申請日2016.05.19

　　公開(公告)日2016.09.21

　　IPC分類號C02F11/16; F23G7/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污泥干化焚燒處置方法，將污水處理廠的經(jīng)預(yù)脫水后的污泥送至本系統(tǒng)帶有破拱功能的污泥料倉，之后經(jīng)污泥泵輸送至臥式攪拌污泥干化機(jī)，經(jīng)攪拌和間接換熱脫除水分并提高熱值后進(jìn)入流化床焚燒爐焚燒;焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)高溫分離器預(yù)除塵后，進(jìn)入余熱鍋爐系統(tǒng)回收熱量用做干化機(jī)熱源，之后進(jìn)預(yù)熱器對進(jìn)入流化床焚燒爐的空氣預(yù)熱，然后進(jìn)入布袋除塵器及經(jīng)洗滌塔后經(jīng)煙囪達(dá)標(biāo)排放;干化機(jī)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)除塵和冷凝器回收水分之后送入流化床焚燒爐;飛灰由氣力輸送系統(tǒng)收集之后作為建材原料。本發(fā)明中污泥干化后焚燒可實現(xiàn)污泥處置的穩(wěn)定化、無害化、資源化。系統(tǒng)有效利用焚燒熱能用于干化機(jī)熱源，焚燒后煙氣經(jīng)有效處理后達(dá)標(biāo)排放。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污泥干化焚燒處置方法，其特征在于，包括如下：

　　將污水處理廠的水處理污泥經(jīng)初步脫水后運至帶液壓滑架的污泥專用料倉中，液壓滑架將污泥破拱，由料倉底部螺旋連續(xù)排出，之后經(jīng)污泥泵送至臥式污泥干化機(jī)內(nèi);

　　污泥焚燒后高溫?zé)煔庥糜酂徨仩t產(chǎn)生的蒸汽作為污泥干化機(jī)熱源，通入污泥干化機(jī)的空心軸和空心圓盤及殼體空心夾套內(nèi)，污泥被攪拌的同時與蒸汽高效傳熱，干化后的污泥經(jīng)污泥干化機(jī)另一端底部排出，之后經(jīng)刮板輸送機(jī)送至干污泥料倉;

　　干污泥經(jīng)干污泥料倉底部的螺旋輸送機(jī)之后被流化床焚燒爐的高速旋轉(zhuǎn)的撥料器連續(xù)拋灑加入流化床焚燒爐內(nèi)，流化床焚燒爐底部通入經(jīng)預(yù)熱的一次風(fēng)，一次風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板后將其上的大量惰性物料及加入的干污泥吹起混合傳熱并快速燃燒;

　　污泥干化機(jī)內(nèi)蒸發(fā)出的尾氣經(jīng)污泥干化機(jī)頂部排出，經(jīng)帶伴熱的旋風(fēng)除塵器除塵后，再經(jīng)冷凝器冷凝，水蒸汽冷凝成液態(tài)，進(jìn)污水處理;尾氣中含臭味及有害物質(zhì)的不凝氣和污泥料倉頂蓋上抽入的臭氣一起經(jīng)引風(fēng)機(jī)輸送至流化床焚燒爐污泥加入口，與污泥一起進(jìn)入流化床焚燒爐燃為灰燼;

　　流化床焚燒爐底部設(shè)排渣口，多余的惰性物料和灰渣被排出后經(jīng)振動篩篩分，大渣進(jìn)渣倉收集，粒徑合適的惰性物料被提升輸送至砂倉，按需加入流化床焚燒爐，以保證其內(nèi)惰性物料量;

　　焚燒后的高溫?zé)煔夂�少量粉塵經(jīng)流化床焚燒爐頂部沿帶有隔熱層的管道送至高溫旋風(fēng)分離器，粉塵被分離后經(jīng)旋風(fēng)底部旋轉(zhuǎn)閥排出，除塵后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐系統(tǒng)，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)減穩(wěn)減壓之后送入污泥干化機(jī)作為污泥干化機(jī)的熱源;

　　煙氣出余熱鍋爐系統(tǒng)進(jìn)入列管式預(yù)熱器，對由一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)鼓入流化床焚燒爐的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別加熱，煙氣出列管式預(yù)熱器之后經(jīng)有保溫的管道送入布袋除塵器，依據(jù)污泥焚燒后污染物的不同，在進(jìn)布袋除塵器之前的管道上可設(shè)活性炭粉和石灰石粉加入口，用壓縮空氣鼓入，用于除去二惡英和重金屬有害物質(zhì)，并在后面布袋除塵器中被捕集，煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行過濾除塵，粉塵經(jīng)其底部的旋轉(zhuǎn)閥排出;

　　潔凈煙氣經(jīng)管道進(jìn)入洗滌塔，洗滌塔設(shè)多層塔盤，用循環(huán)的一定濃度氫氧化鈉水溶液洗滌，除去煙氣中的氯化氫、二氧化硫、三氧化硫、重金屬、殘余粉塵，實現(xiàn)濕法脫酸脫硫;洗滌塔頂部設(shè)除霧器，除去煙氣中的液滴，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣經(jīng)煙囪高空排放。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥干化焚燒處置方法，其特征在于：由旋風(fēng)除塵器、預(yù)熱器、布袋除塵器底部排出的粉塵，由氣力輸送系統(tǒng)輸送并收集在飛灰倉內(nèi)，定期外運，氣力輸送系統(tǒng)由管道、引風(fēng)機(jī)、灰倉、布袋收塵器、旋轉(zhuǎn)卸料閥組成，依靠引風(fēng)機(jī)提供負(fù)壓使空氣攜帶粉塵一起進(jìn)入灰倉收集，而氣體經(jīng)布袋收塵器過濾后排空，粉塵由灰倉底部旋轉(zhuǎn)卸料閥定期排出。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥干化焚燒處置方法，其特征在于，余熱鍋爐系統(tǒng)也可替換為導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)，用高溫?zé)煔饧訜釋?dǎo)熱油，導(dǎo)熱油用于污泥干化機(jī)熱源替代蒸汽，從污泥干化機(jī)排出的導(dǎo)熱油再返回導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)，循環(huán)加熱。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種污泥干化焚燒處置方法，其特征在于，污泥干化機(jī)包括殼體，殼體內(nèi)置兩根水平空心軸，空心軸上設(shè)有多片交錯布置的空心圓盤或空心葉片，殼體與空心軸連接處設(shè)密封，兩根空心軸兩端設(shè)軸承座，空心軸端部設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭，旋轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，殼體外部設(shè)夾套，殼體底部有鞍座，殼體上部一端設(shè)污泥進(jìn)口，殼體中上部設(shè)尾氣出口，殼體另一端底部設(shè)干污泥出口，干污泥出口處設(shè)溢流擋板。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥干化焚燒處置方法，其特征在于，流化床焚燒爐由爐膛、布風(fēng)板、風(fēng)管、風(fēng)帽、燃燒室、燃燒器、一次風(fēng)進(jìn)口、加旋二次風(fēng)進(jìn)口、污泥進(jìn)口、撥料器、進(jìn)砂口、煙氣出口、排渣管組成，爐膛內(nèi)部從上到下依次為稀相區(qū)、密相區(qū)，爐膛稀相區(qū)的外側(cè)壁中部設(shè)有加旋二次風(fēng)進(jìn)口，爐膛稀相區(qū)的外側(cè)壁底部設(shè)有污泥進(jìn)口，污泥由污泥進(jìn)口進(jìn)入撥料器，被高速旋轉(zhuǎn)的撥料器拋灑進(jìn)入爐膛密相區(qū);爐膛底部設(shè)有布風(fēng)板，布風(fēng)板上設(shè)多個進(jìn)風(fēng)孔，進(jìn)風(fēng)孔內(nèi)插入風(fēng)管，風(fēng)管上部設(shè)風(fēng)帽，圓柱形風(fēng)帽側(cè)壁設(shè)有多個進(jìn)風(fēng)口，一次風(fēng)進(jìn)口從布風(fēng)板上的進(jìn)風(fēng)孔進(jìn)入風(fēng)管，之后進(jìn)入風(fēng)帽，從風(fēng)帽側(cè)壁進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入爐膛;爐膛底部設(shè)燃燒室，并設(shè)燃燒器裝置用于啟動流化床焚燒爐。

　　說明書

　　一種污泥干化焚燒處置方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污泥處置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污泥干化焚燒處置方法。

　　背景技術(shù)

　　污泥焚燒就是利用焚燒爐在有氧條件下高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使之完全礦化為灰燼的處置方式。污泥直接焚燒，因其水分較高，熱值很低，故需要補(bǔ)充大量的石化燃料，從而大大增加污泥處置成本。污泥焚燒后的煙氣中含有一定量的有害物質(zhì)，如氯化氫、硫化物、重金屬、二惡因等。故沒有合理的干化焚燒工藝和裝置，焚燒便是無法被人們和自然環(huán)境接受的處置方式。

　　傳統(tǒng)的焚燒爐主要是循環(huán)焚燒爐，床料在較高風(fēng)速(一般為8-12m/s)下呈劇烈流化態(tài)。循環(huán)倍率高達(dá)10-20，即大量床料和燃料混合燃燒并提升從頂部排出焚燒爐，經(jīng)高溫旋風(fēng)后循環(huán)回焚燒爐。裝置動力消耗大，對設(shè)備磨損嚴(yán)重，且大部分焚燒爐內(nèi)布置金屬換熱管或其它形式的金屬受熱面，高溫高速循環(huán)的物料對金屬受熱面磨損更為嚴(yán)重，檢修和維護(hù)成本高，裝置壽命嚴(yán)重受影響。

　　傳統(tǒng)的焚燒煙氣處理沿用燃煤熱電廠采用的方式及裝置，技術(shù)落后，且效率較低。比如大多采用石灰石/石膏濕法，天然石灰石資源受限，成本較高，且副產(chǎn)物產(chǎn)生二次污染。

　　因此選擇合適的干化焚燒工藝極為重要。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種污泥干化焚燒處置工藝及裝置。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

　　一種污泥干化焚燒處置方法，包括如下：

　　將污水處理廠的水處理污泥經(jīng)機(jī)械等方式初步脫水后運至帶液壓滑架的污泥專用料倉中，液壓滑架將污泥破拱，由料倉底部螺旋連續(xù)排出，之后經(jīng)污泥泵送至臥式污泥干化機(jī)內(nèi);

　　污泥焚燒后高溫?zé)煔庥糜酂徨仩t產(chǎn)生的蒸汽作為污泥干化機(jī)熱源，通入污泥干化機(jī)的空心軸和空心圓盤及殼體空心夾套內(nèi)，污泥被攪拌的同時與蒸汽高效傳熱，干化后的污泥經(jīng)污泥干化機(jī)另一端底部排出，之后經(jīng)刮板輸送機(jī)送至干污泥料倉;

　　干污泥經(jīng)干污泥料倉底部的螺旋輸送機(jī)之后被流化床焚燒爐的高速旋轉(zhuǎn)的撥料器連續(xù)拋灑加入流化床焚燒爐內(nèi)，流化床焚燒爐底部通入經(jīng)預(yù)熱的一次風(fēng)，一次風(fēng)經(jīng)布風(fēng)板后將其上的大量惰性物料及加入的干污泥吹起混合傳熱并快速燃燒;

　　污泥干化機(jī)內(nèi)蒸發(fā)出的尾氣經(jīng)污泥干化機(jī)頂部排出，經(jīng)帶伴熱的旋風(fēng)除塵器除塵后，再經(jīng)冷凝器冷凝，水蒸汽冷凝成液態(tài)，進(jìn)污水處理;尾氣中含臭味及有害物質(zhì)的不凝氣和污泥料倉頂蓋上抽入的臭氣一起經(jīng)引風(fēng)機(jī)輸送至流化床焚燒爐污泥加入口，與污泥一起進(jìn)入流化床焚燒爐燃為灰燼;

　　流化床焚燒爐底部設(shè)排渣口，多余的惰性物料和灰渣被排出后經(jīng)振動篩篩分，大渣進(jìn)渣倉收集，粒徑合適的惰性物料被提升輸送至砂倉，按需加入流化床焚燒爐，以保證其內(nèi)惰性物料量;

　　焚燒后的高溫?zé)煔夂�少量粉塵經(jīng)流化床焚燒爐頂部沿帶有隔熱層的管道送至高溫旋風(fēng)分離器，粉塵被分離后經(jīng)旋風(fēng)底部旋轉(zhuǎn)閥排出，除塵后的煙氣進(jìn)入余熱鍋爐系統(tǒng)，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)減穩(wěn)減壓之后送入污泥干化機(jī)作為污泥干化機(jī)的熱源。

　　煙氣出余熱鍋爐系統(tǒng)進(jìn)入列管式預(yù)熱器，對由一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)鼓入流化床焚燒爐的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別加熱，煙氣出列管式預(yù)熱器之后經(jīng)有保溫的管道送入布袋除塵器，依據(jù)污泥焚燒后污染物的不同，在進(jìn)布袋除塵器之前的管道上可設(shè)活性炭粉和石灰石粉加入口，用壓縮空氣鼓入，用于除去二惡英和重金屬有害物質(zhì)，并在后面布袋除塵器中被捕集，煙氣進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行過濾除塵，粉塵經(jīng)其底部的旋轉(zhuǎn)閥排出;

　　潔凈煙氣經(jīng)管道進(jìn)入洗滌塔，洗滌塔設(shè)多層塔盤，用循環(huán)的設(shè)定濃度氫氧化鈉水溶液洗滌，除去煙氣中的氯化氫、二氧化硫、三氧化硫、重金屬、殘余粉塵，實現(xiàn)濕法脫酸脫硫;洗滌塔頂部設(shè)除霧器，除去煙氣中的液滴，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣經(jīng)煙囪高空排放。

　　優(yōu)選的，由旋風(fēng)除塵器、預(yù)熱器、布袋除塵器底部排出的粉塵，由氣力輸送系統(tǒng)輸送并收集在飛灰倉內(nèi)，定期外運，氣力輸送系統(tǒng)由管道、引風(fēng)機(jī)、灰倉、布袋收塵器、旋轉(zhuǎn)卸料閥組成，依靠引風(fēng)機(jī)提供負(fù)壓使空氣攜帶粉塵一起進(jìn)入灰倉收集，而氣體經(jīng)布袋收塵器過濾后排空，粉塵由灰倉底部旋轉(zhuǎn)卸料閥定期排出。

　　優(yōu)選的，余熱鍋爐系統(tǒng)也可替換為導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)，用高溫?zé)煔饧訜釋?dǎo)熱油，導(dǎo)熱油用于污泥干化機(jī)熱源替代蒸汽，從污泥干化機(jī)排出的導(dǎo)熱油再返回導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)，循環(huán)加熱。

　　優(yōu)選地，污泥干化機(jī)包括殼體，殼體內(nèi)置兩根水平空心軸，空心軸上設(shè)有多片交錯布置的空心圓盤或空心葉片，殼體與空心軸連接處設(shè)密封，兩根空心軸兩端設(shè)軸承座，空心軸端部設(shè)旋轉(zhuǎn)接頭，旋轉(zhuǎn)接頭上設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，殼體外部設(shè)夾套，殼體底部有鞍座，殼體上部一端設(shè)污泥進(jìn)口，殼體中上部設(shè)尾氣出口，殼體另一端底部設(shè)干污泥出口，干污泥出口處設(shè)溢流擋板。

　　優(yōu)選地，流化床焚燒爐由爐膛、布風(fēng)板、風(fēng)管、風(fēng)帽、燃燒室、燃燒器、一次風(fēng)進(jìn)口、加旋二次風(fēng)進(jìn)口、污泥進(jìn)口、撥料器、進(jìn)砂口、煙氣出口、排渣管組成，爐膛內(nèi)部從上到下依次為稀相區(qū)、密相區(qū)，爐膛稀相區(qū)的外側(cè)壁中部設(shè)有加旋二次風(fēng)進(jìn)口，爐膛稀相區(qū)的外側(cè)壁底部設(shè)有污泥進(jìn)口，污泥由污泥進(jìn)口進(jìn)入撥料器，被高速旋轉(zhuǎn)的撥料器拋灑進(jìn)入爐膛密相區(qū);爐膛底部設(shè)有布風(fēng)板，布風(fēng)板上設(shè)多個進(jìn)風(fēng)孔，進(jìn)風(fēng)孔內(nèi)插入風(fēng)管，風(fēng)管上部設(shè)風(fēng)帽，圓柱形風(fēng)帽側(cè)壁設(shè)有多個進(jìn)風(fēng)口，一次風(fēng)進(jìn)口從布風(fēng)板上的進(jìn)風(fēng)孔進(jìn)入風(fēng)管，之后進(jìn)入風(fēng)帽，從風(fēng)帽側(cè)壁進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入爐膛;爐膛底部設(shè)燃燒室，并設(shè)燃燒器裝置用于啟動流化床焚燒爐。

　　本發(fā)明提出的一種污泥干化焚燒處置方法，能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，最大程度減容，其產(chǎn)物為無菌、無臭的無機(jī)殘渣。待干化污泥從污泥進(jìn)口連續(xù)加入污泥干化機(jī)內(nèi)，0.3-0.8Mpa的飽和蒸汽蒸汽從旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入空心軸之后，分別進(jìn)入空心葉片或空心圓盤中，空心葉片或空心圓盤提供大量換熱面積，兩軸轉(zhuǎn)動過程中相互自清理，對污泥攪拌。蒸汽與污泥間接換熱，同時殼體夾套內(nèi)通入蒸汽，對殼體內(nèi)的污泥傳熱。攪拌同時對污泥升溫并將污泥中的水分蒸發(fā)，蒸發(fā)出的水分被引風(fēng)機(jī)抽出污泥干化機(jī)，除塵、冷凝回收水之后進(jìn)流化床焚燒爐燃燒。

　　本發(fā)明流化床焚燒爐采用分級送風(fēng)技術(shù)，一次風(fēng)通過密相區(qū)底部的布風(fēng)板送入爐膛，保證床料良好流化的同時為污泥燃燒提供足夠的空氣;適量的加旋二次風(fēng)在爐膛稀相區(qū)下部切向噴入爐內(nèi)，在稀相區(qū)形成漩渦氣流，加強(qiáng)了爐膛稀相區(qū)的擾動，使氣體與氣體及氣體與固體之間充分混合，保證了稀相區(qū)揮發(fā)分的燃盡和部分密相區(qū)飛離的細(xì)灰進(jìn)一步燃燒。同時加旋二次風(fēng)對煙氣中的細(xì)灰具有一定的分離作用，可降低爐膛出口煙氣含塵濃度，降低對旋風(fēng)分離器、余熱鍋爐、預(yù)熱器等設(shè)備的磨損，同時降低煙氣處理設(shè)備的負(fù)荷。

　　本發(fā)明將污泥干化和焚燒有機(jī)結(jié)合，焚燒產(chǎn)生熱量用于干化。污泥干化機(jī)尾氣進(jìn)流化床焚燒爐焚燒，可完全有效去除干化產(chǎn)生的臭氣及有害物質(zhì)。污泥干化機(jī)采用間接換熱方式，熱源與污泥不接觸，不相互交叉污染，尾氣處理設(shè)備小，且熱效率高。流化床焚燒爐采用低風(fēng)速流化床焚燒爐，且爐內(nèi)不設(shè)置受熱面，裝置動力消耗低，使用壽命明顯提高，且制作、檢修及維護(hù)簡單。采用布袋除塵與洗滌塔結(jié)合，作為除塵、脫硫脫酸、去除重金屬等有害物質(zhì)的處理方式，造價低、使用成本低、效率高。