[发明专利]一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种火电厂烟气‑污泥‑太阳能综合梯级利用系统及方法，所述系统包括：锅炉，用于为火电厂提供热能；所述锅炉上设置有高温烟气排出口和原料入料口；空气预热器，用于利用锅炉排出的高温烟气余热预热空气；吸收式热泵，用于将少量高品位的高温烟气热量转化为大量低品位的循环热风热量以及冷水冷量；太阳能加热系统，用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能；污泥干化系统，包括至少两级依次串联的污泥干化机，各级污泥干化机依次干化并传输污泥。本发明实现了对烟气余热的梯级利用及对污泥的无害化处理，不仅系统的能量利用率及效率得以提高，而且可降低循环冷水及燃煤的消耗量，从而提高火电厂能源系统的经济性、环保性。

技术领域

本发明涉及烟气余热利用与污泥处理技术领域，具体涉及一种火电厂烟气- 污泥-太阳能综合梯级利用系统及方法。

背景技术

随着能源需求的日益增长，亟需推动能源结构体系改革，发展新型环保节能技术并对已有能源转化技术进行节能环保改造升级。火电厂是能源生产及消耗的大户，而在火电厂锅炉的各项热损失指标中，排烟热损失占比最大，约为 50％。这主要是由于锅炉排烟单位温降的放热量大于锅炉送风单位温升的吸热量，这就导致在空气预热器烟气出口侧的烟气仍有较高温度(可高达150℃)，大量的热量被白白浪费。通过合适的技术手段实现对这部分烟气能量的有效利用，将有利于提高火电厂的热利用率并提升节能环保水平。

另一方面，污泥的无害化处理已成为当前环保研究的重要课题，对环境保护以及生态安全具有重要意义。而污泥具有污染和资源的双重属性，将污泥高干脱水后与煤粉进行协同燃烧，不仅可以利用污泥自身热值，降低煤耗，还可以通过高温焚烧的方式，完全处理掉污泥其中的致病微生物，实现污泥的无害化处理。

近年来火电厂锅炉掺烧污泥已受到广泛关注，但现有技术主要集中在利用锅炉排烟或高温蒸汽对污泥进行干化处理后协同燃烧的可行性，所提出的系统仍存在一定的不足：

1)直接利用锅炉约250℃的高温排烟对湿污泥进行干化，在该温度下污泥中会有大量有机物挥发分恶臭气体产生，造成大气污染。

2)干化过程中高温排烟与低温污泥存在较大的换热温差，不可逆损失较大。

3)系统的能量梯级利用水平较低，高温烟气中的大量热量无法被有效地利用，造成热能的浪费。

4)仅对湿污泥进行一级干燥，进行一级干燥后的湿污泥中还会存在水分，将其直接通入至锅炉内进行燃烧时燃烧效率低下。并且对湿污泥进行干燥还需单独采用热源，需要额外消耗燃煤。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中系统的能量梯级利用水平较低以及仅对湿污泥进行一级干燥而造成燃烧效率低下的缺陷，以提升火电厂环保节能性，本发明从温度对口、品位匹配的原则出发，通过结合烟气余热梯级利用，污泥掺烧，太阳能集热，储热等能源技术，提供一种火电厂烟气- 污泥-太阳能综合梯级利用系统及方法，从而实现火电厂能源系统多能互补与污泥的无害化处理，提高系统的综合能源利用率与经济环保性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用系统，包括：

锅炉，用于为火电厂提供热能；所述锅炉上设置有高温烟气排出口和原料入料口；

空气预热器，通过主烟道与所述锅炉的高温烟气排出口相连通，用于利用所述锅炉排出的高温烟气余热预热空气；

吸收式热泵，通过旁路烟道连通设置在所述主烟道侧部，用于将少量高品位的高温烟气热量转化为大量低品位的循环热风热量以及冷水冷量；

太阳能加热系统，用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能；