CN104456583B - 一种化工污泥焚烧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化工污泥焚烧工艺及装置。该装置主体结构至下而上依次由均风箱、用于放置填料的床料层、沸腾层、炉膛组成；床料层底部设有风帽，沸腾层底部设有用于投加污泥和每块混合物的加料口和排渣口；炉膛的下部侧面设有通向沸腾层的加煤口，炉膛的上部侧面设有排气口。该装置可用于处理化工污泥，克服了化工污泥难以处置、焚烧不充分、能耗高的问题。

Description

一种化工污泥焚烧工艺
技术领域
本发明属于污泥处理领域，涉及一种化工污泥焚烧工艺及装置。
背景技术
化工污泥是化工企业污水和污水处理过程中产生的固体沉淀物质。污泥的处理处置技术主要包括好氧发酵、厌氧消化、干化焚烧、土地利用等。其中，污泥焚烧是指将脱水污泥直接送入焚烧炉焚烧，是“最彻底”的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，有效病原体，最大限度地减少污泥体积。目前，在我国由于缺乏能耗低、效率高的污泥焚烧设备，污泥焚烧在国内应用较少，主要的应用领域也限于小规模、特殊行业。总体而言国内污泥干化焚烧技术总体水平仍不高，大部分是以填埋的方式来处理污泥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是采用高效率、低能耗的方式来处置目前日益增多但缺乏经济有效的处置方法的化工剩余污泥，实现化工污泥的减量化、无害化、资源化。该发明不仅适用于化工行业污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥，也适用于其他行业或集中生活污水处理厂二次沉淀池排出的剩余污泥。通过热能利用，实现化工污泥资源化。
本发明的目的可通过以下技术方案实现：
一种处理化工污泥的流化床干馏焚烧装置，该装置主体结构之下而上依次由均风箱、用于放置填料的床料层、沸腾层、炉膛组成；床料层、沸腾层、炉膛连通；床料层底部设有风帽，床料层内壁设有若干喷水口，沸腾层底部设有用于投加污泥和煤块混合物的加料口和排渣口；炉膛的下部侧面设有通向沸腾层的加煤口，炉膛的上部侧面设有排气口。
其中，所述的风帽为钟罩式，由内芯引风管插上风帽为一体，布风结构为2×180°布风，其布风均匀、风室不漏渣，运行安全可靠。
炉膛的炉壁由内向外依次由耐火层、隔热层和钢板组成；耐火层为150mm耐热材料，隔热层厚度为150mm，采用空气隔热，最外层为厚度为5mm的不锈钢板。
沸腾层的顶部侧面设有二次进风口。
本发明所述装置在处理污泥中的应用，优选在处理化工污泥中的应用。
本发明还提供了采用上述装置处理化工污泥的流化床干馏焚烧工艺，包括如下步骤：
A.将煤块和含水率为80～85％污泥分别破碎成平均粒度为3～5mm的小颗粒，将煤和污泥按5:1～5:4的比例混合均匀；
B.将A中粉碎混合均匀的物料，经加料口加入沸腾层和床料层；
C.煤和污泥混合料的25～30％在沸腾层中燃烧，70～75％的物料被干馏气化，变成可燃性气体进入炉膛内；
D.沸腾层干馏产生的可燃气上升进入炉膛内，与二次进风口进入的空气充分接触，烟气旋转、燃尽，焚烧烟气经排气口排出，焚烧废渣由排渣口排出。
床料层与沸腾层连通，床料层填料比沸腾层填料更密集，在初期能够更好地传热，床料层中的填料是污泥和煤焚烧后的灰渣，还以添加石英砂，以获得更高的温度。在焚烧初期，床料层中加入燃烧的木炭或煤，在风帽处通入氧气的情况下继续燃烧，并点燃加入的煤和污泥；床料层内壁设有若干喷水口，水与热炭反应生成可燃气体CO和H2，CO和H2进入沸腾层进一步燃烧提高沸腾层的温度。
所述的炉膛内的焚烧温度维持在900～1100℃；整个燃烧过程所需的氧气，20～25％由炉底进风口供入炉内，其余的经二次进风口供入炉内；沸腾炉的出渣量随着污泥的热值和物料配比的变化，维持在进料的30～40％。
有益效果：
本发明采用的流化床干馏焚烧工艺及装置与普通污泥处理技术及装置相比，具有以下优点：
1、处理彻底，能最大限度实现污泥的减量，有机物被完全氧化；
2、充分利用了污泥中的能源，而且污泥不需做灭病原菌的处理；
3、焚烧效率高：所采用的流化床焚烧炉由于燃烧稳定，炉内温度场均匀，加之采用二次风增加炉内的扰动，炉内的气体与固体混合强烈，污泥的干馏和燃烧在瞬间就可以完成。未完全燃烧的可燃成分在悬浮段内继续燃烧，使得燃烧非常充分。
4、环保性能好：采用低温燃烧和分级燃烧，所以焚烧过程中NOx的生成量很小，同时在床料中加入合适的添加剂可以消除和降低有害焚烧产物的排放，如在床料中加入石灰石可中和焚烧过程产生的SOx、HCI，使之达到环保要求。
5、处理成本低，由于传热效率高，燃烧充分，大大降低了污泥焚烧处置成本。
6、对各类污泥适应性强：由于流化床层中有大量的高温惰性床料，床层的热容量大，能提供低热值、高水分的污泥热解和燃烧所需的大量热量，所以该设备适用于处理各种剩余污泥的。
总之，本发明是一种高效率、低能耗处理化工污泥的流化床干馏焚烧装置，克服了化工污泥难以处置、焚烧不充分、能耗高的问题。
附图说明
图1处理化工污泥的流化床干馏焚烧装置结构示意图
1为冷气进口，从冷气口鼓入冷空气到隔热层，达到更好的隔热效果，2为加煤口，3为二次进风口，4为沸腾层，5为加料口，6为床料层，7为喷水口，8为风帽，9为均风箱，10为进风口，11为排气口，12为炉膛，13为炉壁，14为排渣口。
具体实施方式
实施例1
一种处理化工污泥的流化床干馏焚烧装置，结构如图1所示，该装置主体结构之下而上依次由均风箱9、用于放置填料的床料层6、沸腾层4、炉膛12组成；床料层6、沸腾层4、炉膛12连通；床料层6底部设有风帽8，内壁设有若干喷水口7，沸腾层4底部设有用于投加污泥和煤块混合物的加料口5和排渣口14；炉膛12的下部侧面设有通向沸腾层的加煤口2，炉膛12的上部侧面设有排气口11。风帽8为钟罩式，由内芯引风管插上风帽为一体，布风结构为2×180°布风。炉膛12的炉壁13由内向外依次由耐火层、隔热层和钢板组成，耐火层为150mm耐热材料，隔热层厚度为150mm，采用空气隔热，炉壁顶部设有冷气进口1与隔热层相通，使隔热层达到更好的隔热效果；最外层为厚度为5mm的不锈钢板。沸腾层4的顶部侧面设有二次进风口3。
实施例2采用实施例1装置处理化工污泥
A.将煤块(热值7000千卡/kg)和含水率为80％，热值为950千卡/kg的化工污泥分别破碎成平均粒度为3～5mm的小颗粒，根据污泥热值不同，将煤和污泥按5：2的比例混合均匀；
B.将A中粉碎混合均匀的物料，经加料口2加入的沸腾层4和床料层6；床料层6填料比沸腾层4的填料更密集，床料层中的填料包括污泥和煤焚烧后的灰渣，和/或石英砂；在焚烧初期，床料层6中加入燃烧的木炭或煤，在风帽8处通入氧气的情况下木炭或煤继续燃烧，点燃加入的煤和污泥；床料层6内壁设置的若干喷水口7喷出的水与热炭反应生成可燃气体CO和H2，CO和H2进入沸腾层进一步燃烧提高沸腾层的温度；
C.煤和污泥混合料的25～30％在沸腾层4中燃烧，提高沸腾床的温度，70～75％的物料被干馏气化，变成可燃性气体进入炉膛12内；
D.炉膛12中心焚烧温度维持在1100℃沸腾层4干馏产生的可燃气上升进入炉膛12内，与二次进风口3进入的空气充分接触，烟气旋转、燃尽，焚烧烟气经排气口11排出，焚烧废渣由排渣口14排出。沸腾炉的出渣量随着污泥的热值和物料配比的变化，维持在进料的35％。
其中；整个燃烧过程所需的氧气，25％由炉底进风口10供入炉内，其余的经二次进风口3供入炉内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非限制本发明的专利范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种处理化工污泥的焚烧工艺，其特征在于包括如下步骤：
A．将煤块和含水率为80～85%污泥分别破碎成平均粒度为3～5mm的小颗粒，根据污泥热值不同，将煤和污泥按5:1～5:4的比例混合均匀；
B．将A中粉碎混合均匀的物料，经加料口（5）加入已经预热的沸腾层（4）和床料层（6）；
C．煤和污泥混合料的25~30%在沸腾层（4）中燃烧，提高沸腾床的温度，70~75%的物料被干馏气化，变成可燃性气体进入炉膛（12）内；
D．进入炉膛（12）内的可燃气上升，与二次进风口（3）进入的空气充分接触，烟气旋转、燃尽，焚烧烟气经排气口（11）排出，焚烧废渣由排渣口（14）排出；
其中处理化工污泥的焚烧装置主体结构至下而上依次由均风箱（9）、用于放置填料的床料层（6）、沸腾层（4）、炉膛（12）组成；床料层（6）、沸腾层（4）、炉膛（12）连通；床料层（6）底部设有风帽（8），床料层（6）内壁设有若干喷水口（7）；沸腾层（4）底部设有用于投加污泥和煤块混合物的加料口（5）和排渣口（14）；炉膛（12）的下部侧面设有通向沸腾层的加煤口（2），炉膛（12）的上部侧面设有排气口（11）。
2.根据权利要求1所述的焚烧工艺，其特征在于炉膛（12）内的焚烧温度维持在900～1100℃。
3.根据权利要求1所述的焚烧工艺，其特征在于整个燃烧过程所需的氧气，20～25%由炉底进风口（10）供入炉内，其余的经二次进风口（3）供入炉内。
4.根据权利要求1所述的焚烧工艺，其特征在于床料层（6）填料比沸腾层（4）的填料更密集，床料层中的填料包括污泥和煤焚烧后的灰渣，和/或石英砂；在焚烧初期，床料层（6）中加入燃烧的木炭或煤，在风帽（8）处通入氧气的情况下木炭或煤继续燃烧，点燃加入的煤和污泥；床料层（6）内壁设置的若干喷水口（7）喷出的水与热炭反应生成可燃气体CO和H2，CO和H2进入沸腾层进一步燃烧提高沸腾层的温度。
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