申请日2017.09.21
公开(公告)日2018.02.09
IPC分类号F23G7/00; F23G5/033; F23G5/04; F23G5/44
摘要
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置及方法。所述装置包括污泥破壁干燥装置、制氧系统、回转式污泥焚烧炉、以及与水泥的分解炉和回转窑的改造部分装置，回转式污泥焚烧炉主要包括污泥进料斗、污泥传送装置、焚烧炉体和炉门罩，所述污泥进料斗设置在污泥破壁干燥装置的进料口处，所述污泥破壁干燥装置设置在污泥进料斗和污泥传送装置之间;所述焚烧炉体的一端设置污泥传送装置，另一端设置炉门罩;所述制氧系统设置在炉门罩位置附近，留够安全距离。本发明在生产水泥的过程中焚烧污泥，处理城市污泥，减少水泥料能源及资源的消耗。
权利要求书
1.一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，所述装置包括污泥破壁干燥装置(21)、制氧系统(5)、回转式污泥焚烧炉，回转式污泥焚烧炉主要包括污泥进料斗(1)、污泥传送装置(2)、焚烧炉体(3)和炉门罩(8)，其特征在于：
所述污泥进料斗(1)设置在污泥破壁干燥装置(21)的进料口处，所述污泥破壁干燥装置(21)设置在污泥进料斗(1)和污泥传送装置(2)之间;所述焚烧炉体(3)的一端连接污泥传送装置(2)，另一端连接炉门罩(8);所述制氧系统(5)设置在炉门罩(8)位置附近，留够安全距离。
2.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述装置还包括污泥破碎装置(18);
所述污泥破碎装置(18)设置在污泥破壁干燥装置(21)的下端，用于将干燥后的大块污泥打碎，利于污泥在焚烧炉中燃烧。
3.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述装置还包括进入污泥干燥装置的热气管(19)和出污泥干燥装置的冷气管(20);
所述污泥干燥装置的热气管(19)设置在污泥破壁干燥装置(21)一侧的下部;
所述出污泥干燥装置的冷气管(20)设置在污泥破壁干燥装置(21)一侧的上部。
4.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述装置还包括助燃燃烧器(9);
所述助燃燃烧器(9)设置在回转式焚烧炉窑头盖位置，通过助燃燃烧器(9)将助燃气体喷入窑内助燃。
5.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述装置还包括传动装置(4);
所述传动装置(4)设置在回转式焚烧炉窑酮体的外部，用于固定焚烧炉体(3)和将焚烧炉体(3)缓慢旋转，污泥不断翻滚并不断下移。
6.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述焚烧炉体(3)具有一定的角度向下倾斜，便于焚烧后的污泥旋转到低端卸料，倾斜的角度根据料在炉窑里停留的时间和燃烧的工艺确定。
7.根据权利要求1所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，其特征在于，
所述制氧系统(5)采用膜法制氧或分子筛制氧，通过制氧系统加混氧后得到纯度25%-93%可调节的富氧空气。
8.一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：污泥由污泥进料斗(1)送入污泥破壁干燥装置(21)，污泥首先进入干燥装置干燥;
步骤2：污泥破壁干燥装置充分利用余热，完成破壁处理、压滤和干燥;
步骤3：破壁干燥后的污泥进入污泥破碎装置(18)进行破碎处理;
步骤4：破碎的干化污泥通过污泥传送装置(2)送入回转式焚烧炉(3)中;
步骤5：将来自水泥回转窑窑头的热空气与制氧系统(5)制得的氧气混合后在炉门罩(8)送入炉中，为污泥焚烧提供氧气，使其充分燃烧;
步骤6：燃烧后的灰渣在焚烧炉低端卸出，进入水泥回转窑(15)，作为生料的一部分继续煅烧;
步骤7：从回转式焚烧炉(3)中出来的烟气由余热烟气出口(16)排出，进入分解炉(10)中，为分解炉中燃料燃烧提供带有高温的氧气，继续发挥助燃的作用。
9.根据权利要求8所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥方法，其特征在于，
在所述步骤2中，将来自余热锅炉中的热烟气通过热气管(19)送入污泥破壁干燥装置，在高温下，通过破壁干燥装置将污泥中有机物细胞壁破裂，细胞中水分流出，经过压滤过程并进一步干燥，完成干燥的冷气由冷气管(20)排出并进行处理。
10.根据权利要求8所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥方法，其特征在于，
在所述步骤(3)中，若污泥不能燃烧则通过助燃燃烧器(9)喷入低着火点燃料助燃。
11.根据权利要求8所述的一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥方法，其特征在于，
所述步骤(3)中，焚烧炉具有一定的角度向下倾斜，在传动装置(4)的作用下，焚烧炉缓慢旋转，污泥不断翻滚并不断下移。
说明书
一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置及方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种在富氧条件下处理干化污泥的回转式焚烧炉，具体涉及一种污泥干化后，在富氧条件下回转式焚烧炉与水泥窑炉联合处理城市污泥的方法。
背景技术
城市污泥是污水处理厂处理污水后的沉淀物。我国城市化进程不断加快，城市人口急剧增加，城市污水排放量日益增大，使得城市污泥产生量越来越大。城市污泥中含有多种重金属和有毒物质危及人们身体健康，造成环境污染。随着人们环保意识和国家治污要求的提高，妥善解决城市污泥成为艰巨而紧迫的任务。
对于城市污泥的处理方式，目前应用较为普遍的处理方法有卫生填埋、焚烧和堆肥农用等。由于污泥中含有众多有害物质，焚烧后会产生二噁英等污染物，造成二次污染，而水泥生产系统协同处理城市污泥具有清洁、安全、可持续等优势。水泥行业作为传统行业，是资源、能源消耗大户。回转窑和分解炉作为水泥生产系统的主要热工设备，需要消耗大量燃料。城市污泥中含有可燃物质，水泥生产系统协同处理城市污泥可以利用污泥中可燃物质，污泥燃烧后灰渣可作为水泥原料，因此，在水泥生产系统中焚烧垃圾既可以处理污泥，又可以减少能源资源的消耗。
富氧燃烧技术是以氧的体积含量高于21%的富氧空气作为助燃气体的一种高效强化燃烧技术。该技术能够降低燃料燃点、加快燃料燃烧速度、促进燃料燃烧完全、提高火焰温度、强化热量利用率等。将富氧燃烧技术应用于水泥生产系统协同处理城市污泥中，利于污泥着火、燃尽，减少送入水泥分解炉的助燃风量。
发明内容
针对背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置及方法，在生产水泥的过程中焚烧污泥，处理城市污泥，降低水泥生产能耗。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥装置，所述装置包括污泥破壁干燥装置(21)、制氧系统(5)、回转式污泥焚烧炉，回转式污泥焚烧炉主要包括污泥进料斗(1)、污泥传送装置(2)、焚烧炉体(3)和炉门罩(8)，其特征在于：
所述污泥进料斗(1)设置在污泥破壁干燥装置(21)的进料口处，所述污泥破壁干燥装置(21)设置在污泥进料斗(1)和污泥传送装置(2)之间;所述焚烧炉体(3)的一端连接污泥传送装置(2)，另一端连接炉门罩(8);所述制氧系统(5)紧挨着炉门罩(8)设置。
进一步地，所述装置还包括污泥破碎装置(18);
所述污泥破碎装置(18)设置在污泥破壁干燥装置(21)的下端，用于将干燥后的大块污泥打碎，利于污泥在焚烧炉中燃烧。
进一步地，所述装置还包括进入污泥干燥装置的热气管(19)和出污泥干燥装置的冷气管(20);
所述污泥干燥装置的热气管(19)设置在污泥破壁干燥装置(21)一侧的下部;
所述出污泥干燥装置的冷气管(20)设置在污泥破壁干燥装置(21)一侧的上部。
进一步地，所述装置还包括助燃燃烧器(9);
所述助燃燃烧器(9)设置在回转式焚烧炉窑头盖位置，通过助燃燃烧器(9)将助燃气体喷入窑内助燃。
进一步地，所述装置还包括传动装置(4);
所述传动装置(4)设置在回转式焚烧炉窑酮体的外部，用于固定焚烧炉体(3)和将焚烧炉体(3)缓慢旋转，污泥不断翻滚并不断下移。
进一步地，所述焚烧炉体(3)具有一定的角度向下倾斜，便于焚烧后的污泥旋转到低端卸料，倾斜的角度根据料在炉窑里停留的时间和燃烧的工艺确定。
进一步地，所述制氧系统(5)采用膜法制氧或分子筛制氧。
一种干化污泥富氧焚烧与水泥窑协同处置污泥方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：污泥由污泥进料斗(1)送入污泥破壁干燥装置(21)，污泥首先进入干燥装置干燥;
步骤2：污泥破壁干燥装置充分利用余热，完成污泥干燥和破壁处理;
步骤3：干燥和破壁后的污泥进入污泥破碎装置(18)进行破碎处理;
步骤4：破碎的干化污泥通过污泥传送装置(2)送入回转式焚烧炉(3)中;
步骤5：将来自水泥回转窑窑头的热空气与制氧系统(5)制得的氧气混合后在炉门罩(8)送入炉中，为污泥焚烧提供氧气，使其充分燃烧;
步骤6：燃烧后的灰渣在焚烧炉低端卸出，进入水泥回转窑(15)，作为生料的一部分继续煅烧;
步骤7：从回转式焚烧炉(3)中出来的烟气由余热烟气出口(16)排出，进入分解炉(10)中，为分解炉中燃料燃烧提供带有高温的氧气。
进一步地，在所述步骤2中，将来自余热锅炉中的热烟气通过热气管(19)送入污泥破壁干燥装置，在高温下，通过破壁干燥装置将污泥中有机物细胞壁破裂，细胞中水分流出并干燥，完成干燥的冷气由冷气管(20)排出。
进一步地，在所述步骤(3)中，若污泥不能燃烧则通过助燃燃烧器(9)喷入低着火点燃料助燃。
进一步地，所述步骤(3)中，焚烧炉具有一定的角度向下倾斜，在传动装置(4)的作用下，焚烧炉缓慢旋转，污泥不断翻滚并不断下移。
本发明相对于现有技术的有益效果在于：
本发明公开了一种富氧条件下污泥干化回转窑与水泥炉窑协同处置城市污泥的方法，在水泥生产系统上，加装污泥破壁干燥装置、制氧系统和干化污泥回转式焚烧炉，去除水泥生产系统中三次风管，由窑头罩抽取的三次风和制氧系统用制取的氧气混合，产生富氧效果，首先送入污泥焚烧炉中焚烧污泥，烟气送入水泥分解炉中完成燃料的燃烧，污泥焚烧炉产生的热量送入分解炉中，提供生料分解的部分热量，灰渣送入回转窑，作为生料的一部分继续煅烧。本发明在不影响水泥生产的前提下利用污泥中热值，实现绿色去污，同时利用余热锅炉排放的烟气，降低排烟温度，减少热损失，提高能源利用率。对环境保护和节能减排均有十分重要的价值。