CN101708940B - 利用气固余热的污泥干化焚烧处理系统 - Google Patents

Abstract

一种利用气固余热的污泥干化焚烧处理系统包括：污泥半干化装置，设置有污泥接收部和排放部；污泥焚烧装置，设置有半干化污泥接收部、返料灰排放部和烟气排放部；烟气余热利用装置，设置有烟气接收部和烟气排放部，和返料灰集散装置，具有返料灰接收部；排放部与半干化污泥接收部相连，烟气排放部与烟气接收部相连，返料灰接收部与返料灰排放部连接；其特征在于：污泥半干化装置还设置有返料灰接收部和烟气接收部，污泥焚烧装置设置有返料灰接收部，返料灰集散装置设置有第一返料灰排放部和第二返料灰排放部，污泥半干化装置的返料灰接收部与第一返料灰排放部相连，第二返料灰排放部与污泥焚烧装置的返料灰接收部相连，污泥半干化装置的烟气接收部与烟气排放部相连。

Description

利用气固余热的污泥干化焚烧处理系统

技术领域

本发明涉及一种污泥干化焚烧处理系统，具体而言涉及一种充分利用系统余热的污泥干化焚烧处理系统。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，工业和生活污水的排放日益增多，污水处理的副产物--污泥的数量也日益增多。污泥是一种含水率较高的絮状泥粒，其中含有大量的有机物、重金属以及病菌和病原菌等，如果处理不当，会对环境造成严重的污染。常用的污泥处理技术包括填埋、堆肥、焚烧等。焚烧法可以大大减少污泥的体积，具有处理速度快、无害化、减量化程度高的优势，焚烧过程还可以解决污泥的恶臭问题，焚烧过程中产生的热量可以进行循环回收利用。因此随着焚烧技术的提高和烟气净化水平的不断完善，污泥焚烧越来越具有明显的优势。但是由于原生污泥含水率高、热值低，对其进行干燥后再焚烧是较好的解决方案。

污水处理厂脱水污泥的含水率在80％左右，此时的污泥自身热值不能将其自身的水分蒸发，必须要进行干燥处理。将污泥进行半干化后，如果要继续干燥，耗能将会增大，且干燥时间延长。因此一般对污泥进行半干化(45-60％水分)是最佳途径。

常规的污泥半干化所需热量由污泥焚烧产生的蒸汽提供，污泥焚烧后产生的灰渣通常采用冷渣器进行降温冷却后排放。

中国实用新型专利200620049453.4公开了一种污泥干化焚烧一体化处理装置。采用仓贮给料装置将污泥输送到回转式污泥干化装置内，流化床焚烧装置中的中温热烟气的一部分引入回转式污泥干化装置内加热蒸发污泥中的水分，半干化污泥送入流化床焚烧装置内，中温热烟气的另一部分输送到一个空气预热器内，对流化床焚烧装置的一、二次风进行加热。流化床焚烧装置排出的部分灰渣和床料输送到回转式污泥干化装置中，与回转式污泥干化装置中的污泥进行掺混。该方法采用中温烟气对空气及污泥进行加热，降低了系统的能量输出，造成系统效率和经济效益降低。

中国专利申请200610113411.7公开了一种污泥干燥焚烧处理方法。原生污泥经初步机械脱水后进行造粒处理，造粒后的污泥与污泥干燥装置中出来的干燥污泥细粉进行混合搅拌；随后将其送入流化床污泥干燥装置干燥到含水率5％以下。干燥后的污泥先升温到50-60℃后送入焚烧炉进行焚烧，焚烧产生的部分热量用于流化床干燥装置。污泥干燥过程中产生的气体，经加热升温后送入焚烧炉。该方法将污泥完全干化，大大增加了系统的干燥成本，使系统效率降低；同时液态排渣造成系统的热损失严重，焚烧系统的热效率降低，经济性降低。

中国专利申请200510038416.3公开了一种污泥焚烧处理方法及污泥焚烧处理系统，利用螺杆泵将含水率为75％-85％的脱水污泥喷射至循环流化床的燃烧室中焚烧，脱水污泥在贮藏过程中产生的污染气体利用风机送入循环流化床的燃烧室中焚烧。由于该系统中污泥未能充分脱水和干燥，而直接送入流化床焚烧炉中进行焚烧，必须有辅助燃料助燃，使得系统经济性降低。

中国专利申请200410075507.X将城市污泥和成品水煤浆以一定比例搅拌混合成液体燃料并用浆泵加压经燃烧器射入炉膛，同时将压缩空气送至喷嘴使液体燃料呈雾化悬浮状态以被点火燃料引燃，城市污泥即可被处理掉。采用上述工艺方法处理城市污泥，不需要进行脱水干燥处理。但是，该系统需要掺烧水煤浆，成本较高，并且在焚烧过程中会产生较多的废渣废气。另外，由于污泥中杂质较多，容易堵塞雾化喷嘴，需要对污泥进行预处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种充分利用烟气和返料灰余热的污泥干化焚烧处理系统。

上述及其他目的通过本发明的一种污泥干化焚烧系统实现，所述污泥干化焚烧系统包括：污泥半干化装置，设置有污泥接收部和排放部；污泥焚烧装置，设置有半干化污泥接收部、返料灰排放部和烟气排放部；烟气余热利用装置，设置有烟气接收部和烟气排放部，和返料灰集散装置，具有返料灰接收部；其中所述污泥半干化装置的排放部与所述污泥焚烧装置的半干化污泥接收部相连，所述污泥焚烧装置的烟气排放部与所述烟气余热利用装置的烟气接收部相连，并且所述返料灰集散装置的返料灰接收部与所述污泥焚烧装置的返料灰排放部连接；其特征在于：所述污泥半干化装置还设置有返料灰接收部和烟气接收部，所述污泥焚烧装置设置有返料灰接收部，所述返料灰集散装置设置有第一返料灰排放部和第二返料灰排放部，其中所述污泥半干化装置的返料灰接收部与所述返料灰集散装置的所述第一返料灰排放部相连，所述返料灰集散装置的第二返料灰排放部与所述污泥焚烧装置的返料灰接收部相连，并且所述污泥半干化装置的烟气接收部与所述烟气余热利用装置的烟气排放部相连。

根据本发明的一方面，所述污泥半干化装置还设置有换热管，所述烟气余热利用装置为设置有蒸汽排放部的余热锅炉，其中所述污泥半干化装置的所述换热管与所述余热锅炉的蒸汽排放部相连。

根据本发明的另一方面，所述污泥半干化装置采用鼓泡流化床结构。

根据本发明的另一方面，所述污泥半干化装置采用回转窑或者滚筒结构。

根据本发明的另一方面，所述污泥焚烧装置采用循环流化床焚烧炉结构。

根据本发明的另一方面，所述污泥干化焚烧系统还包括除尘器，与所述污泥焚烧装置的烟气排放部相连，和/或与所述污泥半干化装置相连从而可以直接接收流经所述污泥半干化装置排出的烟气。

根据本发明的另一方面，所述污泥干化焚烧系统还包括污染物净化处理装置，与所述除尘器相连并位于所述除尘器下游。

根据本发明的另一方面，所述污泥干化焚烧系统还包括烟囱，与污染物净化处理装置相连以排出尾气。

本发明将污泥流化床焚烧后产生的返料灰部分送入脱水污泥中，同时将此混合物与进入除尘器前的烟气充分接触，以利用其余热。由于污泥的灰分较多，通过调节返料灰的入炉量可以改变循环流化床锅炉的循环倍率，从而达到调节炉内热负荷的部分作用。另外返料灰的温度很高，一方面可以对污泥进行干燥，同时污泥中的水分可以对烟气中的灰尘进行吸收。上述余热的充分利用，有助于降低系统中用于干燥污泥的蒸汽及烟气热量消耗，从而提高系统的能量利用效率，提高系统经济性。

附图说明

图1是本发明的污泥干化焚烧处理系统的简化示意图。

具体实施方式

如图1所示，根据本发明的污泥干化焚烧处理系统主要包括：污泥半干化装置1、污泥焚烧装置2、烟气余热利用装置3以及返料灰集散装置4。

在本发明的某些实施例中，污泥半干化装置1例如可以采用流化床结构、回转窑或滚筒结构，但不限于这些结构。污泥半干化装置1设置有污泥接收部、污泥排放部和烟气接收部(未具体示出)。

在本发明的某些实施例中，污泥焚烧装置2例如可以采用循环流化床焚烧炉结构，但不限于这些结构。污泥焚烧装置2设置有半干化污泥接收部、返料灰排放部和烟气排放部(未具体示出)。污泥焚烧装置2还设置有返料灰接收部(未具体示出)。

在本发明的某些实施例中，烟气余热利用装置3可以采用余热锅炉形式。烟气余热利用装置3设置有烟气接收部和烟气排放部(未具体示出)。返料灰集散装置4具有返料灰接收部，第一返料灰排放部和第二返料灰排放部(未具体示出)。

污泥半干化装置1的排放部与污泥焚烧装置2的半干化污泥接收部相连，污泥焚烧装置2的烟气排放部与烟气余热利用装置3的烟气接收部相连。污泥半干化装置1还设置有返料灰接收部(未具体示出)，其中污泥半干化装置1的返料灰接收部与返料灰集散装置4的第一返料灰排放部相连以从其接收返料灰，并且污泥半干化装置1的烟气接收部还与烟气余热利用装置3的烟气排放部相连。

另外，污泥半干化装置1还可以设置有换热管(未具体示出)，烟气余热利用装置3可以为设置有蒸汽排放部(未具体示出)的余热锅炉，其中污泥半干化装置1的换热管与余热锅炉的蒸汽排放部相连。

返料灰集散装置4的返料灰接收部连接到污泥焚烧装置2以从其接收返料灰，第一返料灰排放部如上所述连接到污泥半干化装置1的返料灰接收部，并且第二返料灰排放部连接到污泥焚烧装置2的返料灰接收部。

根据本发明的污泥干化焚烧系统还可以包括除尘器5，与烟气余热利用装置3的烟气排放部相连，和/或与污泥半干化装置1相连从而可以直接接收流经污泥半干化装置1排出的烟气。

根据本发明的污泥干化焚烧系统还可以包括污染物净化处理装置6，其与除尘器5相连。最后，污染物净化处理装置6可以与烟囱7相连以排放净化后的尾气。

根据本发明的污泥干化焚烧系统的工艺流程如下。

脱水污泥进入污泥半干化装置1，经半干化后送入污泥焚烧装置2(例如循环流化床焚烧炉)进行焚烧，从循环流化床分离器分离下来的返料灰一部分返送回炉膛，一部分则直接送入污泥半干化装置1。污泥焚烧装置2产生的烟气则送入烟气余热利用装置3(例如余热锅炉)，余热锅炉产生的蒸汽一方面用于供热或发电，另一部分作为污泥干化的辅助能量。从余热锅炉出来的烟气被送入污泥半干化装置进行降温和初步除尘后，送入除尘器5进行除尘，然后烟气经过污染物净化处理装置6进行处理后，送入烟囱7进行排放。

常规的污泥干化焚烧工艺中单纯采用余热锅炉产生的部分蒸汽送入半干化装置将污泥进行干化处理。垃圾焚烧炉的返料灰的温度为800-900℃，由于污泥中灰分较多，造成旋风分离器和返料器的灰量很大，容易造成磨损，同时过多的细灰直接进入炉膛，加剧了炉膛内的磨损。进入布袋除尘器前的烟气温度为150-200℃左右，这些热量被白白浪费掉。采用本工艺后，可以提高系统的余热利用率，大大降低干化污泥所需蒸汽的耗量，提高系统的蒸汽供热或者发电能力，增强了系统的经济效益。

实施例1：污泥半干化装置采用流化床干燥器

半干化过程在鼓泡流化床内进行，烟气从床底经风帽进入床内，污泥和返料灰从不同的给料口送入，热烟气一方面使床身中的污泥处于流动化，防止污泥粘结；另一方面也与污泥进行充分换热，蒸发其中的水分，蒸发出来的水分和烟气混合后也有利于降低烟气中的灰尘含量，降低例如布袋除尘器的负荷。同时采用该系统还有助于防止干化过程中的臭气外溢，减少污染，臭气和烟气一起进入尾部烟气处理系统，经处理后排放。当返料灰和烟气余热不足以提供污泥半干化所需要的热量时，可以将余热锅炉来的蒸汽经过流化床内设置的埋管后对污泥进行干燥。

实施例2：污泥半干化装置采用回转窑或者滚筒结构

将返料灰和污泥一起从回转窑或者滚筒的顶部进入，二者在回转窑或者滚筒内缓慢混合，进行充分热量交换，对污泥进行半干化处理。同时将上述烟气从回转窑或者滚筒底部通入，烟气逆流而上，从回转窑或者滚筒顶部出口汇集，而后进入布袋除尘器，这样可以有效的利用余热，从而大大提高了系统的能量利用效率。回转窑或者滚筒内设置换热管，其布置数量根据实际情况而定，当返料灰灰和烟气余热不足以提供污泥半干化所需要的热量时，可以将余热锅炉来的蒸汽经过回转窑或者滚筒内设置的换热管对污泥进行干燥。

本领域技术人员应当理解，上述实施例或附图仅起解释本发明的目的，而不应当视作对其作出的任何限制。

Claims (6)

1.一种污泥干化焚烧系统，包括：

污泥半干化装置，设置有污泥接收部和排放部；

污泥焚烧装置，设置有半干化污泥接收部、返料灰排放部和烟气排放部；

烟气余热利用装置，设置有烟气接收部和烟气排放部，

返料灰集散装置，具有返料灰接收部；

除尘器，与所述污泥焚烧装置的烟气排放部相连，和/或与所述污泥半干化装置相连从而可以直接接收流经所述污泥半干化装置排出的烟气；和

污染物净化处理装置，与所述除尘器相连并位于所述除尘器下游；

其中所述污泥半干化装置的排放部与所述污泥焚烧装置的半干化污泥接收部相连，所述污泥焚烧装置的烟气排放部与所述烟气余热利用装置的烟气接收部相连，并且所述返料灰集散装置的返料灰接收部与所述污泥焚烧装置的返料灰排放部连接；

其特征在于：

所述污泥半干化装置还设置有返料灰接收部和烟气接收部，所述污泥焚烧装置设置有返料灰接收部，所述返料灰集散装置设置有第一返料灰排放部和第二返料灰排放部，其中所述污泥半干化装置的返料灰接收部与所述返料灰集散装置的所述第一返料灰排放部相连，所述返料灰集散装置的第二返料灰排放部与所述污泥焚烧装置的返料灰接收部相连，并且所述污泥半干化装置的烟气接收部与所述烟气余热利用装置的烟气排放部相连。

2.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：

所述污泥半干化装置还设置有换热管，所述烟气余热利用装置为设置有蒸汽排放部的余热锅炉，其中所述污泥半干化装置的所述换热管与所述余热锅炉的蒸汽排放部相连。

3.根据权利要求1或2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：

所述污泥半干化装置采用鼓泡流化床结构。

4.根据权利要求1或2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：

所述污泥半干化装置采用回转窑或者滚筒结构。

5.根据权利要求1或2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：

所述污泥焚烧装置采用循环流化床焚烧炉结构。

6.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：

还包括烟囱，与污染物净化处理装置相连以排出尾气。

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