CN105032158A - 一种污泥焚烧烟气的处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污泥焚烧烟气的处理装置及方法，装置包括湿式洗涤塔以及设于所述洗涤塔底部的水箱；其中：所述洗涤塔内自下而上依次设有脱酸段、降温段以及除雾段，所述脱酸段和所述降温段之间设有隔层；所述水箱的上方侧壁设有烟气进口，所述洗涤塔的塔顶侧壁设有烟气出口。本发明通过对污泥焚烧烟气依次进行脱酸、降温和除雾处理，优化了烟气处理水平。

Description

一种污泥焚烧烟气的处理装置及方法

技术领域

本发明涉及污泥焚烧领域，具体涉及一种污泥焚烧烟气的处理装置及方法。

背景技术

随着城市化进程的加快以及工业的迅速发展，我国城市的工业废水和生活污水的排放量均呈增长的趋势。“十一五”期间我国污水处理能力已逐步提高，截至2011年9月底，全国城镇污水处理量已达到1.36亿立方米/天，伴随地，湿污泥(含水率80％)的年产生量也突破3480万吨。

相对地，污水处理厂所产生的污泥处理处置设施建设却普遍严重不足，全国的污泥安全处置率不足10％，至少80％的湿污泥不能够得到妥善处理，“十二五”规划指出，将节能减排推向新的起点并拟定将主要污染物排放总量的四项指标(即化学需氧量(COD)、二氧化硫(SO₂)、氨氧和氮氧化物)累计同比下降10％，以及将湿污泥的含水率降低至60％。

污泥干化然后焚烧是目前发达国家处理污泥的主要工艺，同时也是我国处理湿污泥的主要发展方向。而污泥焚烧的烟气处理又是污泥焚烧处置的重要环节和关键技术，常用的对焚烧烟气进行脱酸处理的技术主要包括湿法脱酸、干法脱酸和半干法脱酸；其中：湿法脱酸工艺简单，酸性物脱除效率高(可达99％以上)，但有大量污水形成；干法脱酸的设备投资成本相对较低，但由于CaO、Ca(OH)2的反应率低，原料消耗高，系统阻力大，系统风机功率大，运行成本高；而半干法脱酸存在设备单台投资较大的不足。随着污泥处理量的增加和处理水平要求的提升，上述脱酸处理技术亟待进一步改善和提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于污泥焚烧烟气的处理装置及方法，旨在提高污泥焚烧后烟气的处理水平。

本发明采用的技术方案具体为：

一种污泥焚烧烟气的处理装置，主要包括湿式洗涤塔以及设于所述洗涤塔底部的水箱；其中：

所述洗涤塔内自下而上依次设有脱酸段、降温段以及除雾段，所述脱酸段和所述降温段之间设有隔层；

所述水箱的上方侧壁设有烟气进口，所述洗涤塔的塔顶侧壁设有烟气出口。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述脱酸段包括自下而上依次分布的第一填料层和第一喷淋管，所述第一填料层和所述第一喷淋管之间形成脱酸腔体；

还包括第一喷淋口，所述第一喷淋口经循环泵与碱液出口相连接，所述碱液出口设于所述水箱的底侧。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述降温段包括自下而上依次分布的第二填料层和第二喷淋管；所述第二填料层和所述第二喷淋管之间形成降温腔体；

还包括第二喷淋口，所述第二喷淋口经管路与补水口相连接，所述补水口设于所述水箱。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述除雾段为除雾器，所述除雾器内自下而上设有第一折流板和第二折流板；

所述除雾器设有清洗单元，所述清洗单元通过设于洗涤塔侧壁的清洗口接入所述第一折流板和所述第二折流板。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述隔层包括自下而上依次设置的隔板及挡水板，所述隔板为环形版，所述挡水板与所述环形板的边缘相接触。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述挡水板的外缘为环形平板，中部为向上突出的伞状结构。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述隔板上方设有排水口。

在上述污泥焚烧烟气的处理装置中，所述水箱的底板为倾斜板，所述倾斜板的低侧设有排污口，所述倾斜板的高侧设有碱液出口。

一种污泥焚烧烟气的处理方法，烟气由烟气进口进入洗涤塔，在脱酸段进行脱酸；脱酸处理后的烟气上升至降温段，在降温段进行降温；降温处理后的烟气上升至除雾段进行除雾后，经烟气出口排出洗涤塔。

在上述污泥焚烧烟气的处理方法中，具体包括如下步骤：

S1、脱酸处理：

烟气由水箱上方的烟气进口进入洗涤塔，通过第一填料层与第一喷淋管喷淋的循环碱液反应，进行脱酸处理；

S2：降温处理：

脱酸处理后的烟气经隔层上升至降温段，经第二填料层与第二喷淋管喷淋的降温水接触，降温达标后经排水口排出；

S3：除雾处理：

降温处理后的烟气上升至除雾段，依次经过除雾段的第一折流板和第二折流板，除去烟气中的水滴后(在正常运行工况下，除雾器可有效去除3～5um的雾滴)，由洗涤塔的塔顶侧的烟气出口排出洗涤塔。

本发明产生的有益效果是：

本发明的处理装置在塔体下部设置脱酸段，上部设置降温段，有效利用了纵向空间，减少平面空间占地；此外污泥焚烧的烟气经过脱酸段时在脱酸的同时将烟气降温至饱和状态，此时用于脱酸的碱液循环利用，减少了降温段用于烟气降温的水用量；

装置通过在塔体底部设置水箱，可将碱液循环利用；在顶部设置除雾器前先调整装置直径，保证了除雾器的除雾效果，避免形成烟羽。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种污泥焚烧烟气的处理装置的主视图示意图；

图2为本发明一种污泥焚烧烟气的处理装置的侧视图示意图(剖视)。

图中：

1、洗涤塔2、烟气进口3、烟气出口4、碱液入口5、排污口6、碱液出口7、溢流口8、排水口9、补水口10、第一喷淋口11、第二喷淋口12、除雾器清洗口13、液位计接口14、水箱补水接口15、人孔16、底板17、第一填料层18、第一喷淋管19、隔层20、第二填料层21、第二喷淋管22、折流板23、水箱爬梯24、水箱。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1-2所示的一种污泥焚烧烟气的处理装置，主要包括湿式洗涤塔1；洗涤塔1内自下而上依次设有水箱、脱酸段、降温段以及除雾段，脱酸段和降温段之间设有隔层；水箱的上方侧壁设有烟气进口，洗涤塔的塔顶侧壁设有烟气出口；其中：

脱酸段包括自下而上依次分布的第一填料层和第一喷淋管，第一填料层和第一喷淋管之间形成脱酸腔体；还包括第一喷淋口10，第一喷淋口10经洗涤塔的循环泵与碱液出口6相连接，碱液出口6设于水箱的底侧；

降温段包括自下而上依次分布的第二填料层20和第二喷淋管21；第二填料层20和第二喷淋管21之间形成降温腔体；第二喷淋口11经管路与用于向水箱中及时补充水的补水口9相连接，补水口9设于水箱24的上侧；

除雾段主要包括除雾器，除雾器内自下而上设有两个折流板22，除雾器设有清洗单元，清洗单元通过设于洗涤塔侧壁的清洗口12接入两个折流板22；

隔层19包括自下而上依次设置的隔板及挡水板，隔板为环形板，挡水板与环形板的边缘相焊接，挡水板的外缘为环形平板，中部为向上突出的伞状结构。

隔层19用于阻隔降温段的降温水流至脱酸段的稀释脱酸段循环碱液，提高了碱液的利用效率，隔板上方设有排水口8，用于将降温水排出，排出的降温水一部分排污，另一部分作为脱酸段的补充水，经补水口通入水箱，应用于脱酸处理。

水箱上还设有液位计接口13、补水接口14、溢流口7、碱液入口4和排污口5；其中：

水箱补水接口14用于在装置运行前，向湿式洗涤塔1塔底的水箱中补充循环水；

水箱液位计接口13用于控制塔底水箱的液位从而避免液位计失效；

溢流口7用于避免循环碱液倒流至烟气进口2、补水口9或者碱液入口4中；

碱液入口4用于向水箱中及时补充新的循环碱液；

排污口5用于卸空水箱24中的循环水。

此外，为保证水箱24排水排净，水箱24的底板16设计为有一定坡度(1～5°)的倾斜板，在倾斜板的低侧设置有排污口5，而在倾斜板的高侧设置有碱液出口6。

水箱24的侧壁上设有水箱爬梯23，在水箱24以及脱酸段、降温段以及除雾段的侧壁均设有人孔15，用于在必要时，人工对水箱以及洗涤塔1的情况进行观察。

作为较佳实施例：

洗涤塔1的壳体为变径的圆柱，为保证除雾段除雾效果，使烟气在除雾段的流速保持在3.5～5.5m/s之间，除雾段的直径小于脱酸段和降温段；

为保证烟气进入洗涤塔1内能均匀扩散并可以清除系统停止运行时烟道内的冷凝水，烟气进口2的端口截面为椭圆形，与塔体呈60±5°向塔体上方倾斜安装，而烟气出口3的端口截面为圆形，与塔体呈90°安装；

排污口5的端口截面为圆形，与塔体呈90°安装；

排污口5以及溢流口7的管路中设置U型弯头液封装置，用于防止污水回流；

人孔15的个数为4～6个，端口截面为圆形，与塔体呈90°安装；

碱液出口6设置2个，均设于水箱24的底侧。

布袋除尘器通过烟气管路连接至烟气进口2，经本发明的装置对烟气进行处理后排至烟气出口3后，经烟道连接至烟气再热器。烟气处理过程中的流水线为：

首先，烟气由烟气进口2进入洗涤塔，在脱酸段进行脱酸；

其次，脱酸处理后的烟气经隔层19上升至降温段，在降温段进行降温；

最后，降温处理后的烟气上升至除雾段，在除雾段进行除雾后，排出洗涤塔。

具体地：

S1、脱酸处理：

污泥焚烧烟气中的酸性污染物包括氯化物、卤化氢(氯以外的其他卤素)、硫氧化物(二氧化硫及三氧化硫)、氮氧化物(NO_X)，以及五氧化磷(PO₅)和磷酸(H₃PO₄)。根据我国现行环保法规，焚烧尾气作为空气的主要污染物必须经脱酸净化后方可排放。

烟气由塔底水箱上方的烟气进口2进入洗涤塔1，首先通过第一填料层17，与第一喷淋管18喷淋的循环碱液(如NaOH溶液)反应，进行脱酸处理；其中：

在脱酸段运行时，循环碱液由碱液出口6吸出进入洗涤塔循环泵，由洗涤塔循环泵经管路输送至第一喷淋口10，此段管路上设置pH计和电导率仪，根据pH计和电导率仪对循环碱液的酸碱度测定，由碱液入口4向水箱中及时补充新的碱液。

此外，由于在脱酸段进行脱酸处理的过程中，烟气携带走大量的水分，因此为保证洗涤塔1内的循环液用量，因此塔底设置补水口9，用于及时向塔底水箱补水，作为一种较佳实施例，补水口9沿与洗涤塔1的塔体呈30±5°向塔体上方倾斜安装。进行脱酸处理后，脱酸效率可达99％以上，烟气降温至75±5℃。

S2：降温处理：

由于烟气经过洗涤塔1前的其他设备后，进入烟气进口2前的温度为180～200℃，因此需要降温处理。

为防止尾气排放产生羽烟，需在脱酸段后设置降温段，使烟气成为低温饱和烟气。烟气经上述脱酸处理的步骤后，经过脱酸段和降温段之间设置隔层19上升至降温段，在降温段进行降温处理，烟气经过第二填料层20与第二喷淋管21喷淋的降温水接触，降温至50℃左右(如50±5℃)。在隔层19上方设置将降温水排出的排水口8；其中：

排水口8排出的降温水大部分作为污水排污，小部分水作为脱酸段的补充水，经补水口9应用于脱酸段的脱酸处理，一定程度上实现了水资源的循环利用。

S3：除雾处理：

在任何一种湿式脱硫塔中，脱硫后的烟气中都带有细小的液滴，这些液滴主要是未被捕集的粉尘、过程的脱硫剂(如CaO、Ca(OH)2)以及吸收SO₂后的生成物，其中包含着固形物或可溶物，如果不除去这些液滴，可能会对洗涤塔1后的风机、换热器，烟道、烟囱造成堵塞，以及出现腐蚀、结垢等现象，会影响设备使用效果和使用寿命，严重时甚至导致上述相关功能部件无法正常运行，进而导致整个脱硫系统的停运。因此需要对其进行除雾处理。

降温处理后的烟气上升至除雾段，经过除雾器的双层折流板22除去烟气中的水滴后，由洗涤塔1的塔顶侧的烟气出口3排出洗涤塔。除雾器还可以经除雾器清洗口12接入冲洗管路，对除雾器的折流板22加以定时清洗。除雾器可以采用自动清洗的方式，如：可设定两次清洗的间隔时间为60～120min；两层清洗阀(开启相应的清洗阀，即对该层的折流板开始清洗)的间隔时间为60～120sec；单层的折流板22的清洗时间为10～30sec。

在本发明的烟气处理过程中，洗涤塔1内的循环碱液采用自动调节的方式，即：电导率仪为在线连续型电导率探头、水箱液位计以及洗涤水排污阀进行自动联锁，当洗涤塔1内的循环碱液的电导率达到设定值一(如高值)或者水箱液位达到设定值时，开启洗涤水排污阀，当水箱液位达到设定值二(如中间值)时，关洗涤水排污阀，使水箱的水位维持在正常范围内，当洗涤塔水箱液位达到设定值三(如低值)时，采用如声音报警的方式给出提示，通过手动调节的方式，将降温段排水口8补充至补水口9管路中进行补水。当水箱液位达到设定值四(如低低值)时，采用更醒目的报警方式(如声光报警)给出提示，停止洗涤塔循环泵。作为一种优选，装置中设置两台洗涤塔循环泵，互为备用；

洗涤塔1内的循环碱液的酸碱度值也采用自动调节的方式，即：在线连续型pH值探头实时监测洗涤塔循环水管内循环水的pH值，当循环水的pH值低于设定低值且洗涤水箱液位检测不在设定高值时，控制部的控制器根据pH值调节碱液的投加量，而当pH值高于设定高值时，则停止碱液的供应。除此之外的情况下，执行洗涤塔循环水的自动调节程序即可。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，包括湿式洗涤塔以及设于所述洗涤塔底部的水箱；其中：

所述洗涤塔内自下而上依次设有脱酸段、降温段以及除雾段，所述脱酸段和所述降温段之间设有隔层；

所述水箱的上方侧壁设有烟气进口，所述洗涤塔的塔顶侧壁设有烟气出口。

2.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置及方法，其特征在于，所述脱酸段包括自下而上依次分布的第一填料层和第一喷淋管，所述第一填料层和所述第一喷淋管之间形成脱酸腔体；

还包括第一喷淋口，所述第一喷淋口经循环泵与碱液出口相连接，所述碱液出口设于所述水箱的底侧。

3.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述降温段包括自下而上依次分布的第二填料层和第二喷淋管；所述第二填料层和所述第二喷淋管之间形成降温腔体；

还包括第二喷淋口，所述第二喷淋口经管路与补水口相连接，所述补水口设于所述水箱。

4.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述除雾段为除雾器，所述除雾器内自下而上设有第一折流板和第二折流板；

所述除雾器设有清洗单元，所述清洗单元通过设于洗涤塔侧壁的清洗口接入所述第一折流板和所述第二折流板。

5.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述隔层包括自下而上依次设置的隔板及挡水板，所述隔板为环形版，所述挡水板与所述环形板的边缘相接触。

6.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述挡水板的外缘为环形平板，中部为向上突出的伞状结构。

7.根据权利要求1所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述隔板上方设有排水口。

8.根据权利要求9所述的污泥焚烧烟气的处理装置，其特征在于，所述水箱的底板为倾斜板，所述倾斜板的低侧设有排污口，所述倾斜板的高侧设置设有碱液出口。

9.一种污泥焚烧烟气的处理方法，其特征在于，烟气由烟气进口进入洗涤塔，在脱酸段进行脱酸；脱酸处理后的烟气上升至降温段，在降温段进行降温；降温处理后的烟气上升至除雾段进行除雾后，经烟气出口排出洗涤塔。

10.根据权利要求9所述的污泥焚烧烟气的处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1、脱酸处理：

烟气由水箱上方的烟气进口进入洗涤塔，通过第一填料层与第一喷淋管喷淋的循环碱液反应，进行脱酸处理；

S2：降温处理：

脱酸处理后的烟气经隔层上升至降温段，经第二填料层与第二喷淋管喷淋的降温水接触，降温达标后经排水口排出；

S3：除雾处理：

降温处理后的烟气上升至除雾段，依次经过除雾段的双层折流板，除去烟气中的水滴后，由洗涤塔的塔顶侧的烟气出口排出洗涤塔。