03~0.15)的比例输送至制浆罐内,在制浆罐内经充分混合、搅拌、剪切制成污泥水煤浆,经过滤浆后的污泥水煤浆由卸浆泵输送至储浆罐中,储浆罐中的浆液由供浆泵送到浆液喷射装置进入炉膛进行燃烧,实现污泥掺烧;

  当锅炉发生故障停运时,控制器控制卸料泵、供浆泵与锅炉燃料系统同步跳闸,防止污泥水煤浆在锅炉灭火条件下喷入炉膛;

  当掺烧装置发生异常情况或检修时,关闭碎煤、污泥和添加剂输送管道上的阀门,开启供水管道上的阀门,水依次经过制浆罐、卸浆泵、储浆罐、供浆泵以及浆液喷射装置实现清洗。

  与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

  本发明通过将污泥制成污泥水煤浆,实现污泥的流化掺烧,通过喷嘴将污泥水煤浆喷入炉膛,在炉膛内雾化燃烧,提高了燃烧效率。整个过程不需要污泥干燥、转运、研磨等过程,无需抽取烟气、蒸汽等干燥介质,降低了对锅炉经济性的影响;最后,本发明系统简单可靠、结构紧凑、运行维护费用低,系统全封闭运行无恶臭气体散发,解决了污泥渗液造成的二次污染和污泥压滤液处理的难题,具有较好的社会、经济效益。

  【附图说明

  图1为本发明整体结构示意图。

  其中:1-制浆罐;2-卸浆泵;3-储浆罐;4-供浆泵;5-喷射系统;6-炉膛。

  【具体实施方式

  为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,不是全部的实施例,而并非要限制本发明公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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,都应当属于本发明保护的范围。

  在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差,并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

  本发明公开的上下文中,当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时,该层/元件可以直接位于该另一层/元件上,或者它们之间可以存在居中层/元件。另外,如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”,那么当调转朝向时,该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

  需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

  下面结合附图对本发明做进一步详细描述:

  参见图1,本发明燃煤锅炉污泥水煤浆掺烧系统,包括制浆罐1和储浆罐3,制浆罐1将碎煤、污泥、添加剂以及水混合、搅拌、剪切后制成污泥水煤浆,污泥水煤浆经过滤浆后由出口送至卸浆泵2,并通过卸浆泵2进入储浆罐3;制浆罐1内设置有螺旋搅拌装置,出口设置有过滤装置。储浆罐3通过供浆泵4将浆液送入炉膛6进行燃烧。卸浆泵2和供浆泵4均为变频泵,用于控制污泥水煤浆的量和锅炉掺烧污泥水煤浆的比例。炉膛6上设置有至少一组浆液喷射装置5,浆液喷射装置5的入口与供浆泵4相连,喷射出口与炉膛6的主燃烧器区域或炉膛的顶部相连通。浆液喷射装置5布置在炉膛侧壁或炉膛顶部,布置在炉膛侧壁上浆液喷射装置5与炉膛主燃烧器区域相连通。一组浆液喷射装置5包括至少一个喷嘴。喷嘴为机械雾化喷嘴或介质雾化喷嘴。

  本发明的原理及工作过程:

  碎煤、污泥、添加剂和水按照(0.4~0.6):(0.3~0.5):(0.001~0.005):(0.03~0.15)的比例送入制浆罐1内,在制浆罐1内经充分混合、搅拌、剪切制成污泥水煤浆,经过滤浆后符合要求的污泥水煤浆由卸浆泵2输送至储浆罐3中储存,浆液由供浆泵4送到浆液喷射装置5进入炉膛6进行燃烧,达到污泥掺烧的目的。制浆罐1内部设置螺旋装置,通过高速旋转将原料制成污泥水煤浆,出口设置滤浆装置对浆液进行过滤得到符合要求的污泥水煤浆。卸浆泵2、供浆泵4均为变频泵,控制所制成的污泥水煤浆量和锅炉掺烧污泥水煤浆的比例。浆液喷射装置5由一个或多个喷嘴组成,喷嘴可采取机械雾化、介质雾化方式,布置于炉膛主燃烧器区域或炉膛顶部。

  污泥水煤浆装置接入锅炉燃料输入单元,当锅炉发生故障停运时,与锅炉燃料系统同步跳闸,防止污泥水煤浆在锅炉灭火条件下喷入炉膛造成事故扩大。

  当装置发生堵塞等异常情况或检修时,可开启清洗系统对装置进行清洗,水依次通过制浆罐、卸浆泵、储浆罐、供浆泵、喷嘴实现对整个装置的清洗,也可通过短接方式对局部装置进行清洗。

  本实施例中,通过将污泥制成污泥水煤浆,实现污泥的流化掺烧,不需要污泥干燥、转运、研磨等过程,无需抽取烟气、蒸汽等干燥介质,降低了对锅炉经济性的影响,系统简单可靠、结构紧凑、运行维护费用低,系统全封闭运行无恶臭气体散发,解决了污泥渗液造成的二次污染和污泥压滤液处理的难题,具有较好的社会、经济效益。

  以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

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