申请日2018.08.06
公开(公告)日2018.12.07
IPC分类号C02F11/06; C02F11/12; F23G7/00
摘要
本发明公开了一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)从污泥池中抽取污泥，将污泥进行脱水和干燥处理;脱水后的污泥的含水量为50%～60%;干燥处理过后的污泥的含水量为10%～15%所述干燥处理过程中：干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～24h;2)将步骤1)中得到的初步脱水后的污泥进行破碎，得到污泥粉末;所述污泥粉末的粒度≤5mm;3)将步骤2)中得到的污泥粉末与无烟煤粉进行混合，将混合物进行预热后，在风口处直接喷入高炉;所述污泥粉末的重量占的总量的3%～12%;所述预热的温度为250～300℃，时间为30min。
权利要求书
1.一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)从污泥池中抽取所述污泥，将污泥进行脱水和干燥处理;
采用机械法对污泥进行初步脱水，脱水后的污泥的含水量为50%～60%;对初步脱水后的污泥进行干燥处理，干燥处理过后的污泥的含水量为10%～15%;
所述干燥处理过程中：干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～24h;
2)将步骤1)中得到的初步脱水后的污泥进行破碎，得到污泥粉末;
所述污泥粉末的粒度≤5mm;
3)将步骤2)中得到的污泥粉末与无烟煤粉进行混合，将混合物进行预热后，在风口处直接喷入高炉。
所述污泥粉末的重量占的总量的3%～12%;
所述预热的温度为250～300℃，时间为30min。
2.根据权利要求2所述的一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于：所述步骤1)中从污泥池中抽取出的污泥的含水量为70%～80%。
3.根据权利要求1所述的一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于：所述步骤1)中采用压滤机进行脱水，所述压滤机包括真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。
4.根据权利要求1所述的一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于：所述步骤1)的干燥处理过程中采用的是干燥机，所述干燥机包括单通道旋转式干燥机。
5.根据权利要求1所述的一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于：所述步骤2)中破碎后污泥粉末的成分主要包括：固定碳、挥发分、水分和灰分;其中重量百分比为：固定碳5%～10%、挥发分30%～40%、水分10%～15%、灰分30%～50%。
说明书
一种高炉处理城市污泥的方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体是一种高炉处理城市污泥的方法。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市污水处理量不断增加，污水处理设施所产生的污泥量也不断增加。城市污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质，含有大量难以降解的有机物、盐类、重金属以及微生物病原体和寄生虫卵等，如不加以妥善处理，很容易对环境造成二次污染，危害人们的身体健康。
污泥处理方法主要包括卫生填埋、堆肥和焚烧等，卫生填埋简单易行，但处理不当可能造成土壤和地下水的污染。堆肥可以有效的利用生活污泥中的N、P、K元素，但由于污泥成分复杂，有害物质较多，在实际应用中存在一定的局限性。与前两种方法相比，焚烧法是目前污泥处理最彻底的方法，在高温条件下可以破坏全部有机质，杀死病原体，并最大限度的缩减污泥的体积，焚烧法完全符合污泥处理“减量化、无害化、资源化”的要求。
焚烧法是一种比较成熟的污泥处理工艺，在世界范围内有着广泛的应用，但污泥焚烧成本较高、焚烧过程中污染物的产量也较大。通过附加的飞灰处理装置和烟气处理系统可以控制污染物的排放，但需要投入大量资金，增加了污染物的处理成本。同时，污泥焚烧过程中的热能资源化利用率较低，如何降低处理成本，实现污泥资源化利用是目前亟待解决的问题。
目前，主流的污泥焚烧技术是采用单独的焚烧炉对其进行处理，现有技术中公开了一种城市污泥焚烧系统，其采用二级压滤的方式处理以降低污泥含水率，而后将污泥加入到立式焚烧炉中焚烧处理污泥，二级压滤降低了前期污泥脱水的能耗，实现污泥自持平衡焚烧，提高了焚烧效率。但采用该种方式处理污泥，焚烧燃烧产生的热量无法有效利用。
为了实现污泥的资源化利用，将城市污泥添加到工业窑炉中代替部分燃料，是一种较好的处理方式。现有技术中还公开了一种炉排炉垃圾焚烧协同处理污泥的方法及系统，利用垃圾焚烧产生的蒸汽对污泥进行干化，而后按一定比例添加到炉排炉中与垃圾混烧，大大降低了污泥单独干化和污泥焚烧的成本。但垃圾焚烧炉焚烧温度不高，二噁英等物质无法完全分解，容易造成二次污染。
高炉炼铁是现代炼铁的主要方式，其炉内温度较高，尤其是风口回旋区理论温度高达2000℃以上。在此高温下，污泥中的有机质可以充分燃烧，病原体、二噁英等完全消除，焚烧残渣进入高炉渣中。
因此，现有技术中需要一种既能有效的利用了污泥的热能和化学能，又解决了污泥处理困难的问题的城市污泥处理的创新方法。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种高炉处理城市污泥的方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种高炉处理城市污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)从污泥池中抽取污泥，将污泥进行脱水和干燥处理;
采用机械法对污泥进行初步脱水，脱水后的污泥的含水量为50%～60%;对初步脱水后的污泥进行干燥处理，干燥处理过后的污泥的含水量为10%～15%;
所述干燥处理过程中：干燥温度为100～120℃，干燥时间为20～24h;
2)将步骤1)中得到的初步脱水后的污泥进行破碎，得到污泥粉末;
所述污泥粉末的粒度≤5mm;
3)将步骤2)中得到的污泥粉末与无烟煤粉进行混合，将混合物进行预热后，在风口处直接喷入高炉;
所述污泥粉末的重量占的总量的3%～12%;
所述预热的温度为250～300℃，时间为30min。
进一步，所述步骤1)中从污泥池中抽取出的污泥的含水量为70%～80%。
进一步，所述步骤1)中采用压滤机进行脱水，所述压滤机包括真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。
进一步，所述步骤1)的干燥处理过程中采用的是干燥机，所述干燥机包括单通道旋转式干燥机。
进一步，所述步骤2)中破碎后污泥粉末的成分主要包括：固定碳、挥发分、水分和灰分;其中重量百分比为：固定碳5%～10%、挥发分30%～40%、水分10%～15%、灰分30%～50%。
值得说明的是：污泥中的可燃成分主要以挥发分为主，其中氧元素含量较高，约为20%，这导致其着火温度较低。
污泥粉末喷入高炉后经燃烧放出大量的热以及CO、CO2和H2O，H2O在高温下分解成H2和O2，这有利于提高高炉风口回旋区煤粉的燃烧以及铁矿石的还原，所产生的二噁英在该高温条件下能够有效去除。污泥燃烧后的残渣中通常含有10%～15%的CaO，CaO本身就是一种高炉造渣剂，可以减少冶炼过程中CaO的用量，节约成本。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：
1)本发明中的方法处理污泥环保效果明显，能够变废为宝，彻底处理城市污泥，工艺简单，效果显著，易于推广;
2)由于污泥具有较低的燃点，添加污泥粉后，可以有效降低煤粉的着火点，提高煤粉的燃烧率;同时污泥中的有机物燃烧放出大量热量，有效的利用了污泥的热能和化学能，降低焦比和冶炼成本;
3)污泥分解产生CO、H2等还原性气体，有利于铁矿石的还原。同时其燃烧残渣中的CaO又可以作为高炉造渣剂，不对高炉运行产生负担。