CN104033911A - 一种污泥干化焚烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污泥干化焚烧系统，包括薄层污泥干化机的污泥出口管道连接至流化床焚烧炉的污泥进口，将经干化机干化处理后的半干污泥输送进入流化床焚烧炉；流化床焚烧炉高温废气出口连接至空气换热器的进口，将焚烧炉焚烧后的高温废气通入空气换热器，通过空气换热器对流化床焚烧炉的助燃空气进行加热，加热后的助燃空气通入流化床焚烧炉作为助燃空气；将空气换热器的废气出口管道连接至余热锅炉的进气口，余热锅炉的高温蒸汽出口管道连接至薄层污泥干化机的蒸汽进口，对干化机内部湿泥进行加热；薄层污泥干化机的废热气出口管道连接至流化床焚烧炉的二次空气进口，将薄层污泥干化机产生的废热气通入焚烧炉内部辅助燃烧；形成热循环。

Description

一种污泥干化焚烧系统

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种污泥干化焚烧系统。

背景技术

煤化工企业排放废水以高浓度煤气洗涤废水为主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质。目前，国内相关行业中所设计的煤气化废水处理系统，大都沿袭了前人的经验，采用相类似的工艺，即“物化预处理→生物处理→物化深度处理”的流程。而污水处理过程中产生的固体废弃物即污泥的处置问题未得到很好的解决，80％的污泥采用填埋的方式，随着煤化工产业的发展，污水处理能力的快速提高，污泥产生量也同步大幅增加，由污泥产生的二次污染对环境的影响也日益严重。由于填埋工艺容易污染地下水，土地利用率也很低，同时存在病原细菌扩散和重金属污染的危险，因此显然不符合人民日益提高的生活需求，如何处置煤化工产业越来越大量的污泥已经成为一个迫切需要解决的环保问题。

我国专门对污泥干化焚烧的研究单位不多，成功案例很少。国外主要有日本、德国、美国阿奎特(广州)水处理有限公司等使用污泥焚烧设备，国内使用的主要从这些国家引进，但其运行成本高、投资大、大多数污泥处理项目因投资大、运行成本高、造成二次污染等各种原因停产或停用。

国内现有的基本是污泥浓缩和脱水技术，污泥经浓缩和脱水后，一般含水率只能降低到80％左右，而发达国家正逐步要求污泥的含水率降低到20％～30％。因此，高效、经济的污泥处理技术包括脱水、干燥和焚烧技术将有巨大的市场。目前只做的浓缩、机械脱水并不能减少污染，也不能满足卫生需要，因此不能满足污泥处置的要求。进行污泥干燥或焚烧是污泥处理发展趋势。2009年由住房和城乡建设部、环境保护部、科技部联合发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术策(试行)》中,将污泥焚烧技术列为污泥处理处置污染防治最佳可行技术之一。

发明内容

本发明的目的是：提出一种污泥干化焚烧系统，通过废气循环和余热锅炉对污泥焚烧产生的热量进行能量回收利用，采用高效率的空气换热器和余热锅炉，利用流化床焚烧炉产生的高温尾气加热焚烧炉的助燃空气和干燥机的高温蒸汽，将焚烧炉的助燃空气温度提高到650℃以上，保证经过干化后的污泥可以在流化床焚烧炉内依靠自身的热量自持燃烧，同时，利用余热锅炉产生的高温蒸汽作为干燥机的热源对脱水污泥进行干燥，形成热循环，充分利用整个系统的热量。

本发明的技术方案是：一种污泥干化焚烧系统，包括薄层污泥干化机、流化床焚烧炉、余热锅炉、空气换热器；

所述薄层污泥干化机的污泥出口连接流化床焚烧炉的污泥进口，将经干化机干化处理后的半干污泥输送进入流化床焚烧炉；流化床焚烧炉高温废气出口连接至空气换热器的进口，将焚烧炉焚烧后的高温废气通入空气换热器，通过空气换热器对流化床焚烧炉的助燃空气进行加热，加热后的助燃空气通入流化床焚烧炉作为助燃空气；

将空气换热器的废气出口连接余热锅炉的进气口，余热锅炉的高温蒸汽出口连接薄层污泥干化机的蒸汽进口，对干化机内部湿泥进行加热；薄层污泥干化机的废热气出口连接流化床焚烧炉的二次空气进口，将薄层污泥干化机产生的废热气通入焚烧炉内部辅助燃烧；形成热循环。

进一步的，所述薄层污泥干化机的废热气出口管道上设置有旋风除尘器。

进一步的，所述薄层污泥干化机的废热气出口管道上设置有除臭器。

进一步的，所述薄层污泥干化机的废热气出口管道上设置有抽风机。

进一步的，所述薄层污泥干化机连接至流化床焚烧炉的污泥出口管道上设置有具有粉碎功能的半干污泥料斗。

进一步的，包括板框压滤机，所述板框压滤机的出泥口管道连接至薄层污泥干化机的进泥口。

进一步的，污泥干化焚烧系统包括烟灰处理系统，所述烟灰处理系统包括布袋除尘器、仓泵、灰库、烟气洗涤塔、废液储罐、污水泵、引风机、烟囱；

余热锅炉内的飞灰出口连接布袋除尘器的进口，布袋除尘器的烟气出口连接烟气洗涤塔的进口，布袋除尘器的粉尘出口通过仓泵连接至灰库；

烟气洗涤塔的气体出口通过引风机连接至烟囱，烟气洗涤塔的液体出口连接废液储罐进液口，废液储罐出液口连接污水泵。

本发明的有益效果是：

(1)通过废气循环和余热锅炉对污泥焚烧产生的热量进行能量回收利用，采用高效率的空气换热器和余热锅炉，利用流化床焚烧炉产生的高温尾气加热焚烧炉的助燃空气和干燥机的高温蒸汽，将焚烧炉的助燃空气温度提高到650℃以上，保证经过干化后的污泥可以在流化床焚烧炉内依靠自身的热量自持燃烧，同时，利用余热锅炉产生的高温蒸汽作为干燥机的热源对脱水污泥进行干燥，形成热循环，充分利用整个系统的热量。

(2)通过对炉内燃烧温度的严格控制，避免污泥在燃烧过程中产生有害物质，如：二噁英。余热锅炉产生的高温蒸汽作为干燥机的热源对脱水污泥进行干燥，整个系统的热量得到了充分的利用。

(3)本系统除启动之初需要辅助燃料外，正常运转时依靠系统内的热量即可达到平衡状态，而无需添加燃料，从而使在运行成本中占主要比例的燃料费用降至最低。

(4)采取多段式干化工艺，先利用板框压滤机对污泥进行机械式脱水，将污泥的含水率降至80％以下，再通过薄层污泥干化机进行干化，将污泥含水率降至30％以下，提高污泥的燃烧效率。

(5)采用具有粉碎功能的半干污泥料斗，结构简单紧凑、投料均匀，可靠性高。

(6)可在焚烧炉膛内采用选择性非催化还原法(SNCR)脱氮过程，针对燃烧过程中产生的氮氧化物进行净化，避免二次污染；炉内无运动机械部件，故障率很低；采用辅助燃烧装置在污泥热值较低时进行助燃。

(7)整个输送系统密封结构，系统密闭臭气不外漏。

(8)烟灰采用密闭的管路输送系统，无扬尘现象出现，收集的飞灰可以作为水泥原料或作为其它建筑材料。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明流化床焚烧炉的结构示意图；

图中：1、含水污泥料仓，2、板框压滤机，3、污泥泵，4、薄层污泥干化机，5、旋风除尘器，6、除臭器，7、抽风机，8、半干污泥料斗，9、鼓风机，10、锅炉给水泵11、流化床焚烧炉，12、余热锅炉，13、布袋除尘器，14、仓泵，15、灰库，16、烟气洗涤塔，17、废液储罐，18、污水泵，19、引风机，20、烟囱，21、空气换热器，22、二次空气进口，23、污泥进口，24、燃烧室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，污泥干化焚烧系统包括污泥干化系统，流化床焚烧系统，废热回收系统，烟灰处理系统。

污泥干化系统包括含水污泥料仓1、板框压滤机2、污泥泵3、薄层污泥干化机4。含水污泥料仓1管道连接至板框压滤机2，将储存于含水污泥料仓1内的含水污泥输送至板框压滤机2内进行机械脱水处理，将污泥的含水率降至80％以下。板框压滤机2的污泥出口通过污泥泵3管道连接至薄层污泥干化机4，通过污泥泵3将脱水后的污泥输送至薄层污泥干化机4内进行干化处理。

其中，薄层污泥干化机4主要是由定子(外壳)，转子(转盘)和驱动装置组成。干化机外夹套连通蒸汽对内部湿污泥进行加热。以蒸汽为热源通过卧式搅拌轴间接加热，随着其中水分的蒸发，物料被转子上的斜插板推送至另一端并从干化机底部出口阀排出到半干污泥料斗8。干化机内保持适当的负压，防止臭气外溢。进一步的，在半干污泥料斗8上开设煤粉进口，均匀的向半干污泥料斗8内通入煤粉，将经薄层污泥干化机4干化处理后的半干污泥与煤粉搅拌后一道送入流化床焚烧炉11，保证焚烧热量。

如图1、2所示，流化床焚烧系统包括流化床焚烧炉11，半干污泥料斗8管道连接至流化床焚烧炉11的污泥进口23，将经薄层污泥干化机4干化处理后的半干污泥输送至流化床焚烧炉11进行焚烧处理。焚烧炉底部通过鼓风机9将外部空气带入焚烧炉内部燃烧室24，当足够量的空气从下部通过一层沙子颗粒时，空气将渗透性地充满在颗粒之间，从而引起颗粒剧烈的自我混合运动并开始形成流化床。随着气流的增加，空气将对流动沙施加更大的压力，从而减少了因沙颗粒本身的重力而引起的彼此之间的接触摩擦。随着空气流量的进一步增多，其引力将会达到与颗粒的重力相持平的某一点，因此，沙颗粒可以悬浮在空气流当中。流化床开始形成的那一点被称为是“最小流动化状态”。与固定床相比，流化床体积的增加并不明显。

当空气流量进一步增加时，流化床变得不再均匀，鼓泡床开始形成，同时床内活动变得非常剧烈。空气-流动沙占用的容积将明显增多。鼓泡床具有能够确切定义床表面与高床密度的特征。低流化速度使得从流化床流失掉的颗粒量非常少。

废热回收系统包括余热锅炉12、空气换热器21，经流化床焚烧后产生的接近于990℃的高温废气通入空气换热器21，通过空气换热器21对流化床焚烧炉的助燃空气进行加热，将焚烧炉的助燃空气温度提高到650℃以上，加热后的助燃空气通入流化床焚烧炉11作为助燃空气，保证经过干化后的污泥可以在流化床焚烧炉内依靠自身的热量自持燃烧。

将空气换热器21的废气出口管道连接至余热锅炉12，同时，锅炉给水泵10输送锅炉所需的供应水，经锅炉处理后的高温蒸汽通过管道输送至薄层污泥干化机4内部，作为热源对脱水污泥进行干燥，而薄层污泥干化机4产生的废热气则通过抽风机7管道连接通入流化床焚烧炉11上部的二次空气进口22，辅助燃烧，形成热循环，充分利用整个系统的热量。

优选的，薄层污泥干化机4的废热气出口管道上设置有旋风除尘器5、除臭器6，对薄层污泥干化机4产生的废热气进行除尘、除臭处理，净化热气，提高热气质量。

烟灰处理系统包括布袋除尘器13、仓泵14、灰库15、烟气洗涤塔16、废液储罐17、污水泵18、引风机19、烟囱20。余热锅炉12内的飞灰经布袋除尘器除尘后，烟气经烟气洗涤塔16洗涤处理后，气体通过引风机19通入烟囱20达标排放，液体通入废液储罐17，通过污水泵18排除。经布袋除尘器除尘后收集下来的飞灰经除尘器下的仓泵14送至灰库15，该过程是全密封输送，无二次污染，灰库的粉煤灰由罐车外运至水泥厂综合利用。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：包括薄层污泥干化机(4)、流化床焚烧炉(11)、余热锅炉(12)、空气换热器(21)；

所述薄层污泥干化机(4)的污泥出口连接流化床焚烧炉(11)的污泥进口，将经干化机干化处理后的半干污泥输送进入流化床焚烧炉(11)；流化床焚烧炉(11)高温废气出口连接空气换热器(21)的进口，将焚烧炉焚烧后的高温废气通入空气换热器(21)，通过空气换热器(21)对流化床焚烧炉的助燃空气进行加热，加热后的助燃空气通入流化床焚烧炉(11)作为助燃空气；

将空气换热器(21)的废气出口连接余热锅炉(12)的进气口，余热锅炉(12)的高温蒸汽出口连接薄层污泥干化机(4)的蒸汽进口，对干化机内部湿泥进行加热；薄层污泥干化机(4)的废热气出口连接流化床焚烧炉(11)的二次空气进口(22)，将薄层污泥干化机(4)产生的废热气通入焚烧炉内部辅助燃烧；形成热循环。

2.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述薄层污泥干化机(4)的废热气出口管道上设置有旋风除尘器(5)。

3.根据权利要求2所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述薄层污泥干化机(4)的废热气出口管道上设置有除臭器(6)。

4.根据权利要求3所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述薄层污泥干化机(4)的废热气出口管道上设置有抽风机(7)。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：所述薄层污泥干化机(4)连接至流化床焚烧炉(11)的污泥出口管道上设置有具有粉碎功能的半干污泥料斗(8)。

6.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：包括板框压滤机(2)，所述板框压滤机(2)的出泥口管道连接至薄层污泥干化机(4)的进泥口。

7.根据权利要求1所述的一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：包括烟灰处理系统，所述烟灰处理系统包括布袋除尘器(13)、仓泵(14)、灰库(15)、烟气洗涤塔(16)、废液储罐(17)、污水泵(18)、引风机(19)、烟囱(20)；

余热锅炉(12)内的飞灰出口连接布袋除尘器(13)的进口，布袋除尘器(13)的烟气出口连接烟气洗涤塔(16)的进口，布袋除尘器(13)的粉尘出口通过仓泵(14)连接至灰库(15)；

烟气洗涤塔(16)的气体出口通过引风机(19)连接至烟囱(20)，烟气洗涤塔(16)的液体出口连接废液储罐(17)进液口，废液储罐(17)出液口连接污水泵(18)。