公布日：2023.09.19
申请日：2023.05.31
分类号：F23G7/00(2006.01)I;F23G5/04(2006.01)I;F23G5/027(2006.01)I;F23G5/20(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F23L15/04(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I
摘要
本发明公开一种高含水率污泥直接焚烧系统及方法，包括高含水率污泥直接焚烧装置、烟气换热器、鼓风机、烟气处理工艺设备、引风机、烟囱，高含水率污泥直接焚烧装置包括多回程转动装置和沉降室。该系统中多回程转动装置，污泥在第一回程干燥、在第二回程热解、在第三回程燃烧，高温空气是污泥干燥的热源，也是污泥焚烧时的助燃空气，该装置是本系统的核心，该装置使得污泥处置多个过程集成在一起，系统相对简单，也易于控制。通过该系统中的高含水率污泥直接焚烧装置能对污泥有效干燥、热解和焚烧，干燥产生的尾气也在焚烧中得到处理，无需另设处理线路。
权利要求书
1.一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，包括依次串接的高含水率污泥直接焚烧装置（1）、烟气换热器（2）、烟气处理工艺设备（4）、引风机（5）和烟囱（6），所述烟气换热器（2）还连接于鼓风机（3）；所述高含水率污泥直接焚烧装置（1）包括多回程转动装置（15），所述多回程转动装置（15）包括第一筒体（151）、第二筒体（152）和第三筒体（153），所述第一筒体（151）、第二筒体（152）和第三筒体（153）的一侧均设有出口，所述第三筒体（153）固定连接于所述第二筒体（152）的内部，所述第二筒体（152）固定连接于所述第一筒体（151）的内部，所述第一筒体（151）外部下方设有转动驱动装置（18），所述转动驱动装置（18）的驱动端连接有齿轮，所述齿轮套设于所述第一筒体（151）的外围，所述第一筒体（151）的外围还套设有多个轮带，所述第一筒体（151）通过多个所述轮带转动连接于托架；所述第一筒体（151）的侧壁上固定连接有多个第一环形刮板，所述第二筒体（152）的侧壁上固定连接有多个第二环形刮板；所述第一筒体（151）的一侧轴承连接高含水率污泥及辅助燃料入口（11），所述高含水率污泥及辅助燃料入口（11）的一侧轴承连接于所述第三筒体（153）；所述高含水率污泥及辅助燃料入口（11）的下方、所述第一筒体（151）上还设有点火装置（17）；所述高含水率污泥直接焚烧装置（1）还包括沉降室（16），所述沉降室（16）串接于所述第一筒体（151）的外围，且设于所述第一筒体（151）的出口一侧；所述沉降室（16）的上方设有高温烟气出口（14），下方设有排渣口（12）。
2.如权利要求1所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述沉降室（16）的一侧设有搅拌装置（19），所述搅拌装置（19）的驱动端依次贯穿所述沉降室（16）和第二筒体（152）并伸入所述第三筒体（153）内。
3.如权利要求2所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述高含水率污泥及辅助燃料入口（11）上还开设有高温空气入口（13）。
4.如权利要求3所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述烟气换热器（2）从上至下依次设有高温烟气入口（21）、高温空气出口（24）、环境空气入口（23）、低温烟气出口（22），所述高温烟气入口（21）连接于所述高温烟气出口（14），所述低温烟气出口（22）连接于所述烟气处理工艺设备（4），所述高温空气出口（24）连接于所述高温空气入口（13），所述环境空气入口（23）连接于所述鼓风机（3）。
5.如权利要求4所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述烟气处理工艺设备（4）包括未处理烟气入口（41）和已处理烟气出口（42），所述低温烟气出口（22）连接所述未处理烟气入口（41），所述已处理烟气出口（42）连接于所述引风机（5）。
6.如权利要求5所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述第一筒体（151）与沉降室（16）采用鳞片密封的方式连接。
7.如权利要求6所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述高温烟气出口（14）和所述高温烟气入口（21）、所述高温空气出口（24）和所述高温空气入口（13）、所述低温烟气出口（22）和所述未处理烟气入口（41）之间的连接管道均做保温处理。
8.如权利要求7所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述鼓风机（3）与所述引风机（5）均采用变频风机。
9.如权利要求8所述的一种高含水率污泥直接焚烧系统，其特征在于，所述高含水率污泥及辅助燃料入口（11）和所述第一筒体（151）、所述搅拌装置（19）与所述沉降室（16）连接处的外围均做密封处理。
10.一种高含水率污泥直接焚烧方法，其特征在于，包括以下步骤：S1）：搭建高含水率污泥直接焚烧系统；S2）：从高含水率污泥及辅助燃料入口（11）通入高含水率污泥及辅助燃料，高含水率污泥及辅助燃料进入第三筒体（153），搅拌装置（19）对高含水率污泥及辅助燃料进行搅拌，然后高含水率污泥及辅助燃料进入第二筒体（152），第二筒体（152）上的第二环形刮板将高含水率污泥及辅助燃料推至第二筒体（152）一侧的出口，并流至第一筒体（151），启动点火装置（17），高含水率污泥及辅助燃料在第一筒体（151）内燃烧，同时第一筒体（151）上的第一环形刮板将高含水率污泥及辅助燃料推至第一筒体（151）一侧的出口并进入沉降室（16），高温气体从高温烟气出口（14）进入高温烟气入口（21），对鼓风机（3）送来的环境空气加热，吸热后的空气自高温烟气出口（24）经过气体管道由高温空气入口（13）进入多回程转动装置（15）的第三筒体（153），高温气体放热后低温烟气出口（22）进入未处理烟气入口（41）进入烟气处理工艺设备（4），再由引风机（5）将已处理烟气送至烟囱（6）排放。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种高含水率污泥直接焚烧系统及方法，能够实现经济节约最大化、能源消耗最小化。
高含水率污泥直接焚烧系统有如下优点：焚烧可以大大减少污泥的体积与质量，最终的焚烧产物体积能够缩小85%～95%，质量缩小70%～80%。
焚烧后污泥中的有机物、病原体、重金属等有害物质能够被彻底销毁，从而达到消除污染的目的。
污泥焚烧后产生的灰渣可以进行资源化利用，进一步减少了污泥的处理压力。
高温燃烧产生的热烟气可以通过烟气换热器，对环境空气进行加热，用于干燥湿污泥，降低了处理污泥的能耗成本。
焚烧装置通过多回程，集成了污泥干燥、污泥热解、污泥焚烧三个系统，主要针对高含水率污泥的处置，相对于分别建设三套系统，拥有高集成度和高处理效率的特点；搅拌装置、内壁螺纹都能有效扩大当前回程内的干燥、热解和燃烧时污泥与热空气的接触面积，有利于水分去除、挥发分析出、提高燃烧效率；焚烧系统不再依赖于电厂建设，选址更加灵活，处理量也不再受限于电厂的掺烧比例，可以根据实际需求进行设计、建设。
为达上述目的，本发明的技术方案是：一种高含水率污泥直接焚烧系统，包括依次串接的高含水率污泥直接焚烧装置、烟气换热器、烟气处理工艺设备、引风机和烟囱，所述烟气换热器还连接于鼓风机；所述高含水率污泥直接焚烧装置包括多回程转动装置，所述多回程转动装置包括第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体、第二筒体和第三筒体的一侧均设有出口，所述第三筒体固定连接于所述第二筒体的内部，所述第二筒体固定连接于所述第一筒体的内部，所述第一筒体外部下方设有转动驱动装置，所述转动驱动装置的驱动端连接有齿轮，所述齿轮套设于所述第一筒体的外围，所述第一筒体的外围还套设有多个轮带，所述第一筒体通过多个所述轮带转动连接于托架；所述第一筒体的侧壁上固定连接有多个第一环形刮板，所述第二筒体的侧壁上固定连接有多个第二环形刮板；所述第一筒体的一侧轴承连接高含水率污泥及辅助燃料入口，所述高含水率污泥及辅助燃料入口的一侧轴承连接于所述第三筒体；所述高含水率污泥及辅助燃料入口的下方、所述第一筒体上还设有点火装置；所述高含水率污泥直接焚烧装置还包括沉降室，所述沉降室串接于所述第一筒体的外围，且设于所述第一筒体的出口一侧；所述沉降室的上方设有高温烟气出口，下方设有排渣口。
优选的，所述沉降室的一侧设有搅拌装置，所述搅拌装置的驱动端依次贯穿所述沉降室和第二筒体并伸入所述第三筒体内。
优选的，所述高含水率污泥及辅助燃料入口上还开设有高温空气入口。
优选的，所述烟气换热器从上至下依次设有高温烟气入口、高温空气出口、环境空气入口、低温烟气出口，所述高温烟气入口连接于所述高温烟气出口，所述低温烟气出口连接于所述烟气处理工艺设备，所述高温空气出口连接于所述高温空气入口，所述环境空气入口连接于所述鼓风机。
优选的，所述烟气处理工艺设备包括未处理烟气入口和已处理烟气出口，所述低温烟气出口连接所述未处理烟气入口，所述已处理烟气出口连接于所述引风机。
优选的，所述第一筒体与沉降室采用鳞片密封的方式连接。
优选的，所述高温烟气出口和所述高温烟气入口、所述高温空气出口和所述高温空气入口、所述低温烟气出口和所述未处理烟气入口之间的连接管道均做保温处理。
优选的，所述鼓风机与所述引风机均采用变频风机。
优选的，所述高含水率污泥及辅助燃料入口和所述第一筒体、所述搅拌装置与所述沉降室连接处的外围均做密封处理。
一种高含水率污泥直接焚烧方法，包括以下步骤：S1）：搭建高含水率污泥直接焚烧系统；S2）：从高含水率污泥及辅助燃料入口通入高含水率污泥及辅助燃料，高含水率污泥及辅助燃料进入第三筒体，搅拌装置对高含水率污泥及辅助燃料进行搅拌，然后高含水率污泥及辅助燃料进入第二筒体，第二筒体上的第二环形刮板将高含水率污泥及辅助燃料推至第二筒体一侧的出口，并流至第一筒体，启动点火装置，高含水率污泥及辅助燃料在第一筒体内燃烧，同时第一筒体上的第一环形刮板将高含水率污泥及辅助燃料推至第一筒体一侧的出口并进入沉降室，高温气体从高温烟气出口进入高温烟气入口，对鼓风机送来的环境空气加热，吸热后的空气自高温烟气出口经过气体管道由高温空气入口进入多回程转动装置的第三筒体，高温气体放热后低温烟气出口进入未处理烟气入口进入烟气处理工艺设备，再由引风机将已处理烟气送至烟囱排放。
综上所述，本发明所公开的一种高含水率污泥直接焚烧系统及方法，具有如下有益效果：（1）通过该系统中的高含水率污泥直接焚烧装置能对污泥有效干燥、热解和焚烧，干燥产生的尾气也在焚烧中得到处理，无需另设处理线路；（2）通过该系统中的高含水率污泥直接焚烧装置集合干燥、热解和焚烧于一体，显著减少系统设备与占地面积；（3）通过该系统中的烟气换热器，有效吸收高温烟气中的热量，用于前端污泥干燥和焚烧助燃，且可以通过改变风机转速，从而改变风量，以匹配系统需求，达到运行能耗最省、综合效益最高；（4）通过引风机排风，使系统负压状态运行，污染性气体有组织排放，保证了环境洁净。
（发明人：刘政艳;岳伟;王世兴;陈亮;范进宇）