[发明专利]污泥制油和垃圾焚烧集成系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及污泥制油和垃圾焚烧联合工艺，属于环保工程领域的固 态废弃物的资源化利用。

背景技术

城市污水厂污泥是污水处理系统产生的副产物。随着城镇化过程的 加快，污水处理厂产生的污泥越来越多。污水厂污泥是一含水率高、含 大量有机物和有毒有害物质(包括微生物、重金属和有毒有机物)等的具 有复杂流变形的半干性固体废物，如不加以安全处理和处置，将造成严 重的二次污染问题，但同时污泥中含有大量的有机物、腐殖质等可利用 资源。因此，探讨并实施城市污泥处理处置和资源化新途径，对解决污 泥污染问题具有重要意义。

污泥热解制油是一种新型技术，将污泥在无氧状态下进行加热后分 解成为油、不凝气体及固体炭的工艺。

中国发明专利申请公开出版物CN101307244A公开了一种双床交互 循环式污泥热解制油方法，其中给出了利用流化床热解和流化床燃烧相 结合的污泥制油方法。流化床热解反应器和流化床燃烧反应器双床间， 采用惰性固体颗粒床料作为热载体进行交互循环，将热解残炭和不凝结 气体在流化床燃烧反应器中燃烧产生的热量传输给热解反应器中的污 泥，作为污泥热解的热源；采用高温非机械阀控制从燃烧反应器进入热 解反应器的高温惰性固体颗粒床料的流量，进而控制热解反应器温度； 流化床热解反应器采用溢流方式自动排出多余固体颗粒物料，惰性固体 颗粒床料、热解残炭和不凝结气体通过气力输送方式送入燃烧反应器； 湿污泥采用内热式流化床干燥器进行干燥；热解气在喷淋塔内冷凝为油 水混合物和不凝结气体。这种现有的污泥热解制油工艺存在的缺陷是能 量消耗很大，从而导致经济成本很高。

另外，CN1763431A、CN101289267A和CN101290121A均涉及湿污泥干 化或焚烧处理系统。这些系统均只是单一的污泥干化或焚烧系统，没有 与其它系统例如垃圾焚烧系统联合来进行污泥处理(例如污泥制油)，从 而具有能量消耗大、运行成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供污泥制油和垃圾焚烧的联合系统和方法，其能 够充分整合利用系统能量，从而降低废弃物处理的投资和运行成本。

本发明的一个方面提供了一种污泥制油和垃圾焚烧集成系统，其包 括：污泥干化装置，接收脱水污泥从而产生干化污泥和干化废气；污泥 制油装置，接收来自污泥干化装置的干化污泥从而产生热解油和不凝气 及残炭；垃圾焚烧炉，接收外部垃圾和来自污泥制油装置的不凝气及残 炭并选择性接收来自污泥制油装置的至少一部分热解油从而产生热烟 气；余热锅炉，接收来自垃圾焚烧炉的热烟气并与热烟气换热以产生蒸 汽；以及发电装置，利用来自余热锅炉的蒸汽发电并将至少一部分电能 供给污泥制油装置。本发明的污泥干化装置还接收与余热锅炉换热后的 至少一部分烟气并选择性接收来自余热锅炉的至少一部分蒸汽。

本发明的集成系统还可以包括烟气净化处理装置，其分别接收来自 污泥干化装置的干化废气以及与余热锅炉换热后的烟气的混合物。

烟气净化处理装置可以包括尾气净化装置、除尘器和烟囱，其中干 化废气和烟气的混合物依次经过尾气净化装置和除尘器后通过烟囱排 出。

本发明的另一方面提供了一种污泥制油和垃圾焚烧集成方法，包括： 将脱水污泥引入污泥干化装置以产生干化污泥和干化废气；将来自污泥 干化装置的干化污泥引入污泥制油装置以产生热解油和不凝气及残炭； 将外部垃圾和来自污泥制油装置的不凝气及残炭引入垃圾焚烧炉以产生 热烟气；将来自垃圾焚烧炉的热烟气引入余热锅炉进行热交换以产生蒸 汽；利用来自余热锅炉的蒸汽进行发电并将至少一部分电能供给污泥制 油装置；以及将与余热锅炉换热后的至少一部分烟气送回污泥干化装置。

在本发明的方法中，还可以将来自污泥制油装置的至少一部分热解 油也引入垃圾焚烧炉来助燃。

在本发明的方法中，还可以将来自余热锅炉的至少一部分蒸汽也送 回污泥干化装置以提高干化效率。

在本发明的方法中，还可以将来自干化装置的干化废气以及与余热 锅炉换热后的烟气的混合物导入烟气净化处理装置。在烟气净化处理装 置中，干化废气和烟气的混合物依次经过尾气净化装置和除尘器后通过 烟囱排出。

在本发明的方法中，污泥干化装置产生的干化污泥的含水量通常为 10％左右。