CN105439404A - 一种污泥脱水干化焚烧系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥脱水干化焚烧系统及方法，包括依次连接的污泥调质装置、污泥深度脱水装置、污泥干化装置、污泥自持焚烧装置、烟气处理装置，所述污泥干化装置连接有冷凝回收装置，所述冷凝回收装置分别与所述污泥调质装置和污泥自持焚烧装置连接，所述污泥自持焚烧装置与所述烟气处理装置之间还连接有热回收装置，本发明将污泥干化装置中蒸汽再利用，提升系统热能利用效率；利用冷凝回收装置冷凝液调质污泥，利于污泥脱水；并将污泥自持焚烧装置中烟气灰渣再循环利用，无需投加任何辅助燃料，资源利用效率高，因此本发明适用于各类污泥资源化处理，实现热能、水、渣多级利用，减量化、资源化效果显著。

Description

一种污泥脱水干化焚烧系统及方法

技术领域

本发明涉及一种污泥脱水干化焚烧系统及方法，属于污泥处理技术领域。

背景技术

一般的城市生活污水厂或废水厂均产生大量生活污泥，通常的污泥处理方法是：将生活污泥经压滤后，其含水率通常在80％左右，高含水率的污泥大多用于填埋、高温堆肥等，这就容易造成新的环境污染。而污泥的焚烧处理是最彻底的污泥解决方案，但含水率高的污泥不能直接焚烧，必须先进行脱水、干化或添加燃烧辅料。后一种方法既浪费燃料又会产生新的污染，所以一般污泥焚烧前均要先进行干化。

传统的污泥干化均采用高温蒸汽加热到600-800℃，由干燥机或采用电厂余热来完成，这就必然耗费大量的能源。污水处理厂需要配套高温蒸汽锅炉，这样会投入很大的基础建设费，污泥焚化才能就地解决。由于基础建设投入大、运行费用高，因此国内外污泥问题始终得不到有效的解决，污泥的干化和焚烧问题成为城市污水处理厂亟待解决的瓶颈问题。

现有的污泥焚化系统存在以下问题：干燥机蒸汽无法再利用，污泥焚烧炉烟气灰渣没有循环利用，需要消耗的能源多，造成焚烧污泥的成本高，不利于国家的环保推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种能源循环利用的污泥脱水干化焚烧系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污泥脱水干化焚烧系统，包括依次连接的污泥调质装置、污泥深度脱水装置、污泥干化装置、污泥自持焚烧装置、烟气处理装置，所述污泥干化装置连接有冷凝回收装置，所述冷凝回收装置分别与所述污泥调质装置和污泥自持焚烧装置连接，所述污泥自持焚烧装置与所述烟气处理装置之间还连接有热回收装置；

所述冷凝回收装置将所述污泥干化装置排出的蒸发物进行冷凝，再将冷凝后的不凝气送入所述污泥自持焚烧装置中焚烧，将冷凝热水输送到污泥调质装置中用于污泥调质；

所述热回收装置将所述污泥自持焚烧装置排出的烟气中热量回收后，用于所述污泥干化装置烘干污泥。

优选地，所述冷凝回收装置包括通过负风压机与所述污泥干化装置连接的冷凝器，所述冷凝器通过冷凝水管道与所述污泥调质装置连接，所述冷凝器还通过依次连接的脱水机和接风机与所述污泥自持焚烧装置连接。

优选地，所述热回收装置包括多级导热油换热器和空气换热器。

优选地，所述污泥深度脱水装置包括用于脱水的压滤机和所述压滤机下侧的下传送带，所述下传送带的终点设置有升降机，所述升降机的上方设置有上传送带，所述上传送带将脱水的污泥送入所述污泥干化装置。

优选地，所述污泥干化装置包括干化机，所述干化机中的干化污泥颗粒由螺旋输送机送入污泥料仓，所述污泥料仓中的干化污泥依次通过皮带和多层螺旋输送机送入污泥自持焚烧装置，形成密、稀相区多层焚烧。

优选地，所述污泥自持焚烧装置包括焚烧炉，所述焚烧炉的底部设置有排出废渣的第一排渣口，所述焚烧炉中焚烧后的烟气进入旋风分离机分离，分离出的未完全燃烧灰渣通过循环回料管再次送入所述焚烧炉中，分离后的重渣由所述旋风分离机下设置的第二排渣口排出。

优选地，所述烟气处理装置包括与所述热回收装置连接的碱性脱硫装置，所述碱性脱硫装置脱硫后的气体由抽风机抽出后从烟囱中排出。

一种污泥脱水干化焚烧方法，包括以下步骤：

(1)污泥调质：将污泥卸入污泥调质装置，所述冷凝回收装置排出的冷凝热水与其他换热废水送入污泥调质装置，对污泥进行稀释增温，增温后温度为30℃～70℃；

(2)污泥脱水：将稀释增温后的污泥通过所述污泥深度脱水装置脱水形成泥饼，所述泥饼含水率为50％～60％，温度为30℃～60℃；

(3)污泥干化：将所述泥饼送入所述污泥干化装置，所述污泥干化装置采用高温导热油作为传热介质烘干污泥，干化污泥含水率为30％～55％；

(4)污泥焚烧：干化后的污泥送入所述污泥自持焚烧装置中进行多层燃烧，所述污泥自持焚烧装置中的环境温度为860℃～900℃，污泥中掺入的石灰抑制烟气产酸性物，燃烧后的气体经过烟气处理装置处理后排放。

优选地，所述污泥焚烧步骤还包括循环焚烧，所述循环焚烧具体为：所述焚烧炉排出的烟气经所述旋风分离器进行分离，相对较重的灰先分离回流到所述焚烧炉中再进行焚烧，多次分离后的灰由旋风分离器排渣口排出。

本发明的有益效果是：本发明本将污泥干化装置中蒸汽再利用，提升系统热能利用效率；利用冷凝回收装置冷凝液调质污泥，利于污泥脱水；并将污泥自持焚烧装置中烟气灰渣再循环利用，无需投加任何辅助燃料，资源利用效率高，因此本发明适用于各类污泥资源化处理，实现热能、水、渣多级利用，减量化、资源化效果显著。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述一种污泥脱水干化焚烧系统一个实施例的结构示意图；

图2是本发明所述一种污泥脱水干化焚烧系统一个实施例的结构示意图；

图3是本发明所述一种污泥脱水干化焚烧方法流程图；

图中标记：1-污泥调质装置，2-压滤机，3-下传送带，4-升降机，41-上传送带，5-干化机，6-螺旋输送机，7-多层螺旋输送机，8-焚烧炉，9-多级导热油换热器，10-空气换热器，11-碱性脱硫装置，12-抽风机，13-烟囱，14-负风压机，15-冷凝器，16-管道，17-接风机，18-脱水机，19-污泥料仓，801-进风口，802-第一排渣口，803-循环回料管，804-床层，805-旋风分离机，806-第二排渣口，807-第三排渣口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示的本发明所述一种污泥脱水干化焚烧系统，包括依次连接的污泥调质装置1、污泥深度脱水装置、污泥干化装置、污泥自持焚烧装置、烟气处理装置，污泥依次经过上述装置进行调质、脱水、干化和焚烧处理，最终分为残渣和达标排放的气体，所述污泥干化装置连接有冷凝回收装置，所述冷凝回收装置分别与所述污泥调质装置1和污泥自持焚烧装置连接，所述污泥自持焚烧装置与所述烟气处理装置之间还连接有热回收装置；

所述冷凝回收装置将所述污泥干化装置排出的蒸发物进行冷凝，再将冷凝后的不凝气送入所述污泥自持焚烧装置中焚烧，将冷凝热水输送到污泥调质装置1中用于污泥调质，冷凝回收装置充分的将在生产过程中产生的能量和废水进行了利用，首先节约了资源，减少处理成本，其次减少排放污染，有利于国家的环保；

所述热回收装置将所述污泥自持焚烧装置排出的烟气中热量回收后，用于所述污泥干化装置烘干污泥，在以上的能量回收的基础上进一步的将热量进行回收，减少消耗的能源。

在优选的实施方式中，所述冷凝回收装置包括通过负风压机14与所述污泥干化装置连接的冷凝器15，所述污泥干化装置中的蒸发蒸汽及灰尘由所述负压风机抽入冷凝器15中，所述冷凝器15通过冷凝水管道16与所述污泥调质装置1连接，所述冷凝器15还通过依次连接的脱水机18和接风机17与所述污泥自持焚烧装置连接，冷凝器15除尘降温的不凝气经脱水机18脱水，后连接风机17送入所述污泥自持焚烧装置，冷凝器15的冷凝热水由管道16输入所述污泥调质装置1进行污泥调质，可改善污泥流态、与药剂作用效果(如絮凝反应)，实现其他非石灰类药剂减量30％～50％。

在优选的实施方式中，所述热回收装置优选的包括多级导热油换热器9和空气换热器10，但不限于此，还可以为其他热量回收的装置。

在优选的实施方式中，如图2所示，所述污泥深度脱水装置包括用于脱水的压滤机2和所述压滤机2下侧的下传送带3，所述下传送带3的终点设置有升降机4，所述升降机4的上方设置有上传送带41，所述上传送带41将脱水的污泥送入所述污泥干化装置。

在优选的实施方式中，所述污泥干化装置包括干化机5，所述干化机5中的干化污泥颗粒由螺旋输送机6送入污泥料仓19，所述污泥料仓19中的干化污泥依次通过皮带和多层螺旋输送机7送入污泥自持焚烧装置，所述污泥自持焚烧装置中设置有床层804，干化污泥送入多层的床层804之间，形成密、稀相区多层焚烧。

在优选的实施方式中，所述污泥自持焚烧装置包括焚烧炉8，所述焚烧炉8的底部设置有排出废渣的第一排渣口802和进风口801，所述焚烧炉8中焚烧后的烟气进入旋风分离机805分离，分离出的未完全燃烧灰渣通过循环回料管803再次送入所述焚烧炉8中，分离后的重渣由所述旋风分离机805下设置的第二排渣口806排出。

在优选的实施方式中，所述烟气处理装置包括与所述热回收装置连接的碱性脱硫装置11，在所述碱性脱硫装置11的前端还设置有第三排渣口807，将热回收装置中冷却的渣料排出，所述碱性脱硫装置11脱硫后的气体由抽风机12抽出后从烟囱13中排出。

实施例2

一种污泥脱水干化焚烧方法，如图3所示，包括以下步骤：

(1)污泥调质：将污泥卸入污泥调质装置1，所述冷凝回收装置排出的冷凝热水与其他换热废水送入污泥调质装置1，对污泥进行稀释增温，增温后温度为30℃～70℃，压滤层同时可实现对高SS、氨氮的干化段冷却浑浊液预处理去除，无需单独进行加药处理，该段实现节水、节药、提升效率；

(2)污泥脱水：将稀释增温后的污泥通过所述污泥深度脱水装置脱水形成泥饼，所述泥饼含水率为50％～60％，温度为30℃～60℃；

(3)污泥干化：将所述泥饼送入所述污泥干化装置，所述污泥干化装置采用高温导热油作为传热介质烘干污泥，由于物料温差缩小，干化机5旋转叶片应力下降，可延长设备使用寿命10％左右，同时干化时间缩短，单位处理量增加，干化污泥含水率为30％～55％，；

(4)污泥焚烧：干化后的污泥送入所述污泥自持焚烧装置中进行多层燃烧，所述污泥自持焚烧装置中的环境温度为860℃～900℃，污泥中掺入的石灰抑制烟气产酸性物，燃烧后的气体经过烟气处理装置处理后排放。

在优选的实施方式中，所述污泥焚烧步骤还包括循环焚烧，所述循环焚烧具体为：所述焚烧炉8排出的烟气经所述旋风分离器进行分离，相对较重的灰先分离回流到所述焚烧炉8中再进行焚烧，多次分离后的灰由旋风分离器排渣口排出。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，包括依次连接的污泥调质装置、污泥深度脱水装置、污泥干化装置、污泥自持焚烧装置、烟气处理装置，所述污泥干化装置连接有冷凝回收装置，所述冷凝回收装置分别与所述污泥调质装置和污泥自持焚烧装置连接，所述污泥自持焚烧装置与所述烟气处理装置之间还连接有热回收装置；

所述冷凝回收装置将所述污泥干化装置排出的蒸发物进行冷凝，再将冷凝后的不凝气送入所述污泥自持焚烧装置中焚烧，将冷凝热水输送到污泥调质装置中用于污泥调质；

所述热回收装置将所述污泥自持焚烧装置排出的烟气中热量回收后，用于所述污泥干化装置烘干污泥。

2.如权利要求1所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述冷凝回收装置包括通过负风压机与所述污泥干化装置连接的冷凝器，所述冷凝器通过冷凝水管道与所述污泥调质装置连接，所述冷凝器还通过依次连接的脱水机和接风机与所述污泥自持焚烧装置连接。

3.如权利要求1或2所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述热回收装置包括多级导热油换热器和空气换热器。

4.如权利要求1-3任一项所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述污泥深度脱水装置包括用于脱水的压滤机和所述压滤机下侧的下传送带，所述下传送带的终点设置有升降机，所述升降机的上方设置有上传送带，所述上传送带将脱水的污泥送入所述污泥干化装置。

5.如权利要求1-4任一项所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述污泥干化装置包括干化机，所述干化机中的干化污泥颗粒由螺旋输送机送入污泥料仓，所述污泥料仓中的干化污泥依次通过皮带和多层螺旋输送机送入污泥自持焚烧装置，形成密、稀相区多层焚烧。

6.如权利要求1-5任一项所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述污泥自持焚烧装置包括焚烧炉，所述焚烧炉的底部设置有排出废渣的第一排渣口，所述焚烧炉中焚烧后的烟气进入旋风分离机分离，分离出的未完全燃烧灰渣通过循环回料管再次送入所述焚烧炉中，分离后的重渣由所述旋风分离机下设置的第二排渣口排出。

7.如权利要求1-6任一项所述的污泥脱水干化焚烧系统，其特征在于，所述烟气处理装置包括与所述热回收装置连接的碱性脱硫装置，所述碱性脱硫装置脱硫后的气体由抽风机抽出后从烟囱中排出。

8.一种污泥脱水干化焚烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)污泥调质：将污泥卸入污泥调质装置，所述冷凝回收装置排出的冷凝热水与其他换热废水送入污泥调质装置，对污泥进行稀释增温，增温后温度为30℃～70℃；

(2)污泥脱水：将稀释增温后的污泥通过所述污泥深度脱水装置脱水形成泥饼，所述泥饼含水率为50％～60％，温度为30℃～60℃；

(3)污泥干化：将所述泥饼送入所述污泥干化装置，所述污泥干化装置采用高温导热油作为传热介质烘干污泥，干化污泥含水率为30％～55％；

(4)污泥焚烧：干化后的污泥送入所述污泥自持焚烧装置中进行多层燃烧，所述污泥自持焚烧装置中的环境温度为860℃～900℃，污泥中掺入的石灰抑制烟气产酸性物，燃烧后的气体经过烟气处理装置处理后排放。

9.如权利要求8所述的污泥脱水干化焚烧方法，其特征在于，所述污泥焚烧步骤还包括循环焚烧，所述循环焚烧具体为：所述焚烧炉排出的烟气经所述旋风分离器进行分离，相对较重的灰先分离回流到所述焚烧炉中再进行焚烧，多次分离后的灰由旋风分离器排渣口排出。