CN101570388B - 一种城市污泥无害化资源化处置工艺 - Google Patents
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Abstract
一种城市污泥无害化资源化处置工艺，利用电厂现有的煤粉锅炉、输煤、尾气排放处理系统进行城市污泥处置。本发明从电厂煤粉锅炉的空气预热器前部抽取的烟气与从电厂锅炉除尘器后部抽取的烟气混合为140～180℃烟气送至污泥干燥机，对污泥进行干化，干化后的污泥进入电厂输煤系统混入燃煤入炉焚烧发电，实现污泥资源化利用。燃煤与干污泥在锅炉内燃烧，排放的烟气进入电厂锅炉除尘器及湿法脱硫系统处理，干化后烟气及干污泥储存、输送过程产生的尾气排至电厂脱硫系统处理，实现污染物达标排放，杜绝了对环境的二次污染。本发明有效利用原有电厂锅炉、输煤、燃烧、除尘、脱硫设施，整个处置工艺、设备简单，投资少，建设周期短，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市污泥处置工艺，属于环境保护治理技术领域，尤其涉及一种利用电厂现有煤粉锅炉、输煤系统、尾气排放处理系统进行无害化、资源化处置城市污泥的工艺。
背景技术
目前国内城市污泥的处理主要采用填埋、生物堆肥、干化焚烧等3种方式处理污泥，但这3种方法都有缺点：填埋污泥需要占用大量农用耕地；生物堆肥设备投资额较大，且每年运行费高昂；而污泥的干化焚烧，既有采取新建焚烧设施方法，又有利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，但普遍存在工程投资大，运行费用高的问题。
中国专利申请号为200510048978.6、公开号为CN1654378A、申请日2005年1月21日、发明名称为“利用锅炉烟气余热干化污泥的方法”的专利，公开了一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法。该发明主要是利用锅炉烟气余热，通过两段式或三段式干化过程，使污水处理厂污泥在低温条件下得到干化，并形成粒径为1～6毫米的坚硬污泥团粒。该污泥团粒可以作为锅炉的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖和生产水泥压制品。本发明利用锅炉烟气余热干化污泥，可以在不用消耗新能源的情况下，将污水处理厂污泥的含水率降低，使污泥干化过程在较低的经济成本下运行，实际上开辟了一条废物循环利用，以废治废的有效途径。
中国专利申请号为200510050634.9、公开号为CN1733629A、申请日为2005年7年8月、发明名称为“利用垃圾发电厂烟气余热干化污泥与污泥发电一体化的方法”的专利，公开了一种利用垃圾发电厂烟气余热干化污泥与污泥发电一体化的方法。该方法步骤为：1)将垃圾焚烧发电排出的烟气，经除尘，进行两段式干化污泥；2)将城市污水处理厂污泥，或河、湖疏浚污泥，进行污泥干化前的预处理；3)将经过预处理的污泥，用挤条机制成条柱状，进行第一阶段污泥干化；4)上述污泥出窑后，通过冷风输送带，通过分离切割式粉碎机切割成污泥颗粒；5)粒径小于6～10毫米的污泥颗粒，进行第二阶段污泥干化；6)经过上述两段式干化过程，污泥出窑后，通过输送带，送往垃圾发电装置，与垃圾、煤混合，进行焚烧发电。本发明以废治废，使城市污泥得到无害化和资源化处理。
中国专利号为ZL 200720016108.5、公告号为CN201129909Y、申请日为2007年11月23日、专利权人为沈阳禹华环保有限公司、实用新型名称为“大容量处理粘性物料的干燥机”的专利，该专利涉及涉及一种可处理大量的粘性物料的干燥机。该实用新型包括机座，机座上部的机壳内具有分隔腔，机壳的两侧分别为进料口、出料口，机壳上方为进风口、出风口，其结构要点机壳外的机座上分别设置有同机壳内的搅拌器的轴相连的电机，搅拌器的轴之间设置有过渡台；进料口侧的分隔腔内上方的旋转刮刀的轴同机壳外的电机相连；分隔腔的上方机壳上设置有防爆口，机壳的侧方设置有检修口。本发明工艺中干燥机设备可选用该实用新型专利“大容量处理粘性物料的干燥机”。
上述的前两项发明专利“利用垃圾发电厂烟气余热干化污泥与污泥发电一体化的方法(申请号为200510050634.9)”和“利用锅炉烟气余热干化污泥的方法(申请号为200510048978.6)”，均采取利用锅炉烟气余热干化污泥，然后焚烧发电的工艺，上述两项发明专利与本发明有相近之处。但其存在的不足之处为：1、需在对污泥干化前进行预处理，占地面积大、工艺复杂；2、污泥的干化过程采取分段干化，系统复杂；3、需新建尾气处理设施处理污泥干化尾气，投资和维护成本高。
发明内容
为充分利用电厂现有大型锅炉烟气余热，借助已有资源、设备，简化处理工艺，降低投资和运行成本，并做好尾气的处理，防止对环境的二次污染，优化污泥干化、焚烧处置方式，真正实现城市污泥处置的无害化、资源化，本发明特提供一种利用电厂现有锅炉、输煤系统、尾气排放处理系统进行无害化、资源化处置城市污泥的工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：包括以下工艺步骤：
(1)从电厂煤粉锅炉的空气预热器前部抽取310～350℃的烟气，该部分烟气由管道经高温烟气圆风调节门调节输送；另一部分从电厂锅炉除尘器后部抽取110～130℃的烟气，该部分烟气由管道经低温烟气圆风调节门调节输送；两路烟气混合调节温度至140～180℃后送入污泥干燥机；
(2)将含水率70～80％的城市湿污泥送入湿污泥储存池，池内的污泥经污泥螺杆泵或柱塞泵送入上述的污泥干燥机，经上述的两路管道调节温度后的烟气与湿污泥在污泥干燥机内直接接触实现质热交换，将污泥干燥至含水率＜45％，粒径为1～10毫米的污泥颗粒；
(3)干燥后的污泥由烟气气流携带，进入气固分离装置，气固分离后的干污泥颗粒收集进入干污泥储料仓存放；干污泥储料仓内的干污泥颗粒通过螺旋给料机由干污泥皮带输送系统送至电厂锅炉输煤系统，与燃煤混合后进入电厂煤粉锅炉在1300～1600℃下焚烧发电；
(4)气固分离后排放的干化污泥后烟气尾气及干污泥皮带输送系统产生的污泥输送系统尾气合并后送至电厂湿法脱硫系统，尾气通过脱硫浆液喷淋处理后，通过电厂的烟气排放烟囱达标排放。
根据所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述工艺中通过连接引风机并进行调节，使湿污泥储存池、污泥干燥机、干污泥储料仓、干污泥皮带输送系统、烟气管道均为负压。
根据所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的污泥干燥机选用直接接触换热处理粘性物料的污泥干燥机。
根据所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的气固分离装置选用旋风分离器。
5、根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的干污泥皮带输送系统为全密封结构。
6、根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的电厂煤粉锅炉选用额定蒸发量400t/h及以上煤粉锅炉。
根据所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的干化后污泥的焚烧方式采用干污泥储料仓螺旋给料机和皮带输送机与电厂锅炉输煤系统皮带联锁控制，实现干污泥与燃煤均匀掺配，稳定燃烧。
本发明的有益效果：
1、整个污泥干化、焚烧处置过程嵌入到电厂锅炉系统，有效利用原有输煤、燃烧、除尘、脱硫设施，整个处置系统的工艺、设备简单，投资少，建设周期短，运行成本低。
2、实现了污泥在160℃环境温度下干化，1500℃环境温度下焚烧，这种处理方式能有效防止有害物质产生，实现污泥的无害化处置。
3、抽取锅炉烟道气干化污泥，属于电厂废热利用，以废治废；干化后的污泥具有一定热值，混煤进入电厂锅炉焚烧，实现污泥的资源化利用。
4、选择直接接触换热处理粘性物料的干燥机，如：大容量处理粘性物料的干燥机(专利号ZL 200720016108.5)。无须对污泥进行预处理，将城市污泥在干燥机内直接加热进行干化，这种干燥设备技术先进、干燥效率高，且第一次在城市污泥方面使用。
5、污泥从进厂到干化、焚烧和尾气处理，整套系统控制与电厂的DCS控制工艺结合，全自动传输，实现了远程监视和控制功能，现场无人值守。实现了污泥不落地处置，杜绝了人的接触，有效防止二次污染。
6、整套系统全密封负压控制，尾气通过脱硫剂喷淋，彻底消除污染物，实现各类污染物的排放满足国家及地方环保标准。
附图说明
图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明的工作原理：
本污泥处置系统将污泥干燥系统嵌入电厂蒸发量为400t/h以上的煤粉锅炉系统中，从锅炉抽取一定量的烟气，利用烟气余热，选择直接接触换热处理粘性物料的污泥干燥机(如：专利号为ZL 200720016108.5实用新型名称为“含大容量处理粘性物料的干燥机”，由沈阳禹华环保有限公司制造)对污泥进行干化，干化后的污泥进入电厂输煤系统混入燃煤入炉焚烧发电，实现污泥资源化利用。燃煤与干污泥在锅炉内燃烧，排放的烟气进入电厂锅炉除尘器及湿法脱硫系统处理，干化后烟气及干污泥储存、输送过程产生的尾气排至电厂脱硫系统处理，实现污染物达标排放，杜绝了对环境的二次污染。
本发明工艺路线：
1、从电厂煤粉锅炉的空气预热器前部抽取的的310～350℃烟道气与从电厂锅炉除尘器后部抽取的110～130℃低尘烟道气混合为140～180℃烟气送至污泥干燥机，为污泥干化提供热源。
2、将含水率70～80％的城市污泥直接送入湿污泥储存池，通过污泥螺杆泵送至直接接触换热处理粘性物料的污泥干燥机(如：专利号为ZL200720016108.5实用新型名称为“大容量处理粘性物料的干燥机”，由沈阳禹华环保有限公司制造)，与锅炉输送来的140～180℃烟气进行直接接触换热，将污泥干燥至含水率＜45％、粒径为1～10毫米的污泥颗粒。
3、干燥后的颗粒状污泥由烟气气流携带，进入气固分离装置(旋风分离器)完成气固分离，污泥颗粒进入干污泥储存仓储存，分离后的烟气排入电厂锅炉湿法脱硫系统处理。干污泥储存仓的设计满足电厂皮带上煤时间间隔要求。
4、储存在干污泥储存仓的污泥颗粒经密封的污泥输送皮带输送至锅炉输煤系统，把干化后污泥混同燃煤进入锅炉在1300～1600℃的高温下焚烧发电。
5、燃煤与干污泥在锅炉内燃烧，排放的烟气进入电厂锅炉除尘器及湿法脱硫系统进行除尘、脱硫处理，达标排放。干化后烟气及干污泥储存、输送过程产生的尾气经引风机排至电厂锅炉湿法脱硫系统处理，实现整个系统的负压密封处理。
6、污泥干化系统的控制与电厂先进的分散控制系统(DCS)控制工艺结合，污泥控制系统与电厂主控制系统无缝对接、全自动传输，实现远程监视和控制功能，达到现场无人值守水平。
实施例
本发明如图所示，本发明可干化城市污泥4～5t/h。本发明中城市污泥的干化介质为电厂燃煤锅炉的烟气，烟气一部分从电厂蒸发量为480t/h的电厂煤粉锅炉的容克式回转型空气预热器前部抽取310～350℃烟气36000～40000Nm3/h，该部分烟气由DN1100mm(通径)管道经高温烟气圆风调节门调节输送；另一部分从电厂锅炉除尘器后部抽取110～130℃烟气96000～102000Nm3/h，该部分烟气由DN1000mm(通径)管道输送经低温烟气圆风调节门调节输送；两路烟气混合至DN1100mm(通径)管道，调节温度至140～180℃后送入沈阳禹华环保有限公司生产的大容量处理粘性物料的干燥机(专利号ZL200720016108.5)。
污水处理厂含水率70～80％的城市湿污泥运至混凝土浇筑的地下湿污泥储存池，池内的污泥经位于储存池底部的污泥螺杆泵或柱塞泵变频定量给料送入大容量处理粘性物料的污泥干燥机，经两路管道抽取调节温度后的烟气与湿污泥在干燥机内直接接触，实现质热交换，将污泥干燥至含水率＜45％，粒径为1～10毫米的污泥颗粒。
干燥后的污泥由烟气气流携带，进入气固分离装置(如：旋风分离器)，气固分离后的干污泥颗粒收集进入干污泥储料仓存放，干污泥储料仓的设计满足电厂输煤皮带上煤时间间隔要求。根据电厂输煤系统上煤的时间，干污泥储料仓内的干污泥颗粒通过螺旋给料机由干污泥皮带输送系统送至电厂锅炉输煤系统，与燃煤混合后进入电厂煤粉锅炉在1300～1600℃下焚烧发电。气固分离后排放的干化污泥后烟气尾气及干污泥皮带输送系统产生的污泥输送系统尾气合并后送至电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统，尾气通过脱硫浆液喷淋处理后，通过电厂内径8m、高210米的烟气排放烟囱达标排放。
本发明通过连接引风机并进行调节，确保污泥池、干燥机、干污泥储料仓、污泥输送皮带、烟气管道等所有设备均为负压系统，有效防止污泥异味散发带来的二次环境污染。
本发明中干污泥皮带输送系统选用全密封结构。污泥干化处理系统选用抽气负压系统。
本发明中干化后污泥的焚烧方式采用干污泥储料仓螺旋给料机和皮带输送机与电厂锅炉输煤系统皮带联锁控制，实现干污泥与燃煤均匀掺配，稳定燃烧。
本发明整套系统控制采用先进的分散控制系统(DCS)，污泥干化车间现场设置DCS控制柜，通过光纤传输信号到污泥干化控制室，实现对污泥干化设备的现场控制。污泥干化控制系统跟电厂主控制系统无缝对接、全自动传输，实现远程监视和控制功能，达到现场无人值守水平。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：包括以下工艺步骤：
(1)从电厂煤粉锅炉的空气预热器前部抽取310～350℃的烟气，该部分烟气由管道经高温烟气圆风调节门调节输送；另一部分从电厂锅炉除尘器后部抽取110～130℃的烟气，该部分烟气由管道经低温烟气圆风调节门调节输送；两路烟气混合调节温度至140～180℃后送入污泥干燥机；
(2)将含水率70～80％的城市湿污泥送入湿污泥储存池，池内的污泥经污泥螺杆泵或柱塞泵送入上述的污泥干燥机，经上述的两路管道调节温度后的烟气与湿污泥在污泥干燥机内直接接触实现质热交换，将污泥干燥至含水率＜45％，粒径为1～10毫米的污泥颗粒；
(3)干燥后的污泥由烟气气流携带，进入气固分离装置，气固分离后的干污泥颗粒收集进入干污泥储料仓存放；干污泥储料仓内的干污泥颗粒通过螺旋给料机由干污泥皮带输送系统送至电厂锅炉输煤系统，与燃煤混合后进入电厂煤粉锅炉在1300～1600℃下焚烧发电；
(4)气固分离后排放的干化污泥后烟气尾气及干污泥皮带输送系统产生的污泥输送系统尾气合并后送至电厂湿法脱硫系统，尾气通过脱硫浆液喷淋处理后，通过电厂的烟气排放烟囱达标排放。
2.根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述工艺中通过连接引风机并进行调节，使湿污泥储存池、污泥干燥机、干污泥储料仓、干污泥皮带输送系统、烟气管道均为负压。
3.根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的污泥干燥机选用直接接触换热处理粘性物料的污泥干燥机。
4.根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的气固分离装置选用旋风分离器。
5.根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的干污泥皮带输送系统为全密封结构。
6.根据权利要求1所述的城市污泥无害化资源化处置工艺，其特征是：所述的电厂煤粉锅炉选用额定蒸发量400t/h及以上煤粉锅炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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