垃圾与污泥焚烧方法及系统

垃圾焚烧炉污泥直接混合掺烧方法和系统

本文涉及一种垃圾焚烧炉污泥直接混合掺烧方法及系统，该系统包括：卸料单元、暂存

搅拌单元、转运单元、焚烧单元、热能转化单元、发电单元和烟气处理单元，所述暂存搅拌单元存放污泥和生活垃圾的混合物，该混合物中污泥所占的比重为10-15%;所述转运单元用

于将所述混合物从暂存搅拌单元转运至焚烧单元内，所述混合物在焚烧单元内产生的高温烟

气进入到热能转化单元内其热能使热能转化单元内的水形成高温高压蒸汽，蒸汽推动发电单

元发电，从热能转化单元出来的烟气进入到烟气处理单元内，烟气在烟气处理单元内经无害

化处理后排入大气中。本发明实现了污泥与生活垃圾的混合焚烧，通过利用燃烧余热产生清

洁电能，烟气经过有效处理后进行环保排放。

1•一种垃圾焚烧炉污泥直接混合掺烧方法，该方法包括如下步骤：

(1)将收集到的垃圾和污泥经由卸料单元倾倒到暂存搅拌单元内，使得污泥所占比重达

到10-15%;

(2)将所述垃圾和污泥在所述暂存搅拌单元内存储5-7天，使其发酵脱水，含水率下降

至50%^下，之后将垃圾跟污泥进行三到四次的混合搅拌，使它们混合均匀；

(3)利用转运单元将混合均匀的垃圾和污泥转运至焚烧单元内进行焚烧；

(4)使所述焚烧单元内产生的高温烟气进入到热能转化单元内，以使热能转化单元内的

水形成高温高压蒸汽，从而使所形成的所述高温高压蒸汽推动发电单元发电；

(5)使从所述热能转化单元出来的烟气进入到烟气处理单元内，烟气在烟气处理单元内经无害化处理后排入大气中。

2.根据权利要求 2 所述的方法，其中所述比重为12.5%。

3.一种实施根据权利要求1或2所述方法的系统，该系统包括：卸料单元、暂存搅拌单元、转运单元、焚烧单元、热能转化单元、发电单元和烟气处理单元，所述垃圾暂存搅拌单元存放污泥和垃圾的混合物; 所述卸料单元与所述暂存搅拌单元相接，收集到的垃圾和污泥经由卸料单元倾倒到暂存搅拌单元内，转运单元位于暂存搅拌单元和焚烧单元上方，其用于将垃圾和污泥的混合物从暂存搅拌单元转运至焚烧单元内，焚烧单元与热能转化单元相连，垃圾和污泥的混合物在焚烧单元内产生的高温烟气进入到热能转化单元内其热能使热能转化单元内的水形成高温高压蒸汽，蒸汽推动发电单元发电，

从热能转化单元出来的烟气进入到烟气处理单元内，烟气在烟气处理单元内经无害化处理后排入大气中。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述的暂存搅拌单元包括渗沥液坑(1)和垃圾坑(2)，渗沥液坑(1) 用于存储垃圾存放产生的渗沥液。

5.根据权利要求 3 所述的系统，其中所述的转运单元包括垃圾抓吊(3) ，垃圾抓吊(3)

将所述暂存搅拌单元内的混合物转运至所述焚烧单元的进料斗内。

6.根据权利要求 3 所述的系统，其中所述的焚烧单元包括液压给料机、渣坑(4) 、往复

式焚烧炉排(5) 、鼓风机(6) 、水冷渣斗、出渣机和皮带输送机，所述液压给料机将该垃圾焚烧单元的进料斗内的混合物推至所述往复式焚烧炉排(5) 内，鼓风机(6) 与往复式焚烧炉排(5) 相连用于给

炉内送风以保证所述混合物的充分燃烧，所述混合物在该往复式焚烧炉排(5) 内经过干燥、点燃、燃烧和烧尽四个阶段，所述混合物烧尽后掉入水冷渣斗内，由出渣机将炉渣通过皮带输送机送入渣坑(4) 内，然后由专用车辆将渣坑(4) 内的炉渣运往填埋场所。

7.根据权利要求 3 所述的系统，其中所述热能转化单元包括余热锅炉(7) ，该余热锅炉(7) 与所述焚烧单元的烟气排出口相连，在所述往复式焚烧炉排(5) 内产生的高温烟气经过所述余热

锅炉(7) ，使余热锅炉(7) 内的水形成高温高压蒸汽，余热锅炉(7) 的高温高压蒸汽排出口与发电单元的汽轮发电机组(8) 相连，从而所述高温高压蒸汽推动所述汽轮发电机组(8) 发电。

8.根据权利要求3-7 中任一项所述的系统，其中所述热能转化单元的烟气排出口与烟气处理单

元相连，所述烟气处理单元包括消石灰罐(10) 、活性炭罐(11) 、布袋除尘器(12) 、烟道反应器(14) 、飞灰罐(15) 和引风机(16) ，余热锅炉(7) 的烟气排出口排出的烟气进入烟道反应器(14) ，与喷射入的来自于消石灰罐(10) 的消石灰微粒接触发生中和反应，在烟道反应器(14) 入口处通过喷

射入的来自于活性炭罐(11) 的活性炭吸附二恶英和重金属，处理后的烟气进入布袋除尘器(12) ，烟气颗粒物、中和反应物和活性炭吸附物均在该布袋除尘器(12) 被捕集，除尘后的烟气经引风机(16) 进入集束烟囱排入大气，烟道反应器(14) 下部的大颗粒、布袋除尘器(12) 收集的飞灰经仓泵由压缩空气采用气力输灰的方式，用管道送至飞灰罐(15) ，然后被送至具有危险废物处理资质的部门进行稳定化处理。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述的烟气处理单元还包括增湿器（13）和水罐（9）, 所述的布袋除尘器（12）底部还设有再循环给料处，所述的增湿器（13）用于将一

定量的水喷入所述再循环给料处，所述增湿器（13）的水源来自所述水罐（9）。

说明书

一种垃圾焚烧炉污泥直接混合掺烧方法和系统

技术领域

本申请涉及一种垃圾焚烧炉污泥直接混合掺烧方法和系统，其可广泛地应用于城市污泥

处理与垃圾焚烧领域中。

背景技术

随着我国污水处理设施的增加、处理率的提高和处理程度的深化,污水处理厂的污泥产

量急剧增加。以北京市为例，2015年北京市污泥产量达5000吨/日（含水率80%）,根据《北

京城市总体规化（2004年一2020年）》预计到2020年，北京市全年污泥（含水率80%）产量将达200万吨。目前只有不足50%的污泥进行了堆肥和建材利用等处置和资源化利用，其余污泥仅进行简单临时堆置，缺乏有效的最终处置。污泥含有病原体、重金属等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对土壤、地表水、地下水等造成二次污染，直接威胁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。

2015年4月2日国务院颁发《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）规定：“推进

污泥处理处置，污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置，禁止处

理处置不达标的污泥进入耕地。非法污泥堆放点一律予以取缔。现有污泥处理处置设施应于

2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达

到90鳩上”（住房城乡建设部牵头，发展改革委、工业和信息化部、环境保护部、农业部等参与）。

另一方面随着人们生活水平的提高，随着垃圾热值的提升由于受到垃圾焚烧炉热负荷的限制，造成每天的入炉焚烧量减少，也将对公司的经济效益产生一定影响。《城镇污水处理

厂污泥处理处置技术规范》（环保部2010年）、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》（住

房城乡建设部、发展改革委2011年）要求：“已有或规划建有生活垃圾焚烧发电厂的城市，宜优先选择采用污泥与生活垃圾混合焚烧方式处理处置污泥，既可以利用垃圾焚烧厂的焚烧

和尾气处理设备，又可以节省投资和运行成本”。污泥和生活垃圾混合比例不超过20%时，

混合后的低位热值不低于5360kJ/kg，焚烧炉可以稳定焚烧发电，既实现了污泥焚烧处理处置稳定化、无害化、减量化、资源化的目标，又有很好的经济效益。

（1）污泥水分对焚烧的影响

污泥是含水极高的物质，目前焚烧炉的排烟温度大都在100 c以上，所以污泥带入炉内

的水分最后都是以蒸汽的形态排出焚烧炉的。这些蒸汽以汽化潜热的形式带走了燃料中的部分能量，剩余的热量才可被利用。脱水后的污泥含水率一般在80%左右，因而水分的蒸发过

程在污泥的整个燃烧过程占有很大的比重，水分对于污泥焚烧影响较大。对于 1 个标准大气压下，水汽化潜热为2510kJ/kg ，根据含水率等可以得出不同含水率下的能量损失份额。从图 1 可以看出，对