CN100453905C - 一种带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，在循环流化床焚烧炉或循环流化床锅炉中干化焚烧含水率在60-90%之间的湿污泥，将湿污泥的干化和焚烧集中在单一装置中进行，湿污泥在复合干燥器中完成干化后与循环灰一起返回炉膛焚烧，使湿污泥所含的大量水分不随炉膛高温烟气一起进入尾部烟道，而是随复合干燥器流化气体引出，减少系统的热量损失；复合干燥器中设置有放热盘管，与尾部烟道中的管式换热器相连，引入烟气带出炉膛的热量，与高温循环灰一起作为湿污泥干化的热源，充分利用了焚烧炉的剩余热量；复合干燥器排气经除尘除湿后，作为复合干燥器流化气体循环使用或送入炉膛焚烧，处理过程中不排放异味气体。

Description

一种带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法

技术领域

本发明涉及一种废弃物(湿污泥)的处理方法，特别是涉及一种采用带复合干燥器的干化与焚烧相结合的湿污泥处理方法。

技术背景

污泥是污水处理后的固体残留物，污泥量约占污水处理量的3‰～5‰(以含水率97％计)。我国的工业和生活污水处理量正在迅速增加，随着污水处理厂的不断兴建，必将产生更多的污泥。污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有普通有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分。

以焚烧为核心工艺的污泥处理方法能够最大程度地满足减量化、稳定化和无害化的要求。但是现有的污泥焚烧方法，大都要求先使用专门的设备对污泥进行干化等预处理后再进行焚烧，干化与焚烧在两套设备中完成，系统复杂；干化设备能耗大，运行成本高，安全性要求高；而且焚烧干化污泥，容易产生NOx，需在焚烧炉后配备脱氮装置；同时，由于污泥中含硫，还需在焚烧炉后配备脱硫装置。这使得污泥焚烧系统复杂、无害化处理成本高昂。

直接向焚烧炉内添加未经干化的湿污泥进行焚烧，可以将污泥的干燥、焚烧甚至烟气的无害化处理等单元工艺集中在单一装置中同时进行，简化污泥焚烧处理工艺，降低处理成本；但湿污泥中所含的水分将随焚烧所产生的高温烟气一起排出炉膛，带走大量热量，因此需要加入大量辅助燃料才能达到能量平衡。

发明内容

本发明的目的是提供一种带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，该方法将污泥的干化和焚烧有机结合起来，集中在一体化装置中进行，湿污泥干化所需热量直接来自于污泥及辅助燃料的燃烧放出的热量，以及从烟气中回收的焚烧炉剩余热量，干化后的污泥在炉膛内焚烧。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，在循环流化床焚烧炉中干化焚烧含水率在60-90％之间的湿污泥，其特征在于，在循环流化床高温循环灰回路中设置复合干燥器，从循环流化床焚烧炉的旋风分离器分离下来的高温循环灰经热灰分配阀，一部分经返料器直接返回炉膛，另一部分进入复合干燥器；经打散装置打散的湿污泥送入复合干燥器，在复合干燥器中与高温循环灰直接掺混换热、并与布置在复合干燥器中的放热盘管内的换热介质进行间接换热，被加热、干燥成为含水率为5-20％的干化污泥后，再与循环灰一起返回炉膛焚烧。所述的复合干燥器为鼓泡流化床式，底部通入流化气体，其中设置放热盘管。所述的放热盘管与焚烧炉尾部的管式换热器相连，放热盘管内通入换热介质，换热介质在管式换热器中吸收热烟气的热量，在放热盘管中放热，加热湿污泥。所述的换热介质是导热油或蒸汽。所述的换热介质加热与放热的温度变化控制在100℃-260℃范围内。通过热灰分配阀调节进入复合干燥器的高温循环灰量，将复合干燥器的排气温度控制在80℃-150℃。可以通过向循环回路中添加惰性床料(如沙子)以增加总循环灰量的方式，增强热灰分配阀对复合干燥器的排气温度的调节。复合干燥器的排气经除尘和除湿后，送回复合干燥器作为流化气体循环使用，或者送入炉膛焚烧。

本发明在循环流化床焚烧炉的高温循环灰循环回路中设置复合干燥器，旋风分离器分离下来的高温循环灰经热灰分配阀分配，一部分进入返料器直接返回炉膛，另一部分进入复合干燥器；含水率在60-90％之间的湿污泥经打散装置打散后从设在复合干燥器上的湿污泥加入口加入；复合干燥器为鼓泡流化床式，底部通入流化气体；其中布置放热盘管，换热介质在管式换热器中吸收热烟气的热量，在放热盘管中放热，加热湿污泥；换热介质为导热油或蒸汽。利用放热盘管中换热介质带入的烟气的热量来加热、干燥湿污泥，但这部分热量不足以将湿污泥干化至含水率5-20％，因此再通过高温循环灰补足。

通过热灰分配阀调节进入复合干燥器的高温循环灰量，将复合干燥器排气温度控制在80-150℃，并提供足够的热量将湿污泥干化至含水率5-20％。热灰分配阀可以为机械式或气动控制式。此外还可以通过向循环回路中添加惰性床料(如沙子)以增加总循环灰量的方式，增大热灰分配阀的调节范围，增强其对复合干燥器排气温度的调节能力；湿污泥在复合干燥器中与循环灰直接掺混、与放热盘管间接换热，被加热，所含水分蒸发，干燥至含水率为5-20％的干化污泥，与循环灰一起通过机械输送方式或者气力方式返回炉膛焚烧。

湿污泥所含水分大部分在复合干燥器中被蒸发出来，随复合干燥器流化气体从复合干燥器顶部引出；复合干燥器排气经细粉分离器分离出细粉和灰尘、冷却器冷凝出冷凝水后，再经风机加压，作为复合干燥器流化气体送回复合干燥器循环使用，或者送入炉膛焚烧；细粉分离器分离出的细粉和灰尘通过机械输送方式或者气力方式送回炉膛焚烧，冷却器冷凝出的冷凝水送回污水处理厂处理。

其原理是：

湿污泥的干化过程在复合干燥器中进行，利用高温循环灰带入的污泥以及辅助燃料的燃烧产生的热量，同时还从烟气中回收焚烧炉的烟气余热，干化湿污泥，湿污泥被干化为含水率为5-20％的颗粒状干化污泥，再与循环灰一起返回炉膛焚烧，焚烧产生的高温烟气中只含有少量水蒸气，排出炉膛的热量大大减少；湿污泥中的大部分水分以水蒸气的形式随温度较低的复合干燥器排气排出，水蒸气在冷却器中冷凝成水，可送回污水处理厂处理，经过除尘除湿的复合干燥器排气可在封闭循环中循环使用，也可送入炉膛焚烧处理，都能够避免污泥干化时产生的有异味的气体排放到环境中。

本发明提供的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法具有如下优点：突破先干化再焚烧、两个过程各自独立进行的模式，将污泥的干化和焚烧有机结合起来，集中在一体化的装置中进行，大大简化了湿污泥的干化焚烧处理工艺，简化了干化焚烧设备；湿污泥干化所需热量来自焚烧炉热烟气的余热和来自于污泥以及辅助燃料的燃烧放出的热量：热粒子与湿污泥在复合干燥器中直接接触，充分掺混，强化了传热，使湿污泥迅速被加热、干燥；同时湿污泥还与放热盘管间接换热，吸收换热介质带入的从热烟气中回收的热量，从而充分利用了焚烧炉的烟气余热；对于湿污泥纯烧，采用本发明的方法，可以使能够纯烧的湿污泥含水率上限提高2-3个百分点，使含水率73-75％及以下的湿污泥都可以不添加辅助燃料焚烧；对于需要添加辅助燃料的高含水率湿污泥的焚烧，采用本发明的方法，可以减少辅助燃料的添加量，节约运行成本；湿污泥中所含的水分大部分不再随焚烧产生的高温烟气排放，而是集中在复合干燥器排出的低温气体中，减少了系统的热量损失，减少了焚烧炉辅助燃料的消耗量、或者提高不需添加辅助燃料进行焚烧的湿污泥含水率的上限；污泥干化中产生的气体经处理后循环使用或者送入炉膛焚烧，使处理过程中不排放有异味的气体。

附图说明

附图1是本发明实施例1的方法示意图。

附图2是本发明实施例2的方法示意图。

炉膛1        旋风分离器2  热灰分配阀3          返料器4

复合干燥器5  打散装置6    湿污泥加入口7        细粉分离器8

冷却器9      风机10       尾部烟道11           管式换热器12

放热盘管13   湿污泥A      干化污泥B            复合干燥器排气C

粉尘D        冷凝水E      经除尘除湿的气体F    换热介质G

具体实施方式

实施例1

在循环流化床焚烧炉中单独干化焚烧含水率为60％的湿污泥A，将湿污泥A从设在复合干燥器5上的湿污泥加入口7加入，加入时被装在加入口7上的打散装置6打散；复合干燥器5设置在循环流化床焚烧炉循环灰循环回路中，旋风分离器2分离下来的高温循环灰经机械式热灰分配阀3，一部分进入返料器4直接返回炉膛1，另一部分进入复合干燥器5；复合干燥器5为鼓泡流化床式，底部通入流化气体，其中设置有放热盘管13；放热盘管13与焚烧炉尾部烟道11中的管式换热器12相连，换热介质G(蒸汽)在管式换热器12中吸收烟气带出的燃烧产生的热量，被加热至150℃，再在放热盘管13中放热，加热湿污泥，蒸汽冷却到100℃；从炉膛1下部加入沙子，增加总循环量，并通过热灰分配阀3调节进入复合干燥器5的高温循环灰量，将复合干燥器排气C温度控制在80℃左右；湿污泥A在复合干燥器5中与循环灰直接掺混，并被加热，所含水分蒸发，湿污泥A被干燥至含水率为20％的干化污泥B，与循环灰一起通过气力方式返回炉膛1焚烧；复合干燥器排气C从其顶部引出，经细粉分离器8分离出粉尘D、冷却器9冷凝出冷凝水E后，再经风机10加压，作为复合干燥器流化气体送回复合干燥器5循环使用；细粉分离器8分离出的粉尘D送回炉膛焚烧，冷却器9冷凝出的冷凝水E送回污水处理厂处理。

实施例2

在循环流化床焚烧炉中添加煤作为辅助燃料干化焚烧含水率为90％的湿污泥A，将湿污泥A从设在复合干燥器5上的湿污泥加入口7加入，加入时被装在加入口7上的打散装置6打散；复合干燥器5设置在循环流化床焚烧炉循环灰循环回路中，旋风分离器2分离下来的高温循环灰经气动控制式热灰分配阀3，一部分进入返料器4直接返回炉膛1，另一部分进入复合干燥器5；复合干燥器5为鼓泡流化床式，底部通入流化气体，其中设置有放热盘管13；放热盘管13与焚烧炉尾部烟道11中的管式换热器12相连，换热介质G(导热油)在管式换热器12中吸收烟气带出的燃烧产生的热量，被加热至260℃，再在放热盘管13中放热，加热湿污泥，导热油被冷却到220℃；通过热灰分配阀3调节进入复合干燥器5的高温循环灰量，将复合干燥器排气C温度控制在150℃左右；湿污泥A在复合干燥器5中与循环灰直接掺混，并被加热，所含水分蒸发，湿污泥A被干燥至含水率为15％的干化污泥B，与循环灰一起通过机械输送方式返回炉膛1焚烧；复合干燥器排气C从其顶部引出，经细粉分离器8分离出粉尘D、冷却器9冷凝出冷凝水E后，再经风机10加压，送入炉膛1焚烧；细粉分离器8分离出的粉尘D送回炉膛1焚烧，冷却器9冷凝出的冷凝水E送回污水处理厂处理。

Claims (8)

1、一种带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，在循环流化床焚烧炉或循环流化床锅炉中干化焚烧含水率在60-90％之间的湿污泥，其特征在于，在循环流化床高温循环灰回路中设置复合干燥器，从循环流化床焚烧炉的旋风分离器分离下来的高温循环灰经热灰分配阀分配，一部分经返料器直接返回炉膛，另一部分进入复合干燥器；经打散装置打散的湿污泥送入复合干燥器，在复合干燥器中与高温循环灰直接掺混、与布置在复合干燥器中的放热盘管内的换热介质间接换热，被加热、干燥成为含水率为5-20％的干化污泥后，再与循环灰一起返回炉膛焚烧。

2、按权利要求1所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，所述的复合干燥器为鼓泡流化床式，底部通入流化气体，并设有放热盘管。

3、按权利要求1所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，所述的放热盘管与焚烧炉尾部烟道中的管式换热器相连，放热盘管内通入换热介质，换热介质在管式换热器中吸收烟气的热量，在放热盘管中放热，加热湿污泥。

4、按权利要求3所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，所述的换热介质是导热油或蒸汽。

5、按权利要求4所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，所述的换热介质加热与放热的温度变化控制在100℃-260℃范围内。

6、按权利要求1所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，通过热灰分配阀调节进入复合干燥器的高温循环灰量，将复合干燥器排气温度控制在80℃-150℃。

7、按权利要求6所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，通过向循环回路中添加惰性床料以增加总循环灰量的方式，增强热灰分配阀对复合干燥器排气温度的调节能力。

8、按权利要求1所述的带复合干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理方法，其特征在于，所述的复合干燥器排气经除尘和除湿后，送回复合干燥器作为流化气体循环使用，或者送入炉膛焚烧。

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