申请日2016.05.19
公开(公告)日2016.09.21
IPC分类号C02F11/16; F23G7/00
摘要
本发明公开了一种污泥干化焚烧处置方法，将污水处理厂的经预脱水后的污泥送至本系统带有破拱功能的污泥料仓，之后经污泥泵输送至卧式搅拌污泥干化机，经搅拌和间接换热脱除水分并提高热值后进入流化床焚烧炉焚烧;焚烧产生的烟气经高温分离器预除尘后，进入余热锅炉系统回收热量用做干化机热源，之后进预热器对进入流化床焚烧炉的空气预热，然后进入布袋除尘器及经洗涤塔后经烟囱达标排放;干化机产生的尾气经除尘和冷凝器回收水分之后送入流化床焚烧炉;飞灰由气力输送系统收集之后作为建材原料。本发明中污泥干化后焚烧可实现污泥处置的稳定化、无害化、资源化。系统有效利用焚烧热能用于干化机热源，焚烧后烟气经有效处理后达标排放。
权利要求书
1.一种污泥干化焚烧处置方法，其特征在于，包括如下：
将污水处理厂的水处理污泥经初步脱水后运至带液压滑架的污泥专用料仓中，液压滑架将污泥破拱，由料仓底部螺旋连续排出，之后经污泥泵送至卧式污泥干化机内;
污泥焚烧后高温烟气用余热锅炉产生的蒸汽作为污泥干化机热源，通入污泥干化机的空心轴和空心圆盘及壳体空心夹套内，污泥被搅拌的同时与蒸汽高效传热，干化后的污泥经污泥干化机另一端底部排出，之后经刮板输送机送至干污泥料仓;
干污泥经干污泥料仓底部的螺旋输送机之后被流化床焚烧炉的高速旋转的拨料器连续抛洒加入流化床焚烧炉内，流化床焚烧炉底部通入经预热的一次风，一次风经布风板后将其上的大量惰性物料及加入的干污泥吹起混合传热并快速燃烧;
污泥干化机内蒸发出的尾气经污泥干化机顶部排出，经带伴热的旋风除尘器除尘后，再经冷凝器冷凝，水蒸汽冷凝成液态，进污水处理;尾气中含臭味及有害物质的不凝气和污泥料仓顶盖上抽入的臭气一起经引风机输送至流化床焚烧炉污泥加入口，与污泥一起进入流化床焚烧炉燃为灰烬;
流化床焚烧炉底部设排渣口，多余的惰性物料和灰渣被排出后经振动筛筛分，大渣进渣仓收集，粒径合适的惰性物料被提升输送至砂仓，按需加入流化床焚烧炉，以保证其内惰性物料量;
焚烧后的高温烟气含少量粉尘经流化床焚烧炉顶部沿带有隔热层的管道送至高温旋风分离器，粉尘被分离后经旋风底部旋转阀排出，除尘后的烟气进入余热锅炉系统，产生的蒸汽经减稳减压之后送入污泥干化机作为污泥干化机的热源;
烟气出余热锅炉系统进入列管式预热器，对由一次风机和二次风机鼓入流化床焚烧炉的一次风和二次风分别加热，烟气出列管式预热器之后经有保温的管道送入布袋除尘器，依据污泥焚烧后污染物的不同，在进布袋除尘器之前的管道上可设活性炭粉和石灰石粉加入口，用压缩空气鼓入，用于除去二恶英和重金属有害物质，并在后面布袋除尘器中被捕集，烟气进入布袋除尘器进行过滤除尘，粉尘经其底部的旋转阀排出;
洁净烟气经管道进入洗涤塔，洗涤塔设多层塔盘，用循环的一定浓度氢氧化钠水溶液洗涤，除去烟气中的氯化氢、二氧化硫、三氧化硫、重金属、残余粉尘，实现湿法脱酸脱硫;洗涤塔顶部设除雾器，除去烟气中的液滴，达到排放标准的尾气经烟囱高空排放。
2.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧处置方法，其特征在于：由旋风除尘器、预热器、布袋除尘器底部排出的粉尘，由气力输送系统输送并收集在飞灰仓内，定期外运，气力输送系统由管道、引风机、灰仓、布袋收尘器、旋转卸料阀组成，依靠引风机提供负压使空气携带粉尘一起进入灰仓收集，而气体经布袋收尘器过滤后排空，粉尘由灰仓底部旋转卸料阀定期排出。
3.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧处置方法，其特征在于，余热锅炉系统也可替换为导热油加热系统，用高温烟气加热导热油，导热油用于污泥干化机热源替代蒸汽，从污泥干化机排出的导热油再返回导热油加热系统，循环加热。
4.根据权利要求1或3所述的一种污泥干化焚烧处置方法，其特征在于，污泥干化机包括壳体，壳体内置两根水平空心轴，空心轴上设有多片交错布置的空心圆盘或空心叶片，壳体与空心轴连接处设密封，两根空心轴两端设轴承座，空心轴端部设旋转接头，旋转接头上设有蒸汽进口和冷凝水出口，壳体外部设夹套，壳体底部有鞍座，壳体上部一端设污泥进口，壳体中上部设尾气出口，壳体另一端底部设干污泥出口，干污泥出口处设溢流挡板。
5.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧处置方法，其特征在于，流化床焚烧炉由炉膛、布风板、风管、风帽、燃烧室、燃烧器、一次风进口、加旋二次风进口、污泥进口、拨料器、进砂口、烟气出口、排渣管组成，炉膛内部从上到下依次为稀相区、密相区，炉膛稀相区的外侧壁中部设有加旋二次风进口，炉膛稀相区的外侧壁底部设有污泥进口，污泥由污泥进口进入拨料器，被高速旋转的拨料器抛洒进入炉膛密相区;炉膛底部设有布风板，布风板上设多个进风孔，进风孔内插入风管，风管上部设风帽，圆柱形风帽侧壁设有多个进风口，一次风进口从布风板上的进风孔进入风管，之后进入风帽，从风帽侧壁进风口进入炉膛;炉膛底部设燃烧室，并设燃烧器装置用于启动流化床焚烧炉。
说明书
一种污泥干化焚烧处置方法
技术领域
本发明涉及污泥处置技术领域，尤其涉及一种污泥干化焚烧处置方法。
背景技术
污泥焚烧就是利用焚烧炉在有氧条件下高温氧化污泥中的有机物，使之完全矿化为灰烬的处置方式。污泥直接焚烧，因其水分较高，热值很低，故需要补充大量的石化燃料，从而大大增加污泥处置成本。污泥焚烧后的烟气中含有一定量的有害物质，如氯化氢、硫化物、重金属、二恶因等。故没有合理的干化焚烧工艺和装置，焚烧便是无法被人们和自然环境接受的处置方式。
传统的焚烧炉主要是循环焚烧炉，床料在较高风速(一般为8-12m/s)下呈剧烈流化态。循环倍率高达10-20，即大量床料和燃料混合燃烧并提升从顶部排出焚烧炉，经高温旋风后循环回焚烧炉。装置动力消耗大，对设备磨损严重，且大部分焚烧炉内布置金属换热管或其它形式的金属受热面，高温高速循环的物料对金属受热面磨损更为严重，检修和维护成本高，装置寿命严重受影响。
传统的焚烧烟气处理沿用燃煤热电厂采用的方式及装置，技术落后，且效率较低。比如大多采用石灰石/石膏湿法，天然石灰石资源受限，成本较高，且副产物产生二次污染。
因此选择合适的干化焚烧工艺极为重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种污泥干化焚烧处置工艺及装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种污泥干化焚烧处置方法，包括如下：
将污水处理厂的水处理污泥经机械等方式初步脱水后运至带液压滑架的污泥专用料仓中，液压滑架将污泥破拱，由料仓底部螺旋连续排出，之后经污泥泵送至卧式污泥干化机内;
污泥焚烧后高温烟气用余热锅炉产生的蒸汽作为污泥干化机热源，通入污泥干化机的空心轴和空心圆盘及壳体空心夹套内，污泥被搅拌的同时与蒸汽高效传热，干化后的污泥经污泥干化机另一端底部排出，之后经刮板输送机送至干污泥料仓;
干污泥经干污泥料仓底部的螺旋输送机之后被流化床焚烧炉的高速旋转的拨料器连续抛洒加入流化床焚烧炉内，流化床焚烧炉底部通入经预热的一次风，一次风经布风板后将其上的大量惰性物料及加入的干污泥吹起混合传热并快速燃烧;
污泥干化机内蒸发出的尾气经污泥干化机顶部排出，经带伴热的旋风除尘器除尘后，再经冷凝器冷凝，水蒸汽冷凝成液态，进污水处理;尾气中含臭味及有害物质的不凝气和污泥料仓顶盖上抽入的臭气一起经引风机输送至流化床焚烧炉污泥加入口，与污泥一起进入流化床焚烧炉燃为灰烬;
流化床焚烧炉底部设排渣口，多余的惰性物料和灰渣被排出后经振动筛筛分，大渣进渣仓收集，粒径合适的惰性物料被提升输送至砂仓，按需加入流化床焚烧炉，以保证其内惰性物料量;
焚烧后的高温烟气含少量粉尘经流化床焚烧炉顶部沿带有隔热层的管道送至高温旋风分离器，粉尘被分离后经旋风底部旋转阀排出，除尘后的烟气进入余热锅炉系统，产生的蒸汽经减稳减压之后送入污泥干化机作为污泥干化机的热源。
烟气出余热锅炉系统进入列管式预热器，对由一次风机和二次风机鼓入流化床焚烧炉的一次风和二次风分别加热，烟气出列管式预热器之后经有保温的管道送入布袋除尘器，依据污泥焚烧后污染物的不同，在进布袋除尘器之前的管道上可设活性炭粉和石灰石粉加入口，用压缩空气鼓入，用于除去二恶英和重金属有害物质，并在后面布袋除尘器中被捕集，烟气进入布袋除尘器进行过滤除尘，粉尘经其底部的旋转阀排出;
洁净烟气经管道进入洗涤塔，洗涤塔设多层塔盘，用循环的设定浓度氢氧化钠水溶液洗涤，除去烟气中的氯化氢、二氧化硫、三氧化硫、重金属、残余粉尘，实现湿法脱酸脱硫;洗涤塔顶部设除雾器，除去烟气中的液滴，达到排放标准的尾气经烟囱高空排放。
优选的，由旋风除尘器、预热器、布袋除尘器底部排出的粉尘，由气力输送系统输送并收集在飞灰仓内，定期外运，气力输送系统由管道、引风机、灰仓、布袋收尘器、旋转卸料阀组成，依靠引风机提供负压使空气携带粉尘一起进入灰仓收集，而气体经布袋收尘器过滤后排空，粉尘由灰仓底部旋转卸料阀定期排出。
优选的，余热锅炉系统也可替换为导热油加热系统，用高温烟气加热导热油，导热油用于污泥干化机热源替代蒸汽，从污泥干化机排出的导热油再返回导热油加热系统，循环加热。
优选地，污泥干化机包括壳体，壳体内置两根水平空心轴，空心轴上设有多片交错布置的空心圆盘或空心叶片，壳体与空心轴连接处设密封，两根空心轴两端设轴承座，空心轴端部设旋转接头，旋转接头上设有蒸汽进口和冷凝水出口，壳体外部设夹套，壳体底部有鞍座，壳体上部一端设污泥进口，壳体中上部设尾气出口，壳体另一端底部设干污泥出口，干污泥出口处设溢流挡板。
优选地，流化床焚烧炉由炉膛、布风板、风管、风帽、燃烧室、燃烧器、一次风进口、加旋二次风进口、污泥进口、拨料器、进砂口、烟气出口、排渣管组成，炉膛内部从上到下依次为稀相区、密相区，炉膛稀相区的外侧壁中部设有加旋二次风进口，炉膛稀相区的外侧壁底部设有污泥进口，污泥由污泥进口进入拨料器，被高速旋转的拨料器抛洒进入炉膛密相区;炉膛底部设有布风板，布风板上设多个进风孔，进风孔内插入风管，风管上部设风帽，圆柱形风帽侧壁设有多个进风口，一次风进口从布风板上的进风孔进入风管，之后进入风帽，从风帽侧壁进风口进入炉膛;炉膛底部设燃烧室，并设燃烧器装置用于启动流化床焚烧炉。
本发明提出的一种污泥干化焚烧处置方法，能使有机物全部碳化，杀死病原体，最大程度减容，其产物为无菌、无臭的无机残渣。待干化污泥从污泥进口连续加入污泥干化机内，0.3-0.8Mpa的饱和蒸汽蒸汽从旋转接头进入空心轴之后，分别进入空心叶片或空心圆盘中，空心叶片或空心圆盘提供大量换热面积，两轴转动过程中相互自清理，对污泥搅拌。蒸汽与污泥间接换热，同时壳体夹套内通入蒸汽，对壳体内的污泥传热。搅拌同时对污泥升温并将污泥中的水分蒸发，蒸发出的水分被引风机抽出污泥干化机，除尘、冷凝回收水之后进流化床焚烧炉燃烧。
本发明流化床焚烧炉采用分级送风技术，一次风通过密相区底部的布风板送入炉膛，保证床料良好流化的同时为污泥燃烧提供足够的空气;适量的加旋二次风在炉膛稀相区下部切向喷入炉内，在稀相区形成漩涡气流，加强了炉膛稀相区的扰动，使气体与气体及气体与固体之间充分混合，保证了稀相区挥发分的燃尽和部分密相区飞离的细灰进一步燃烧。同时加旋二次风对烟气中的细灰具有一定的分离作用，可降低炉膛出口烟气含尘浓度，降低对旋风分离器、余热锅炉、预热器等设备的磨损，同时降低烟气处理设备的负荷。
本发明将污泥干化和焚烧有机结合，焚烧产生热量用于干化。污泥干化机尾气进流化床焚烧炉焚烧，可完全有效去除干化产生的臭气及有害物质。污泥干化机采用间接换热方式，热源与污泥不接触，不相互交叉污染，尾气处理设备小，且热效率高。流化床焚烧炉采用低风速流化床焚烧炉，且炉内不设置受热面，装置动力消耗低，使用寿命明显提高，且制作、检修及维护简单。采用布袋除尘与洗涤塔结合，作为除尘、脱硫脱酸、去除重金属等有害物质的处理方式，造价低、使用成本低、效率高。