CN102252331A - 能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉、余热锅炉、污泥干燥机、分离器、喷淋脱水塔、污水处理池、空气预热器、酸性气体吸收塔、布袋除尘器及鼓、引风机。本发明将湿污泥在干燥机内干燥(热源为干污泥燃烧产生的蒸汽)干燥后的污泥(颗粒状)再送到流化床中燃烧，由于干燥后的污泥热值较高，可以维持正常燃烧，燃烧产生的热量用于干燥湿污泥，这样完成一个能量转换过程。从干燥机出来的含水汽废气经喷凝塔喷淋脱水后，送入流化床内燃烧。本发明能够实现污泥焚烧能量自给，对各处理段产生的废水、废气均能实现除臭及无害化处理，具有能量利用率高，处理效果好，污染物低排放等优点。

Description

能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统
技术领域
本发明涉及一种环保设备，具体地说是一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统。 
背景技术
我国城市污水处理厂每年产生的干污泥约25×104t，以湿污泥计约为450～550×104t，并以每年15％左右的速度增长。污泥中含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，任意排入水体，将会大量消耗水体中的氧，导致水体水质恶化，严重影响水生生物的生存；污泥中的营养物质又会使水体富营养化，藻类大量繁殖，从而使水质恶化，渔业产量下降；除此以外，污泥中还有多种有毒物质、重金属和致病菌、寄生虫卵等有害物质，处理不当，会传染疾病，污染土壤和农作物，并通过生物链转嫁人类。所以，污泥不经妥善处理而任意排放和堆置，必将对周围环境造成严重的污染，使已建成的污水厂不能充分发挥其消除环境污染的作用。故污泥必须处理，已达到减容化、稳定化和无害化。污泥的处理对于合理利用资源，减少环境污染具有重要的意义。 
污泥处置的方法有填埋法、农用堆肥及焚烧法。当污泥不符合卫生要求、有毒物质含量超标、不适合作为农作物肥料，或大城市环境卫生要求高时，一般采用焚烧法处置。在日本75％以上的城市污泥采用流化床进行焚烧处理，由于日本的污泥热值较高，无需辅助燃料就能维持稳定燃烧。由于污泥容易燃尽，日本污泥焚烧炉一般采用鼓泡流化床。 
与其它方法相比，焚烧法具有突出的优点：(1)大幅减少污泥的体积和重量，焚烧灰可制成有用的产品；(2)污泥处理速度快，不需要长期储存；(3)污泥可在污水处理厂就地焚烧，不需要长距离运输。 
发明专利CN200410086312.5“一种湿污泥焚烧处理方法及焚烧处理装置”、发明专利CN200510038416.3“污泥焚烧处理方法及污泥焚烧处理工艺”，公开了将含水70-80％的湿污泥直接送到焚烧炉内燃烧，这样对炉内稳定燃烧冲击很大，需要燃烧大量的辅助燃料，从节约能源角度来说是不经济的。 
发明专利CN200610037604.9“城市污泥流化床焚烧装置及方法”及发明专利CN200710060213.3“湿污泥循环流化床无害化焚烧一体化处理工艺”，公开了一种污泥焚烧工艺，但是对污泥干燥及焚烧过程中产生的污水问题、酸性气体(HCl，SO2)、重金属及二噁英控制措施没有提及。 
实用新型专利CN20082012330.x公开了一种湿污泥干化焚烧处理装置，将干化废气(含 大量水蒸气)直接送入炉内燃烧，这样一方面降低炉内燃烧温度，增加辅助燃料量，另一方面尾气中排出大量水蒸汽，带走大量热量，增加系统热损失，大幅降低焚烧炉热效率。 
发明专利CN200810238869.4公开了“一种带冷凝式干燥的湿污泥焚烧处理方法”，该发明在除尘器后设置间壁式换热器，采用低温烟气将80％含水率的湿污泥加热，由于烟气温度低，对湿污泥加热效果非常有限，加上间壁换热不均匀，很难达到预期效果。此外，对污泥焚烧过程中产生的酸性气体(HCl，SO2)、重金属及二噁英控制措施没有提及。 
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的不足，提供一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，该系统干燥效果好，能量循环利用率高，干燥产生的污水经生化处理达标后后循环使用，没有废水排放。 
本发明解决技术问题采用如下方案： 
一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉，所述硫化床焚烧炉设有进料口、脱水废气进气口，其底部设置有风室，其结构特点在于，还包括余热锅炉、喷淋脱水塔以及污泥干燥机，所述余热锅炉设置于硫化床焚烧炉的上部，所述污泥干燥机设有湿污泥入口、干污泥出口、凝结水出口、废气出口和蒸汽进口，所述干污泥出口通过管道与流化床焚烧炉的进料口相连；凝结水出口与余热锅炉的给水口相连，蒸汽进口与余热锅炉蒸汽出口相连；废气出口与气固分离器相连，分离器的出水口与喷淋脱水塔进水口相连，分离器底部的排灰口与硫化床焚烧炉进料口相连；所述喷淋脱水塔设置有废气出口，废气出口通过管道由风机将废气引入流化床焚烧炉。 
本发明的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其结构特点还在于， 
它还包括一污水处理池，所述污水处理池污水进口与喷淋脱水塔底部污水出口相连，经处理后的污水经污水处理池的出水口重新留回喷淋脱水塔。 
还包括一空气预热器，其设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口，所述冷气进口与风机相连，热空气出口与风室相连；所述高温烟气进口与流化床焚烧炉的烟气出口相连，低温烟气出口与酸性气体吸收塔相连，酸性气体吸收塔与布袋除尘器相连，布袋除尘器通过管道与引风机相连。 
所述污泥干燥机为桨叶干燥机或硫化床干燥器。 
本发明与现有技术相比具有的有益效果是： 
(1)本发明将干燥后的污泥送入焚烧炉内燃烧，通过余热锅炉吸收释放的热量产生的饱和蒸汽(温度大于150℃)送到污泥干燥机内，将含水率80％的湿污泥干燥到含水率为 20％-30％的干污泥，这时污泥热值可达到10000kJ/kg左右，干燥后的污泥送入流化床焚烧炉内可维持稳定燃烧，燃烧放出的热量通过余热锅炉吸收产生蒸汽，用于湿污泥的干燥，这样完成一个能量转换过程。干燥所需的热量全部由系统自身提供，不需要外加能量，实现能量自给。当污泥热值较低时，可以向燃烧室添加少量辅助燃料，维持系统热量平衡。 
(2)本发明采用喷淋脱水塔将污泥干燥机出来的含水汽废气脱水，之后脱水废气送入流化床内燃烧掉，消除废气中的臭气成分，实现废气的无害化。 
(3)本发明从喷淋脱水塔脱除的废水进入污水处理系统，达标后循环使用，整个系统无废水排放。 
(4)本发明通过向酸性气体吸收塔内喷消石灰或石灰浆，中和尾气中的HCl和SO2，去除尾气中酸性气体。 
(5)本发明在布袋除尘器之前喷活性炭粉末，吸附尾气中的二噁英和重金属，通过布袋除尘器捕集下来，实现尾气中二噁英、重金属排放浓度满足GB18484-2001排放标准。 
附图说明
图1是本发明结构示意图。 
图2是本发明实施例2结构示意图。 
图中标号：1流化床焚烧炉、2风室、3余热锅炉、4污泥干燥机、5分离器、6喷淋脱水塔、7污水处理池、8风机、9空气预热器、10酸性气体吸收塔、11布袋除尘器、12鼓风机、13引风机、14进料口、15脱水废气进气口、16流化床干燥器、17湿污泥进口、18蒸汽进口、19干污泥出口、20废气出口、21凝结水出口。 
以下结合附图通过实施例对本发明做进一步解释。 
具体实施方式
实施例1：参见图1，控制系统包括流化床焚烧炉1、风室2、余热锅炉3、污泥干燥机4、分离器5、喷淋脱水塔6、污水处理池7、风机8、空气预热器9、酸性气体吸收塔10、布袋除尘器11、鼓风机12及引风机13。流化床焚烧炉1设有干污泥进料口，上部布置余热锅炉3，下部布置风室2，从空气预热器出来的热空气进入风室2，进而进入焚烧炉内参与燃烧。余热锅炉3产生的蒸汽通过管道与污泥干燥机4的蒸汽进口18相连，污泥干燥机4为桨叶干燥机，它设有湿污泥进口17、蒸汽进口18、干污泥出口19和废气出口20和凝结水出口21，干燥后湿污泥的含水率从80％降到20％-30％左右，这时污泥热值可达到10000kJ/kg左右，干污泥出口19通过管道与流化床焚烧炉1的进料口14相连，污泥干燥机4蒸发出来的废气从废气出口20通过管道与分离器5进口相连，分离器5设有排灰口，分 离下的污泥颗粒送入焚烧炉内燃烧，分离器5出口与喷淋脱水塔6进口相连，喷淋脱水塔6的废气出口与风机8相连，之后废气被风机送入焚烧炉内燃烧脱臭。喷淋脱水塔6上部设有冷却水进口和下部污水出口，污水出口与污水处理池7相连，处理达标后循环使用；空气预热器9设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口。冷空气进口通过管道与鼓风机12相连，低温烟气出口和酸性气体吸收塔10相连，之后接布袋除尘器11，并通过管道与引风机13相连。 
在本实施例中，干污泥燃烧产生的热量通过余热锅炉3产生饱和蒸汽送到污泥干燥机4内干燥湿污泥，干燥后的颗粒状干污泥送入流化床焚烧炉1内燃烧，燃烧放出的热量通过余热锅炉吸收产生饱和蒸汽，用于湿污泥的干燥，完成一个能量转换过程。干燥所需的热量全部由系统自身提供，不需要外加能量，实现能量自给。当污泥热值较低时，可以向燃烧室添加少量辅助燃料(煤、油及燃气)，维持系统热量平衡。从余热锅炉3出来的饱和蒸汽进入污泥干燥机4，经过干燥湿污泥后变成凝结水，凝结水从凝结水出口21被送回余热锅炉3中，吸收焚烧炉燃烧释放的热量，产生饱和蒸汽用于湿污泥干燥，完成一个工质循环。污泥干燥机4出来的含水汽废气经喷淋脱水塔6喷凝脱水后，由风机8送入流化床焚烧炉1内燃烧，脱除废气中的臭气成分。喷凝脱下来的污水送入污水处理池7进行处理，达标后循环使用；空气由鼓风机12送到空气预热器9中与高温烟气换热，加热后的热空气送入风室2，进入到流化床焚烧炉1中参与燃烧，干污泥与废气燃烧后产生的高温烟气经余热锅炉3、空气预热器9后，进入到酸性气体吸收塔10，在酸性气体吸收塔顶部喷消石灰或石灰浆中和尾气中HCl和SO2，去除尾气中有害气体，在布袋除尘器之前的管道上喷活性炭粉末吸附二噁英和重金属，通过布袋除尘器捕集下来，实现尾气彻底净化，经过上述污染控制系统后，尾气满足GB18484-2001排放标准。 
实施例2：参见图2，本实施方式中，用于干燥湿污泥的污泥干燥机4也可用流化床干燥器16代替，流化床污泥干燥技术是现有成熟技术。本实施例中，用于干燥湿污泥的循环工质可以是过热蒸汽(温度大于300℃)或者为导热油。流化床干燥器16的流化介质为湿污泥干化产生的脱水废气。当脱水废气多于流化所需的气体量时，可将多余部分送入焚烧炉内燃烧除臭。 

Claims (4)

1.一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，包括流化床焚烧炉(1)，所述硫化床焚烧炉(1)设有进料口(14)、脱水废气进气口(15)，其底部设置有风室(2)，其特征在于，还包括余热锅炉(3)、喷淋脱水塔(6)以及污泥干燥机(4)，所述余热锅炉(3)设置于硫化床焚烧炉(1)的上部，所述污泥干燥机(4)设有湿污泥入口(16)、干污泥出口(17)、凝结水出口(18)、废气出口(19)和蒸汽进口(20)，所述干污泥出口(17)通过管道与流化床焚烧炉(1)的进料口(14)相连；凝结水出口(18)与余热锅炉(3)的给水口相连，蒸汽进口(20)与余热锅炉(3)蒸汽出口相连；废气出口(19)与气固分离器(5)相连，分离器(5)的出水口与喷淋脱水塔(6)进水口相连，分离器(5)底部的排灰口与硫化床焚烧炉(1)进料口相连；所述喷淋脱水塔(6)设置有废气出口，废气出口通过管道由风机(8)将废气引入流化床焚烧炉(1)。
2.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于，还包括一污水处理池(7)，所述污水处理池(7)污水进口与喷淋脱水塔(6)底部污水出口相连，经处理后的污水经污水处理池(7)的出水口循环留回喷淋脱水塔(6)。
3.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于，还包括一空气预热器(9)，其设有冷空气进口、热空气出口、高温烟气进口和低温烟气出口，所述冷气进口与风机(12)相连，热空气出口与风室(2)相连；所述高温烟气进口与流化床焚烧炉(1)的烟气出口相连，低温烟气出口与酸性气体吸收塔(10)相连，酸性气体吸收塔(10)与布袋除尘器(11)相连，布袋除尘器(11)通过管道与引风机(13)相连。
4.根据权利要求1所述的一种能量自给型流化床污泥焚烧及尾气污染控制系统，其特征在于所述污泥干燥机(4)为桨叶干燥机或硫化床干燥器。
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