CN102537980B - 污泥的高温熔融处理系统及方法 - Google Patents

污泥的高温熔融处理系统及方法 Download PDF

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CN102537980B CN201210012712.6A CN201210012712A CN102537980B CN 102537980 B CN102537980 B CN 102537980B CN 201210012712 A CN201210012712 A CN 201210012712A CN 102537980 B CN102537980 B CN 102537980B
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Abstract

污泥的高温熔融处理系统及方法,它涉及一种污泥的处理系统及方法。以解决现有的污泥焚烧方法存在二噁英污染问题。装置一:炉体由下至上由制成一体的熔融室、收缩段烟气出口及二次燃烧室组成,烟道内设置高、低温过热器;高、低温省煤器、高、低温空气预热器及SCR脱硝系统,烟道与烟气急冷塔相连通,烟气急冷塔与布袋除尘器相连通,布袋除尘器通过烟气湿法脱硫系统、引风机与烟囱相连通;方法一:将干燥污泥粉末送入熔融室内燃烧至高温熔融状态,液态熔渣回收后再利用;高温烟气进入烟道内处理后排出;方案二与一区别:未装高、低温过热器及高、低温省煤器,增加蒸汽换热器;方案三与二区别:增加多级污泥干燥器。本发明用于污泥的高温熔融处理。

Description

污泥的高温熔融处理系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种污泥的处理系统及方法,特别是污水污泥的高温熔融处理系统及方法。

背景技术

[0002] 污泥是污水处理后的固体残留物,其中含有大量的病菌、寄生虫、重金属等有害物质,如果处理不当会对生态环境造成极大的危害,且污泥的处理问题已经成为现今污水处理的一个瓶颈,所以污泥的无害化处理已经成为当前环保亟需解决的问题。

[0003] 国外污泥处理的主要方法从最初的填埋法到堆肥法再到干化法直至发展到现今的焚烧法。而在我国填埋法依然是使用最为广泛的污泥处理方式,这种方法不仅占用大量土地,而且污泥中的有害物质也会对地下水资源等造成污染。2005年后堆肥法在欧洲的部分国家已经遭到了禁止。如今,污泥的干化和焚烧相结合技术在大部分发达国家得到了广泛推广应用,但在我国刚刚起步。常规的污泥焚烧方法因焚烧温度低会产生二噁英,不能实现二噁英最低排放。

发明内容

[0004] 本发明为了解决现有的污泥焚烧方法存在二噁英污染的问题,提出一种污泥的高温熔融处理系统及方法。本发明可实现污泥焚烧二噁英最低排放,同时排放的烟气中NOx、SO2的浓度满足最新环保排放标准,即小于100mg/Nm3。

[0005] 本发明提出将干燥污泥在高温熔融室中焚烧处理,不但可以将干燥污泥中的重金属固化在熔渣里,而且还可实现干燥污泥焚烧二噁英最低排放,同时焚烧余热可用来发电或干燥湿污泥,降低运行成本,是适合我国国情的污泥处置方式。

[0006] 本发明为解决上述问题采取的技术方案包括三个系统和三个方法,分别是:

[0007] 系统一:本发明的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口、熔渣池、膜式水冷壁、汽包、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器、低温空气预热器、喷雾器、烟气急冷塔、布袋除尘器、灰仓、引风机、烟囱及烟道;球磨机设置在炉体外侦牝二次燃烧室的顶部设有汽包,二次燃烧室的内壁布置膜式水冷壁,二次燃烧室侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室的烟气出口与烟道的烟气入口相连通,烟道内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、低温省煤器及低温空气预热器,且高温过热器及低温过热器靠近二次燃烧室的烟气出口设置,引风机的出口与烟囱相连通;炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层,熔融室为绝热熔融室,熔融室的耐火材料层的外表面设有保温材料层;所述污泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统和烟气湿法脱硫系统;

[0008] 炉体由下至上由制成一体的熔融室、收缩段烟气出口及二次燃烧室组成,熔融室侧壁的下部设有进料口,球磨机设置在炉体外侧,球磨机的出口与熔融室的进料口相连通,熔融室的底板上设有溢流式排渣口,溢流式排渣口的正下方设有熔渣池,二次燃烧室的侧壁上设有二次风喷口,二次燃烧室的中部设有缩口区域,二次燃烧室的侧壁上设有液体喷口,液体喷口位于缩口区域内,SCR脱硝系统设置在烟道内的高温空气预热器与低温省煤器之间;烟道的烟气出口与烟气急冷塔相连通,喷雾器安装在烟气急冷塔的顶部,喷雾器的喷头置于烟气急冷塔内,烟气急冷塔的烟气出口与布袋除尘器的烟气入口相连通,布袋除尘器的下端设有排灰口,布袋除尘器的排灰口与灰仓相连通,布袋除尘器的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器的烟气出口与烟气湿法脱硫系统的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统的烟气出口与引风机的入口相连通。方法一:本发明的污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0009] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;

[0010] 步骤二、将干燥污泥送入球磨机中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0011] 步骤三、先将一次风经低温空气预热器加热到150_18(TC,再经过高温空气预热器加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口与一次风一同切向送入熔融室内,形成涡旋燃烧至高温熔融状态,熔融室内处于高温熔融状态时的温度为13500C -1500°C,空气过剩系数为 0.8-0.9 ;

[0012] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口进入熔渣池内,并在熔渣池内用水急冷回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口进入二次燃烧室内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口切向进入二次燃烧室内,并在二次燃烧室内形成逆时针旋转涡旋;

[0013] 步骤五、经液体喷口向二次燃烧室的缩口区域内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室的缩口区域11温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1.1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室的缩口区域上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ;

[0014] 步骤六、当二次燃烧室出口空气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室的出口烟气依次经高温过热器、低温过热器、高温省煤器进入高温空气预热器内,烟气从高温空气预热器出来时的温度为280-400°C,之后烟气依次进入SCR脱硝系统内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气依次经低温省煤器、低温空气预热器进入烟气急冷塔内,由设置在烟气急冷塔顶部的喷雾器喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器,布袋除尘器排出的灰尘进入灰仓,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机抽入烟囱排出。

[0015] 系统二:本发明的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口、熔渣池、高温空气预热器、低温空气预热器、喷雾器、烟气急冷塔、布袋除尘器、灰仓、引风机、烟囱及烟道;球磨机设置在炉体外侧,二次燃烧室侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室的烟气出口与烟道的烟气入口相连通,烟道内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温空气预热器及低温空气预热器,引风机的出口与烟囱相连通,炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层,耐火材料层的外表面设有保温材料层;

[0016] 所述污泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统和烟气湿法脱硫系统;炉体由下至上由制成一体的熔融室、收缩段烟气出口及二次燃烧室组成,熔融室侧壁的下部设有进料口,球磨机的出口与熔融室的进料口相连通,熔融室的底板上设有溢流式排渣口,溢流式排渣口的正下方设有熔渣池,二次燃烧室的侧壁上设有二次风喷口,二次燃烧室的中部设有缩口区域,二次燃烧室的侧壁上设有液体喷口,液体喷口位于缩口区域内,烟道的烟气出口与烟气急冷塔相连通,喷雾器安装在烟气急冷塔的顶部,喷雾器的喷头置于烟气急冷塔内,烟气急冷塔的烟气出口与布袋除尘器的烟气入口相连通,布袋除尘器的下端设有排灰口,布袋除尘器的排灰口与灰仓相连通,布袋除尘器的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器的烟气出口与烟气湿法脱硫系统的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统的烟气出口与引风机的入口相连通。

[0017] 方法二:本发明的污泥的高温熔融处理方法,所述污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0018] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;

[0019] 步骤二、将干燥污泥送入球磨机中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0020] 步骤三、先将一次风经低温空气预热器加热到150-180°C,再经过高温空气预热器加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口送入熔融室内燃烧至高温熔融状态,熔融室内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为

0.8—0.9 ;

[0021 ] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口进入熔渣池内,并在熔渣池内用水急冷回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口进入二次燃烧室内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口切向进入二次燃烧室内,并在二次燃烧室内形成逆时针旋转涡旋;

[0022] 步骤五、经液体喷口向二次燃烧室的缩口区域内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室的缩口区域温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室的缩口区域上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ;

[0023] 步骤六、当二次燃烧室出口烟气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室的出口烟气先进入高温空气预热器内预热,烟气预热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气经低温空气预热器进入烟气急冷塔内,由设置在烟气急冷塔顶部的喷雾器喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器内,布袋除尘器排出的灰尘进入灰仓内,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机抽入烟囱排出。

[0024] 系统三:本发明的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口、熔渣池、高温空气预热器、低温空气预热器、喷雾器、烟气急冷塔、布袋除尘器、灰仓、引风机、烟®、烟道、蒸汽换热器、多级污泥干燥器、循环风机、阀门、第一蒸汽管路、第二蒸汽管路及第三蒸汽管路;二次燃烧室侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室的烟气出口与烟道的烟气入口相连通,烟道内由烟气入口向烟气出口方向依次设置蒸汽换热器、高温空气预热器及低温空气预热器,且蒸汽换热器靠近烟道的烟气入口设置,引风机的出口与烟®相连通,第三蒸汽管路上安装有阀门,阀门位于所述第三蒸汽管路一端与第二蒸汽管路之间,炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层,耐火材料层的外表面设有保温材料层;所述污泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统和烟气湿法脱硫系统;

[0025] 炉体由下至上由制成一体的熔融室、收缩段烟气出口及二次燃烧室组成,熔融室侧壁的下部设有进料口,球磨机的出口与熔融室的进料口相连通,熔融室的底板上设有溢流式排渣口,溢流式排渣口的正下方设有熔渣池,二次燃烧室的侧壁上设有二次风喷口,二次燃烧室的中部设有缩口区域,二次燃烧室的侧壁上设有液体喷口,液体喷口位于缩口区域内,SCR脱硝系统设置在烟道内的高温空气预热器与低温空气预热器之间,烟道的烟气出口与烟气急冷塔相连通,喷雾器安装在烟气急冷塔的顶部,喷雾器的喷头置于烟气急冷塔内,烟气急冷塔的烟气出口与布袋除尘器的烟气入口相连通,布袋除尘器的下端设有排灰口,布袋除尘器的排灰口与灰仓相连通,布袋除尘器的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器的烟气出口与烟气湿法脱硫系统的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统的烟气出口与引风机的入口相连通,;蒸汽换热器通过第一蒸汽管路与多级污泥干燥器的蒸汽入口相连通,多级污泥干燥器的蒸汽出口与第二蒸汽管路的一端相连通,第二蒸汽管路的另一端与第三蒸汽管路的侧壁固接并与第三蒸汽管路相连通,第二蒸汽管路上安装有循环风机,第三蒸汽管路的一端与二次燃烧室相连通,第三蒸汽管路的另一端与蒸汽换热器的蒸汽入口相连通。

[0026] 方法三:本发明的污泥的高温熔融处理方法,所述污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0027] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;步骤

[0028] 将干燥污泥送入球磨机中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0029] 步骤三:先将一次风经低温空气预热器加热到150-180°C,再经过高温空气预热器加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口送入熔融室内燃烧至高温熔融状态,熔融室内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为

0.8—0.9 ;

[0030] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口进入熔渣池内,并在熔渣池内用水急冷;回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口进入二次燃烧室内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口切向进入二次燃烧室内,并在二次燃烧室内形成逆时针旋转涡旋;

[0031] 步骤五、经液体喷口向二次燃烧室的缩口区域内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室的缩口区域温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室的缩口区域上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ;

[0032] 步骤六、当二次燃烧室出口烟气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室的出口烟气通过蒸汽换热器换热,将蒸汽换热器内的150°C常压蒸汽加热到250-450°C的过热蒸汽,一方面,换热后的烟气进入高温空气预热器内预热空气,烟气换热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气经低温空气预热器进入烟气急冷塔内,由设置在烟气急冷塔顶部的喷雾器喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器,布袋除尘器排出的灰尘进入灰仓,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机抽入烟囱排出;另一方面,从蒸汽换热器出来的过热蒸汽进入多级污泥干燥器内与湿污泥直接接触换热,将污泥干燥,干燥后的污泥含水率小于10%,之后依次执行步骤二及其后续步骤;与此同时,多级污泥干燥器出口的蒸汽温度降至130-150°C,打开阀门,使得降温后的蒸汽通过循环风机,绝大部分蒸汽送至蒸汽换热器加热至250-450°C循环使用,少部分蒸汽送入二次燃烧室内燃烧进行脱臭处理,并依次执行后续步骤。

[0033] 本发明的有益效果是:本发明不但可以固化污泥中的重金属,而且因熔融室温度达到1350-1500°C,燃烧过程中产生的二噁英量极低,实现污泥焚烧二噁英最低排放;此夕卜,二次燃烧室喷尿素水溶液或氨水脱除50-80%的NOx,同时在280-400°C温区内采用SCR脱硝,可进一步脱除80%剩余的NOx和90%的痕量二噁英(注:烟气在冷却过程中再合成),除尘后烟气(也称尾气)采用湿法脱硫,保证尾气中NOx、SO2排放浓度小于100mg/Nm3,同时余热可以发电或干燥湿污泥,降低运行成本。在污泥低位热值不低于3000Kcal/kg时无需添加辅助燃料,运行成本低,可彻底解决常规污泥焚烧产生大量二噁英等污染问题。

[0034] 综上,本发明的优点是:(I)实现干燥污泥焚烧处理二噁英最低排放;(2)尾气中污染物NOx、SO2排放浓度小于100mg/Nm3 ;(3)余热可发电或干燥湿污泥,降低运行成本;

(4)可用于垃圾焚烧飞灰的高温熔融处理,去除飞灰中99.9%以上的二噁英。

附图说明

[0035] 图1是本发明的污泥的高温熔融处理系统的主视示意图,采用的是干污泥;图2是本发明的污泥的高温熔融处理系统的主视示意图,包括湿污泥干燥部分;图3是污泥切向燃烧布置俯视示意图;图4是二次风切向布置俯视示意图;图5为尿素水溶液或氨水径向喷入俯视示意图;图6是多级污泥干燥器的整体结构主视图;图7是图1的A-A剖视图;图8是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

[0036] 具体实施方式一:结合图1说明本实施方式,本实施方式的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机50及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口 2、熔渣池3、膜式水冷壁30、汽包25、高温过热器12、低温过热器13、高温省煤器14、高温空气预热器15、SCR脱硝系统16、低温省煤器17、低温空气预热器18、喷雾器20、烟气急冷塔19、布袋除尘器21、灰仓24、烟气湿法脱硫系统22、引风机23、烟囱80及烟道32 ;

[0037] 炉体由下至上由制成一体的熔融室5、收缩段烟气出口 7及二次燃烧室9组成,熔融室5侧壁的下部设有进料口 1,球磨机50设置在炉体外侧,球磨机50的出口与熔融室5的进料口 I相连通,熔融室5的底板上设有溢流式排渣口 2,溢流式排渣口 2的正下方设有熔渣池3,二次燃烧室9的侧壁上设有二次风喷口 8,二次燃烧室9的顶部设有汽包25,二次燃烧室9的内壁布置膜式水冷壁30 (用于吸收燃烧产生的辐射热,控制二次燃烧室9的出口温度),二次燃烧室9的中部设有缩口区域11,二次燃烧室9的侧壁上设有液体喷口 10,液体喷口 10位于缩口区域11内,二次燃烧室9侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室9的烟气出口与烟道32的烟气入口相连通,烟道32内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温过热器12、低温过热器13、高温省煤器14、高温空气预热器15、SCR脱硝系统16、低温省煤器17及低温空气预热器18,且高温过热器12及低温过热器13靠近二次燃烧室9的烟气出口设置,烟道32的烟气出口与烟气急冷塔19相连通,喷雾器20安装在烟气急冷塔19的顶部,喷雾器20的喷头置于烟气急冷塔19内,烟气急冷塔19的烟气出口与布袋除尘器21的烟气入口相连通,布袋除尘器21的下端设有排灰口,布袋除尘器21的排灰口与灰仓24相连通,布袋除尘器21的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器21的烟气出口与烟气湿法脱硫系统22的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统22的烟气出口与引风机23的入口相连通,引风机23的出口与烟囱80相连通;炉体侧壁设有耐高温(1700-2200°C)的耐火材料层6,熔融室5为绝热熔融室,熔融室5的耐火材料层6的外表面设有保温材料层31。污泥在熔融室5内燃烧释放的热量将污泥融化成液态,从溢流式排渣口 2排出。

[0038] 具体实施方式二:结合图1、图3-图5说明,本实施方式的污泥的高温熔融处理方法,所述污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0039] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;

[0040] 步骤二、将干燥污泥送入球磨机50中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0041] 步骤三、先将一次风经低温空气预热器18加热到150_18(TC,再经过高温空气预热器15加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口 I与一次风一同切向送入熔融室5内,形成涡旋燃烧至高温熔融状态,熔融室5内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9,用于控制NOx的大量生成;

[0042] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力(离心力是由旋转燃烧产生的)作用下被甩到熔融室5的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口 2进入熔渣池3内,并在熔渣池3内用水急冷(形成暗绿色玻璃体)回收后再利用(溢流式排渣口 2可以确保熔融室5处于高温熔融状态时,保持有稳定量熔融物;在还原性气氛下,熔渣灰熔点温度比氧化性气氛下低50-100 V,有利于液态熔洛顺利排出炉体夕卜);同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转(从熔融室5的上部向下部看去),通过收缩段烟气出口7进入二次燃烧室9内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口 8切向进入二次燃烧室9内,并在二次燃烧室9内形成逆时针旋转涡旋(从熔融室5的上部向下部看去,这样做,可以起到充分混合作用,保证可燃物与空气充分混合燃尽,实现可燃成分的完全燃烧,可燃物包括未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体);

[0043] 步骤五、经液体喷口 10向二次燃烧室9的缩口区域11内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝(为了进一步控制二次燃烧室9出口 NOx浓度),在二次燃烧室9的缩口区域11温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1.1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室9的缩口区域11上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s (从而保证较好的脱除NOx效果);

[0044] 步骤六、当二次燃烧室9出口空气过剩系数为1.15-1.2 (可确保可燃成分彻底燃尽)时,二次燃烧室9的出口烟气依次经高温过热器12、低温过热器13、高温省煤器14进入高温空气预热器15内,烟气从高温空气预热器15出来时的温度为280-400°C,之后烟气依次进入SCR脱硝系统16内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英(注:在烟气降温过程中会再合成痕量二噁英);脱硝后的烟气依次经低温省煤器17、低温空气预热器18进入烟气急冷塔19内,由设置在烟气急冷塔19顶部的喷雾器20喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器21,布袋除尘器21排出的灰尘进入灰仓24,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统22进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机23抽入烟囱80排出(排出的烟气中,NOx和SO2含量均低于100mg/Nm3,二噁英排放浓度低于0.lng-TEQ/Nm3,满足国家现行最新环保排放标准)。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

[0045] 具体实施方式三:结合图2说明,本实施方式的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机50及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口 2、熔渣池3、高温空气预热器15、SCR脱硝系统16、低温空气预热器18、喷雾器20、烟气急冷塔19、布袋除尘器21、灰仓24、烟气湿法脱硫系统22、引风机23、烟囱80及烟道32 ;

[0046] 炉体由下至上由制成一体的熔融室5、收缩段烟气出口 7及二次燃烧室9组成,熔融室5侧壁的下部设有进料口 1,球磨机50设置在炉体外侧,球磨机50的出口与熔融室5的进料口 I相连通,熔融室5的底板上设有溢流式排渣口 2,溢流式排渣口 2的正下方设有熔渣池3,二次燃烧室9的侧壁上设有二次风喷口 8,二次燃烧室9的中部设有缩口区域11,二次燃烧室9的侧壁上设有液体喷口 10,液体喷口 10位于缩口区域11内,二次燃烧室9侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室9的烟气出口与烟道32的烟气入口相连通,烟道32内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温空气预热器15、SCR脱硝系统16及低温空气预热器18,烟道32的烟气出口与烟气急冷塔19相连通,喷雾器20安装在烟气急冷塔19的顶部,喷雾器20的喷头置于烟气急冷塔19内,烟气急冷塔19的烟气出口与布袋除尘器21的烟气入口相连通,布袋除尘器21的下端设有排灰口,布袋除尘器21的排灰口与灰仓24相连通,布袋除尘器21的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器21的烟气出口与烟气湿法脱硫系统22的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统22的烟气出口与引风机23的入口相连通,弓丨风机23的出口与烟囱80相连通;炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温(1700-2200°C)的耐火材料层6,耐火材料层6的外表面设有保温材料层31。

[0047] 具体实施方式四:结合图2、图3-图5说明,本实施方式的污泥的高温熔融处理方法,所述污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0048] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;

[0049] 步骤二、将干燥污泥送入球磨机50中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0050] 步骤三、先将一次风经低温空气预热器18加热到150-180°C,再经过高温空气预热器15加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口 I送入熔融室5内燃烧至高温熔融状态,熔融室5内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9,用于控制NOx的大量生成;

[0051] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室5的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口 2进入熔渣池3内,并在熔渣池3内用水急冷(形成暗绿色玻璃体)回收后再利用(溢流式排渣口 2可以确保熔融室5处于高温熔融状态时,保持有稳定量熔融物;在还原性气氛下,熔渣灰熔点温度比氧化性气氛下低50-100°C,有利于液态熔渣顺利排出炉体外);同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转(从熔融室5的上部向下部看去),通过收缩段烟气出口 7进入二次燃烧室9内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口 8切向进入二次燃烧室9内,并在二次燃烧室9内形成逆时针旋转涡旋(从熔融室5的上部向下部看去,这样做,可以起到充分混合作用,保证可燃物与空气充分混合燃尽,实现可燃成分的完全燃烧,可燃物包括未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体);

[0052] 步骤五、经液体喷口 10向二次燃烧室9的缩口区域11内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝(为了进一步控制二次燃烧室9出口 NOx浓度),在二次燃烧室9的缩口区域11温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室9的缩口区域11上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s (从而保证较好的脱除NOx效果);

[0053] 步骤六、当二次燃烧室9出口烟气过剩系数为1.15-1.2 (确保可燃成分彻底燃尽)时,二次燃烧室9的出口烟气先进入高温空气预热器15内预热,烟气预热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统16内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英(注:在烟气降温过程中会再合成少量二噁英);脱硝后的烟气经低温空气预热器18进入烟气急冷塔19内,由设置在烟气急冷塔19顶部的喷雾器20喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器21内,布袋除尘器21排出的灰尘进入灰仓24内,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统22进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机23抽入烟囱80排出(排出的烟气中的NOx和SO2含量均低于100mg/Nm3,二噁英排放浓度低于0.lng-TEQ/Nm3,满足国家现行最新环保排放标准)。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

[0054] 具体实施方式五:结合图2说明,本实施方式的污泥的高温熔融处理系统,所述系统包括球磨机50及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口 2、熔渣池3、高温空气预热器15、SCR脱硝系统16、低温空气预热器18、喷雾器20、烟气急冷塔19、布袋除尘器21、灰仓24、烟气湿法脱硫系统22、引风机23、烟囱80、烟道32、蒸汽换热器26、多级污泥干燥器27、循环风机28、阀门29、第一蒸汽管路51、第二蒸汽管路52及第三蒸汽管路53 ;

[0055] 炉体由下至上由制成一体的熔融室5、收缩段烟气出口 7及二次燃烧室9组成,熔融室5侧壁的下部设有进料口 1,熔融室5的底板上设有溢流式排渣口 2,溢流式排渣口 2的正下方设有熔渣池3,二次燃烧室9的侧壁上设有二次风喷口 8,二次燃烧室9的中部设有缩口区域11,二次燃烧室9的侧壁上设有液体喷口 10,液体喷口 10位于缩口区域11内,二次燃烧室9侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室9的烟气出口与烟道32的烟气入口相连通,烟道32内由烟气入口向烟气出口方向依次设置蒸汽换热器26、高温空气预热器15、SCR脱硝系统16及低温空气预热器18,且蒸汽换热器26靠近烟道32的烟气入口设置,烟道32的烟气出口与烟气急冷塔19相连通,喷雾器20安装在烟气急冷塔19的顶部,喷雾器20的喷头置于烟气急冷塔19内,烟气急冷塔19的烟气出口与布袋除尘器21的烟气入口相连通,布袋除尘器21的下端设有排灰口,布袋除尘器21的排灰口与灰仓24相连通,布袋除尘器21的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器21的烟气出口与烟气湿法脱硫系统22的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统22的烟气出口与引风机23的入口相连通,引风机23的出口与烟® 80相连通,蒸汽换热器26通过第一蒸汽管路51与多级污泥干燥器27的蒸汽入口相连通,多级污泥干燥器27的蒸汽出口与第二蒸汽管路52的一端相连通,第二蒸汽管路52的另一端与第三蒸汽管路53的侧壁固接并与第三蒸汽管路53相连通,第二蒸汽管路52上安装有循环风机28,第三蒸汽管路53的一端与二次燃烧室9相连通,第三蒸汽管路53的另一端与蒸汽换热器26的蒸汽入口相连通,第三蒸汽管路53上安装有阀门29,阀门29位于所述第三蒸汽管路53 —端与第二蒸汽管路52之间,炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温(1700-2200°C)的耐火材料层6,耐火材料层6的外表面设有保温材料层31。

[0056] 具体实施方式六:结合图2、图3-图5说明,本实施方式的污泥的高温熔融处理方法,所述污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成:

[0057] 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ;步骤

[0058] 将干燥污泥送入球磨机50中磨成粒径小于100 μ m的粉末;

[0059] 步骤三:先将一次风经低温空气预热器18加热到150-180°C,再经过高温空气预热器15加热至350-400°C ;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口 I送入熔融室5内燃烧至高温熔融状态,熔融室5内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9 (控制NOx的大量生成);

[0060] 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室5的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口 2进入熔渣池3内,并在熔渣池3内用水急冷(形成暗绿色玻璃体)回收后再利用(溢流式排渣口 2可以确保熔融室5处于高温熔融状态时,保持有稳定量熔融物;在还原性气氛下,熔渣灰熔点温度比氧化性气氛下低50-100°C,有利于液态融渣顺利排出炉体外);同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转(从熔融室5的上部向下部看去),通过收缩段烟气出口 7进入二次燃烧室9内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口 8切向进入二次燃烧室9内,并在二次燃烧室9内形成逆时针旋转涡旋(从熔融室5的上部向下部看去,这样做,可以起到充分混合作用,保证可燃物与空气充分混合燃尽,实现可燃成分的完全燃烧;可燃物包括未燃尽的干燥污泥颗粒及可燃气体);

[0061] 步骤五、经液体喷口 10向二次燃烧室9的缩口区域11内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝(为了进一步控制二次燃烧室9出口 NOx浓度),在二次燃烧室9的缩口区域11温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室9的缩口区域11上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s (从而保证较好的脱除NOx效果);

[0062] 步骤六、当二次燃烧室9出口烟气过剩系数为1.15-1.2 (确保可燃成分彻底燃尽)时,二次燃烧室9的出口烟气通过蒸汽换热器26换热,将蒸汽换热器26内的150°C常压蒸汽加热到250-450°C的过热蒸汽,一方面,换热后的烟气进入高温空气预热器15内预热空气,烟气换热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统16内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英(注:在烟气降温过程中会再合成少量二噁英);脱硝后的烟气经低温空气预热器18进入烟气急冷塔19内,由设置在烟气急冷塔19顶部的喷雾器20喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器21,布袋除尘器21排出的灰尘进入灰仓24,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统22进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机23抽入烟囱80排出(排出的烟气中的NOx和SO2含量均低于100mg/Nm3,二噁英排放浓度低于0.1ng-TEQ/Nm3,满足国家现行最新环保排放标准);另一方面,从蒸汽换热器26出来的过热蒸汽进入多级污泥干燥器27内与湿污泥直接接触换热,将污泥干燥,干燥后的污泥含水率小于10%,之后依次执行步骤二及其后续步骤;与此同时,多级污泥干燥器27出口的蒸汽温度降至130-150°C,打开阀门29,使得降温后的蒸汽通过循环风机28,绝大部分蒸汽送至蒸汽换热器26加热至250-450°C循环使用,少部分蒸汽(含有臭气)送入二次燃烧室9内燃烧进行脱臭处理,并依次执行后续步骤。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

[0063] 具体实施方式七:结合图1-图5说明,本实施方式与具体实施方式一、二、三、四、五或六的不同之处是将处理物改为垃圾焚烧的飞灰,将所述飞灰与煤粉(混合热值不低于3000kcal/kg)分别经进料口 I送入熔融室5内燃烧,其中煤粉在进料口 I的中层喷口 b及下层喷口 a送入,飞灰从进料口 I的上层喷口 c喷入,这样保证煤粉燃烧稳定,熔融室5温度为1350-1500°C。未公开的方法步骤与上述所述污泥的高温熔融方法相同。此技术方案可分解飞灰中99.9%以上的二噁英。

[0064] 具体实施方式八:本实施方式中的炉体的横截面为圆形或方形。其它与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

[0065] 本发明中所选用的溢流排渣口 2为现有技术;SCR技术在《燃烧生成物的发生于抑制技术》,2001年,85页。ISBN7-03-008474-8中公开;烟气湿法脱硫技术在《燃烧生成物的发生于抑制技术》,2001年,127页。ISBN7-03-008474-8中公开。SNCR为选择性非催化还原的缩写。

[0066] 具体实施方式九:结合图6-图8说明,具体实施方式五或六中所涉及到的多级污泥干燥器27包括干燥室54、电机55、多个齿轮56、至少三级绞龙和与绞龙级数相同的绞龙底盘57 ;

[0067] 所述至少三级绞龙由上至下水平安装在干燥室54内,同层相邻的绞龙交错设置,每级绞龙57的下方设置有一个绞龙底盘57,电机55安装在干燥室54的外壁上,电机55通过齿轮56与各级绞龙建立传动关系,干燥室54的上盖上设有湿污泥入口 59,干燥室54的侧壁上部开设有蒸汽入口 60,干燥室54的底板上设有干污泥出口 61,干燥室54的侧壁下部开设有蒸汽出口 62。

[0068] 具体实施方式十:结合图6-图8说明,本实施方式的每级绞龙包括一对绞龙,命名为双绞龙63,所述一对绞龙水平方向并列设置,两个绞龙之间通过齿轮56建立传动关系,至少三级绞龙中处于同一列的双绞龙63命名为干燥段绞龙64,两个干燥段绞龙64之间设置有支撑件65。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。

[0069] 具体实施方式十一:结合图6-图8说明,本实施方式的每级绞龙包括一对绞龙,命名为双绞龙63,所述一对绞龙水平方向并列设置,两个绞龙之间通过齿轮56建立传动关系,至少三级绞龙中处于同一列的双绞龙63命名为干燥段绞龙64,相邻的两个干燥段绞龙64之间设置有支撑件65。如此设置,效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式九相同。

[0070] 具体实施方式十二:结合图6-图8说明,本实施方式的多级污泥干燥器27包括六级绞龙或七级绞龙。如此设置,效率高。其它组成及连接关系与具体实施方式十一相同。

[0071] 具体实施方式十三:结合图6-图8说明,本实施方式的多级污泥干燥器27包括九级绞龙。其它组成及连接关系与具体实施方式十一相同。

[0072] 具体实施方式十四:结合图6-图8说明,本实施方式的多级污泥干燥器27包括三级至六级绞龙。其它组成及连接关系与具体实施方式十一相同。

[0073] 当污泥含水率为50%至60%时,采用六级或七级绞龙进行干燥,可将污泥含水率降至10%以下,干污泥热值达到2000Kcal/kg以上,实现能量自平衡。当污泥含水率为80%时,采用九级绞龙进行干燥,干污泥热值达到3500Kcal/kg以上,实现能量自平衡。

[0074] 多级污泥干燥器27包括三至六级绞龙。当污泥含水率为50%至60%时,采用三至六级绞龙进行干燥,干燥后污泥含水率控制在10%至40%之间,干污泥热值在大于2000Kcal/kg,小于 3500Kcal/kg,实现能量平衡。

Claims (6)

1.一种污泥的高温熔融处理系统,其特征在于:所述系统包括球磨机(50)及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口(2)、熔渣池(3)、膜式水冷壁(30)、汽包(25)、高温过热器(12)、低温过热器(13)、高温省煤器(14)、高温空气预热器(15)、低温省煤器(17)、低温空气预热器(18)、喷雾器(20)、烟气急冷塔(19)、布袋除尘器(21)、灰仓(24)、引风机(23)、烟囱(80)及烟道(32);球磨机(50)设置在炉体外侦牝二次燃烧室(9)的顶部设有汽包(25),二次燃烧室(9)的内壁布置膜式水冷壁(30),二次燃烧室(9)侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室(9)的烟气出口与烟道(32)的烟气入口相连通,烟道(32)内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温过热器(12)、低温过热器(13)、高温省煤器(14)、高温空气预热器(15)、低温省煤器(17)及低温空气预热器(18),且高温过热器(12 )及低温过热器(13 )靠近二次燃烧室(9 )的烟气出口设置,引风机(23 )的出口与烟囱(80)相连通;炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层(6),熔融室(5)为绝热熔融室,熔融室(5)的耐火材料层(6)的外表面设有保温材料层(31); 其特征在于:所述污泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统(16)和烟气湿法脱硫系统(22);炉体由下至上由制成一体的熔融室(5)、收缩段烟气出口(7)及二次燃烧室(9)组成,熔融室(5 )侧壁的下部设有进料口( I),球磨机(50 )的出口与熔融室(5 )的进料口( I)相连通,熔融室(5)的底板上设有溢流式排渣口(2),溢流式排渣口(2)的正下方设有熔渣池(3 ),二次燃烧室(9 )的侧壁上设有二次风喷口( 8 ),二次燃烧室(9 )的中部设有缩口区域(11),二次燃烧室(9)的侧壁上设有液体喷口( 10),液体喷口( 10)位于缩口区域(11)内,SCR脱硝系统(16)设置在烟道(32)内的高温空气预热器(15)与低温省煤器(17)之间;烟道(32)的烟气出口与烟气急冷塔(19)相连通,喷雾器(20)安装在烟气急冷塔(19)的顶部,喷雾器(20)的喷头置于烟气急冷塔(19)内,烟气急冷塔(19)的烟气出口与布袋除尘器 (21)的烟气入口相连通,布袋除尘器(21)的下端设有排灰口,布袋除尘器(21)的排灰口与灰仓(24)相连通,布袋除尘器(21)的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器(21)的烟气出口与烟气湿法脱硫系统(22)的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统(22)的烟气出口与引风机(23)的入口相连通。
2.一种利用权利要求1所述系统实现污泥的高温熔融处理方法,其特征在于:所述高温熔融处理方法由以下步骤完成: 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ; 步骤二、将干燥污泥送入球磨机(50)中磨成粒径小于100 μ m的粉末; 步骤三、先将一次风经低温空气预热器(18)加热到150-18(TC,再经过高温空气预热器(15)加热至350-400°C;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口( I)与一次风一同切向送入熔融室(5)内,形成涡旋燃烧至高温熔融状态,熔融室(5)内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9 ; 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室(5)的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口(2)进入熔渣池(3)内,并在熔渣池(3)内用水急冷回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口( 7)进入二次燃烧室(9)内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口(8)切向进入二次燃烧室(9)内,并在二次燃烧室(9)内形成逆时针旋转涡旋; 步骤五、经液体喷口(10)向二次燃烧室(9)的缩口区域(11)内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1.1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ; 步骤六、当二次燃烧室(9)出口空气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室(9)的出口烟气依次经高温过热器(12)、低温过热器(13)、高温省煤器(14)进入高温空气预热器(15)内,烟气从高温空气预热器(15)出来时的温度为280-400°C,之后烟气依次进入SCR脱硝系统(16)内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气依次经低温省煤器(17)、低温空气预热器(18)进入烟气急冷塔(19)内,由设置在烟气急冷塔(19)顶部的喷雾器(20)喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器(21),布袋除尘器(21)排出的灰尘进入灰仓(24),除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统(22)进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机(23)抽入烟囱(80)排出。
3.一种污泥的高温熔融处理系统,其特征在于:所述系统包括球磨机(50)及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口(2)、熔渣池(3)、高温空气预热器(15)、低温空气预热器(18)、喷雾器(20)、烟气急冷塔(19)、布袋除尘器(21)、灰仓(24)、引风机(23)、烟囱(80)及烟道(32);球磨机(50)设置在炉体外侧,二次燃烧室(9)侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室(9)的烟气出口与烟道(32)的烟气入口相连通,烟道(32)内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温空气预热器(15)及低温空气预热器(18 ),引风机(2 3 )的出口与烟囱(8 O )相连通,炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层(6),耐火材料层(6)的外表面设有保温材料层(31); 其特征在于:所述污 泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统(16)和烟气湿法脱硫系统(22);炉体由下至上由制成一体的熔融室(5)、收缩段烟气出口(7)及二次燃烧室(9)组成,熔融室(5 )侧壁的下部设有进料口( I),球磨机(50 )的出口与熔融室(5 )的进料口( I)相连通,熔融室(5)的底板上设有溢流式排渣口(2),溢流式排渣口(2)的正下方设有熔渣池(3 ),二次燃烧室(9 )的侧壁上设有二次风喷口( 8 ),二次燃烧室(9 )的中部设有缩口区域(11), 二次燃烧室(9)的侧壁上设有液体喷口( 10),液体喷口( 10)位于缩口区域(11)内,SCR脱硝系统(16)设置在烟道(32)内的高温空气预热器(15)与低温空气预热器(18)之间;烟道(32)的烟气出口与烟气急冷塔(19)相连通,喷雾器(20)安装在烟气急冷塔(19)的顶部,喷雾器(20)的喷头置于烟气急冷塔(19)内,烟气急冷塔(19)的烟气出口与布袋除尘器(21)的烟气入口相连通,布袋除尘器(21)的下端设有排灰口,布袋除尘器(21)的排灰口与灰仓(24)相连通,布袋除尘器(21)的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器(21)的烟气出口与烟气湿法脱硫系统(22)的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统(22)的烟气出口与引风机(23)的入口相连通。
4.一种利用权利要求3所述系统实现污泥的高温熔融处理方法,其特征在于:所述高温熔融处理方法由以下步骤完成: 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ; 步骤二、将干燥污泥送入球磨机(50)中磨成粒径小于100 μ m的粉末;步骤三、先将一次风经低温空气预热器(18)加热到150-18(TC,再经过高温空气预热器(15)加热至350-400°C;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口( I)送入熔融室(5)内燃烧至高温熔融状态,熔融室(5)内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9 ; 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室(5)的内壁面上并向下流淌经由溢流式排渣口(2)进入熔渣池(3)内,并在熔渣池(3)内用水急冷回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口(7)进入二次燃烧室(9)内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口(8)切向进入二次燃烧室(9)内,并在二次燃烧室(9)内形成逆时针旋转涡旋; 步骤五、经液体喷口(10)向二次燃烧室(9)的缩口区域(11)内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ; 步骤六、当二次燃烧室(9)出口烟气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室(9)的出口烟气先进入高温空气预热器(15)内预热,烟气预热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统(16)内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气经低温空气预热器(18)进入烟气急冷塔(19)内,由设置在烟气急冷塔(19)顶部的喷雾器(20)喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器(21)内,布袋除尘器(21)排出的灰尘进入灰仓(24)内,除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统(22)进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的S02,随后烟气被引风机(23)抽入烟囱(80) 排出。
5.一种污泥的高温熔融处理系统,其特征在于:所述系统包括球磨机(50)及污泥的高温熔融处理装置,所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口(2)、熔渣池(3)、高温空气预热器(15)、低温空气预热器(18)、喷雾器(20)、烟气急冷塔(19)、布袋除尘器(21)、灰仓(24)、引风机(23)、烟囱(80)、烟道(32)、蒸汽换热器(26)、多级污泥干燥器(27)、循环风机(28)、阀门(29)、第一蒸汽管路(51)、第二蒸汽管路(52)及第三蒸汽管路(53) ; 二次燃烧室(9)侧壁的上端设有烟气出口,二次燃烧室(9)的烟气出口与烟道(32)的烟气入口相连通,烟道(32)内由烟气入口向烟气出口方向依次设置蒸汽换热器(26)、高温空气预热器(15)及低温空气预热器(18),且蒸汽换热器(26)靠近烟道(32)的烟气入口设置,引风机(23 )的出口与烟囱(80 )相连通,第三蒸汽管路(53 )上安装有阀门(29 ),阀门(29)位于所述第三蒸汽管路(53)—端与第二蒸汽管路(52)之间,炉体为绝热炉体,炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层(6),耐火材料层(6)的外表面设有保温材料层(31); 其特征在于:所述污泥的高温熔融处理装置还包括SCR脱硝系统(16)和烟气湿法脱硫系统(22);炉体由下至上由制成一体的熔融室(5)、收缩段烟气出口(7)及二次燃烧室(9)组成,熔融室(5 )侧壁的下部设有进料口( I),球磨机(50 )的出口与熔融室(5 )的进料口( I)相连通,熔融室(5)的底板上设有溢流式排渣口(2),溢流式排渣口(2)的正下方设有熔渣池(3 ),二次燃烧室(9 )的侧壁上设有二次风喷口( 8 ),二次燃烧室(9 )的中部设有缩口区域(11),二次燃烧室(9)的侧壁上设有液体喷口( 10),液体喷口( 10)位于缩口区域(11)内,SCR脱硝系统(16)设置在烟道(32)内的高温空气预热器(15)与低温空气预热器(18)之间,烟道(32 )的烟气出口与烟气急冷塔(19 )相连通,喷雾器(20 )安装在烟气急冷塔(19 )的顶部,喷雾器(20)的喷头置于烟气急冷塔(19)内,烟气急冷塔(19)的烟气出口与布袋除尘器(21)的烟气入口相连通,布袋除尘器(21)的下端设有排灰口,布袋除尘器(21)的排灰口与灰仓(24)相连通,布袋除尘器(21)的侧壁上设有烟气出口,布袋除尘器(21)的烟气出口与烟气湿法脱硫系统(22)的烟气入口相连通,烟气湿法脱硫系统(22)的烟气出口与引风机(23)的入口相连通;蒸汽换热器(26)通过第一蒸汽管路(51)与多级污泥干燥器(27)的蒸汽入口相连通,多级污泥干燥器(27)的蒸汽出口与第二蒸汽管路(52)的一端相连通,第二蒸汽管路(52)的另一端与第三蒸汽管路(53)的侧壁固接并与第三蒸汽管路(53)相连通,第二蒸汽管路(52)上安装有循环风机(28),第三蒸汽管路(53)的一端与二次燃烧室(9)相连通,第三蒸汽管路(53)的另一端与蒸汽换热器(26)的蒸汽入口相连通。
6.一种利用权利要求5所述系统实现污泥的高温熔融处理方法,其特征在于:所述高温熔融处理方法由以下步骤完成: 步骤一、将污泥先进行干燥处理,经干燥处理后的污泥的含水率小于10% ; 步骤二:将干燥污泥送入球磨机(50)中磨成粒径小于100 μ m的粉末; 步骤三:先将一次风经低温空气预热器(18)加热到150-180°C,再经过高温空气预热器(15)加热至350-400°C;之后,将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口( I)送入熔融室(5)内燃烧至高温熔融状态,熔融室(5)内处于高温熔融状态时的温度为1350°C -1500°C,空气过剩系数为0.8-0.9 ; 步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室(5)的内壁面上并向下流淌经 由溢流式排渣口(2)进入熔渣池(3)内,并在熔渣池(3)内用水急冷;回收后再利用;同时,未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转,通过收缩段烟气出口( 7)进入二次燃烧室(9)内继续燃烧,与此同时,二次风经二次风喷口(8)切向进入二次燃烧室(9)内,并在二次燃烧室(9)内形成逆时针旋转涡旋; 步骤五、经液体喷口(10)向二次燃烧室(9)的缩口区域(11)内径向喷入尿素水溶液或氨水进行SNCR炉内脱硝,在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)温度范围为950-1050°C、NOx与NH3的摩尔比为1:1-1.5条件下,可脱除已生成NOx的50-80% ;高温烟气在二次燃烧室(9)的缩口区域(11)上部及进入尾部受热面之前停留时间为l_2s ; 步骤六、当二次燃烧室(9)出口烟气过剩系数为1.15-1.2时,二次燃烧室(9)的出口烟气通过蒸汽换热器(26)换热,将蒸汽换热器(26)内的150°C常压蒸汽加热到250-450°C的过热蒸汽,一方面,换热后的烟气进入高温空气预热器(15)内预热空气,烟气换热后的温度为280-400°C,之后烟气进入SCR脱硝系统(16)内进行脱硝处理,可脱除烟气中剩余的80%的NOx和90%的二噁英;脱硝后的烟气经低温空气预热器(18)进入烟气急冷塔(19)内,由设置在烟气急冷塔(19)顶部的喷雾器(20)喷水雾来使烟气温度迅速降低到130-150°C,烟气随后进入布袋除尘器(21),布袋除尘器(21)排出的灰尘进入灰仓(24),除尘后的烟气进入烟气湿法脱硫系统(22)进行脱硫处理,在Ca/S摩尔比为1.2-1.5条件下,脱除98%以上的SO2,随后烟气被引风机(23)抽入烟囱(80)排出;另一方面,从蒸汽换热器(26)出来的过热蒸汽进入多级污泥干燥器(27)内与湿污泥直接接触换热,将污泥干燥,干燥后的污泥含水率小于10%,之后依次执行步骤二及其后续步骤;与此同时,多级污泥干燥器(27)出口的蒸汽温度降至130-150°C,打开阀门(29),使得降温后的蒸汽通过循环风机(28),绝大部分蒸汽送至蒸汽换热器(26)加热至250-45(TC循环使用,少部分蒸汽送入二次燃烧室(9)内燃烧进行脱臭处理,并依次执行后续步骤。
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