申請日2017.09.26
公開(公告)日2018.01.12
IPC分類號C02F11/00; C02F11/12; C02F11/06; F23G7/00
摘要
一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法及系統(tǒng)。其特征是所述的系統(tǒng)包括污泥干化系統(tǒng)和污泥摻混焚燒系統(tǒng)。其中污泥干化系統(tǒng)包括：給料裝置，皮帶式污泥干化裝置，循環(huán)風機，冷卻水循環(huán)裝置，煙氣余熱利用裝置，引風機;污泥摻混焚燒系統(tǒng)包括干料倉，干化污泥破碎裝置，干化污泥傳送裝置，燃料污泥摻混裝置，鍋爐等。本發(fā)明利用煙氣余熱進行污泥低溫干化，具有以下特點：1)節(jié)能高效，不僅充分利用污泥的熱值，利用煙氣余熱還可提高鍋爐的熱效率;2)減排環(huán)保，利用封閉式空氣循環(huán)處理，干化裝置沒有臭氣泄露;3)節(jié)省投資,無需另外增加尾氣處理系統(tǒng)。
權利要求書
1.一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法, 其特征在于它的步驟如下：
1)將來自污水處理廠的質量百分含水率為70~85%的脫水濕污泥，通過給料裝置(1)均勻送入皮帶式污泥干化裝置(2);
2)通過循環(huán)風機(5)將80- 90℃的干熱空氣送入皮帶式污泥干化裝置(2)，利用氣體流動和換熱對污泥進行干燥，產(chǎn)生含水率10~40%的干泥;
3)加熱后的干泥通過皮帶傳送進入干料倉(6)，經(jīng)過干化污泥破碎裝置(7)破碎后通過干化污泥傳送裝置(8)輸送至鍋爐區(qū)，與燃煤經(jīng)過燃料污泥摻混裝置(11)混合后送入鍋爐(12)燃燒;
4)將皮帶式污泥干化裝置(2)中干燥過程中產(chǎn)生的60-70℃的飽和濕空氣送入冷卻水循環(huán)裝置(3)，利用常溫約25℃左右的循環(huán)冷卻水冷卻濕空氣，溫度降低，濕空氣中的水蒸氣飽和蒸氣壓降低，水份析出，從而達到冷卻去濕效果;冷凝水隨著冷卻盤管進入收集管，排入工業(yè)污水池;
5)抽取鍋爐部分煙氣，煙氣溫度為130~200℃，通過引風機(10)送入煙氣余熱利用裝置(4)，對循環(huán)空氣進行加熱，加熱后的干熱空氣通過循環(huán)風機(5)進入污泥干化系統(tǒng)進行下一循環(huán)，煙氣余熱利用后返回鍋爐煙道與原煙氣混合后繼續(xù)下一步流程。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是所述的抽取鍋爐部分的煙氣量根據(jù)皮帶式污泥干化裝置(2)所需的干燥出力自動調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，干化污泥的空氣為閉式循環(huán)，沒有臭氣泄露。
4.一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化裝置，其特征在于它包括：
污泥干化系統(tǒng)和污泥摻混焚燒系統(tǒng);其中污泥干化系統(tǒng)包括：給料裝置(1)，皮帶式污泥干化裝置(2)，循環(huán)風機(5)，冷卻水循環(huán)裝置(3)，煙氣余熱利用裝置(4)，引風機(10);所述的污泥摻混焚燒系統(tǒng)包括干料倉(6)，干化污泥破碎裝置(7)，干化污泥傳送裝置(8)，燃料污泥摻混裝置(11)和鍋爐(12);給料裝置(1)將經(jīng)過脫水的污泥送入皮帶式污泥干化裝置(2)中，皮帶式污泥干化裝置(2)的脫水污泥經(jīng)過循環(huán)風機(5)送入的干熱空氣進一步干燥脫水使其含水率達到燃燒標準，干燥后的污泥送入干料倉(6)，經(jīng)過干化污泥破碎裝置(7)破碎后經(jīng)干化污泥傳送裝置(8)送入燃料污泥摻混裝置(11)中與給煤倉(9)中的燃煤混合后送入鍋爐(12)中燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除渣塵(13)和煙道(14)余熱回收后除塵排放，煙道中的部分煙氣經(jīng)引風機(10)引入煙氣余熱利用裝置(4)產(chǎn)生干熱空氣再通過循環(huán)風機(5)送入皮帶式污泥干化裝置(2)中對脫水污泥進行干燥，煙氣余熱利用裝置(4)吸熱后的煙氣再次返回到鍋爐煙道進行無害化處理后通過煙囪排放，而皮帶式污泥干化裝置(2)中的污泥脫水過程中產(chǎn)生的濕熱空氣被引入冷卻水循環(huán)裝置(3)中冷卻，冷卻后的空氣送入煙氣余熱利用裝置(4)進行加熱后再次進入皮帶式污泥干化裝置(2)中對脫水污泥進行加熱，冷卻產(chǎn)生的冷凝水進入工業(yè)污水污排放。
5.根據(jù)權利要求4所述的一體化系統(tǒng)，其特征是所述的皮帶式污泥干化裝置(2)產(chǎn)生的濕熱空氣在系統(tǒng)管道內(nèi)閉式循環(huán)，不會外泄產(chǎn)生臭氣。
6.根據(jù)權利要求4所述的一體化系統(tǒng)，其特征是所述的皮帶式污泥干化裝置(2)、冷卻水循環(huán)裝置(3)、煙氣余熱利用裝置(4)和循環(huán)風機(5)組成一個封閉式污泥干化區(qū)。
說明書
一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法及系統(tǒng)
技術領域
本發(fā)明涉及一種污泥處理技術，尤其是一種利用煙氣余熱對污泥進行干燥后焚燒的方法及系統(tǒng)，具體地說是一種利用鍋爐煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法及系統(tǒng)。
背景技術
隨著我國城市化進程加快，城市工業(yè)污水與生活污水排放量日益增多，據(jù)統(tǒng)計，2016年全國的污水排放量達到850億噸，遠遠超過環(huán)境容量。其中，污泥是污水處理過程中的產(chǎn)物之一，城市污水處理過程中產(chǎn)生的機械脫水污泥含水率一般在80%左右，體積較大。污泥中含有大量的氮、磷等有機養(yǎng)分，但同時也含有大量的細菌微生物、重金屬和持久性有機污染物等有毒物質，如果不進行有效處理處置，會對生態(tài)和環(huán)境造成嚴重危害，甚至還會引起傳染性疾病。因此，如何妥善、科學處理污泥，實現(xiàn)市政污泥無害化、減量化、資源化處理已經(jīng)成為當前亟待解決的問題。
目前污泥的處置方法主要有衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒三種方式。衛(wèi)生填埋是傳統(tǒng)的污泥處理方法，由于占據(jù)大量土地和產(chǎn)生二次污染，世界各國已逐步減少污泥填埋的比例。土地利用是指將污泥使用在土壤中以改善土壤條件或提高其肥力，但污泥中含有有毒有害物，污泥土地利用會對環(huán)境造成潛在的污染威脅。污泥焚燒是近年來應用較廣泛的處置方式，其優(yōu)點在于減容效果明顯，并且通過焚燒可徹底處理掉污泥中的大部分有機物和微生物，對環(huán)境的負面影響相對易于控制。
污泥干化焚燒工藝是指將脫水污泥進一步進行干化處理后焚燒。干化焚燒工藝能消滅病原體、固化重金屬、減少排量，是最徹底的處理方法，經(jīng)過長期大量的實際運用和優(yōu)化，污泥焚燒已經(jīng)體現(xiàn)出了在污泥處置中的技術、經(jīng)濟和環(huán)境等方面的優(yōu)勢。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，土地資源的日益稀缺，焚燒必將成為國內(nèi)污泥處置中的主要手段之一，是未來大型污水處理和土地緊缺的城市污泥處置的主要處理方法。
污泥經(jīng)過機械脫水，含水率一般在80%左右，降低污泥的含水率和減少污泥的體積，是污泥處理的關鍵。污泥中含有大量的有機物質，具有燃料價值根據(jù)相關分析，我國污泥的平均熱值在1500~2500Kcal/kg之間�！拔勰嗟蜏馗苫笔侵咐玫陀诟晌勰嗳键c(250℃)的介質進行污泥干化，使得污泥中的水分蒸發(fā)而有機物質不受破壞的過程。
我國的能源結構以燃煤為主，且燃煤電廠分布廣泛。熱電廠的排煙溫度在120～200℃之間,排煙損失是能量損失的主要途徑之一，一般排煙溫度降低10～15℃，鍋爐效率能提高1%。采用熱電廠協(xié)同處理污泥，既可以利用熱電廠煙氣余熱進行污泥干化，又可以利用已有的鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)，使得污泥處理的投資和運行成本大大降低。因此，利用熱電廠煙氣余熱的污泥干化焚燒處理工藝，是實現(xiàn)污泥高效、安全、經(jīng)濟利用的有效的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的經(jīng)機械脫水的污泥直接燃燒能耗高，而各類電廠鍋爐煙氣排氣溫度高造成大量能源浪費的問題，發(fā)明一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法及系統(tǒng)，為污泥的無害化、減量化和資源化處理提供一種切實可行的路徑。
本發(fā)明的技術方案之一是：
一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化方法, 其特征在于它的步驟如下：
1)將來自污水處理廠的質量百分含水率為70~85%的脫水污泥，通過給料裝置1均勻送入皮帶式污泥干化裝置2;
2)通過循環(huán)風機5將80- 90℃的干熱空氣送入皮帶式污泥干化裝置2，利用氣體流動和換熱對污泥進行干燥，產(chǎn)生含水率10~40%的干泥;
3)加熱后的干泥通過皮帶傳送進入干料倉6，經(jīng)過干化污泥破碎裝置7破碎后通過干化污泥傳送裝置8輸送至鍋爐區(qū)，與燃煤經(jīng)過燃料污泥摻混裝置11混合后送入鍋爐12燃燒;
4)將皮帶式污泥干化裝置2中干燥過程中產(chǎn)生的60-70℃的飽和濕空氣送入冷卻水循環(huán)裝置3，利用常溫約25℃左右的循環(huán)冷卻水冷卻濕空氣，溫度降低，濕空氣中的水蒸氣飽和蒸氣壓降低，水份析出，從而達到冷卻去濕效果;冷凝水隨著冷卻盤管進入收集管，排入工業(yè)污水池;
5)抽取鍋爐煙道14部分煙氣，煙氣溫度為130~200℃，通過引風機10送入煙氣余熱利用裝置4，對循環(huán)空氣進行加熱，加熱后的干熱空氣通過循環(huán)風機5進入污泥干化系統(tǒng)進行下一循環(huán)，煙氣余熱利用后返回鍋爐煙道繼續(xù)下一步流程;
所述的抽取鍋爐煙道中部分的煙氣量根據(jù)皮帶式污泥干化裝置2所需的干燥出力自動調(diào)節(jié)。
干化污泥的空氣為閉式循環(huán)，沒有臭氣泄露。
本發(fā)明的技術方案之二是：
一種利用煙氣余熱的污泥低溫干化焚燒一體化裝置，其特征在于它包括：
污泥干化系統(tǒng)和污泥摻混焚燒系統(tǒng);其中污泥干化系統(tǒng)包括：給料裝置1，皮帶式污泥干化裝置2，循環(huán)風機5，冷卻水循環(huán)裝置3，煙氣余熱利用裝置4，引風機10;所述的污泥摻混焚燒系統(tǒng)包括干料倉6，干化污泥破碎裝置7，干化污泥傳送裝置8，燃料污泥摻混裝置11和鍋爐12;給料裝置1將經(jīng)過脫水的污泥送入皮帶式污泥干化裝置2中，皮帶式污泥干化裝置2的脫水污泥經(jīng)過循環(huán)風機5送入的干熱空氣進一步干燥脫水使其含水率達到燃燒標準，干燥后的污泥送入干料倉6，經(jīng)過干化污泥破碎裝置7破碎后經(jīng)干化污泥傳送裝置8送入燃料污泥摻混裝置11中與給煤倉9中的燃煤混合后送入鍋爐12中燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)除渣塵13和余熱回收后排放，煙道14中的部分煙氣經(jīng)引風機10引入煙氣余熱利用裝置4產(chǎn)生干熱空氣再通過循環(huán)風機5送入皮帶式污泥干化裝置2中對脫水污泥進行干燥，煙氣余熱利用裝置4吸熱后的煙氣再次返回到鍋爐煙道進行無害化處理后排放，而皮帶式污泥干化裝置2中的污泥脫水過程中產(chǎn)生的濕熱空氣被引入冷卻水循環(huán)裝置3中冷卻，冷卻后的空氣送入煙氣余熱利用裝置4進行加熱后再次進入皮帶式污泥干化裝置2中對脫水污泥進行加熱，冷卻產(chǎn)生的冷凝水進入工業(yè)污水污排放。
所述的皮帶式污泥干化裝置2產(chǎn)生的濕熱空氣在系統(tǒng)管道中內(nèi)循環(huán)，不會外泄產(chǎn)生臭氣。
所述的皮帶式污泥干化裝置2、冷卻水循環(huán)裝置3、煙氣余熱利用裝置4和循環(huán)風機5組成一個封閉式污泥干化區(qū)。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明利用來自熱電廠鍋爐的煙氣余熱，使得污泥在低溫條件下干化后焚燒，在不污染環(huán)境的前提下充分利用潛在能量，“變廢為寶”，解決了目前城市中存在的污泥處理成本高的難題，開辟了一條廢物循環(huán)利用的有效途徑，使現(xiàn)有運行成本降低60%以上。本發(fā)明與其他污泥干化焚燒相比具有以下優(yōu)點：1)污泥在低溫下干化，最大程度的保留污泥中的有機物質，提高了干污泥熱值;2)干化污泥的空氣采用閉式循環(huán)，無臭氣外泄，潔凈環(huán)保;3)充分利用鍋爐煙氣中的余熱，提高鍋爐效率，降低鍋爐煙氣處理段能耗;4)充分利用空氣中的水蒸氣潛熱，降低鍋爐運行費用;5)煙氣與污泥不直接接觸，與常規(guī)煙氣干化污泥焚燒裝置相比，省卻了龐大的尾氣處理系統(tǒng)。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點：
1)節(jié)能高效，不僅充分利用污泥的熱值，利用煙氣余熱還可提高鍋爐的熱效率。
2)減排環(huán)保，利用封閉式空氣循環(huán)處理，干化裝置沒有臭氣泄露。
3)節(jié)省投資,無需另外增加尾氣處理系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)了污泥干化焚燒一體化，既解決了目前城市中污泥處理成本高的困難問題，又降低了鍋爐排煙溫度，提高了鍋爐效率。
