申请日2013.08.12
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号C02F11/12; C02F11/00; B01D53/18; B01D53/02; B01D50/00
摘要
本发明公开了一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统。它包括双螺旋定量进泥装置的污泥料斗、隔离板、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机、第一污泥干化成粒装置、第二污泥干化成粒装置、全封闭带式输送机、污泥成品库、第一通风管、生物滤床、第二通风管、风门、供热源、第三通风管、电除尘器或布袋除尘器、第四通风管、第五通风管、烟囱、第六通风管、多管旋风除尘器、水幕除尘脱硫装置、循环水沉淀池、药剂箱、第七通风管、风机、第八通风管、第九通风管等。本发明利用烟气余热进行污泥低温干化，使污泥中水分蒸发而有机物不被破坏，既保存了95%以上的污泥原始热值，又从源头控制了有害气体的释放。
权利要求书
1.一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统，其特征在于包括双螺旋定量进泥装置的污泥料斗(1)、出泥口(2)、隔离板(3)、第一螺旋输送机进口(4)、第二螺旋输送机进口(5)、第一螺旋输送机(6)、第二螺旋输送机(7)、第一螺旋输送机出口(8)、第二螺旋输送机出口(9)、第一污泥干化成粒装置进料口(10)、第二污泥干化成粒装置进料口(11)、第一污泥干化成粒装置(12)、第二污泥干化成粒装置(13)、第一污泥干化成粒装置进气口(14)、第二污泥干化成粒装置进气口(15)、第一污泥干化成粒装置出料口(16)、第二污泥干化成粒装置出料口(17)、第一污泥干化成粒装置出气口(18)、第二污泥干化成粒装置出气口(19)、全封闭带式输送机(20)、污泥成品库(21)、第一通风管(22)、生物滤床(23)、第二通风管(24)、风门(25)、来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源(26)、第三通风管(27)、电除尘器或布袋除尘器(28)、第四通风管(29)、第五通风管(30)、烟囱(31)、第六通风管(32)、多管旋风除尘器(33)、水幕除尘脱硫装置(34)、循环水沉淀池(35)、药剂箱(36)、第七通风管(37)、风机(38)、第八通风管(39)、第九通风管(40);
双螺旋定量进泥装置的污泥料斗(1)底部设有出泥口(2)，第一螺旋输送机(6)的进口(4)和第二螺旋输送机(7)的进口(5)通过隔离板(3)分别与出泥口(2)相连接，第一螺旋输送机(6)的出口(8)和第二螺旋输送机(7)的出口(9)分别与第一污泥干化成粒装置(12)的进料口(10)和第二污泥干化成粒装置(13)的进料口(11)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的出料口(16)和第二污泥干化成粒装置(13)的出料口(17)分别与全封闭带式输送机(20)相连接，全封闭带式输送机(20)依次与污泥成品库(21)、第一通风管(22)和生物滤床(23)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的进气口(14)和第二污泥干化成粒装置(13)的进气口(15)分别与第二通风管(24)相连接，第二通风管(24)依次与风门(25)、第五通风管(30)和第四通风管(29)相连接，来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源(26)依次与第三通风管(27)、电除尘器或布袋除尘器(28)、第四通风管(29)和烟囱(31)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的出气口(18)和第二污泥干化成粒装置(13)的出气口(19)分别与第六通风管(32)相连接，第六通风管(32)依次与多管旋风除尘器(33)、第七通风管(37)、水幕除尘脱硫装置(34)的进口相连接，水幕除尘脱硫装置(34)的进出水口与循环水沉淀池(35)的进出水口相连接，循环水沉淀池(35)中设有药剂箱(36)，水幕除尘脱硫装置(34)的出口依次与第八通风管(39)、风机(38)、第九通风管(40)和烟囱(31)相连接。
2.一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统，其特征在于包括双螺旋定量进泥装置的污泥料斗(1)、出泥口(2)、隔离板(3)、第一螺旋输送机进口(4)、第二螺旋输送机进口(5)、第一螺旋输送机(6)、第二螺旋输送机(7)、第一螺旋输送机出口(8)、第二螺旋输送机出口(9)、第一污泥干化成粒装置进料口(10)、第二污泥干化成粒装置进料口(11)、第一污泥干化成粒装置(12)、第二污泥干化成粒装置(13)、第一污泥干化成粒装置进气口(14)、第二污泥干化成粒装置进气口(15)、第一污泥干化成粒装置出料口(16)、第二污泥干化成粒装置出料口(17)、第一污泥干化成粒装置出气口(18)、第二污泥干化成粒装置出气口(19)、全封闭带式输送机(20)、污泥成品库(21)、第一通风管(22)、生物滤床(23)、第二通风管(24)、风门(25)、来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源(26)、第三通风管(27)、电除尘器或布袋除尘器(28)、第四通风管(29)、第五通风管(30)、烟囱(31)、第六通风管(32)、多管旋风除尘器(33)、风机(38)、第八通风管(39)、第九通风管(40)、脱硫装置(41)、第十通风管(42);
双螺旋定量进泥装置的污泥料斗(1)底部设有出泥口(2)，第一螺旋输送机(6)的进口(4)和第二螺旋输送机(7)的进口(5)通过隔离板(3)分别与出泥口(2)相连接，第一螺旋输送机(6)的出口(8)和第二螺旋输送机(7)的出口(9)分别与第一污泥干化成粒装置(12)的进料口(10)和第二污泥干化成粒装置(13)的进料口(11)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的出料口(16)和第二污泥干化成粒装置(13)的出料口(17)分别与全封闭带式输送机(20)相连接，全封闭带式输送机(20)依次与污泥成品库(21)、第一通风管(22)和生物滤床(23)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的进气口(14)和第二污泥干化成粒装置(13)的进气口(15)分别与第二通风管(24)相连接，第二通风管(24)依次与风门(25)、第五通风管(30)和第三通风管(27)相连接，来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源(26)依次与第三通风管(27)、电除尘器或布袋除尘器(28)、第四通风管(29)、脱硫装置(41)、第十通风管(42)和烟囱(31)相连接，第一污泥干化成粒装置(12)的出气口(18)和第二污泥干化成粒装置(13)的出气口(19)分别与第六通风管(32)相连接，第六通风管(32)与多管旋风除尘器(33)的进口相连接，多管旋风除尘器(33)的出口依次与第八通风管(39)、风机(38)、第九通风管(40)和电除尘器或布袋除尘器(28)相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统，其特征在于所述的第一污泥干化成粒装置(12)、第二污泥干化成粒装置(13)长度为22～30m，直径为1.8～2.5m，转速为3～6转/min，倾斜度为1.5～2°。
说明书
利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统
技术领域
本发明涉及一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统。
背景技术
至2010年我国城市污水处理率不低于70%，至2012年6月底，全国城镇污水处理量已达到1.39亿立方米/天。城市生活污水和工业废水在得到净化的过程中，会产生大量的污泥，我国由此而产生的污泥数量已达3480万吨/年，并每年以10～15%的增长率而增加，另外，每年产生的污染河湖疏浚污泥和城市下水道污泥等，数量也非常巨大。这些城市污泥由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等复杂的非均质体所组成，是一种含有病源微生物、多种有机和无机污染物，以及重金属的固液混合体，从污泥中被检测到的192种化合物中，有99种被确定为有害化合物，经过机械脱水后，污泥的含水率在75%～85%之间，由于它含水率高而体积庞大，因此，是一类危害性极大的固体废弃物。如果不加以彻底的处理与控制，将会对环境造成严重的二次污染。如何安全经济地处理城市污水处理厂污泥是世界各国共同面临的环境难题。
国外面临污泥处理难题早于我国数十年，经过长期实践国外所建立的污泥处理方法，主要有卫生填埋、焚烧和土地利用等。这些方法得以实施依赖于以下必要的条件：污泥卫生填埋需要有足够的填埋空间;污泥焚烧需要昂贵的设备投资和很高的运行费用;土地利用对污泥中有害物质如重金属的含量等有严格的限制条件。我国污泥处理的具体国情：一是污泥的数量和体积特别大，根本没有适合污泥填埋的空间;二是在经济上无法承受高额的处理费用;三是由于生活污水和工业废水合并处理，从而使污泥的成分非常复杂，特别是重金属含量很高，土地利用对生态环境存在负面影响的潜在风险。显而易见，国外的污泥处理技术难以在中国实施，目前我国大部分污泥只经过初步处理后，便进行无序地临时堆存或简单填埋，不仅占用大面积的土地资源，而且破坏生态环境和污染地下水资源，对人体健康带来严重的不良影响。随着我国经济的快速发展和城市人口的迅速增长，城市污水和工业废水处理量在不断地增加，这意味着污水处理厂污泥的数量将与日俱增。面对以上现实，开辟一条符合中国国情的污泥无害化、减量化、资源化处理的新途径势在必行。
污泥中含有大量的有机物质，根据污泥有机质与热值之间的相关性分析，我国污泥的平均热值在1500～2500Kcal/kg之间，这说明了污泥中较高的有机质含量使污泥具有可利用的热值，正是这种热值使污泥具有可资源化利用的价值。然而，当污泥的含水率大于80%时，污泥不具有热值的，只有当含水率降至30%以下，污泥的热值才具有可利用的价值。这是由于水分蒸发需要吸收的平均热量为2675.9kJ/kg，而非绝干污泥在放热之前，必须要吸收热量去蒸发水分，因此，含水率80%的污泥要将水分蒸发所吸收的热量，大大超过污泥本身所具有的热值。
污泥经过机械脱水，含水率一般在80%左右，降低污泥的含水率和减小污泥的体积，是污泥最终得到无害化、减量化和资源化处理的关键，而“热干化”是污泥深度脱水和减少体积最有效的方法，它不仅可以杀灭污泥中的细菌，而且可以使污泥中的有害物质向稳定态转化。为了保证污泥在干化时，水分蒸发污泥有效减量，有机质不被破坏而保存95%以上原始热值，污泥干化必须在低温条件下进行。因此，“低温干化”是污泥得到最终处理的技术核心。所谓的“污泥低温干化”是指热源提供低于绝干污泥燃点(250℃)的热量，使污泥中的水分蒸发达到减量效果而有机质不受破坏的过程。但是，污泥热干化是能量净消耗的过程，能耗费用通常占污泥处理总费用的百分之八十以上，因而形成“能耗瓶颈”。
中国的能源结构以燃煤为主，全国各地遍布着大大小小的热电厂和水泥厂，每天都需要消耗大量的能源，我国的能源利用率仅为33%，排烟是能源损失的主要途径之一，热电厂和水泥厂每时每刻都在排出大量的烟气，烟气温度一般在120～200℃之间。另外，垃圾焚烧是城市垃圾处理的主要方法之一，垃圾焚烧炉内温度一般控制在980℃左右，近年来，垃圾焚烧处理与高温(1650-1800℃)热分解、融熔处理结合，垃圾经焚烧处理后，消灭了各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物，并能回收热能，现代垃圾焚烧炉配有良好的烟尘净化装置，防止大气污染，烟气排放的指标与一般燃煤电厂相同，垃圾焚烧时排放的烟气温度较高，一般在200℃左右。由此可见，热电厂和水泥厂以及垃圾焚烧厂排放的烟气中蕴藏着巨大的潜能，正是污泥低温干化最理想的热源。如果利用这些烟气余热进行污泥干化，必然使污泥处理的运行成本大大降低，从而彻底克服了污泥热干化的“能耗瓶颈”。干化后的污泥颗粒作为辅助燃料，与煤和垃圾一起焚烧发电，作为水泥生产的原料，也可以烧制轻质节能砖和陶粒，以及生产水泥压制品，真正实现以废治废、废弃物循环利用的污泥无害化、减量化、资源化处理。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用烟气余热的并联式
污泥低温干化系统。
一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统包括双螺旋定量进泥装置的污泥料斗、出泥口、隔离板、第一螺旋输送机进口、第二螺旋输送机进口、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机、第一螺旋输送机出口、第二螺旋输送机出口、第一污泥干化成粒装置进料口、第二污泥干化成粒装置进料口、第一污泥干化成粒装置、第二污泥干化成粒装置、第一污泥干化成粒装置进气口、第二污泥干化成粒装置进气口、第一污泥干化成粒装置出料口、第二污泥干化成粒装置出料口、第一污泥干化成粒装置进气口、第二污泥干化成粒装置出气口、全封闭带式输送机、污泥成品库、第一通风管、生物滤床、第二通风管、风门、来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源、第三通风管、电除尘器或布袋除尘器、第四通风管、第五通风管、烟囱、第六通风管、多管旋风除尘器、水幕除尘脱硫装置、循环水沉淀池、药剂箱、第七通风管、风机、第八通风管、第九通风管;
双螺旋定量进泥装置的底部设有出泥口，第一螺旋输送机的进口和第二螺旋输送机的进口通过隔离板分别与出泥口相连接，第一螺旋输送机的出口和第二螺旋输送机的出口分别与第一污泥干化成粒装置的进料口和第二污泥干化成粒装置的进料口相连接，第一污泥干化成粒装置的出料口和第二污泥干化成粒装置的出料口分别与全封闭带式输送机相连接，全封闭带式输送机依次与污泥成品库、第一通风管和生物滤床相连接，第一污泥干化成粒装置的进气口和第二污泥干化成粒装置的进气口分别与第二通风管相连接，第二通风管依次与风门、第五通风管和第四通风管相连接，来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源依次与第三通风管、电除尘器或布袋除尘器、第四通风管和烟囱相连接，第一污泥干化成粒装置的出气口和第二污泥干化成粒装置的出气口分别与第六通风管相连接，第六通风管依次与多管旋风除尘器、第七通风管、水幕除尘脱硫装置的进口相连接，水幕除尘脱硫装置的进出水口与循环水沉淀池的进出水口相连接，循环水沉淀池中设有药剂箱，水幕除尘脱硫装置的出口依次与第八通风管、风机、第九通风管和烟囱相连接。
另一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化系统包括双螺旋定量进泥装置的污泥料斗、出泥口、隔离板、第一螺旋输送机进口、第二螺旋输送机进口、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机、第一螺旋输送机出口、第二螺旋输送机出口、第一污泥干化成粒装置进料口、第二污泥干化成粒装置进料口、第一污泥干化成粒装置、第二污泥干化成粒装置、第一污泥干化成粒装置进气口、第二污泥干化成粒装置进气口、第一污泥干化成粒装置出料口、第二污泥干化成粒装置出料口、第一污泥干化成粒装置进气口、第二污泥干化成粒装置出气口、全封闭带式输送机、污泥成品库、第一通风管、生物滤床、第二通风管、风门、来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源、第三通风管、电除尘器或布袋除尘器、第四通风管、第五通风管、烟囱、第六通风管、多管旋风除尘器、第七通风管、风机、第八通风管、第九通风管、脱硫装置、第十通风管;
双螺旋定量进泥装置的底部设有出泥口，第一螺旋输送机的进口和第二螺旋输送机的进口通过隔离板分别与出泥口相连接，第一螺旋输送机的出口和第二螺旋输送机的出口分别与第一污泥干化成粒装置的进料口和第二污泥干化成粒装置的进料口相连接，第一污泥干化成粒装置的出料口和第二污泥干化成粒装置的出料口分别与全封闭带式输送机相连接，全封闭带式输送机依次与污泥成品库、第一通风管和生物滤床相连接，第一污泥干化成粒装置的进气口和第二污泥干化成粒装置的进气口分别与第二通风管相连接，第二通风管依次与风门、第五通风管和第三通风管相连接，来自热电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂排放烟气的供热源依次与第三通风管、电除尘器或布袋除尘器、第四通风管、脱硫装置、第十通风管和烟囱相连接，第一污泥干化成粒装置的出气口和第二污泥干化成粒装置的出气口分别与第六通风管相连接，第六通风管与多管旋风除尘器的进口相连接，多管旋风除尘器的出口依次与第八通风管、风机、第九通风管和电除尘器或布袋除尘器相连接。
所述的第一污泥干化成粒装置、第二污泥干化成粒装置长度为22～30m，直径为1.8～2.5m，转速为3～6转/min，倾斜度为1.5～2°。
本发明利用来自热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂排放的烟气余热(120～200℃)，使污水厂污泥和河湖疏浚污泥在低温条件下完成干化与成粒过程，在不消耗新能源的情况下，使污泥得到有效干化而减量，从而为无害化和资源化处理奠定关键性基础，这不仅彻底克服了污泥干化的“能源瓶颈”，而且提高了发电和水泥生产的能量利用效率。
本发明将热烟气与湿污泥直接接触，一方面使污泥的干化效率达到最大化，另一方面污泥在干化成粒过程中，在降低热污染的同时，吸附烟气中的大部分烟尘和20～25%的二氧化硫，因减少大气污染负荷而使除尘除气的效率大大提高，特别是利用烟气余热进行污泥低温干化，使污泥中水分蒸发而有机物不被破坏，既保存了95%以上的污泥原始热值，又从源头控制了有害气体的释放，少量异味气体释放在大量烟气的背景下，通过稀释作用和化学反应，保证尾气达标排放。