CN103435249B - 抑制烟气中二噁英排放的污泥干化气发生装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固体废弃物和湿污泥协同处置技术，旨在提供抑制烟气中二噁英排放的污泥干化气发生装置及控制方法。该污泥干化气发生装置由上而下包括湿污泥干化区域和干污泥干化区域；该控制方法包括将湿污泥从湿污泥加料口中投入，且将500℃～600℃之间的高温烟气通入烟气进口。本发明中多种干化技术的合理组合，装置结构更为紧凑，干化效率、干化程度和适用范围显著提升。
Description
技术领域
本发明是关于固体废弃物和湿污泥协同处置技术，特别涉及抑制烟气中二噁 英排放的污泥干化气发生装置及控制方法。
背景技术
随着我国城镇化速度加快，主要包括城市生活垃圾、医疗废物和工业危险废物等的固体废弃物的排放量也越来越大。目前，焚烧法处置固体废物是实现减量化、无害化及资源化的有效技术方法，但焚烧过程不可避免的产生剧毒有机污染物二噁 英。现有的焚烧厂会在除酸塔后喷射一定量的活性碳（50~300mg/Nm3），来控制二噁 英的排放，但不能完全去除二噁 英，只是将气相中的二噁 英吸附转移到固相中，普通的活性炭吸附效果差，大多数电厂都购买了进口的活性炭，无形中增加了运行成本。另外，滑动弧、紫外、臭氧及催化剂等二噁 英催化降解技术虽日趋成熟，但经济成本较大，不利于大力推广。而化学抑制技术作为一种高效可行的方法，已经被初步应用于实际生产中，并表现出良好的二噁 英抑制效果，具有广阔的应用前景。
据统计，中国每天约产生1百万吨以上含水量为80%的污泥，俨然成为“产泥大户”。污泥中富含病源微生物、重金属和持久性有机污染物，对人类生存的环境具有极大的危害性，亟需减量化、无害化和资源化处置。目前，污泥干化可用能源种类繁多，包括太阳能、化学能等，但这些方法成本都较大，而利用垃圾焚烧炉余热烟气干化污泥研究的比较少。研究发现，垃圾焚烧炉余热烟气干化技术，不仅能提供稳定的热源，而且控制简便、价格低廉，并能节省能源。已有研究表明，污泥干化过程中产生的气氛对垃圾焚烧过程中二噁 英的合成具有显著的抑制作用，这为固体废物和污泥协同处置提供了良好的契机。但如何低能耗、高效的利用垃圾焚烧炉余热烟气干化污泥，稳定提供高效抑制烟气中二噁 英排放的污泥干化气，并实现垃圾焚烧炉中二噁 英低排放是目前工业应用的一大难题。
因此，寻找一种结构紧凑、运行连续稳定、经济成本低、并能提供高效抑制烟气中二噁 英排放的污泥干化气发生装置，实现低污染的废物协同处置及二噁 英排放控制显得很有必要。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有的污泥干化技术中废物资源化利用的不足，提供一种能够高效抑制烟气二噁 英排放的污泥干化气发生装置及控制方法。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供抑制烟气中二噁 英排放的污泥干化气发生装置，由上而下包括湿污泥干化区域和干污泥干化区域，所述湿污泥干化区域顶部设有湿污泥进料口和干化水汽出口，湿污泥进料口的下部装有分泥板，分泥板是设置在湿污泥进料口通道内的金属片；湿污泥干化区域中部由上至下分层设有传送带和换热介质，每层传送带的尾部装有刮泥板，且每层传送带连接有电动机，每层换热介质上设有两块滑动板，且每层换热介质上的两块滑动板连接到同一台电动机；湿污泥干化区域两侧设有烟气室，通过烟气进口与外部连通，通过烟气喷口与湿污泥干化区域中部连通；
所述干污泥干化区域底部设有干污泥出口，干污泥出口连接有脉冲信号控制仪，用于实现干污泥出口定时排放干污泥；干污泥干化区域顶部侧边设有干化气出口，干化气出口连接有用于提供动力的引风机；干污泥干化区域中部装有旋转叶轮，旋转叶轮连接有用于提供动力的电动机。
作为进一步的改进，所述传送带设有两层，换热介质设有四层，换热介质为金属片或硅胶片。
作为进一步的改进，所述分泥板有两组，两组分泥板平行排列且相互交错设置，分泥板的宽度为5mm，厚度为5mm，两组分泥板相距2cm。
作为进一步的改进，所述烟气喷口均匀分布在湿污泥干化区域的中部与烟气室之间。
作为进一步的改进，所述湿污泥干化区域为方形的装置，干污泥干化区域为柱形的装置。
提供基于所述的污泥干化气发生装置抑制烟气中二噁 英排放的控制方法，烟气是指固体废物焚烧产生的湿污泥（含水率为40%～60%），将湿污泥从湿污泥加料口中投入，且将500℃～600℃之间的高温烟气通入烟气进口，湿污泥在污泥干化气发生装置变成干化水汽、污泥干化气和干污泥，干化水汽从干化水汽出口排出，污泥干化气通过引风机从干化气出口抽出，并将脉冲信号控制仪设置成每隔20分钟从干污泥出口排出干污泥，且每次排出1/3～1/2的干污泥。
作为进一步的改进，所述从干污泥出口排出的干污泥含水率低于15%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、多种干化技术的合理组合，装置结构更为紧凑，干化效率、干化程度和适用范围显著提升；
2、干化后的污泥含水率低、热值高，能够与固体废物直接共焚烧，燃烧组织好，运行稳定；
3、创新设置的干污泥干化区域，克服了现有装置中污泥干化粘结、干化气中水蒸气含量高以及含硫、氮等抑制气氛浓度低的缺陷；
4、干化污泥间断排放，实现了炉膛尾部抑制气氛中含氮、硫物质浓度的提高，保证烟道中二噁 英抑制气氛充足。
附图说明
图1为本发明的污泥干化气发生装置结构示意图。
图2为整个固体废弃物的焚烧处理框图。
图中的附图标记为：1湿污泥进料口；2分泥板；3传送带；4烟气喷口；5滑动板；6烟气室；7烟气进口；8干污泥出口；9旋转叶轮；10干化气出口；11换热介质；12刮泥板；13干化水汽出口。
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：
图1中的抑制烟气中二噁 英排放的污泥干化气发生装置，由上而下包括方形的湿污泥干化区域和柱形的干污泥干化区域。
湿污泥干化区域顶部设有湿污泥进料口1和干化水汽出口13，湿污泥进料口1的下部装有两组平行排列且相互交错设置的分泥板2，分泥板2是指湿污泥进料口1通道内的金属片，宽度为5mm，厚度为5mm，两金属片相距2cm。湿污泥干化区域中部由上至下分层设有两层传送带3和四层换热介质11，每层传送带3的尾部装有刮泥板12，且每层传送带3连接有电动机，换热介质11为导热良好的金属片或硅胶片，每层换热介质11上设有两块滑动板5，且每层换热介质11上的两块滑动板5连接到同一台电动机。湿污泥干化区域两侧设有烟气室6，通过烟气进口7与外部连通，通过烟气喷口4与湿污泥干化区域中部连通，且烟气喷口4均匀分布在湿污泥干化区域的中部与烟气室6之间。
干污泥干化区域底部设有干污泥出口8，干污泥出口8连接有脉冲信号控制仪，用于实现干污泥出口8定时排放干污泥。干污泥干化区域顶部侧边设有干化气出口10，干化气出口10连接有用于提供动力的引风机。干污泥干化区域中部装有旋转叶轮9，旋转叶轮9连接有用于提供动力的电动机。
本发明主要是对固体废弃物焚烧产生的烟气进行处理，烟气是指固体废物焚烧产生的湿污泥（含水率为40%～60%）。基于污泥干化气发生装置抑制烟气中二噁 英排放的 控制方法，具体包括：将湿污泥从湿污泥加料口1中投入，且将500℃～600℃之间的高温烟气通入烟气进口7。湿污泥经分泥板2切割成小块后依次落到传送带3和滑动板5上，受到壁面均匀分布的烟气喷口4处喷出的500℃左右的高温烟气连续干化，干化过程产生的大量干化水汽经干化水汽出口13排出污泥干化气发生装置。传送带3上的污泥随后落到导热良好的换热介质11上，完成进一步干化。初步干化后的干污泥在干污泥干化区域不断堆积，旋转叶轮9进行不断搅拌，产生的污泥干化气在引风机的带动下抽出污泥干化气发生装置。干化水汽和污泥干化气区别排放，实现了干化气中二噁 英抑制成分的提纯，利于高效利用。最后，每隔20分钟从干污泥出口8排出1/3～1/2的干污泥，排出的干污泥含水率低于15%。干污泥间断排放，实现了炉膛尾部抑制气氛中含氮、硫物质浓度的提高，保证烟道中二噁 英抑制气氛充足。
如图2所示，本发明中产生的干污泥之后和废物进行共焚烧处置，干化水汽进入到焚烧炉烟气净化装置中进行处理，污泥干化气则用于抑制焚烧尾气中二噁 英的合成和排放。本发明适用于已有的固体废物焚烧炉改装，有助于应对日益提高的固体废物焚烧二噁 英排放标准。
下面的实施例可以使本专业的专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。实施例中采用本发明中产生的干化水汽对二噁 英进行抑制。方法工艺条件是：湿污泥干化箱：600mm*400mm*600mm，干污泥干化箱：Φ200mm*300mm，传送带3宽度：350mm，换热介质11宽度：350mm，16个烟气喷口4截面：Φ25mm，旋转叶轮9作用截面：Φ180mm，湿污泥进料速率：60Kg/h，一台引风机功率：0~5.5kW，电动机功率：0.75KW，两台分别连接于两条传送带3，一台连接于两列滑动板5，一台连接于旋转叶轮9，共四台电动机。
实施例1
实验用品：垃圾焚烧厂旁路烟气，湿污泥中：收到基水分含量Mar=60%；收到基硫含量Sar=0.28%；收到基氮含量Nar=1.24%；空气干燥基硫与氮含量之和Sad+Nad =0.69%+3.01%=3.70%，干化后污泥含水率：13%。
实验条件：烟气500Nm3/h ，烟气流速7m/s，反应时间1h。
实施例2
实验用品：垃圾焚烧厂旁路烟气，湿污泥中：收到基水分含量Mar=50%；收到基硫含量Sar=0.35%；收到基氮含量Nar=1.55%；空气干燥基硫与氮含量之和Sad+Nad =0.69%+3.01%=3.70%，干化后污泥含水率：10%。
实验条件：烟气500Nm3/h ，烟气流速7m/s，反应时间1h。
实施例3
实验用品：垃圾焚烧厂旁路烟气，湿污泥中：收到基水分含量Mar=40%；收到基硫含量Sar=0.42%；收到基氮含量Nar=1.86%；空气干燥基硫与氮含量之和Sad+Nad =0.69%+3.01%=3.70%，干化后污泥含水率：8%。
实验条件：烟气500Nm3/h ，烟气流速7m/s，反应时间1h。
实施例4
实验用品：垃圾焚烧厂旁路烟气，湿污泥中：收到基水分含量Mar=40%；收到基硫含量Sar=0.47%；收到基氮含量Nar=2.66%；空气干燥基硫与氮含量之和Sad+Nad =0.77%+4.30%=5.07%，干化后污泥含水率：7%。
实验条件：烟气500Nm3/h ，烟气流速7m/s，反应时间1h。
通过实验研究证实，本发明具有良好效果，干污泥干化水汽对烟气中二噁 英的抑制效率平均达到了90%，对毒性当量的抑制效率也可以实现80%。
综上可知，本污泥干化气发生装置及控制方法集烟气余热利用、污泥干化及焚烧、污泥干化尾气净化和焚烧炉中低温段二噁 英抑制等技术于一体，节能环保、简易有效。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (2)
1.抑制烟气中二噁英排放的控制方法，用于抑制固体废物焚烧产生的烟气中的二噁英，其特征在于，将湿污泥从湿污泥加料口中投入，且将500℃～600℃之间的高温烟气通入烟气进口，湿污泥在污泥干化气发生装置变成干化水汽、污泥干化气和干污泥，干化水汽从干化水汽出口排出，污泥干化气通过引风机从干化气出口抽出，并将脉冲信号控制仪设置成每隔20分钟从干污泥出口排出干污泥，且每次排出1/3～1/2的干污泥；
所述污泥干化气发生装置，由上而下包括湿污泥干化区域和干污泥干化区域；所述湿污泥干化区域顶部设有湿污泥进料口和干化水汽出口，湿污泥进料口的下部装有分泥板，分泥板是设置在湿污泥进料口通道内的金属片；湿污泥干化区域中部由上至下分层设有传送带和换热介质，每层传送带的尾部装有刮泥板，且每层传送带连接有电动机，每层换热介质上设有两块滑动板，且每层换热介质上的两块滑动板连接到同一台电动机，换热介质为金属片或硅胶片；湿污泥干化区域两侧设有烟气室，通过烟气进口与外部连通，通过烟气喷口与湿污泥干化区域中部连通，烟气喷口均匀分布在湿污泥干化区域的中部与烟气室之间；所述干污泥干化区域底部设有干污泥出口，干污泥出口连接有脉冲信号控制仪，用于实现干污泥出口定时排放干污泥；干污泥干化区域顶部侧边设有干化气出口，干化气出口连接有用于提供动力的引风机；干污泥干化区域中部装有旋转叶轮，旋转叶轮连接有用于提供动力的电动机。
2.根据权利要求1所述的抑制烟气中二噁英排放的控制方法，其特征在于，所述从干污泥出口排出的干污泥含水率低于15％。
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