CN115899716A - 一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火电厂烟气‑污泥‑太阳能综合梯级利用***及方法，所述***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***，用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能；污泥干化***，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***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***的经济性、环保性。

Description

一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***及方法

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***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***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)***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***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***及方法，从而实现火电厂能源***多能互补与污泥的无害化处理，提高***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***，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***，用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能；

污泥干化***，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；一级污泥干化机通过所述吸收式热泵对污泥进行加热，各次级污泥干化机分别通过所述太阳能加热***对污泥进行加热，位于尾部的次级污泥干化机能够将干燥后的污泥输入至所述锅炉内进行焚烧。

可选的，所述吸收式热泵包括：

发生器，内部设置为腔体状并设置有与旁路烟道相连通的烟气管网；

吸收器，内部设置为腔体状并设置有第一循环热风管网，第一循环热风管网与一级污泥干化机的热风出口相连通；所述发生器的内腔与所述吸收器的内腔之间通过稀吸收溶液循环***相连通；

冷凝器，内部设置为腔体状并设置有与第一循环热风管网相连通的第二循环热风管网，第二循环热风管网与一级污泥干化机的热风入口相连通；所述发生器的高温蒸汽出口与所述冷凝器的内腔相连通；

蒸发器，内部设置为腔体状并设置有通入冷水的冷水管网；所述冷凝器的冷凝水出口与蒸发器的内腔相连通，所述蒸发器的低温低压水蒸气出口与所述吸收器的内腔相连通。

可选的，所述一级循环热风***包括：

一级循环热风出风管，一端与所述第二循环热风管网的热风出口相连通，另一端与一级污泥干化机相连通；

一级循环热风入风管，一端与一级污泥干化机相连通，另一端与所述第一循环热风管网的热风入口相连通；

第一干燥管，设置在一级循环热风入风管上，用于对从一级污泥干化机输出的一级循环风进行干燥；

第一循环泵，设置在一级循环热风入风管上。

可选的，一级污泥干化机上连通设置有输入污泥的湿污泥输送机构。

可选的，所述太阳能加热***包括：

二级循环热风管，循环封闭连接设置在次级污泥干化机上，用于输送二级循环热风；所述二级循环热风管上设置有关断阀和第一流量调节阀；

太阳能空气集热器，设置在二级循环热风管上，用于收集中高温太阳热能并对二级循环热风进行加热；

第二循环泵，设置在所述二级循环热风管上；

第二干燥管，设置在所述二级循环热风管上，用于对二级循环热风进行干燥。

可选的，所述二级循环热风管上并联连通设置有二级循环热风分管，二级循环热风分管上设置有：

储热设备，能够在太阳能资源丰富时储存多余热量，并在夜间太阳能资源不足时释放热量；

第三循环泵；

第二流量调节阀，用于调节输入至所述储热设备的二级循环热风量。

可选的，所述储热设备的内部设置有中温相变材料。

可选的，还包括：

尾气处置***，用于对从所述空气预热器及所述吸收式热泵排出的尾气进行处理。

可选的，所述尾气处置***包括：

除尘器，与所述空气预热器的出气端及烟气管网的出气端相连通，用于对烟气除尘；

烟气脱硫脱硝装置，与所述除尘器的出气端相连通，用于对烟气脱硫脱硝；

排气管路，与所述烟气脱硫脱硝装置的出气端相连通；

引风机，设置在所述排气管路上；

烟囱，连通设置在所述排气管路末端，用于将尾气排空。

一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用方法，所述方法基于所述的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***进行，包括以下步骤：

S1.锅炉产生的高温烟气分为两部分：一部分高温烟气通过主烟道进入空气预热器与空气换热，另一部分高温烟气通过旁路烟道进入吸收式热泵的发生器；

S2.吸收式热泵以旁路烟道高温烟气为高温驱动热源，以冷水为低温热源，通过吸收高温烟气和冷水的热量，对一级循环热风进行加热；冷水通入吸收式热泵的蒸发器中降温后进入冷却塔为机组降温；

S3.污泥在湿污泥输送机构的输送下依次进入各级污泥干化机进行逐级干化升温，最终输入到锅炉中与煤混合后进行燃烧；

其中，一级污泥干化机通过吸收式热泵对污泥进行加热；各次级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热。

可选的，所述步骤S3中，一级污泥干化机通过吸收式热泵对污泥进行加热的步骤为：

在一级污泥干化机中，利用来自吸收式热泵中冷凝器的一级循环热风对污泥进行干化及升温；从一级污泥干化机出口的热风经过第一干燥管干燥后再次进入吸收式热泵中的吸收器，以获取热量。

可选的，所述步骤S3中，各次级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热的步骤为：

从次级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管进行干燥，并在第二循环泵的作用下进入太阳能空气集热器获取热量，再返回至次级污泥干化机热风入口；

或从次级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管进行干燥，并在第三循环泵的作用下再次进入储热设备获取热量，再返回至次级污泥干化机热风入口。

可选的，还包括尾气处置步骤：

从吸收式热泵及空气预热器烟气出口出来的烟气汇聚后依次通过除尘器及烟气脱硫脱硝装置，在达到排放标准后在引风机的作用下从烟囱中排放到大气环境中。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，在传统火电厂能源***的基础上，通过新引入的太阳能加热***、污泥干化***、吸收式热泵间的协同作用，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***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***的经济性、环保性。

本发明提升了火电厂环保节能性，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，实现了火电厂能源***多能互补与污泥的无害化处理，提高了***的综合能源利用率与经济环保性。

2.本发明提供的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，通过旁路烟道将部分烟气抽出并作为吸收式热泵的驱动高温热源，有利于更好地匹配锅炉排烟时单位温降的放热量与锅炉送风时单位温升的吸热量，从而减少空气预热器中的不可逆损失。

3.本发明提供的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，吸收式热泵通过吸收高温烟气和冷水中的热量，从而对一级循环热风进行加热。通过这种方式，少量高品位的高温烟气热量转化为大量低品位的一级循环热风热量以及冷水冷量，不仅可避免高温烟气直接干化污泥所造成的巨大换热温差损以及大气污染，还可提升***能量利用率，用于污泥干化的一级循环热风供热量增大的同时冷水温度降低，因此在满足相同冷却负荷的需求下冷却塔所消耗的冷水量减少，有利于提高***经济性及环保性。

4.本发明提供的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，通过耦合光热及储热设备，减少了干化污泥所消耗的能量，并实现了污泥全天候连续干化。

5.本发明提供的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，通过多级污泥干化的方式，实现了污泥的逐级干化及升温，使其换热过程温度对口，换热温差所造成的不可逆损失减少，有利于提高***的效率及节能性；并且通过多级污泥干化的方式，大大降低湿污泥中存在的水分，提高污泥燃烧效率，因利用太阳能对污泥进行干燥，对污泥的干燥无需额外消耗燃煤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***的结构示意图；

图2为本发明一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***中吸收式热泵的结构示意图。

附图标记：

1、锅炉；2、空气预热器；3、吸收式热泵；31、吸收器；32、输送泵；33、发生器；34、冷凝器；35、减压阀；36、蒸发器；4、除尘器；5、烟气脱硫脱硝装置；6、引风机；7、烟囱；8、冷却塔；9、太阳能空气集热器；10、储热设备；11、湿污泥仓；12、螺旋输送机；13、一级污泥干化机；14、二级污泥干化机；15、第一干燥管；16、第二干燥管；17、第一循环泵；18、第二循环泵；19、第三循环泵；20、第一流量调节阀；21、第二流量调节阀；22、关断阀；a、稀吸收溶液；b、高温高压水蒸气；c、浓吸收溶液；d、低温冷凝水。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示的一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***的一种具体实施方式，包括锅炉1、空气预热器2、吸收式热泵3、太阳能加热***、污泥干化***。

锅炉1用于将干化后的污泥和煤混合后的燃料进行燃烧，从而产生高温蒸汽作为火电厂发电的原料，燃料燃烧后变为高温烟气从烟道排出。锅炉1上设置有高温烟气排出口和原料入料口。高温烟气排出口设置在锅炉1的底部，原料入料口设置在锅炉1的侧部。

空气预热器2通过主烟道与锅炉1的高温烟气排出口相连通，用于利用锅炉1排出的高温烟气余热预热空气，其中空气预热器2的烟气入口通过主烟道与锅炉烟气出口连通，空气预热器烟气出口与除尘器连通。

吸收式热泵3通过旁路烟道连通设置在主烟道侧部，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***用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能。

污泥干化***，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；一级污泥干化机通过吸收式热泵3对污泥进行加热，各次级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热，位于尾部的次级污泥干化机能够将干燥后的污泥输入至锅炉1内进行焚烧。

上述一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***，本实施例在传统火电厂能源***的基础上，通过新引入的太阳能加热***、污泥干化***、吸收式热泵间的协同作用，实现对烟气余热的梯级利用及对污泥的无害化处理，不仅***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***的经济性、环保性。

本发明中的一级污泥干化机利用一级循环热风对污泥进行干化。一级污泥干化机污泥出口与二级污泥干化机入口连通，本实施例中设置有两级污泥干化机，也可设置有多级污泥干化机。二级污泥干化机利用二级循环热风对污泥进行干化。本实施例中的二级污泥干化机污泥出口与锅炉污泥入口连通。

其中，本发明中的吸收式热泵3利用锅炉高温烟气为高温驱动热源，以冷水为低温热源，对一级循环热风进行加热。吸收式热泵通过吸收高温烟气和冷水中的热量，从而对一级循环热风进行加热。通过这种方式，少量高品位的高温烟气热量转化为大量低品位的一级循环热风热量以及冷水冷量，不仅可避免高温烟气直接干化污泥所造成的巨大换热温差损以及大气污染，还可提升***能量利用率，用于污泥干化的一级循环热风供热量增大的同时冷水温度降低，因此在满足相同冷却负荷的需求下冷却塔所消耗的冷水量减少，有利于提高***经济性及环保性。

如图2所示，本发明中的吸收式热泵3包括发生器33、吸收器31、冷凝器 34、蒸发器36。

发生器33内部设置为腔体状并设置有与旁路烟道相连通的烟气管网，进而使得发生器与锅炉烟气出口连通，发生器烟气出口与除尘器入口连通。

吸收器31的内部设置为腔体状并设置有第一循环热风管网，第一循环热风管网与一级污泥干化机的热风出口相连通。发生器33的内腔与吸收器31的内腔之间通过稀吸收溶液循环***相连通。更为具体地，吸收器热风入口与第一干燥管热风出口连通。

冷凝器34的内部设置为腔体状并设置有与第一循环热风管网相连通的第二循环热风管网，第二循环热风管网与一级污泥干化机的热风入口相连通。发生器33的高温蒸汽出口与冷凝器34的内腔相连通。

蒸发器36的内部设置为腔体状并设置有冷水管网。冷水管网的一端通入冷水，冷水管网的另一端与冷却塔冷水入口连通。冷却塔用于为机组降温，使机组维持稳定运行。

冷凝器34的冷凝水出口与蒸发器36的内腔相连通，蒸发器36的低温低压水蒸气出口与吸收器31的内腔相连通。

此外，本发明在冷凝器34的冷凝水出口与蒸发器36的内腔之间的连接管路上还设置有减压阀35，通过设置的减压阀35能够对从冷凝器34排出的冷凝水进一步降温。

本发明中吸收式热泵工作原理如下：

来自吸收器31的稀吸收溶液a在输送泵32的作用下通入发生器33。发生器33以旁路烟道高温烟气为驱动热源，对稀吸收溶液a进行加热浓缩，产生高温高压水蒸气b及浓吸收溶液c，此时高温烟气温度降低并从发生器33中排出。高温高压水蒸气b进入冷凝器34中放出热量，变为低温冷凝水d；该低温冷凝水在减压阀35的作用下温度进一步降低，并随后通入蒸发器36中进行低温蒸发以产生低温低压水蒸气e，该蒸发过程吸收来自外界冷水的热量，使外界冷水温度降低。最后低温低压水蒸气e与来自吸收器31的浓吸收溶液c共同进入吸收器中混合，产生稀吸收溶液a的同时放出热量，完成吸收溶液的循环。

对于一级循环热风，其先后在吸收器31和冷凝器34中吸收溶液混合及高温水蒸气冷凝过程放出的热量，随后排出进入一级污泥干化机热风入口。因此，吸收式热泵利用了高品位余热的做功能力，将高温烟气及外界冷水中的热量转移到一级循环热风中，一方面使得循环热风的加热量增大，有利于提高污泥干化量，另一方面使得单位冷水的冷量增加，进而有利于降低冷却塔的冷水消耗量。

一级循环热风***包括一级循环热风出风管、一级循环热风入风管、第一干燥管15、第一循环泵17。

一级循环热风出风管的一端与第二循环热风管网的热风出口相连通，另一端与一级污泥干化机相连通。

一级循环热风入风管的一端与一级污泥干化机相连通，另一端与第一循环热风管网的热风入口相连通。

第一干燥管15设置在一级循环热风入风管上，用于对从一级污泥干化机输出的一级循环风进行干燥。

第一循环泵17设置在一级循环热风入风管上，用于对一级循环热风进行泵送。

一级污泥干化机上连通设置有输入污泥的湿污泥输送机构。湿污泥输送机构包括湿污泥仓11和螺旋输送机12。湿污泥仓11用于存放湿污泥。螺旋输送机12用于输送污泥，螺旋输送机12的出泥口与一级污泥干化机13的入泥口相连通。

进一步地，本发明中的太阳能加热***包括二级循环热风管、太阳能空气集热器9、关断阀22、第一流量调节阀20、第二循环泵18、第二干燥管16。

二级循环热风管循环封闭连接设置在次级污泥干化机上，用于输送二级循环热风。二级循环热风管上设置有关断阀22和第一流量调节阀20。关断阀22 用于控制二级循环热风管的通断，关断阀22起到开闭作用，用于白天、夜间的管道切换。第一流量调节阀20用于调节二级循环热风管上的流量大小，进而调节白天输入至二级污泥干化机内的二级循环热风量。

太阳能空气集热器9设置在二级循环热风管上，用于收集中高温太阳热能并对二级循环热风进行加热。第二循环泵18设置在二级循环热风管上，用于在白天驱动二级循环热风。第二干燥管16设置在二级循环热风管上，用于对二级循环热风进行干燥。

二级循环热风管上并联连通设置有二级循环热风分管，二级循环热风分管上设置有储热设备10、第三循环泵19、第二流量调节阀21。储热设备10能够在太阳能资源丰富时储存多余热量，并在夜间太阳能资源不足时释放热量。第三循环泵19用于在夜间驱动二级循环热风。第二流量调节阀21用于调节输入至储热设备10的二级循环热风量。通过耦合光热及储热设备，减少了干化污泥所消耗的能量，并实现了污泥全天候连续干化。

作为一种改进的实施方式，本实施例中的储热设备10的内部设置有中温相变材料。在太阳能资源丰富时，从太阳能空气集热器出口的高温二级循环热风进入储热设备中释放热量给相变材料，相变材料从固态转变为液态，从而储存多余热量，储热设备出口温度降低的二级循环热风再次进入太阳能空气集热器以继续循环。并在夜间等太阳能资源不足时，从第二干燥管出口的低温二级循环热风进入储热设备中吸收热量，相变材料从液态转变为固态，从而释放存储的热量，二级循环热风经过储热设备温度升高，从储热设备出口输出的温度升高的二级循环热风再次进入二级污泥干化机，以继续循环。进而通过储热设备实现了整个***的持续运行。

作为一种改进的实施方式，本实施例还包括尾气处置***，尾气处置***用于对从空气预热器2及吸收式热泵3排出的尾气进行处理。

尾气处置***包括除尘器4、烟气脱硫脱硝装置5、排气管路、引风机6 和烟囱7。

除尘器4与空气预热器2的出气端及烟气管网的出气端相连通，用于对烟气除尘。

烟气脱硫脱硝装置5与除尘器4的出气端相连通，用于对烟气脱硫脱硝，以使其达到排放标准。排气管路与烟气脱硫脱硝装置5的出气端相连通。

引风机6设置在排气管路上，用于将锅炉内的烟气抽出，并将经烟气脱硫脱硝装置5处理后的烟气引入至烟囱7内。

烟囱7连通设置在排气管路末端，并竖向设置，用于将尾气排空。

本实施例中，通过尾气处置***对烟气进行除尘、脱硫脱硝，而后排出大气，避免了出现锅炉烟气直接排空对环境造成污染的问题。

实施例2

本实施例公开了一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用方法的一种具体实施方式，该方法基于实施例1中一种火电厂烟气-污泥-太阳能综合梯级利用***进行，包括以下步骤：

S1.锅炉1产生的高温烟气分为两部分：一部分高温烟气通过主烟道进入空气预热器2与空气换热，另一部分高温烟气通过旁路烟道进入吸收式热泵3的发生器33，作为高温驱动热源。由于进入空气预热器的烟气量减少，因此有利于更好地匹配锅炉排烟时单位温降的放热量与锅炉送风时单位温升的吸热量，从而减少空气预热器2中的不可逆损失。

S2.吸收式热泵3以旁路烟道高温烟气为高温驱动热源，以冷水为低温热源，通过吸收高温烟气和冷水的热量，对一级循环热风进行加热。通过这种方式，少量高品位的高温烟气热量转化为大量低品位的一级循环热风热量以及冷水冷量，不仅可避免高温烟气直接干化污泥所造成的巨大换热温差损以及大气污染，还可提升***能量利用率。冷水通入吸收式热泵3蒸发器中降温后进入冷却塔8为机组降温，用于污泥干化的一级循环热风供热量增大的同时冷水温度降低，因此在满足相同冷却负荷的需求下冷却塔8所消耗的冷水量减少。

S3.湿污泥仓11中的污泥在螺旋输送机12的作用下依次通过一级污泥干化机13及各级污泥干化机进行逐级干化升温，并最终送入到锅炉1中与煤混合后进行燃烧。

其中，一级污泥干化机通过吸收式热泵3对污泥进行加热，具体步骤为：

在一级污泥干化机中，利用来自吸收式热泵3中冷凝器34的一级循环热风对污泥进行干化及升温，由于一级循环热风温度相对较低，因此由于换热温差所造成的损较小。从一级污泥干化机出口的热风经过第一干燥管15干燥后，在第一循环泵17的作用下再次进入吸收式热泵中的吸收器31，以获取热量。

与一级污泥干化机相串联的其余各级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热。

例如，在二级污泥干化机14中，利用来自太阳能空气集热器9或储热设备 10的二级循环热风对污泥进行进一步的干化及升温。由于太阳热能的温度品位较高，因此更适用于对污泥进行中高温度段的干化升温。

在白天时，从二级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管16 进行干燥，并在第二循环泵18的作用下进入太阳能空气集热器9获取热量，再返回至次级污泥干化机热风入口。更为具体地，在白天太阳能资源较为丰富时，第二循环泵18及关断阀22开启，第三循环泵19关闭，二级循环热风从太阳能空气集热器9中吸热，根据太阳能辐照强度及污泥质量流率调节第一流量调节阀20及第二流量调节阀21，从而调节进入储热设备10及二级污泥干化机14 的二级循环热风流量，在储热设备10中放热后的二级循环热风将再次进入太阳能空气集热器9，而从二级污泥干化机14出口的热风则需先经过第二干燥管16 进行干燥，随后再次进入太阳能空气集热器9，从而完成循环。

在夜间时，从二级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管16 进行干燥，并在第三循环泵19的作用下再次进入储热设备10获取热量，再返回至二级污泥干化机热风入口。更为具体地，在夜间等太阳能资源不足时，第二循环泵18及关断阀22关闭，第三循环泵19开启，二级循环热风从储热设备 10中吸热后进入到二级污泥干化机14中对污泥进行干化，二级污泥干化机14 出口的热风进入第二干燥管16中进行干燥后将再次进入储热设备10中吸热，从而完成循环。

作为一种改进的实施方式，本实施例还包括尾气处置步骤：

从吸收式热泵3及空气预热器2烟气出口出来的烟气汇聚后依次通过除尘器4及烟气脱硫脱硝装置5，在达到排放标准后在引风机6的作用下从烟囱7 中排放到大气环境中。本实施例通过对吸收式热泵3及空气预热器2排出的烟气进行处理，进而来避免排出的烟气直接排入至大气的情况。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，包括：

锅炉(1)，用于为火电厂提供热能；所述锅炉(1)上设置有高温烟气排出口和原料入料口；

空气预热器(2)，通过主烟道与所述锅炉(1)的高温烟气排出口相连通，用于利用所述锅炉(1)排出的高温烟气余热预热空气；

吸收式热泵(3)，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***，用于收集太阳热能并将太阳能转化为热能；

污泥干化***，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；一级污泥干化机通过所述吸收式热泵(3)对污泥进行加热，各次级污泥干化机分别通过所述太阳能加热***对污泥进行加热，位于尾部的次级污泥干化机能够将干燥后的污泥输入至所述锅炉(1)内进行焚烧。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述吸收式热泵(3)包括：

发生器(33)，内部设置为腔体状并设置有与旁路烟道相连通的烟气管网；

吸收器(31)，内部设置为腔体状并设置有第一循环热风管网，第一循环热风管网与一级污泥干化机的热风出口相连通；所述发生器(33)的内腔与所述吸收器(31)的内腔之间通过稀吸收溶液循环***相连通；

冷凝器(34)，内部设置为腔体状并设置有与第一循环热风管网相连通的第二循环热风管网，第二循环热风管网与一级污泥干化机的热风入口相连通；所述发生器(33)的高温蒸汽出口与所述冷凝器(34)的内腔相连通；

蒸发器(36)，内部设置为腔体状并设置有通入冷水的冷水管网；所述冷凝器(34)的冷凝水出口与蒸发器(36)的内腔相连通，所述蒸发器(36)的低温低压水蒸气出口与所述吸收器(31)的内腔相连通。

3.根据权利要求2所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述一级循环热风***包括：

一级循环热风出风管，一端与所述第二循环热风管网的热风出口相连通，另一端与一级污泥干化机相连通；

一级循环热风入风管，一端与一级污泥干化机相连通，另一端与所述第一循环热风管网的热风入口相连通；

第一干燥管(15)，设置在一级循环热风入风管上，用于对从一级污泥干化机输出的一级循环风进行干燥；

第一循环泵(17)，设置在一级循环热风入风管上。

4.根据权利要求2所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，一级污泥干化机上连通设置有输入污泥的湿污泥输送机构。

5.根据权利要求1所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述太阳能加热***包括：

二级循环热风管，循环封闭连接设置在次级污泥干化机上，用于输送二级循环热风；所述二级循环热风管上设置有关断阀(22)和第一流量调节阀(20)；

太阳能空气集热器(9)，设置在二级循环热风管上，用于收集中高温太阳热能并对二级循环热风进行加热；

第二循环泵(18)，设置在所述二级循环热风管上；

第二干燥管(16)，设置在所述二级循环热风管上，用于对二级循环热风进行干燥。

6.根据权利要求5所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述二级循环热风管上并联连通设置有二级循环热风分管，二级循环热风分管上设置有：

储热设备(10)，能够在太阳能资源丰富时储存多余热量，并在夜间太阳能资源不足时释放热量；

第三循环泵(19)；

第二流量调节阀(21)，用于调节输入至所述储热设备(10)的二级循环热风量。

7.根据权利要求6所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述储热设备(10)的内部设置有中温相变材料。

8.根据权利要求2所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，还包括：

尾气处置***，用于对从所述空气预热器(2)及所述吸收式热泵(3)排出的尾气进行处理。

9.根据权利要求8所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***，其特征在于，所述尾气处置***包括：

除尘器(4)，与所述空气预热器(2)的出气端及烟气管网的出气端相连通，用于对烟气除尘；

烟气脱硫脱硝装置(5)，与所述除尘器(4)的出气端相连通，用于对烟气脱硫脱硝；

排气管路，与所述烟气脱硫脱硝装置(5)的出气端相连通；

引风机(6)，设置在所述排气管路上；

烟囱(7)，连通设置在所述排气管路末端，用于将尾气排空。

10.一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至9任意一项所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用***进行，包括以下步骤：

S1.锅炉(1)产生的高温烟气分为两部分：一部分高温烟气通过主烟道进入空气预热器(2)与空气换热，另一部分高温烟气通过旁路烟道进入吸收式热泵(3)的发生器(33)；

S2.吸收式热泵(3)以旁路烟道高温烟气为高温驱动热源，以冷水为低温热源，通过吸收高温烟气和冷水的热量，对一级循环热风进行加热；

S3.污泥在湿污泥输送机构的输送下依次进入各级污泥干化机进行逐级干化升温，最终输入到锅炉(1)中与煤混合后进行燃烧；

其中，一级污泥干化机通过吸收式热泵(3)对污泥进行加热；各次级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热。

11.根据权利要求10所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用方法，其特征在于，所述步骤S3中，一级污泥干化机通过吸收式热泵(3)对污泥进行加热的步骤为：

在一级污泥干化机中，利用来自吸收式热泵(3)中冷凝器(34)的一级循环热风对污泥进行干化及升温；从一级污泥干化机出口的热风经过第一干燥管(15)干燥后再次进入吸收式热泵中的吸收器(31)，以获取热量。

12.根据权利要求10所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用方法，其特征在于，所述步骤S3中，各次级污泥干化机分别通过太阳能加热***对污泥进行加热的步骤为：

从次级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管(16)进行干燥，并在第二循环泵(18)的作用下进入太阳能空气集热器(9)获取热量，再返回至次级污泥干化机热风入口；

或从次级污泥干化机热风出口的二级循环热风进入第二干燥管(16)进行干燥，并在第三循环泵(19)的作用下再次进入储热设备(10)获取热量，再返回至次级污泥干化机热风入口。

13.根据权利要求10所述的一种火电厂烟气－污泥－太阳能综合梯级利用方法，其特征在于，还包括尾气处置步骤：

从吸收式热泵(3)及空气预热器(2)烟气出口出来的烟气汇聚后依次通过除尘器(4)及烟气脱硫脱硝装置(5)，在达到排放标准后在引风机(6)的作用下从烟囱(7)中排放到大气环境中。

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