公布日：2022.12.27
申請日：2022.09.16
分類號：C02F11/10(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;F23G5/027(2006.01)I;F23G5/16(2006.01)I;
F23G5/46(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，污水污泥與含油污泥混合協(xié)同處理，能有效降低污泥整體含水率，提升污泥熱值，提高熱處理穩(wěn)定性；離心機(jī)分離出的石油通往殘渣燃燒子室，保證一燃室無需添加額外輔助燃料即可實(shí)現(xiàn)自維持運(yùn)行，有效降低了污泥處理成本；回收污泥灰渣余熱預(yù)熱通往一燃室和二燃室的空氣，能有效提升污泥一燃室和揮發(fā)氣二燃室的燃燒效果，降低系統(tǒng)熱損失，提高熱效率；提升了污泥無害化處理效果；冷灰渣和熱空氣均可以資源化利用，具有一定經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步降低污泥的處理成本。
權(quán)利要求書
1.一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于，包括離心機(jī)(1)、氣固換熱干燥器(2)、污泥一燃室(3)、固氣換熱冷渣機(jī)(4)、揮發(fā)氣二燃室(5)、旋風(fēng)除塵器(6)、熱風(fēng)爐(7)和尾氣凈化裝置(8)，所述氣固換熱干燥器(2)設(shè)有相互隔離的污泥換熱通道(2a)和煙氣換熱通道組合，所述污泥一燃室(3)設(shè)有依次連通的熱解子室(3a)、氣化子室(3b)和殘渣焚燒子室(3c)，所述固氣換熱冷渣機(jī)(4)設(shè)有相互隔離的污泥廢渣通道和第一冷風(fēng)加熱通道，所述熱風(fēng)爐(7)設(shè)有相互隔離的高溫?zé)煔馔ǖ篮偷诙滹L(fēng)加熱通道；所述污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法包括以下步驟：S1、將含油污泥送入離心機(jī)(1)分離得到油泥泥水和石油，將分離得到的石油輸送到殘渣焚燒子室(3c)中，將分離得到的油泥泥水與污水污泥混合后輸送到污泥換熱通道(2a)中；S2、油泥泥水與污水污泥的混合物在污泥換熱通道(2a)中脫水后得到干化污泥和水蒸氣及干化揮發(fā)氣，將干化污泥輸送到熱解子室(3a)中，將水蒸氣及干化揮發(fā)氣輸送到氣化子室(3b)中；S3、干化污泥進(jìn)入隔絕氧氣的熱解子室(3a)后，干化污泥中的有機(jī)質(zhì)和殘余石油均受熱分解，生成能夠燃燒的熱解氣，并將熱解氣輸送到揮發(fā)氣二燃室(5)中，熱解后的污泥及其焦炭進(jìn)入處于少氧條件的氣化子室(3b)后，與空氣及步驟S2輸送來的水蒸氣及干化揮發(fā)氣發(fā)生氣化反應(yīng)，生成能夠燃燒的氣化氣，并將氣化氣輸送到揮發(fā)氣二燃室(5)中，氣化后的干化污泥及其殘?zhí)窟M(jìn)入殘渣焚燒子室(3c)后，與步驟S1輸送來的石油與助燃空氣進(jìn)行過氧燃燒后，得到熱灰渣，同時產(chǎn)生熱量通過熱輻射、對流換熱和熱傳導(dǎo)的方式傳遞給熱解子室(3a)和氣化子室(3b)；S4、將熱灰渣輸送到污泥廢渣通道后，與進(jìn)入第一冷風(fēng)加熱通道的冷空氣進(jìn)行熱交換，污泥廢渣通道中冷卻后的冷灰渣直接填埋或送往制磚廠進(jìn)行資源化利用，第一冷風(fēng)加熱通道中輸出的熱空氣作為助燃空氣分別輸送到揮發(fā)氣二燃室(5)和步驟S3的殘渣焚燒子室(3c)中；S5、揮發(fā)氣二燃室(5)中，步驟S3輸送來的熱解氣和氣化氣與步驟S4輸送來的助燃空氣進(jìn)行富氧燃燒反應(yīng)，生成高溫?zé)煔猓邷責(zé)煔饨?jīng)旋風(fēng)除塵器(6)除塵后輸送到煙氣換熱通道組合中，對步驟S2的污泥換熱通道(2a)中的油泥泥水與污水污泥的混合物進(jìn)行換熱干化；S6、將煙氣換熱通道組合中完成換熱的高溫?zé)煔廨斔偷礁邷責(zé)煔馔ǖ篮螅c進(jìn)入第二冷風(fēng)加熱通道的冷空氣進(jìn)行熱交換，第一冷風(fēng)加熱通道中輸出的熱空氣用于附近農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)，高溫?zé)煔馔ǖ乐休敵龅臒煔饨?jīng)尾氣凈化裝置(8)凈化后向環(huán)境排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述步驟S1中，輸送到離心機(jī)(1)的含油污泥的含水率10％-40％、含油率為5％-40％，離心機(jī)(1)脫除5％-20％的油分后與含水率為80％-90％的含稅污泥按照1:1的比例進(jìn)行混合，油泥泥水與污水污泥的混合物的含水率控制在45％-70％，所述步驟S2中，油泥泥水與污水污泥的混合物在污泥換熱通道(2a)中脫水后得到的干化污泥含水率控制在20％-45％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述步驟S3中，熱解子室(3a)的溫度控制在300℃-500℃，氣化子室(3b)的溫度控制在500℃-700℃，氣化子室(3b)的氧氣濃度控制在8％-10％，殘渣焚燒子室(3c)的溫度控制在1100℃-1350℃，殘渣焚燒子室(3c)輸出的熱灰渣的溫度控制在450℃-550℃，所述步驟S4中，第一冷風(fēng)加熱通道中輸出的熱空氣的溫度控制在100℃-200℃，所述步驟S5中，生成的高溫?zé)煔獾臏囟瓤刂圃?50℃-1000℃，所述步驟S6中，煙氣換熱通道組合中完成換熱的高溫?zé)煔獾臏囟瓤刂圃?00℃以上，高溫?zé)煔馔ǖ乐休敵龅臒煔獾臏囟瓤刂圃?50℃以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述步驟S5中，生成的高溫?zé)煔庠趽]發(fā)氣二燃室(5)中的停留時間大于2s，所述步驟S5中，高溫?zé)煔馔ǖ乐袩煔饫鋮s至250℃以下的時間控制在2s以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述污泥換熱通道(2a)的進(jìn)口連接有混合污泥進(jìn)料管路(9)，含油污泥通過離心機(jī)(1)分離得到的石油通過石油輸送管路(10)輸送到殘渣焚燒子室(3c)中，含油污泥通過離心機(jī)(1)分離得到的油泥泥水和污水污泥混合后輸送到混合污泥進(jìn)料管路(9)中，所述污泥換熱通道(2a)的氣體出口(2a3)通過混合氣管路(24)與氣化子室(3b)的氣體進(jìn)口連通，該污泥換熱通道(2a)的污泥出口通過干化污泥管路(11)與熱解子室(3a)的污泥進(jìn)口連通，所述殘渣焚燒子室(3c)的殘渣出口通過污泥殘渣管路(12)與污泥廢渣通道的進(jìn)口連通，所述污泥廢渣通道的出口連接有冷灰渣利用管路(13)，冷空氣通過第一冷空氣管路(14)輸送到第一冷風(fēng)加熱通道，所述第一冷風(fēng)加熱通道的出口分別通過第一助燃空氣管路(15)和第二助燃空氣管路(16)與殘渣焚燒子室(3c)的第一助燃空氣進(jìn)口和揮發(fā)氣二燃室(5)的第二助燃空氣進(jìn)口連通，所述熱解子室(3a)的熱解氣出口通過熱解氣管路(17)與揮發(fā)氣二燃室(5)的揮發(fā)氣入口連通，所述氣化子室(3b)的氣化氣出口通過氣化氣管路(18)與揮發(fā)氣二燃室(5)的揮發(fā)氣入口連通，所述揮發(fā)氣二燃室(5)的高溫?zé)煔獬隹谕ㄟ^煙氣輸送管路(19)與煙氣換熱通道組合的進(jìn)口連通，所述煙氣換熱通道組合的出口通過煙氣再利用管路(20)與高溫?zé)煔馔ǖ赖倪M(jìn)口連通，所述高溫?zé)煔馔ǖ赖某隹谶B接有煙氣排放管路(21)，冷空氣通過第二冷空氣管路(22)輸送到第二冷風(fēng)加熱通道，所述第二冷風(fēng)加熱通道的出口連接有熱空氣利用管路(23)，所述旋風(fēng)除塵器(6)設(shè)置在煙氣輸送管路(19)上，所述尾氣凈化裝置(8)設(shè)置在煙氣排放管路(21)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述氣固換熱干燥器(2)包括物料干燥筒(2b)、可轉(zhuǎn)動地穿設(shè)在物料干燥筒(2b)中的煙氣內(nèi)筒(2h)、套裝在物料干燥筒(2b)外的煙氣外筒(2c)以及用于帶動煙氣內(nèi)筒(2h)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述煙氣外筒(2c)的內(nèi)壁與物料干燥筒(2b)的外壁之間形成第一換熱通道(2d)，所述煙氣外筒(2c)的兩端分別設(shè)置有與第一換熱通道(2d)兩端連通的第一煙氣入口(2d1)和第一煙氣出口(2d2)，所述煙氣內(nèi)筒(2h)為中空結(jié)構(gòu)，從而形成第二換熱通道(2e)，該第二換熱通道(2e)的兩端分別為第二煙氣入口(2e1)和第二煙氣出口(2e2)，所述煙氣內(nèi)筒(2h)能夠在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的帶動下相對物料干燥筒(2b)轉(zhuǎn)動，該煙氣內(nèi)筒(2h)位于物料干燥筒(2b)中的外周面上螺旋分布有螺旋槳葉(2f)，該螺旋槳葉(2f)為中空結(jié)構(gòu)，從而形成第三換熱通道(2g)，該第三換熱通道(2g)的兩端分別為均與第二換熱通道(2e)連通的第三煙氣入口(2g1)和第三煙氣出口(2g2)，所述第三煙氣入口(2g1)靠近第二煙氣入口(2e1)，所述第三煙氣出口(2g2)靠近第二煙氣出口(2e2)，所述物料干燥筒(2b)的內(nèi)壁與煙氣內(nèi)筒(2h)的外壁之間形成所述污泥換熱通道(2a)，所述物料干燥筒(2b)的兩端分別設(shè)置有與污泥換熱通道(2a)兩端連通的物料入口(2a1)和物料出口(2a2)，所述物料入口(2a1)與混合污泥進(jìn)料管路(9)連通，所述物料出口(2a2)與干化污泥管路(11)連通，所述污泥換熱通道(2a)的氣體出口(2a3)開設(shè)在物料出口(2a2)上，所述第一換熱通道(2d)、第二換熱通道(2e)和第三換熱通道(2g)共同構(gòu)成所述煙氣換熱通道組合，所述第一煙氣入口(2d1)和第二煙氣入口(2e1)均與煙氣輸送管路(19)連通，所述第一煙氣出口(2d2)和第二煙氣出口(2e2)均與煙氣再利用管路(20)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述第一煙氣入口(2d1)設(shè)置在煙氣外筒(2c)遠(yuǎn)離物料入口(2a1)的一端，所述第二煙氣入口(2e1)設(shè)置在煙氣內(nèi)筒(2h)遠(yuǎn)離物料入口(2a1)的一端，所述第三煙氣入口(2g1)設(shè)置在螺旋槳葉(2f)遠(yuǎn)離物料入口(2a1)的一端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述物料干燥筒(2b)的外周面上具有沿其軸向排布的環(huán)形換熱翅片(2b1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：各環(huán)形換熱翅片(2b1)的外徑朝著靠近物料入口(2a1)的方向逐漸增大。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其特征在于：所述煙氣內(nèi)筒(2h)位于第三煙氣入口(2g1)和第三煙氣出口(2g2)之間的內(nèi)壁上具有沿其軸向交錯排布的折流板(2h1)，各折流板(2h1)使位于第三煙氣入口(2g1)和第三煙氣出口(2g2)之間的第二換熱通道(2e)形成呈波浪狀迂回的流道。
發(fā)明內(nèi)容
為解決以上的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法。
其技術(shù)方案如下：
一種污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法，其要點(diǎn)在于，包括離心機(jī)、氣固換熱干燥器、污泥一燃室、固氣換熱冷渣機(jī)、揮發(fā)氣二燃室、旋風(fēng)除塵器、熱風(fēng)爐和尾氣凈化裝置，所述氣固換熱干燥器設(shè)有相互隔離的污泥換熱通道和煙氣換熱通道組合，所述污泥一燃室設(shè)有依次連通的熱解子室、氣化子室和殘渣焚燒子室，所述固氣換熱冷渣機(jī)設(shè)有相互隔離的污泥廢渣通道和第一冷風(fēng)加熱通道，所述熱風(fēng)爐設(shè)有相互隔離的高溫?zé)煔馔ǖ篮偷诙滹L(fēng)加熱通道；
所述污水污泥與含油污泥分級協(xié)同無害化處理方法包括以下步驟：
S1、將含油污泥送入離心機(jī)分離得到油泥泥水和石油，將分離得到的石油輸送到殘渣焚燒子室中，將分離得到的油泥泥水與污水污泥混合后輸送到污泥換熱通道中；
S2、油泥泥水與污水污泥的混合物在污泥換熱通道中脫水后得到干化污泥和水蒸氣及干化揮發(fā)氣，將干化污泥輸送到熱解子室中，將水蒸氣及干化揮發(fā)氣輸送到氣化子室中；
S3、干化污泥進(jìn)入隔絕氧氣的熱解子室后，干化污泥中的有機(jī)質(zhì)和殘余石油均受熱分解，生成能夠燃燒的熱解氣，并將熱解氣輸送到揮發(fā)氣二燃室中，熱解后的污泥及其焦炭進(jìn)入處于少氧條件的氣化子室后，與空氣及步驟S2輸送來的水蒸氣及干化揮發(fā)氣發(fā)生氣化反應(yīng)，生成能夠燃燒的氣化氣，并將氣化氣輸送到揮發(fā)氣二燃室中，氣化后的干化污泥及其殘?zhí)窟M(jìn)入殘渣焚燒子室后，與步驟S1輸送來的石油與助燃空氣進(jìn)行過氧燃燒后，得到熱灰渣，同時產(chǎn)生熱量通過熱輻射、對流換熱和熱傳導(dǎo)的方式傳遞給熱解子室和氣化子室；
S4、將熱灰渣輸送到污泥廢渣通道后，與進(jìn)入第一冷風(fēng)加熱通道的冷空氣進(jìn)行熱交換，污泥廢渣通道中冷卻后的冷灰渣直接填埋或送往制磚廠進(jìn)行資源化利用，第一冷風(fēng)加熱通道中輸出的熱空氣作為助燃空氣分別輸送到揮發(fā)氣二燃室和步驟S3的殘渣焚燒子室中；
S5、揮發(fā)氣二燃室中，步驟S3輸送來的熱解氣和氣化氣與步驟S4輸送來的助燃空氣進(jìn)行富氧燃燒反應(yīng)，生成高溫?zé)煔�，高溫�(zé)煔饨?jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后輸送到煙氣換熱通道組合中，對步驟S2的污泥換熱通道中的油泥泥水與污水污泥的混合物進(jìn)行換熱干化；
S6、將煙氣換熱通道組合中完成換熱的高溫?zé)煔廨斔偷礁邷責(zé)煔馔ǖ篮�，與進(jìn)入第二冷風(fēng)加熱通道的冷空氣進(jìn)行熱交換，第一冷風(fēng)加熱通道中輸出的熱空氣用于附近農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)，高溫?zé)煔馔ǖ乐休敵龅臒煔饨?jīng)尾氣凈化裝置凈化后向環(huán)境排放。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
1、污水污泥水分較高，熱值較低，含油污泥水分較低，熱值相對較高，兩者混合協(xié)同處理，能有效降低污泥整體含水率，提升污泥熱值，提高熱處理穩(wěn)定性。
2、離心機(jī)分離出的石油通往殘渣燃燒子室后，混合燃燒能夠有效提升一燃室內(nèi)產(chǎn)熱，實(shí)現(xiàn)一燃室內(nèi)的熱解和氣化的充分反應(yīng)，保證一燃室無需添加額外輔助燃料即可實(shí)現(xiàn)自維持運(yùn)行，有效降低了污泥處理成本。
3、回收污泥灰渣余熱預(yù)熱通往一燃室和二燃室的空氣，能有效提升污泥一燃室和揮發(fā)氣二燃室的燃燒效果，降低系統(tǒng)熱損失，提高熱效率。
4、污泥的干燥、熱解、氣化、殘渣焚燒及氣體焚燒分級、分層處理，更易于控制污泥處理過程，提升污泥無害化處理效果。
5、通過回用污泥揮發(fā)氣(熱解氣和氣化氣)燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈦砀稍镂勰啵粌H能有效較低污泥含水率，提高污泥熱值，而且能夠保證污泥一燃室熱處理的穩(wěn)定性，提升安全性；并且污泥干燥過程產(chǎn)生的水蒸氣及干化臭氣通往污泥一燃室的氣化子室能有效提升氣化子室的氣化效率，提升氣化氣品質(zhì)，從而保證揮發(fā)氣二燃室的燃燒溫度始終處于極高的溫度，充分消除煙氣污染物，實(shí)現(xiàn)污泥無害化處理。
6、干燥后的高溫?zé)煔庠诟咝Q熱熱風(fēng)爐通過空冷的方式急冷，能充分避免煙氣中二噁英的再合成。
7、經(jīng)固氣換熱冷渣機(jī)冷卻后得到的冷灰渣能夠直接填埋或送往制磚廠進(jìn)行資源化利用，經(jīng)熱風(fēng)爐換熱后得到的熱空氣可以直接用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用，具有一定經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步降低污泥的處理成本。
8、煙氣經(jīng)尾氣凈化裝置凈化后再排放，能夠更徹底地濾除煙氣中的有害物質(zhì)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
（發(fā)明人：羅楊;蔣雪鋒;李亦昂;吳龍飛;史勇）
