[发明专利]一种利用燃气轮机余热干燥污泥的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及余热回收及污泥干燥领域，特别涉及一种利用燃气轮机余热干燥污泥的系统及方法。

背景技术

（一）污水污泥的产量及其危害

随着城镇化进程的快速推进，中国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，污水污泥的产量迅速增加。截止到2009年底，中国投入运行的城镇污水处理厂1992座，处理污水量280亿m³，产生含水率80%的污泥约2005万吨。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥量将很快突破3000万吨。污泥的成分和化学性质复杂，既包含有机物、植物营养成分等，也包含重金属等有害物质。污泥的卫生学指标主要包括细菌总数、粪大肠菌群数、寄生虫卵含量等。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染。

经过几十年的发展，欧美、日本等发达地区和国家的污泥处理处置技术已经基本成熟，相关法律法规和技术标准基本完善。主要技术路线包括：焚烧处理、卫生填埋、土地利用等，能够实现污泥的减量化、无害化、稳定化的目的。

据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置，直接威胁我国的环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。

（二）污泥处理的基本要求

污泥处理应符合安全环保、循环利用、节能降耗等原则。在污泥的处理过程中，污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质必须达到污染控制标准；充分利用污泥中所含有的有机质、各种营养元素和能量，将污泥中的有机质和营养元素补充到土地中，或者通过厌氧消化或焚烧等技术回收污泥中的能量；应避免采用消耗大量的优质清洁能源、物料和土地资源的处理处置技术，以实现污泥低碳处理处置。

国家鼓励利用污泥厌氧消化过程中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、发电厂余热或其他余热作为污泥处理处置的热源。

（三）污泥处理技术

污泥处置包括土地利用、焚烧、填埋等方式。

污泥的土地利用包括用于土地改良、用于园林绿化、用于农业等。但是，污泥的土地利用对污泥的泥质有非常严格的要求，否则可能对地下水和周围环境产生二次污染。

污泥的填埋处理不仅需要占用大量的土地，填埋场还排放大量恶臭气体、甲烷等温室气体，如果处置不当，也会造成地下水污染。

污泥焚烧处理技术最常用方案为：首先对含水率为80%左右的湿污泥进行干燥，干燥后的污泥进入焚烧装置完成焚烧处理。污泥的焚烧处理可以最大程度的实现减量化和稳定化，几乎杀死污泥中100%的病菌，无害化程度高，而且还可以对污泥中的可燃物进行热利用，实现污泥热能的资源化。但是，污泥焚烧处理的干燥过程中需要消耗燃煤等优质能源，成本较高；此外，湿污泥干燥过程需要消耗燃煤提供能源，燃煤燃烧排放二氧化硫、氮氧化物、粉尘等大气污染物。

（四）燃气轮机的余热利用

利用燃气轮机进行燃气蒸汽联合循环，可以使燃气的发电效率提高到45%至55%左右，如果采用抽凝式蒸汽轮机，燃气的能源利用率可以高达70%以上。虽然燃气蒸汽联合循环结合抽凝式汽轮机，能源的利用率可以高达70%以上，但是与燃气轮机配套的余热锅炉排烟温度一般高达120℃以上，如此低温的余热资源很难利用，一般只能排放到大气中，不仅造成能源浪费，还产生环境热污染问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种能源利用率高，不外排有异味气体、排烟温度低、安全环保的利用燃气轮机余热干燥污泥的系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：