CN103256608A - 污泥焚烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥焚烧方法，包括以下步骤：焚烧、二次燃烧、焚烧炉底部鼓风、降温、卸灰、余热利用、脱硫和除尘处理。本发明方法通过高温、多次焚烧的方式将污泥完全燃烧，杀死污泥中的病菌、病原体等物质。焚烧产生的余热可副产蒸汽，焚烧灰渣可用于制砖、生产水泥等建材利用。因此，本发明的污泥焚烧方法是污泥后续资源化利用的一条有效途径。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是污泥焚烧方法。
背景技术
污泥中含有大量细菌、真菌、原生动物、微型后生动物、藻类、病毒等多种微生物，并含有大量的有毒有害的有机残余物，在储运过程中易发臭、污染环境，且对人体有害。
随着我国污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量将快速增长，对污泥进行有效的处理与处置已十分重要。通过对污泥的处理与处置实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化，防止二次污染。目前污泥的处理方法大致有：卫生填埋、堆肥农用、建筑材料、焚烧等。
采用焚烧方法对污泥进行处理与处置是除去污泥中有机质及有害物质、达到无害化、防止二次污染的极为有效的方法。目前，国内普遍采用的干化焚烧方法投资大、设备复杂、运行成本昂贵。本发明针对经深度脱水含水率降低至50%的块状干泥开发的专用焚烧系统，可使泥块焚烧充分，烟气在高温段停留时间长，烟气中有机物可充分氧化分解，可防止恶臭与二恶英产生。是一种效果好、烟气得到有效处理、运行成本低的污泥焚烧方法。
发明内容
本发明是根据现有污泥处理中具有的焚烧不完全、余热未得到充分利用的不足而提出的，旨在提供焚烧完全、余热得到充分利用、焚烧灰可再利用、运行成本低的污泥焚烧方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以解决：
污泥焚烧方法，包括以下步骤：
a.将干泥破碎成直径为4-6cm的块状干泥后，通过螺旋输送器将污泥由污泥料仓输送到污泥布料器，污泥布料器使污泥均匀的加入焚烧炉；
b.污泥在焚烧炉内自上而下移动并且受到自下而上的高温烟气流及辐射热作用，污泥依次完成升温、干燥、热解、燃烧过程；干燥过程产生的可燃有机气体须经过5S以上的高温焚烧分解；
c.转动焚烧炉底部的炉条机，同时通过高压风机产生的气流从焚烧炉底部扰动污泥不断更新燃烧面，使污泥充分燃烧，并在一次风进风系统的良好配合下使干泥燃烬；
d.污泥焚烧时产生的烟气由焚烧炉上部进入二次燃烧室，高压风机对二次燃烧室进行补风，使烟气在氧气充足的条件下进行二次燃烧；
e.燃烧后形成的高温烟气从二次燃烧室顶部进入空气预热器顶部，高温烟气在空气预热器内与来自高压风机的冷空气进行冷热交换，使热烟气得到冷却，冷却后的烟气从空气预热器下方进入余热锅炉底部，然后通过水冷使烟气降温；
f.烟气水冷后经过余热锅炉上方出口进入一级脱硫塔下部，烟气在一级脱硫塔内自下而上运动，并且与一级脱硫塔上方喷淋而下的吸收液充分接触并反应，去除烟气中的酸性物质、硫化物、氮氧化物和粉尘；气相和液相之间以逆流方式接触，以增大气液表面接触面积，提高吸收液对烟气的吸收净化效率；氮氧化物主要成分为一氧化氮、二氧化氮；
g.一级脱硫后的烟气通过引风机引入二级脱硫塔下部，烟气在二级脱硫塔内自下而上运动，并且与二级脱硫塔上方喷淋而下的吸收液充分接触并反应，去除烟气中残余的酸性物质、硫化物、氮氧化物和粉尘；气相和液相之间以逆流方式接触，以增大气液表面接触面积，提高吸收液对烟气的吸收净化效率；氮氧化物主要成分为一氧化氮、二氧化氮；
h.二级脱硫后的烟气经过除沫器，去除烟气中夹带的吸收液微粒或/和固体微粒，最后烟气从二级脱硫塔顶部排放。
作为优选，步骤c中，燃烧后的灰渣进入热灰仓，并且利用热灰仓外壁的冷却水管进行冷却，冷却后的灰渣进入冷灰仓进行再次冷却，然后灰渣落入螺旋输送器排出。灰渣可作建材利用。
作为优选，步骤e中，冷空气得到预热，预热后的空气分成两路，一路输送至焚烧炉底部进行扰动，另一路输送至二次燃烧室进行补风。冷空气得到预热，使燃烧产生的热量得到了充分的利用。
作为优选，焚烧炉下部灰渣层冷却夹套和余热锅炉冷却夹套内的蒸汽均收集到汽包，用于副产蒸汽。焚烧炉和余热锅炉产生的余热均被充分的利用，使能源的浪费降到最低。
作为优选，二次燃烧室和空气预热器中的尘埃落入集成灰仓。将尘埃收集，避免了整个燃烧对环境造成的污染。
作为优选，一级脱硫塔和二级脱硫塔中的吸收液均由吸收液槽通过第三泵提供，吸收液为氢氧化钠溶液且浓度为3.0-10%。氢氧化钠溶液可有效去除烟气中酸性物质和硫化物。
作为优选，一级脱硫塔内的吸收液通过第一泵循环使用；二级脱硫塔内的吸收液通过第二泵循环使用。通过循环使用吸收液，大大降低了整个焚烧方法的运行成本。
作为优选，一级脱硫塔采用三段喷淋，二级脱硫塔采用两段喷淋；一级脱硫塔和二级脱硫塔中的喷头均为雾化喷头。通过雾化喷头并多段喷淋，且烟气脱硫时间控制在15S以上，可以提高吸收液对烟气的吸收净化效率。
作为优选，焚烧炉为悬浮床式焚烧炉；焚烧炉的炉膛分为热解层、燃烧层和灰渣层；热解层温度控制在550～700℃之间，燃烧层温度控制在850℃以上，灰渣层温度控制在50℃以下且冷灰在炉内停留时间控制在20min以上；焚烧炉采用底部卸灰且通过卸灰速度控制泥块在炉内的停留时间。污泥在焚烧炉的各个层面实现升温、干燥、热解、燃烧等过程。燃烧层温度控制在850℃以上，可以使污泥中绝大部分的病菌、病原体都被杀灭，有毒有害的有机残余物也被氧化分解。
作为优选，二次燃烧室温度控制在850℃以上，烟气在高温段停留时间控制在5S以上，以保证烟气在二次燃烧室内杯完全燃烧。
按照本发明的技术方案，污泥焚烧方法通过污泥布料器使污泥均匀加入焚烧炉，有利于污泥均匀布料，使其高效燃烧；同时可防止因炉内料层不平衡、焚烧层阻力不均匀使助燃空气供应不均衡而影响燃烧效果；焚烧炉采用底部卸灰且通过卸灰速度控制泥块在炉内的停留时间，确保泥块在炉内时间超过1小时，确保出灰有机物含量小于0.2%；来自空气预热器的一次风从焚烧炉底部鼓风，使炉底为正压，炉顶为微负压。污泥焚烧方法通过高温、多次焚烧的方式将污泥完全燃烧，杀死污泥中的病菌、病原体等物质。焚烧过程中产生的焚烧灰可用于制砖、生产水泥等建材利用，焚烧产生的余热也得到充分利用，且整个焚烧方法的成本低廉。因此，污泥焚烧方法是污泥后续资源化利用的一条有效途径。
附图说明
图1为本发明污泥焚烧方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
将干泥破碎成直径大小为4-6cm的块状干泥后，通过螺旋输送器2将污泥由污泥料仓1输送到污泥布料器3，污泥经布料后的由焚烧炉4顶部均匀加入焚烧炉4。
污泥在焚烧炉4内自上而下移动并在自下而上的高温烟气流及辐射热作用下，依次完成升温、干燥、热解、燃烧等过程。
启动焚烧炉4底部的炉条机44使泥层缓慢移动，通过高压鼓风机11产生的气流从焚烧炉4底部扰动污泥不断更新燃烧面，同时控制污泥在炉内的停留时间超过1小时而使污泥被充分燃烧，并在一次风进风系统的良好配合下使干泥燃烬。
燃烧后的灰渣进入热灰仓46，并且利用热灰仓46外壁的冷却水管46进行冷却，冷却后的灰渣由灰犁破碎后进入冷灰仓5进行再次冷却，然后由螺旋输送器6排出。
污泥焚烧时产生的烟气由焚烧炉4上部排出并进入二次燃烧室8上部，用高压鼓风机11对二次燃烧室8进行补风，使烟气在氧气充足的条件下进行二次燃烧。
二次燃烧后形成的高温烟气从二次燃烧室8顶部进入空气预热器10顶部，高温烟气在空气预热器10内与来自高压鼓风机11的冷空气进行热交换，使热烟气得到冷却，冷却后的烟气从空气预热器10下方进入余热锅炉12底部，然后通过水冷使烟气降温至150℃以下。同时，冷空气得到预热，预热后的空气分成两路，一路输送至焚烧炉4底部用于扰动污泥，另一路输送至二次燃烧室8进行补风。
烟气水冷后经过余热锅炉12上方出口进入一级脱硫塔13下部，在一级脱硫塔13内自下而上运动，并且与一级脱硫塔13上方喷淋而下的吸收液充分接触反应，去除烟气中的酸性物质、硫化物、部分NOx和粉尘。
一级脱硫后的烟气通过引风机15引入二级脱硫塔16下部，在二级脱硫塔16内自下而上运动，并与二级脱硫塔16上方喷淋而下的吸收液充分接触反应，去除烟气中残余的酸性物质、硫化物、部分NOx和粉尘；气相和液相之间以逆流方式接触，以增大气液表面接触面积，提高吸收液对烟气的吸收净化效率。
二级脱硫后的烟气经过除沫器20去除烟气中夹带的少量吸收液微粒和固体微粒，吸收净化后的烟气最终从二级脱硫塔16顶部排放。
焚烧炉4下部灰渣层冷却夹套和余热锅炉12冷却夹套内的蒸汽均收集到汽包7，用于副产蒸汽。
二次燃烧室8和空气预热器10中的尘埃收集于集尘灰仓9。
一级脱硫塔13和二级脱硫塔16中的吸收液均由吸收液槽18通过第三泵19提供，吸收液为氢氧化钠溶液且浓度为3.0-10%，且吸收液的最佳浓度为4.0-5.0%，且脱硫时间控制在5S以上，以有效去除烟气中酸性物质、硫化物、NOx和粉尘。
一级脱硫塔13内的吸收液通过一级塔循环泵14循环使用；二级脱硫塔16内的吸收液通过二级塔循环泵17循环使用。
一级脱硫塔13采用三段喷淋，二级脱硫塔16采用两段喷淋；一级脱硫塔13和二级脱硫塔16中的喷头均为雾化喷头，烟气脱硫时间控制在15S以上，可提高吸收液对烟气的吸收净化效率。
焚烧炉4为悬浮床式焚烧炉；焚烧炉4的炉膛分为热解层41、燃烧层42和灰渣层43；热解层41温度控制在550～700℃之间，燃烧层42温度控制在850℃以上，灰渣层43出口温度控制在50℃以下且冷灰在炉内停留时间控制在20min以上；焚烧炉4采用底部卸灰且通过卸灰速度控制泥块在炉内的停留时间超过1小时；来自空气预热器10的一次风从焚烧炉4底部鼓风，使炉底为正压，炉顶为微负压。
二次燃烧室8的温度控制在850℃以上，且烟气在高温段停留时间控制在5S以上，以使烟气在二次燃烧室内被完全燃烧。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (10)
1.污泥焚烧方法，其特征在于包括以下步骤：
a.将干泥破碎成直径为4‐6cm的块状干泥后，通过螺旋输送器（2）将污泥由污泥料仓（1）输送到污泥布料器（3），污泥布料器（3）使污泥均匀的加入焚烧炉（4）；
b.污泥在焚烧炉（4）内自上而下移动并且受到自下而上的高温烟气流及辐射热作用，污泥依次完成升温、干燥、热解、燃烧过程；
c.转动焚烧炉（4）底部的炉条机（44），同时通过高压风机（11）产生的气流从焚烧炉（4）底部扰动污泥不断更新燃烧面，使污泥充分燃烧；
d.污泥焚烧时产生的烟气由焚烧炉（4）上部进入二次燃烧室（8），高压风机（11）对二次燃烧室（8）进行补风；
e.燃烧后形成的高温烟气从二次燃烧室（8）顶部进入空气预热器（10）顶部，高温烟气在空气预热器（10）内与来自高压风机（11）的冷空气进行冷热交换，使热烟气得到冷却，冷却后的烟气从空气预热器（10）下方进入余热锅炉（12）底部，然后通过水冷使烟气降温；
f.烟气水冷后经过余热锅炉（12）上方出口进入一级脱硫塔（13）下部，烟气在一级脱硫塔（13）内自下而上运动，并且与一级脱硫塔（13）上方喷淋而下的吸收液充分接触并反应，去除烟气中的酸性物质、硫化物、氮氧化物和粉尘；
g.一级脱硫后的烟气通过引风机（15）引入二级脱硫塔（16）下部，烟气在二级脱硫塔（16）内自下而上运动，并且与二级脱硫塔（16）上方喷淋而下的吸收液充分接触并反应，去除烟气中残余的酸性物质、硫化物、氮氧化物和粉尘；
h.二级脱硫后的烟气经过除沫器（20），去除烟气中夹带的吸收液微粒或/和固体微粒，最后烟气从二级脱硫塔（16）顶部排放。
2.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：步骤c中，燃烧后的灰渣进入热灰仓（46），并且利用热灰仓（46）外壁的冷却水管（46）进行冷却，冷却后的灰渣进入冷灰仓（5）进行再次冷却，然后灰渣落入螺旋输送器（6）排出。
3.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：步骤e中，冷空气得到预热，预热后的空气分成两路，一路输送至焚烧炉（4）底部进行扰动，另一路输送至二次燃烧室（8）进行补风。
4.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：焚烧炉下部（4）灰渣层冷却夹套和余热锅炉（12）冷却夹套内的蒸汽均收集到汽包（7），用于副产蒸汽。
5.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：二次燃烧室（8）和空气预热器（10）中的尘埃落入集成灰仓（9）。
6.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：一级脱硫塔（13）和二级脱硫塔（16）中的吸收液均由吸收液槽（18）通过第三泵（19）提供，吸收液为氢氧化钠溶液且浓度为3.0‐10%，且脱硫时间控制在5S以上。
7.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：一级脱硫塔（13）内的吸收液通过第一泵（14）循环使用；二级脱硫塔（16）内的吸收液通过第二泵（17）循环使用。
8.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：一级脱硫塔（13）采用三段喷淋，二级脱硫塔（16）采用两段喷淋；一级脱硫塔（13）和二级脱硫塔（16）中的喷头均为雾化喷头；脱硫时间控制在15S以上。
9.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：焚烧炉（4）为悬浮床式焚烧炉；焚烧炉（4）的炉膛分为热解层（41）、燃烧层（42）和灰渣层（43）；热解层（41）温度控制在550～700℃之间，燃烧层（42）温度控制在850℃以上，灰渣层（43）出口温度控制在50℃以下且冷灰在炉内停留时间控制在20min以上；焚烧炉（4）采用底部卸灰且通过卸灰速度控制泥块在炉内的停留时间。
10.根据权利要求1所述的污泥焚烧方法，其特征在于：二次燃烧室（8）温度控制在850℃以上，且烟气在高温段停留时间控制在5S以上。
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