CN105731754A - 一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置，包括进料输送系统、空气循环系统和污泥干化系统，所述进料输送系统为所述污泥干化系统输送原料，所述空气循环系统为所述污泥干化系统传送热量，所述污泥干化系统用于干化污泥。所述污泥干化系统为一个横向倾斜放置的旋转污泥干燥器，所述旋转污泥干燥器的一端端部高于所述旋转污泥干燥器的另一端端部。本发明的装置利用垃圾焚烧炉排放的炉渣余热干化污泥，可在不消耗新能源的情况下，干化污水处理厂污泥，极大降低干化成本的同时为污水处理厂污泥的无害化、减量化和资源化处理提供基本条件。

Description

一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置及方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置及方法。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，污水处理厂总处理水量相应增加，产生的污泥量也日益增加。污泥中含有大量细菌、寄生虫卵以及污染物和重金属等有害成分，未经有效处理处置的污泥极易对地下水、土壤等造成二次污染，给生态环境带来巨大压力。因此，需对污泥做减量、稳定、无害化处理。

污泥的终端处置方式包括填埋、土地利用(土壤改良、农用、绿化)、堆肥、焚烧等。填埋的处理方式存在占地面积大且存在二次污染的问题，对于含重金属等有害成分的污泥，不宜采用填埋的处理方式。好氧与厌氧消化、堆肥化等方法可使污泥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源，但是这种肥料不宜长期使用。例如堆肥中的絮凝剂不仅影响土壤的pH值，而且易使土壤出现板结现象；长期使用污泥肥料，土壤中过剩的N、P会随水土流失造成水体的二次污染，此外还会引起土壤的有害有机质的污染及油类物质污染。

与污泥填埋、土地利用等处置方法相比，污泥焚烧具有以下优势：(1)减少污泥的体积和重量(焚烧后体积可减少90％以上)，最终处置量大幅降低；(2)不存在重金属离子析出的问题，是相对比较安全的一种污泥处置方式；(3)污泥处理速度快，占地面积小，不需要长期储存；(4)污泥可就地焚烧，不需要长距离运输；(5)可以回收能量用于供热或发电；(6)采用先进的焚烧设备可实现很低的二次污染。污泥焚烧可分为直接焚烧和干化后焚烧两种，直接焚烧是将高湿污泥(含水率80％以上)，在大量辅助燃料(如煤)作为热源的情况下直接在焚烧炉内焚烧。直接焚烧由于处理规模受限、尾气处理系统庞大、辅助燃料消耗大等局限，正逐渐被干化后焚烧所代替。干化焚烧近年来已经成为德国、日本、丹麦、瑞士等发达国家处理污泥的主流技术之一，有流化床、多层炉、回转窑、炉排炉等多种炉型，单独焚烧和混烧工艺均有所应用。

污泥干化需要消耗大量的能量，从而使成本大大提高，成为制约污泥干化发展的瓶颈。CN1654378A公开了一种利用锅炉烟气余热干化污泥的方法，利用锅炉烟气余热，用引风机将烟气经过烟道分别送到两个回转烘干窑或者三个回转烘干窑中，通过两段式或三段式干化过程，在低温条件下干化污泥。

CN2878374Y公开了一种利用烟道气余热干燥污泥的装置，由风机、干燥机、定量加料机、气固分离器和调节阀门组成。含有一定温度的烟道气作为干燥介质，与风机的进口连接，风机的出口与干燥机进风口连接，在干燥机的中部设有湿污泥加入口，该加入口与定量加料机出口连接，干燥机的出口与气固分离器的进口连接，气固分离器的出口与烟囱连接，原锅炉引风机出口与烟囱间及风机进口和气固分离器出口装有三只调节阀门，装置简单高效。

中国专利102745877A公开了一种利用风机余热干化污泥的处理装置及方法，包括太阳能温室、污泥压力输送系统、污泥干化系统、废气循环系统，所述污泥压力输送系统置于太阳能温室内，太阳能温室连接废气循环系统，所述污泥干化系统置于太阳能温室内，包括螺杆泵、布泥机、污泥翻抛机、曝气鼓风机余热加热系统和温度控制器，所述曝气鼓风机用于余热回收和气体循环通风，在处理污泥时有效节约能源，以降低能耗。

CN103539333A公开了一种利用燃气轮机余热干燥污泥的系统及方法，燃气轮机与发电机连接，燃气轮机烟气出口与余热锅炉相连通，汽轮机与发电机相连接，汽轮机的抽气管与内热式流化床干燥器的受热面管入口相连通，空气加热器出气口与内热式流化床干燥器进风口相连通，湿污泥经湿污泥管进入到内热式流化床干燥器中，在受热面管外流动、干燥后从出料口排入干污泥管；利用燃气轮机的烟气余热生产蒸汽推动汽轮发电机组发电，汽轮机余热作为污泥干燥的热源，实现能源梯级利用，热效率高。

CN101870549A公开了一种利用水泥窑尾气余热干燥污泥的循环耦合工艺，利用水泥窑尾气余热干燥污泥，干燥后的污泥部分替代煤作为燃料，污泥燃烧产生的灰渣部分替代水泥生产原料。一方面有效利用尾气中的低品位余热，另一方面节约燃料煤和水泥生产原料的消耗，从而实现污泥资源化利用。

CN203741200U公开了一种利用烟气余热干燥污泥的旋流喷动装置，包括流化风机、加料机、干燥塔、搅拌装置、旋风收尘器，所述的流化风机分别与锅炉排气口、干燥器进气口连接，给料机通过管道连接于干燥塔的中部位置，所述干燥塔顶部通过管道与旋风收尘器连接，所述干燥塔底部设置搅拌装置，通过高温高速旋流及机械搅拌的双重作用，可对污泥进行快速干燥。

DE102009001024公开了一种在干燥室干燥污泥的方法，该方法在干燥室内利用循环空气干燥污泥，空气的循环由风机和通风孔控制，污泥用传送带送至干燥室进行干燥。该方法可以利用热交换器、加热板或太阳能加热。DE102006011871A1公开了一种污泥干化设备，由多层旋转盘和固定耙臂组成，每层旋转盘和固定耙安装在重叠着嵌入矩形空气流通通道内，旋转盘与一个轴固定并作旋转移动，通过带齿的固定耙的挡料作用，使得污泥由上一级旋转盘外边进料后移向中心部分下降至下一级旋转盘，同样通过固定耙作用，使物料由中心移动至周边，从而实现污泥从上级旋转盘向下级旋转盘的逐级运动。干燥气流从最下方的通道进入，逐级迂回通过每层旋转盘，直至上部空气出口，实现对旋转盘上污泥干燥。

EP1319632A1公开了一种流化床干化污泥的装置与方法，包括流化床干燥器、污泥给料装置以及干燥空气循环系统。将机械脱水后含水率65-90％的污泥送至流化床干燥器干燥，污泥在流化床内自由下降与空气逆流换热，将污泥含水率干燥至15-30％。EP2700619A1公开了一种干化污泥的装置，包括干燥面和污泥输送机，所述输送机包括移动式横杆，通过安装的向下突出刮刀可以对污泥进行松料、反料、布料的输送式装置。刮刀安置在装置的中间，输送机位于干燥面上方并且通过刮刀作用实现对物料的移动输送。

生活垃圾经焚烧处置后，将会产生占垃圾总量20％到25％左右的炉渣，利用生活垃圾焚烧炉渣余热干化污泥，干污泥混入炉排炉中焚烧，清除其中有害物质，污泥焚烧产生的热量可用于发电，达到湿污泥干化减量、节能环保的要求，为城市污泥处理开辟了一条既安全又经济的有效途径。

发明内容

针对现有干化污泥技术存在能耗较大的问题，本发明的目的是提供一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述装置利用炉渣余热干化污泥的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置，包括进料输送系统、空气循环系统和污泥干化系统，所述进料输送系统为所述污泥干化系统输送原料，所述空气循环系统为所述污泥干化系统传送热量，所述污泥干化系统用于干化污泥。

所述进料输送系统包括污泥螺旋给料器、湿污泥槽和炉渣进料斗，所述污泥螺旋给料器的一端经过热风回风室与旋转污泥干燥器内筒连接，所述湿污泥槽位于所述污泥螺旋给料器的上部，所述炉渣进料斗的一端与旋转污泥干燥器外筒的一端连接。

所述空气循环系统包括热风回风室和尾气引风机，所述热风回风室位于旋转污泥干燥器的一端，所述尾气引风机位于旋转污泥干燥器的另一端。

所述污泥干化系统为一个横向倾斜放置的旋转污泥干燥器，所述旋转污泥干燥器的一端端部高于所述旋转污泥干燥器的另一端端部。

所述旋转污泥干燥器包括旋转污泥干燥器内筒和旋转污泥干燥器外筒，所述旋转污泥干燥器内筒位于所述旋转污泥干燥器外筒的内部，并且同轴设置。

所述旋转污泥干燥器的另一端并排设有冷却炉渣出口和干污泥出口，在所述冷却炉渣出口的对面设有冷却空气入口。

一种采用上述装置利用炉渣余热干化污泥的方法，包括以下步骤：

(1)将湿污泥送入湿污泥槽，湿污泥间歇进料，由污泥螺旋给料器输送至旋转污泥干燥器的旋转污泥干燥器内筒内；

(2)将生活垃圾焚烧炉排出的炉渣通过炉渣进料斗排入旋转污泥干燥器的旋转污泥干燥器外筒内；

(3)冷空气经由冷却空气入口输送入旋转污泥干燥器的另一端，冷空气在旋转污泥干燥器外筒内与上述炉渣接触进行逆流换热，加热后空气流至旋转污泥干燥器的一端后，通过热风回风室再次引入旋转污泥干燥器内筒内，在旋转污泥干燥器内筒中热风与上述污泥接触对污泥进行加热干化，冷却后炉渣经由冷却炉渣出口排出；

(4)上述污泥在旋转污泥干燥器旋转作用和炉渣自身重力带动下，均由旋转污泥干燥器的一端缓慢移动至旋转污泥干燥器的另一端，在移动的过程中干化同步完成，获得干污泥，干污泥经由干污泥出口排出；携带水分的尾气在旋转污泥干燥器的另一端经由尾气引风机排出。

所述步骤(2)中生活垃圾焚烧炉排出的炉渣的余热温度为300～600℃。

所述步骤(2)中炉渣进料量为1～2t/min，湿污泥与炉渣的比例为1:(2.1～3.3)。

所述步骤(3)中冷却后炉渣是在温度降低到100℃以下经由冷却炉渣出口排出。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明的装置利用垃圾焚烧炉排放的炉渣余热干化污泥，可在不消耗新能源的情况下，干化污水处理厂污泥，极大降低干化成本的同时为污水处理厂污泥的无害化、减量化和资源化处理提供基本条件。

采用本发明的装置和方法处理后的污泥可与生活垃圾协同焚烧发电，既能使污泥得到彻底无害化和减量化处理，又能使污泥的热能资源得到最大程度的利用，也可作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，开辟了一条废物循环、污泥资源化利用的途径，使污泥得到有效资源化与稳定化处理，并降低了能耗，获得显著经济效应。

附图说明

图1为本发明实施例利用炉渣余热干化污泥的处理装置的结构示意图。

其中：1为旋转污泥干燥器，2为污泥螺旋给料器，3为湿污泥槽，4为炉渣进料斗，5为热风回风室，6为尾气引风机，11为旋转污泥干燥器内筒，12为旋转污泥干燥器外筒，13为冷却炉渣出口，14为干污泥出口，15为冷却空气入口。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，图1为本发明实施例利用炉渣余热干化污泥的处理装置的结构示意图。一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置，包括进料输送系统、空气循环系统和污泥干化系统，所述进料输送系统为所述污泥干化系统输送原料，所述空气循环系统为所述污泥干化系统传送热量，所述污泥干化系统用于干化污泥。

所述进料输送系统包括污泥螺旋给料器2、湿污泥槽3和炉渣进料斗4，所述污泥螺旋给料器2的一端经过热风回风室5与旋转污泥干燥器内筒11连接，所述湿污泥槽3位于所述污泥螺旋给料器2的上部，所述炉渣进料斗4的一端与旋转污泥干燥器外筒12的一端连接。

所述空气循环系统包括热风回风室5和尾气引风机6，所述热风回风室5位于旋转污泥干燥器1的一端，所述尾气引风机6位于旋转污泥干燥器1的另一端。

所述污泥干化系统为一个横向倾斜放置的旋转污泥干燥器1，所述旋转污泥干燥器1的一端端部高于所述旋转污泥干燥器1的另一端端部。

所述旋转污泥干燥器1包括旋转污泥干燥器内筒11和旋转污泥干燥器外筒12，所述旋转污泥干燥器内筒11位于所述旋转污泥干燥器外筒12的内部，并且同轴设置。

所述旋转污泥干燥器1的另一端并排设有冷却炉渣出口13和干污泥出口14，在所述冷却炉渣出口13的对面设有冷却空气入口15。

一种采用上述装置利用炉渣余热干化污泥的方法，包括以下步骤：

(1)将湿污泥送入湿污泥槽3，湿污泥间歇进料，由污泥螺旋给料器2输送至旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器内筒11内；

(2)将生活垃圾焚烧炉排出的余热温度为600℃的炉渣，通过炉渣进料斗4排入旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器外筒12内，炉渣进料量为1t/min，湿污泥与炉渣的比例约为1:(2.1～2.4)；

(3)冷空气经由冷却空气入口15输送入旋转污泥干燥器1的另一端，冷空气在旋转污泥干燥器外筒12内与上述炉渣接触进行逆流换热，加热后空气流至旋转污泥干燥器1的一端后，通过热风回风室5再次引入旋转污泥干燥器内筒11内，在旋转污泥干燥器内筒11中热风与上述污泥接触对污泥进行加热干化，冷却后炉渣温度降低到100℃以下经由冷却炉渣出口13排出；

(4)上述污泥在旋转污泥干燥器1旋转作用和炉渣自身重力带动下，均由旋转污泥干燥器1的一端缓慢移动至旋转污泥干燥器1的另一端，在移动的过程中干化同步完成，获得干污泥，干污泥经由干污泥出口14排出；携带水分的尾气在旋转污泥干燥器1的另一端经由尾气引风机6排出。

(5)所得干污泥可作为生活垃圾协同焚烧原料，也可作为烧制轻质节能砖和生产水泥的原料。

实施例2

一种采用上述装置利用炉渣余热干化污泥的方法，包括以下步骤：

(1)将湿污泥送入湿污泥槽3，湿污泥间歇进料，由污泥螺旋给料器2输送至旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器内筒11内；

(2)将生活垃圾焚烧炉排出的余热温度为400℃的炉渣，通过炉渣进料斗4排入旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器外筒12内，炉渣进料量为1.5t/min，湿污泥与炉渣的比例约为1:(2.7～3)；

(3)冷空气经由冷却空气入口15输送入旋转污泥干燥器1的另一端，冷空气在旋转污泥干燥器外筒12内与上述炉渣接触进行逆流换热，加热后空气流至旋转污泥干燥器1的一端后，通过热风回风室5再次引入旋转污泥干燥器内筒11内，在旋转污泥干燥器内筒11中热风与上述污泥接触对污泥进行加热干化，冷却后炉渣温度降低到100℃以下经由冷却炉渣出口13排出；

(4)上述污泥在旋转污泥干燥器1旋转作用和炉渣自身重力带动下，均由旋转污泥干燥器1的一端缓慢移动至旋转污泥干燥器1的另一端，在移动的过程中干化同步完成，获得干污泥，干污泥经由干污泥出口14排出；携带水分的尾气在旋转污泥干燥器1的另一端经由尾气引风机6排出。

(5)所得干污泥可作为生活垃圾协同焚烧原料，也可作为烧制轻质节能砖和生产水泥的原料。

实施例3

一种采用上述装置利用炉渣余热干化污泥的方法，包括以下步骤：

(1)将湿污泥送入湿污泥槽3，湿污泥间歇进料，由污泥螺旋给料器2输送至旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器内筒11内；

(2)将生活垃圾焚烧炉排出的余热温度为300℃的炉渣，通过炉渣进料斗4排入旋转污泥干燥器1的旋转污泥干燥器外筒12内，炉渣进料量为2t/min，湿污泥与炉渣的比例约为1:(3～3.3)；

(3)冷空气经由冷却空气入口15输送入旋转污泥干燥器1的另一端，冷空气在旋转污泥干燥器外筒12内与上述炉渣接触进行逆流换热，加热后空气流至旋转污泥干燥器1的一端后，通过热风回风室5再次引入旋转污泥干燥器内筒11内，在旋转污泥干燥器内筒11中热风与上述污泥接触对污泥进行加热干化，冷却后炉渣温度降低到100℃以下经由冷却炉渣出口13排出；

(4)上述污泥在旋转污泥干燥器1旋转作用和炉渣自身重力带动下，均由旋转污泥干燥器1的一端缓慢移动至旋转污泥干燥器1的另一端，在移动的过程中干化同步完成，获得干污泥，干污泥经由干污泥出口14排出；携带水分的尾气在旋转污泥干燥器1的另一端经由尾气引风机6排出。

(5)所得干污泥可作为生活垃圾协同焚烧原料，也可作为烧制轻质节能砖和生产水泥的原料。

本发明利用生活垃圾焚烧炉炉渣余热，通过特殊结构设计的旋转污泥干燥器的换热作用，实现对污泥的干化，干化后污泥可与生活垃圾协同焚烧，也可作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：包括进料输送系统、空气循环系统和污泥干化系统，所述进料输送系统为所述污泥干化系统输送原料，所述空气循环系统为所述污泥干化系统传送热量，所述污泥干化系统用于干化污泥。

2.根据权利要求1所述的利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：所述进料输送系统包括污泥螺旋给料器、湿污泥槽和炉渣进料斗，所述污泥螺旋给料器的一端经过热风回风室与旋转污泥干燥器内筒连接，所述湿污泥槽位于所述污泥螺旋给料器的上部，所述炉渣进料斗的一端与旋转污泥干燥器外筒的一端连接。

3.根据权利要求1所述的利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：所述空气循环系统包括热风回风室和尾气引风机，所述热风回风室位于旋转污泥干燥器的一端，所述尾气引风机位于旋转污泥干燥器的另一端。

4.根据权利要求1所述的利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：所述污泥干化系统为一个横向倾斜放置的旋转污泥干燥器，所述旋转污泥干燥器的一端端部高于所述旋转污泥干燥器的另一端端部。

5.根据权利要求4所述的利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：所述旋转污泥干燥器包括旋转污泥干燥器内筒和旋转污泥干燥器外筒，所述旋转污泥干燥器内筒位于所述旋转污泥干燥器外筒的内部，并且同轴设置。

6.根据权利要求4所述的利用炉渣余热干化污泥的处理装置，其特征在于：所述旋转污泥干燥器的另一端并排设有冷却炉渣出口和干污泥出口，在所述冷却炉渣出口的对面设有冷却空气入口。

7.一种采用权利要求1至6任一所述的装置利用炉渣余热干化污泥的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将湿污泥送入湿污泥槽，湿污泥间歇进料，由污泥螺旋给料器输送至旋转污泥干燥器的旋转污泥干燥器内筒内；

(2)将生活垃圾焚烧炉排出的炉渣通过炉渣进料斗排入旋转污泥干燥器的旋转污泥干燥器外筒内；

(3)冷空气经由冷却空气入口输送入旋转污泥干燥器的另一端，冷空气在旋转污泥干燥器外筒内与上述炉渣接触进行逆流换热，加热后空气流至旋转污泥干燥器的一端后，通过热风回风室再次引入旋转污泥干燥器内筒内，在旋转污泥干燥器内筒中热风与上述污泥接触对污泥进行加热干化，冷却后炉渣经由冷却炉渣出口排出；

(4)上述污泥在旋转污泥干燥器旋转作用和炉渣自身重力带动下，均由旋转污泥干燥器的一端缓慢移动至旋转污泥干燥器的另一端，在移动的过程中干化同步完成，获得干污泥，干污泥经由干污泥出口排出；携带水分的尾气在旋转污泥干燥器的另一端经由尾气引风机排出。

8.根据权利要求7所述的利用炉渣余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤(2)中生活垃圾焚烧炉排出的炉渣的余热温度为300～600℃。

9.根据权利要求7所述的利用炉渣余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤(2)中炉渣进料量为1～2t/min，湿污泥与炉渣的比例为1:(2.1～3.3)。

10.根据权利要求7所述的利用炉渣余热干化污泥的方法，其特征在于：所述步骤(3)中冷却后炉渣是在温度降低到100℃以下经由冷却炉渣出口排出。