申请日2017.08.11
公开(公告)日2017.11.21
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; F23G7/00; F23K1/00; F23L15/00; F23J1/06
摘要
本发明提供了一种出渣热干化污泥焚烧处理系统及处理方法，本系统包括锅炉及播泥风机，所述锅炉底部开设有炉渣排出口，所述锅炉的侧壁上开设有污泥进料口，所述播泥风机的出风口借助播泥管道与所述污泥进料口相连通，所述锅炉的侧壁上还开设有热空气排出口，所述炉渣排出口连接有一套炉渣处理设备，所述炉渣处理设备上开设有用于吸入冷空气、实现设备内炉渣冷却的冷空气吸入口，所述冷空气吸入口与所述炉渣排出口相连通，所述热空气排出口与所述播泥风机的进风口相连通。本发明利用焚烧后的炉渣完成对空气的加热，再利用加热后的空气完成对污泥的干燥。热能利用率高，充分地简化了工艺流程、降低了生产成本。
摘要附图
CN107365040A[中文]
权利要求书
1.一种出渣热干化污泥焚烧处理系统，包括锅炉(1)及播泥风机(3)，所述锅炉(1)底部开设有炉渣排出口(11)，所述锅炉(1)的侧壁上开设有污泥进料口(12)，所述播泥风机(3)的出风口借助播泥管道与所述污泥进料口(12)相连通，其特征在于：所述锅炉(1)的侧壁上还开设有热空气排出口(13)，所述炉渣排出口(11)连接有一套炉渣处理设备(4)，所述炉渣处理设备上开设有用于吸入冷空气、实现设备内炉渣冷却的冷空气吸入口(41)，所述冷空气吸入口(41)与所述炉渣排出口(11)相连通，所述热空气排出口(13)与所述播泥风机(3)的进风口相连通。
2.根据权利要求1所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：所述锅炉(1)内部存在一主加热区(2)，所述主加热区(2)位于所述热空气排出口(13)的上方并与所述污泥进料口(12)相连通。
3.根据权利要求1所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：所述炉渣处理设备(4)包括设备外壳及设置于所述设备外壳内的炉渣输送带，所述设备外壳上开设有炉渣进料口、炉渣下料口以及所述冷空气吸入口(41)，所述炉渣进料口与所述炉渣排出口(11)相连接，吸入所述炉渣处理设备(4)内的冷空气的流动方向与所述炉渣输送带的运行方向相反。
4.根据权利要求2所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：所述锅炉(1)的侧壁上还开设有燃煤进料口(14)，所述燃煤进料口(14)位于所述主加热区(2)的上方。
5.根据权利要求4所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：还包括相互连接设置的煤仓(51)及磨煤机(52)，所述磨煤机(52)借助送煤管道与所述燃煤进料口(14)相连通。
6.根据权利要求1所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：还包括用于完成污泥进料前分散破碎的污泥破碎机(61)，所述污泥破碎机(61)设置有入料口及出料口，所述污泥破碎机(61)的入料口连接有污泥输送管道，所述污泥输送管道上设置有用于污泥预加热的伴热器(62)，所述污泥破碎机(61)的出料口与所述播泥管道相连通。
7.根据权利要求6所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：污泥进入所述污泥破碎机(61)内的输送方式为容积泵输送、管道正压输送、螺旋输送或刮板输送。
8.根据权利要求1所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：所述锅炉(1)底部还开设有灰渣排出口(15)，所述灰渣排出口(15)与烟囱(7)相连通。
9.根据权利要求8所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统，其特征在于：在所述灰渣排出口(15)与所述烟囱(7)之间还连接有除尘设备(81)及引风机(82)，所述除尘设备(81)的进料口与所述灰渣排出口(15)相连通、出料口与所述引风机(82)的进风口相连通，所述引风机(82)的出风口于所述烟囱(7)相连通。
10.一种使用如权利要求1~9所述的出渣热干化污泥焚烧处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、污泥经过污泥破碎机(61)的分散破碎后，与播泥风机(3)送出的热空气一起由污泥进料口(12)进入锅炉(1)炉腔内;
S2、煤仓(51)内的燃煤经过磨煤机(52)的加工后被送入锅炉(1)炉腔内，所述燃煤粉末在主加热区(2)上方充分燃烧，并产生炉渣及灰渣，带有热量的炉渣及少量未燃尽的燃煤粉末下落，并在其下落的过程中与热空气相配合，完成对污泥的干化，经过干化的污泥在所述主加热区(2)内充分燃烧，部分未充分燃烧的污泥在气流的带动下上升，并在所述主加热区(2)上方燃尽，污泥燃烧产生烟尘;
S3、下落的炉渣借助炉渣排出口(11)完成排出并进入炉渣处理设备(4)内，所述炉渣处理设备(4)内的炉渣输送带带动炉渣完成排出，所述燃煤粉末燃烧所产生的灰渣及所述污泥燃烧所产生的烟尘均进入除尘设备(81)内进行除尘处理，再由引风机(82)抽出并借助烟囱(7)排出;
S4、所述主加热区(2)及所述炉渣处理设备(4)内保持负压，外界冷空气通过冷空气吸入口(41)被吸入所述炉渣处理设备(4)内，冷空气在流动过程中被所述炉渣处理设备(4)内的炉渣加热，成为500~900℃的热空气，热空气通过所述炉渣排出口(11)进入所述锅炉(1)炉腔内，一部分热空气上升流入所述主加热区(2)内、另一部分通过热空气排出口(13)流入所述播泥风机(3)的进风口内;
S5、污泥在所述播泥风机(3)吹出的热空气、主加热区(2)内的热空气以及锅炉(1)炉腔内炉渣的共同作用下充分干化，污泥中的水分气化形成水蒸气，干化后的污泥粉末再次在主加热区(2)内燃烧，少部分未完成干化的大颗粒污泥自然下落至所述炉渣处理设备(4)内，下落过程中经历干燥、燃尽过程，燃烧热量仍留在所述锅炉(1)炉腔内;
S6、重复上述S1~S5，直至完成全部污泥的出渣热干化焚烧处理。
说明书
一种出渣热干化污泥焚烧处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种出渣热干化污泥焚烧处理系统及处理方法。
背景技术
截止2015年，我国城市污水厂日处理能力达到13784万立方米，年产生污泥量约3500万吨，预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨~9000万吨。同时，印染、纺织等工业企业也有大量污泥产生。
目前，我国现有的污泥处理技术主要采用如下三种方式：
1、污泥通过泵或输送机直接送入锅炉燃烧的方式，此方式虽工艺简单，但由于湿污泥本身含水率高，污泥中水分对锅炉运行影响非常大，所以只适用于处理能力低的锅炉;
2、污泥与煤炭等燃料掺配混合、输送和预处理后送入锅炉燃烧的方式，该方式时常出现污泥粘结、架桥和堵塞等情况，影响燃料系统的运行，同时也不利于锅炉调整，处理能力也非常有限;
3、污泥经热力干化后与煤炭等燃料掺配或直接送入锅炉燃烧的方式，此方式对锅炉燃烧的影响相对较小，但干化过程的能源损失较大，防爆、粉尘和臭味等问题难以解决，且工艺复杂，系统投资较大，同时运行费用较高。
总体而言，现阶段我国污泥处理设施的规模、能力和技术水平严重滞后，难以满足现有和未来污泥处理处置的需要。就我国污泥处理领域的实际发展层次而言，利用电厂锅炉协同处置污泥已逐渐发展成为污泥处理的最合理途径之一。
但是在目前行业内常见的电厂锅炉协同污泥焚烧系统中，普遍存在着一个显著性的问题，即需要一整套加热设备来实现污泥的前期干化处理。这样一来，不仅增大了整个系统的设备投入，并且也十分不利于工艺流程的简化。此外，由于污泥干化的过程中会产生大量的水蒸气，部分污泥处理系统由于其结构较为复杂，为了避免水蒸气对燃烧效率及系统本身产生负面影响，还引入了蒸汽冷凝装置及污水处理装置。毫无疑问的，这些额外设备的设置进一步加剧了整个污泥处理工艺流程的复杂性，更重要的是还增大了系统的投资和运行成本，非常不利于其工业化应用。
鉴于此，考虑到当前我国电站锅炉协同处置污泥的工艺和装备尚不成熟，故而迫切需要对现有的电厂锅炉协同污泥焚烧系统进行改进，以克服其工艺复杂、设备投资及运行成本高的不足。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的电厂锅炉协同污泥焚烧系统中所存在的工艺复杂、设备投资及运行成本高的缺陷，进而提供一种工艺简单可靠、设备投资和运行成本低且不产生二次污染的出渣热干化污泥焚烧处理系统及处理方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种出渣热干化污泥焚烧处理系统，包括锅炉及播泥风机，所述锅炉底部开设有炉渣排出口，所述锅炉的侧壁上开设有污泥进料口，所述播泥风机的出风口借助播泥管道与所述污泥进料口相连通，所述锅炉的侧壁上还开设有热空气排出口，所述炉渣排出口连接有一套炉渣处理设备，所述炉渣处理设备上开设有用于吸入冷空气、实现设备内炉渣冷却的冷空气吸入口，所述冷空气吸入口与所述炉渣排出口相连通，所述热空气排出口与所述播泥风机的进风口相连通。
优选地，所述锅炉内部存在一主加热区，所述主加热区位于所述热空气排出口的上方并与所述污泥进料口相连通。
优选地，所述炉渣处理设备包括设备外壳及设置于所述设备外壳内的炉渣输送带，所述设备外壳上开设有炉渣进料口、炉渣下料口以及所述冷空气吸入口，所述炉渣进料口与所述炉渣排出口相连接，吸入所述炉渣处理设备内的冷空气的流动方向与所述炉渣输送带的运行方向相反。
优选地，所述锅炉的侧壁上还开设有燃煤进料口，所述燃煤进料口位于所述主加热区的上方。
优选地，还包括相互连接设置的煤仓及磨煤机，所述磨煤机借助送煤管道与所述燃煤进料口相连通。
优选地，还包括用于完成污泥进料前分散破碎的污泥破碎机，所述污泥破碎机设置有入料口及出料口，所述污泥破碎机的入料口连接有污泥输送管道，所述污泥输送管道上设置有用于污泥预加热的伴热器，所述污泥破碎机的出料口与所述播泥管道相连通。
优选地，污泥进入所述污泥破碎机内的输送方式为容积泵输送、管道正压输送、螺旋输送或刮板输送。
优选地，所述锅炉底部还开设有灰渣排出口，所述灰渣排出口与烟囱相连通。
优选地，在所述灰渣排出口与所述烟囱之间还连接有除尘设备及引风机，所述除尘设备的进料口与所述灰渣排出口相连通、出料口与所述引风机的进风口相连通，所述引风机的出风口于所述烟囱相连通。
一种使用上述出渣热干化污泥焚烧处理系统的处理方法，包括如下步骤：
S1、污泥经过污泥破碎机的分散破碎后，与播泥风机送出的热空气一起由污泥进料口进入锅炉炉腔内;
S2、煤仓内的燃煤经过磨煤机的加工后被送入锅炉炉腔内，所述燃煤粉末在主加热区上方充分燃烧，并产生炉渣及灰渣，带有热量的炉渣及少量未燃尽的燃煤粉末下落，并在其下落的过程中与热空气相配合，完成对污泥的干化，经过干化的污泥在所述主加热区内充分燃烧，部分未充分燃烧的污泥在气流的带动下上升，并在所述主加热区上方燃尽，污泥燃烧产生烟尘;
S3、下落的炉渣借助炉渣排出口完成排出并进入炉渣处理设备内，所述炉渣处理设备内的炉渣输送带带动炉渣完成排出，所述燃煤粉末燃烧所产生的灰渣及所述污泥燃烧所产生的烟尘均进入除尘设备内进行除尘处理，再由引风机抽出并借助烟囱排出;
S4、所述主加热区及所述炉渣处理设备内保持负压，外界冷空气通过冷空气吸入口被吸入所述炉渣处理设备内，冷空气在流动过程中被所述炉渣处理设备内的炉渣加热，成为500~900℃的热空气，热空气通过所述炉渣排出口进入所述锅炉炉腔内，一部分热空气上升流入所述主加热区内、另一部分通过热空气排出口流入所述播泥风机的进风口内;
S5、污泥在所述播泥风机吹出的热空气、主加热区内的热空气以及锅炉炉腔内炉渣的共同作用下充分干化，污泥中的水分气化形成水蒸气，干化后的污泥粉末再次在主加热区内燃烧，少部分未完成干化的大颗粒污泥自然下落至所述炉渣处理设备内，下落过程中经历干燥、燃尽过程，燃烧热量仍留在所述锅炉炉腔内;
S6、重复上述S1~S5，直至完成全部污泥的出渣热干化焚烧处理。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的出渣热干化污泥焚烧处理系统及处理方法，利用焚烧后的炉渣完成对空气的加热，再利用加热后的空气完成对污泥的干燥。不仅使得整个系统的热损失非常小，热能利用率高，而且也使得整个系统内无需再设置额外的处理装置，简化了整个工艺流程、降低了生产成本。
同时，本发明选用热空气作为干燥介质，不仅充分地利用了加工过程中的生产介质，还可以减少额外气体的使用量，从而降低对锅炉内烟、风比例的影响。整体而言，本发明具有干燥速度快，处理能力强、无燃烧或爆炸风险等优点，具有很高的使用及推广价值。
此外，在本发明提供的出渣热干化污泥焚烧处理系统中，包括热空气、水蒸气、污泥在内的所有介质均在管道和设备等封闭系统中运行，且整个处理过程循环反复，能够有效防止粉尘、臭味等二次污染，环保价值高。