一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统和方法与流程

本发明涉及煤炭清洁利用，具体为一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统和方法。

背景技术：

1、随着社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，这就导致污泥的产量越来越高。但是如何处理好这些污泥是目前亟待解决的问题，如不能妥善处理，会对环境造成极大的污染。农历生物质燃料是目前较为常见和产量较高的一类生物质燃料，之前很多农户采用的处理方式是在田里直接燃烧，这种方式不仅会造成大量的黑烟从而污染环境，还会带来火灾的危险。但是农林生物质燃料具有挥发分含量高的特性，因此具有较好的着火特性，在电站锅炉中是一种很好的助燃燃料。褐煤热解的副产品粉状热解半焦是一种煤热解的副产品，目前尚没有一种清洁处理半焦的方式，若是采用传统的掩埋法会对环境造成极大的污染。然而，半焦含碳量较高，是一种优质的动力燃料；

2、电站锅炉的掺烧技术在最近这些年得到了极大的发展，主要是采用电站燃煤锅炉对不同煤种进行掺混燃烧。但是掺混燃烧过程中存在很多问题，涉及到燃烧效率和污染物排放等问题。污泥的含水率极高，若想要实现在电站锅炉中燃烧极为困难，因此需要借助其它燃料燃烧产生的热量对其助燃。实现污泥、半焦和生物质燃料的清洁高效利用，不仅有利于推动我国低阶煤行业的发挥与进步，还会处理大量废弃物有利于保护环境，针对上述问题，发明人提出一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统和方法用于解决上述问题。

技术实现思路

1、为了解决电站燃煤锅炉的燃烧效率低以及燃烧对环境造成污染的问题；本发明的目的在于提供一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统和方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，包括褐煤热解炉、半焦磨煤机、膜分离设备、生物质换热器、污泥换热器、污泥磨煤机、生物质磨煤机、生物质一次风喷口、半焦一次风喷口、污泥一次风喷口、热解气喷口、燃尽风喷口、空预器、泵、烟气除尘器、风机、烟囱和锅炉本体，所述锅炉本体以及自下而上布置在锅炉本体内的生物质着火区、污泥掺烧区、热解气再燃区和燃尽区。

3、优选地，所述半焦磨煤机的上表面固定设有处理箱，所述处理箱的两侧均固定安装有固定机架，两个所述固定机架远离处理箱的一端和半焦磨煤机的上表面固定连接，所述处理箱的上表面固定安装有加料斗，所述处理箱远离加料斗的一面开设有下料口，所述下料口和半焦磨煤机的进料口竖直对应，所述处理箱的内壁固定安装有两个侧板，两个所述侧板之间设有筛除机构，所述处理箱的内部设有除尘组件，所述筛除机构的表面设有下料机构。

4、优选地，所述筛除机构包括料框，所述料框的内壁固定安装有筛网，两个所述侧板的相对侧均开设有导向槽，两个所述导向槽的内壁均滑动连接有导向块，两个所述导向块的相对侧均转动安装有转轴，两个所述转轴的一端和料框的两侧固定连接。

5、优选地，两个所述导向槽的内壁均固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的活塞端和导向块的上表面固定连接，两个所述伸缩杆的外壁均活动套设有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的一端和导向槽的内壁固定连接，所述伸缩弹簧的另一端和导向块的上表面固定连接。

6、优选地，所述料框的下表面固定安装有u型架，所述u型架远离料框的一面固定安装有两个推动块，两个所述推动块远离u型架的一面均固定安装有连接杆，两个所述连接杆的一端均固定安装有推动盘，所述处理箱的内壁固定设有电机，所述电机的外壁固定安装有固定块，所述固定块的一侧和处理箱的内壁固定连接，所述电机的驱动输出端固定安装有转动杆，所述转动杆远离电机的一端和处理箱的内壁转动连接，所述转动杆的外壁固定安装有两个凸轮。

7、优选地，所述除尘组件包括除尘风管，所述除尘风管的一端和处理箱的一侧固定连接，所述除尘风管远离处理箱的一端开设有圆形凹槽，所述除尘风管的内壁固定安装有吸风机，所述除尘风管靠近处理箱的一端固定安装有风罩。

8、优选地，所述下料机构包括齿板，其中一个所述转轴的外壁固定安装有齿轮，所述齿板和齿轮啮合连接，其中一个所述导向块的一侧固定安装有连接架，所述连接架远离导向块的一端固定安装有气缸，所述气缸的活塞端和齿板的一端固定连接。

9、本发明还提供一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的方法，包括以下步骤：

10、s1、褐煤在褐煤热解炉中热解后产生的焦油、块状半焦和一部分热解气作为化工产品进行收集；

11、s2、粉状半焦经过半焦磨煤机破碎后送入锅炉本体的炉膛内燃烧；

12、s3、利用尾部烟气干燥污泥和农林生物质，然后通入锅炉本体的炉膛内燃烧；

13、s4、农林生物质燃烧产生热量助燃半焦，二者混燃产生的巨大热量用来助燃污泥；

14、s5、当热解气在锅炉本体的炉膛中燃烧时，形成热解气再燃区；

15、s6、空气经过膜分离设备制备富氧气体助燃燃料；

16、s7、烟气最终经烟气除尘器除尘后，再经风机和烟囱排空。

17、优选地，褐煤在褐煤热解炉中经过热解会生成块状半焦、粉状半焦、热解气和焦油，其中粉状半焦和一部分热解气可作为锅炉本体中的燃料，另一部分热解气、块状半焦和焦油则作为化工产品进行回收利用，利用烟气预热按顺序分别在污泥换热器和生物质换热器中对污泥和农林生物质进行换热，换热完成后的烟气经烟气除尘器、风机和烟囱排空。

18、优选地，锅炉本体的炉膛内燃烧布置由下到上依次为生物质、半焦和污泥，利用生物质着火特性较优助燃半焦，半焦燃烧会释放大量热量从而助燃污泥。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

20、1、本发明中，利用农林生物质着火产生的热量助燃半焦，而半焦燃烧产生巨大热量助燃污泥，从而实现三者的耦合利用，利用膜分离设备的膜分离技术制备富氧气体助燃混合燃料强化燃烧过程，利用尾部烟气热量对污泥和农林生物质燃料进行梯级预热，强化燃料的着火行为；

21、2、本发明中，利用部分褐煤热解产生的热解气在锅炉本体的炉膛内形成热解气再燃区，降低混燃过程中的nox生成量，褐煤热解不仅会提供粉状半焦和热解气作为燃料，还会产生热解气、焦油和块状半焦等化工产品，而锅炉会生产电能和热能等化工产品，因此整个工业系统实现了化工多联产，利用热解炉和电站锅炉耦合的工业系统实现农林生物质、半焦和污泥的混合利用，并且实现了该工业系统的化工多联产，既提高了工业生产的效率还处理了固废，同时避免环境遭到污染；

22、3、本发明中，通过将生成的块状半焦添加至料框内，并驱动料框往复升降，料框的往复升降使块状半焦振动，块状半焦的振动使灰尘通过筛网向下掉落，吸风机抽吸滤网下方的空气，灰尘连同空气通过风罩及除尘风管排出，从而方便的实现了块状半焦的除尘，进而避免块状半焦中的灰尘连通块状半焦一同进入半焦磨煤机，避免后续的燃烧受到影响。

技术特征：

1.一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，包括褐煤热解炉、半焦磨煤机、膜分离设备、生物质换热器、污泥换热器、污泥磨煤机、生物质磨煤机、生物质一次风喷口、半焦一次风喷口、污泥一次风喷口、热解气喷口、燃尽风喷口、空预器、泵、烟气除尘器、风机、烟囱和锅炉本体，其特征在于：所述锅炉本体以及自下而上布置在锅炉本体内的生物质着火区、污泥掺烧区、热解气再燃区和燃尽区。

2.如权利要求1所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：所述半焦磨煤机的上表面固定设有处理箱，所述处理箱的两侧均固定安装有固定机架，两个所述固定机架远离处理箱的一端和半焦磨煤机的上表面固定连接，所述处理箱的上表面固定安装有加料斗，所述处理箱远离加料斗的一面开设有下料口，所述下料口和半焦磨煤机的进料口竖直对应，所述处理箱的内壁固定安装有两个侧板，两个所述侧板之间设有筛除机构，所述处理箱的内部设有除尘组件，所述筛除机构的表面设有下料机构。

3.如权利要求2所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：所述筛除机构包括料框，所述料框的内壁固定安装有筛网，两个所述侧板的相对侧均开设有导向槽，两个所述导向槽的内壁均滑动连接有导向块，两个所述导向块的相对侧均转动安装有转轴，两个所述转轴的一端和料框的两侧固定连接。

4.如权利要求3所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：两个所述导向槽的内壁均固定安装有伸缩杆，所述伸缩杆的活塞端和导向块的上表面固定连接，两个所述伸缩杆的外壁均活动套设有伸缩弹簧，所述伸缩弹簧的一端和导向槽的内壁固定连接，所述伸缩弹簧的另一端和导向块的上表面固定连接。

5.如权利要求3所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：所述料框的下表面固定安装有u型架，所述u型架远离料框的一面固定安装有两个推动块，两个所述推动块远离u型架的一面均固定安装有连接杆，两个所述连接杆的一端均固定安装有推动盘，所述处理箱的内壁固定设有电机，所述电机的外壁固定安装有固定块，所述固定块的一侧和处理箱的内壁固定连接，所述电机的驱动输出端固定安装有转动杆，所述转动杆远离电机的一端和处理箱的内壁转动连接，所述转动杆的外壁固定安装有两个凸轮。

6.如权利要求2所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：所述除尘组件包括除尘风管，所述除尘风管的一端和处理箱的一侧固定连接，所述除尘风管远离处理箱的一端开设有圆形凹槽，所述除尘风管的内壁固定安装有吸风机，所述除尘风管靠近处理箱的一端固定安装有风罩。

7.如权利要求3所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的系统，其特征在于：所述下料机构包括齿板，其中一个所述转轴的外壁固定安装有齿轮，所述齿板和齿轮啮合连接，其中一个所述导向块的一侧固定安装有连接架，所述连接架远离导向块的一端固定安装有气缸，所述气缸的活塞端和齿板的一端固定连接。

8.如权利要求1所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的方法，其特征在于，褐煤在褐煤热解炉中经过热解会生成块状半焦、粉状半焦、热解气和焦油，其中粉状半焦和一部分热解气可作为锅炉本体中的燃料，另一部分热解气、块状半焦和焦油则作为化工产品进行回收利用，利用烟气预热按顺序分别在污泥换热器和生物质换热器中对污泥和农林生物质进行换热，换热完成后的烟气经烟气除尘器、风机和烟囱排空。

10.如权利要求8所述的一种污泥-农林生物质混燃耦合化工多联产的方法，其特征在于，锅炉本体的炉膛内燃烧布置由下到上依次为生物质、半焦和污泥，利用生物质着火特性较优助燃半焦，半焦燃烧会释放大量热量从而助燃污泥。

技术总结本发明公开一种污泥‑农林生物质混燃耦合化工多联产的系统和方法，涉及煤炭清洁利用技术领域；而本发明包括褐煤热解炉、半焦磨煤机、膜分离设备、生物质换热器、污泥换热器、污泥磨煤机、生物质磨煤机、生物质一次风喷口、半焦一次风喷口、污泥一次风喷口、热解气喷口、燃尽风喷口、空预器、泵、烟气除尘器、风机、烟囱和锅炉本体，锅炉本体以及自下而上布置在锅炉本体内的生物质着火区、污泥掺烧区、热解气再燃区和燃尽区；本发明中，利用热解炉和电站锅炉耦合的工业系统实现农林生物质、半焦和污泥的混合利用，并且实现了该工业系统的化工多联产，既提高了工业生产的效率还处理了固废，同时避免环境遭到污染。技术研发人员：卫健,施斌,谢文辉,安城,赵鹏勃,许强受保护的技术使用者：国家电投集团江西电力有限公司分宜发电厂技术研发日：技术公布日：2024/7/4