CN101871649A - 污泥低温热解焚烧系统 - Google Patents

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何启强
洪建军
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Abstract

本发明公开了一种污泥低温裂解焚烧系统，其包括污泥料斗、干燥机、将污泥料斗输出的污泥输送至干燥机进料口的螺旋输送机、与干燥机下方的出料口连接的低温热解反应器、与低温热解反应器出料口连接的挤压成型机、通过一输送机与挤压成型机连接的带有余热锅炉的焚烧炉、与余热锅炉连接的引风机，余热锅炉的上部通过余热输入管道分别与干燥机和低温热解反应器连接。脱水污泥经过干化和低温热解处理，减少了污泥进入焚烧炉的量，以致焚烧炉体积减小、能耗大大减少，投资费用降低；焚烧炉系统建安，运行、维护成本大大降低；由于设备投资减少，便于污泥分散处理模式，适应性广阔。

Description

污泥低温热解焚烧系统
技术领域
本发明涉及污泥处理的环保设备，尤其是涉及一种污泥焚烧处理的环保设备。
背景技术
随着城市污水处理能力以及污水处理率的不断提高，污水处理厂的污泥产量也随之增长，污泥造成的二次污染问题日显突出。世界上的污泥处理方式主要有卫生填埋、生物堆肥、再发酵沼气发电、干化焚烧等多种方式。其中，干化焚烧工艺的应用最广。首先，焚烧可以大量减少污泥的体积，相对于机械脱水的污泥来说，最终的焚烧产物体积只相当于最初产物的10％。第二，焚烧也可以杀死一切病原体，一切有机物在燃烧过程中都会最大程度地被分解，病原体和细菌也不例外。通过高温处理，在燃烧残渣内几乎没有病原体存在。此外，焚烧还可以解决污泥的恶臭问题。虽然常规焚烧法与其它方法相比具有突出的优点，但是另一方面随着焚烧工艺的使用，它所存在的若干问题也日渐暴露出来，即存在如下明显缺陷：
1、污泥焚烧炉为适应污泥含水率高、热值低的特点，因此焚烧炉体积大、造价高，投资费用大；
2、焚烧炉系统复杂，运行、维护成本高；
3、污泥焚烧消耗能量较大。
4、由于设备投资大，适用于污泥集中处理模式，适应性不广。
发明内容
本发明为了解决现有污泥干化焚烧工艺存在的设备复杂、耗能多、维护量大、效率低和成本高的技术问题，提出一种不需制浆设备、能耗低、故障率低、生产效率高、简单可靠和投资节省的污泥低温裂解焚烧系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的污泥低温裂解焚烧系统，其包括污泥料斗、干燥机、将污泥料斗输出的污泥输送至干燥机进料口的螺旋输送机、与干燥机下方的出料口连接的低温热解反应器、与该低温热解反应器出料口连接的挤压成型机、通过一输送机与挤压成型机连接的带有余热锅炉的焚烧炉、与余热锅炉连接的引风机。所述余热锅炉的上部通过余热输入管道分别与所述的干燥机和低温热解反应器连接。
优选的，所述干燥机和低温热解反应器分别通过余热输出管道与所述余热锅炉的下部连接。
其中，所述的余热锅炉采用有机热载体作热介质。
所述的有机热载体为导热油。
所述的低温热解反应器中设有搅拌装置。
本发明系统中采用的污泥低温热解技术是利用污泥有机质在加热条件下发生热裂解反应，经此过程污泥部分转化为燃烧特性优越的油、炭和可燃气。因此，污泥裂解过程所需的能量可以由该过程产生的燃料燃烧提供。裂解产物中炭和油的能量构成了裂解的能量输出，其中200～300℃是能量输出最大的反应温度区域。即污泥处理采用低温热解技术，流失的能量最小，即可最大限度的保留能量，以供后续工艺循环利用。
本发明与现有技术比较的优点为：
1、脱水污泥经过干化和低温热解处理，降低污泥含水率和体积，从而减少污泥进入焚烧炉的量，以致焚烧炉体积减小，投资费用降低；
2、热解温度控制在200～300℃之间，属于低温热解反应，减少气化产物的产生和能量流失，有利于系统能源平衡和减少添加辅助燃料，最大限度降低能耗；
3、炭化污泥经挤压成型机形成固定形状，有利于增加炭化污泥粒(块)之间的孔隙率，有利于炭化污泥的充分和稳定燃烧。
4、实现污泥就地处理，降低污泥运输成本和运输过程中引起的二次污染；
5、简单可靠、投资节省和运行成本低。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为本发明实施例的示意框图。
具体实施方式
图1示出了本发明实施例的流程框图，所述的污泥低温裂解焚烧系统，其包括污泥料斗01、干燥机03、将污泥料斗01输出的污泥输送至干燥机03进料口的螺旋输送机02、与干燥机03下方的出料口连接的带有搅拌装置的低温热解反应器05、与低温热解反应器出料口连接的挤压成型机06、通过一输送机07与挤压成型机连接的带有余热锅炉04的焚烧炉08、与余热锅炉连接的引风机09，余热锅炉04的上部通过余热输入管道10分别与干燥机03和低温热解反应器05连接，而干燥机03和低温热解反应器5还分别通过余热输出管道11与余热锅炉04的下部连接。余热锅炉04采用有机热载体作热介质，通常的有机热载体可以采用各种导热油。
本系统的工作流程如下：
首先，将经过预处理的脱水污泥送至污泥投料斗01，污泥进入螺旋输送机02再由其将污泥输送至干燥机03内，污泥被干燥至含水率约20～50％后从干燥机03出料口排出，干燥后的污泥依靠自重落入低温热解反应器05。经污泥经低温热解反应器对污泥热解过程而产生的油、炭混合物进入挤压成型机06，制成一定形状和尺寸的高热值、低水份的炭化产物。该炭化产物由输送机07送至焚烧炉08焚烧，焚烧炉炉膛的温度高于850℃，保证炭化产物中所含的有害物质得到彻底分解以及炭化产物得到彻底焚烧。焚烧过程产生的热量由余热锅炉04回收，并通过余热输入管道10分别送入干燥机03和低温热解反应器05，用作于污泥干化和低温热解过程所需热量，使系统保持热平衡。而经过干燥机03和低温热解反应器05利用后的残余热量还可以分别通过余热输出管道11送回余热锅炉04，循环利用。炭化产物经充分焚烧后生产的炉渣和飞灰可作填埋处理或综合利用。烟气经引风机09送入烟气处理装置，处理达标后排放。
所述的余热锅炉04采用有机热载体作热介质。与现有采用饱和蒸汽作热介质相比，有机热载体温度易于调节，且温度提高的时无需增加设备工作压力，可以减少设备制造成本。有机热载体加热至200～300℃，分别输送至干燥机03和低温热解反应器5中用于干燥和热解污泥。一般污泥干化采用饱和蒸汽作热介质，且蒸汽温度约为160℃，而本发明的有机热载体温度最高可为300℃，通过提高干化温度使传热动力增大，提高热利用效率。
低温热解反应器05的热解反应热由余热锅炉04输送的有机热载体供给，反应温度控制在200～300℃，属于低温热解反应。在该温度区间，裂解产物以炭和油为主，气化产物的量少，可以减少能量以气态物质形式流失，是能量输出最大的反应温度区域。裂解产物最大限度的保留能量，以供后续工艺循环利用。低温热解反应器05中设置的搅拌装置，使热解反应更加充分。
本发明的脱水污泥经过干化和低温热解处理，降低污泥含水率和体积，从而减少污泥进入焚烧炉的量，以致焚烧炉体积减小，投资费用降低；焚烧炉系统建安，运行、维护成本大大降低；由于设备投资减少，便于污泥分散处理模式，适应性广阔。

Claims (5)

1.一种污泥低温裂解焚烧系统，其特征在于：包括污泥料斗(01)、干燥机(03)、将污泥料斗(01)输出的污泥输送至干燥机(03)进料口的螺旋输送机(02)、与干燥机(03)下方的出料口连接的低温热解反应器(05)、与低温热解反应器出料口连接的挤压成型机(06)、通过一输送机(07)与挤压成型机连接的带有余热锅炉(04)的焚烧炉(08)、与余热锅炉连接的引风机(09)，所述余热锅炉(04)的上部通过余热输入管道(10)分别与所述干燥机(03)和低温热解反应器(05)连接。
2.如权利要求1所述的污泥低温裂解焚烧系统，其特征在于：所述的干燥机(03)和低温热解反应器(05)分别通过余热输出管道(11)与所述余热锅炉(04)的下部连接。
3.如权利要求2所述的污泥低温裂解焚烧系统，其特征在于：所述的余热锅炉(04)采用有机热载体作热介质。
4.如权利要求3所述的污泥低温裂解焚烧系统，其特征在于：所述的有机热载体为导热油。
5.如权利要求4所述的污泥低温裂解焚烧系统，其特征在于：所述的低温热解反应器(05)中设有搅拌装置。
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