CN107388263A - 一种污泥协同焚烧处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥协同焚烧处理系统及处理方法，所述处理系统包括锅炉及第一引风机，所述锅炉的烟气管道上设置有热烟气抽取口、热风管道上设置有热空气导出口，所述第一引风机与所述锅炉的烟气管道尾部相连通，还包括与所述锅炉相连接的干燥制粉装置，所述干燥制粉装置的进料管道上设置有干燥介质入口和污泥入口，所述热烟气抽取口、所述热空气导出口及所述第一引风机的排风口均与所述干燥介质入口相连通，所述干燥制粉装置的出料口与所述锅炉的炉腔相连通。本发明大大简化了整个工艺流程，最大限度地降低了设备的投资和运行成本，具有很高的使用及推广价值。

Description

一种污泥协同焚烧处理系统及处理方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥协同焚烧处理系统及处理方法。

背景技术

截止2015年，我国城市污水厂日处理能力达到13784万立方米，年产生污泥量约3500万吨，预计到2020年，我国的市政污泥产量将达到6000万吨~9000万吨。同时，印染、纺织等工业企业也有大量污泥产生。

目前，我国现有的污泥处理技术主要采用如下三种方式：

（1）污泥通过泵或输送机直接送入锅炉燃烧的方式，此方式虽工艺简单，但由于湿污泥本身含水率高，污泥中水分对锅炉运行影响非常大，所以只适用于处理能力低的锅炉；

（2）污泥与煤炭等燃料掺配混合、输送和预处理后送入锅炉燃烧的方式，该方式时常出现污泥粘结、架桥和堵塞等情况，影响燃料系统的运行，同时也不利于锅炉调整，处理能力也非常有限；

（3）污泥经热力干化后与煤炭等燃料掺配或直接送入锅炉燃烧的方式，此方式对锅炉燃烧的影响相对较小，但干化过程的能源损失较大，防爆、粉尘和臭味等问题难以解决，且工艺复杂，系统投资较大，同时运行费用较高。

综上可知，现阶段我国污泥处理设施的规模、能力和技术水平严重滞后，难以满足现有和未来污泥处理处置的需要。而利用电厂锅炉协同处置污泥技术已逐渐发展成为污泥处理的最合理途径。

中国专利文献CN204100275U公开了一种钢球磨和风扇磨结合的制粉系统，该系统在锅炉外设有混合室，混合室的混合烟气出口连接到干燥管的干燥剂入口，混合室的热烟进口连接到锅炉烟道上的高温炉烟抽取口，设置于锅炉烟道尾部的除尘器的出口烟道连接冷烟风机，冷烟风机再连接到混合室的冷烟进口，设置于锅炉尾部烟道的空气预热器的出口二次风管道连接到混合室的热风进口；干燥管的进料口连接高水分劣质燃料给料机，干燥管的出料口经风扇磨连接到粗粉分离器的进料口，粗粉分离器的出口连接到收粉器，收粉器的乏气出口依次经水回收装置、乏气风机连接到风粉混合器的进风口，收粉器的出粉口经木屑分离器连接到粉仓，粉仓连接到给粉机，给粉机连接到风粉混合器的进粉口，风粉混合器的出料口连接锅炉的燃烧器。

在上述技术中，高水分劣质燃料经干燥管与高温炉烟、冷炉烟及热风所形成的混合介质发生接触并被初步干燥，而后一并进入风扇磨中被研磨至细粒径的同时再与干燥介质进行深度换热，从而提高了干燥速率和处理量，降低了干燥能耗。但上述技术需要设置干燥管以使高水分劣质燃料首先与干燥介质进行初步换热，这无疑增大了整个系统的设备投入，并且也不利于工艺流程的简化。除此之外，上述技术还设置有粗粉分离器、收粉器、水回收装置、乏气风机、风粉混合器、木屑分离器、粉仓、给粉机等设备，以对风扇磨的出口物料进行气粉分离、乏气除污水、干粉储存及输送等处理，既然有污水产生，则必然还需要额外设置污水处理系统及冷凝系统，这些分离、净化装置的设立不仅使得整个工艺流程复杂化，更重要的是还增大了投资和运行成本，非常不利于其工业化应用。鉴于此，考虑到当前我国电站锅炉协同处置污泥的工艺和装备尚不成熟，故而迫切需要对现有的电站锅炉协同处置污泥的系统进行改进以克服其工艺复杂、设备投资及运行成本高的不足。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的电站锅炉协同处置污泥的系统所存在的工艺复杂、设备投资及运行成本高的缺陷，进而提供一种工艺简单可靠、设备投资和运行成本低且不产生二次污染的污泥协同焚烧处理系统及处理方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种污泥协同焚烧处理系统，包括锅炉及第一引风机，所述锅炉的烟气管道上设置有热烟气抽取口、热风管道上设置有热空气导出口，所述第一引风机与所述锅炉的烟气管道尾部相连通，还包括与所述锅炉相连接的干燥制粉装置，所述干燥制粉装置的进料管道上设置有干燥介质入口和污泥入口，所述热烟气抽取口、所述热空气导出口及所述第一引风机的排风口均与所述干燥介质入口相连通，所述干燥制粉装置的出料口与所述锅炉的炉腔相连通。

优选地，所述干燥制粉装置借助进料管道与给料装置相连接，所述干燥制粉装置的出料口借助出料管道与所述锅炉的炉腔相连通。

优选地，所述进料管道上设置有用于调节干燥介质进料量的调节装置，所述进料管道及所述出料管道上均设置有用于加工监测的监测组件。

优选地，所述监测组件包括温度表、压力表及流量表中一种或多种的组合。

优选地，所述干燥制粉装置为风扇磨、中速磨或钢球磨。

优选地，所述热烟气抽取口通过第二引风机与所述干燥介质入口相连接。

优选地，在所述锅炉的烟气管道尾部与所述第一引风机之间还设置有除尘装置，所述第一引风机的排风口还与烟囱相连通。

优选地，还包括相互连接设置的煤仓和磨煤机，所述磨煤机借助送煤管道与所述锅炉的炉腔相连通，所述热空气导出口与所述磨煤机的进风口相连通。

优选地，还包括与所述锅炉的炉腔相连通、用于将空气送入所述锅炉内的送风机。

一种使用上述的污泥协同焚烧处理系统的处理方法，包括如下步骤：

S1、焚烧步骤；

S11、污泥通过给料装置被送入干燥制粉装置内，干燥介质通过进料管道被送入所述干燥制粉装置内，所述污泥在所述干燥制粉装置作用下完成干燥并破碎成粉，经过干燥制粉处理后的污泥随后被送入锅炉炉腔内；

S12、煤仓内的燃煤经过磨煤机的加工后被送入锅炉炉腔内，所述送风机将空气送入锅炉炉腔内，所述燃煤粉末、污泥粉末及空气的混合物在所述锅炉炉腔内充分燃烧，并产生热烟气及灰渣；

S2、干燥介质导出步骤；

S21、所述锅炉炉腔内燃烧产生的热烟气由第二引风机抽出，进入烟气管道内；

S22、所述锅炉炉腔内燃烧产生的热烟气的热量传导至空气中，形成热空气，所述热空气由热空气导出口排出，一部分热空气进入热风管道内，剩余部分热空气被引入所述磨煤机中；

S23、所述锅炉炉腔内燃烧产生的灰渣进入除尘装置内进行除尘处理、并产生冷烟气，所述冷烟气由第一引风机抽出，一部分冷烟气进入烟气管道内，剩余部分冷烟气借助烟囱排出；

S3、干燥介质再利用步骤；

S31、进入烟气管道内的所述热烟气及冷烟气，以及进入所述热风管道内的所述热空气均被引入所述干燥制粉装置的进料管道内，所述热烟气、冷烟气及热空气在所述进料管道内充分混合、共同形成干燥介质；

S32、混合完毕后的干燥介质借助所述进料管道上的干燥介质入口进入所述干燥制粉装置内，所述干燥制粉装置内的污泥在所述干燥介质的作用下实现干燥；

S4、循环步骤；

重复上述S1~S3，直至完成全部污泥协同焚烧处理作业。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下优点：

1、本发明提供的污泥协同焚烧处理系统及处理方法，通过直接将干燥介质和污泥送入干燥制粉装置的送料管道中，一则利用干燥介质将污泥携带进入干燥制粉装置内，有效避免了原料堵塞和污泥异味的散发，二则也避免了用于初步干燥的干燥管的设置；与此同时本系统还将干燥制粉装置的出料口直接连通锅炉的炉膛，以将污泥干粉、水蒸汽、烟气和空气一并送入锅炉内燃烧，使得本发明所述系统的热损失非常小，另一方面还无需再对干燥制粉装置的出口物料进行气粉分离、乏气除污水、干粉储存及输送等处理，由此也摒弃设置相应的分离装置、污水处理装置、储存及输送装置，从而大大简化了整个工艺流程，更重要的是最大限度地降低了设备的投资和运行成本，并且无二次污染产生，使得本发明的系统能够适用于工业化应用。

2、本发明提供的污泥协同焚烧处理系统及处理方法，考虑到污水厂产生的污泥的含水率一般在60-85%，含水量大，难以去除，成本较高；并且污泥中的干物质中还含有大量有机物，使得污泥的挥发性较高，可燃基灰分达到75%以上，同时挥发份的析出温度较低，在高温下易产生自燃甚至爆炸；另外污泥具有较强的粘结性，不利于输送，污泥中还含有大量细菌，且易产生臭味等诸多问题，故而采用氧含量低的高温烟气作为主要干燥介质（其占比在85%以上），一则尽量防止污泥在干燥制粉过程中的燃烧或爆炸，二则还可以减少气体的使用量，从而降低对锅炉烟、风比例的影响；与此同时还采用热空气及冷烟气来调节干燥介质的温度与风量，以使之适应锅炉负荷和污泥量的变化，最终使得本发明的系统具有干燥速度快，处理能力强、无燃烧或爆炸风险的优点。

3、本发明提供的污泥协同焚烧处理系统及处理方法，包括烟气、空气、污泥在内的所有介质均在管道和设备等封闭系统中运行，能够有效防止粉尘、臭味等二次污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

1-锅炉；2-第一引风机；3-干燥制粉装置；4-第二引风机；5-除尘装置；6-烟囱；7-煤仓；8-磨煤机；9-给料装置；10-送风机。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明揭示了一种污泥协同焚烧处理系统及处理方法。

如图1所示，一种污泥协同焚烧处理系统，包括锅炉1及第一引风机2，所述锅炉1的烟气管道上设置有热烟气抽取口，根据抽取口位置的不同，抽取出的热烟气的温度一般在300-900℃之间。

所述锅炉1的热风管道上设置有热空气导出口，所述热风管道可以是一次风管道，也可以是二次风管道和/或三次风管道，锅炉热空气的温度在200-400℃之间。

所述第一引风机2与所述锅炉1的烟气管道尾部相连通，还包括与所述锅炉1相连接的干燥制粉装置3，所述干燥制粉装置3的进料管道上设置有干燥介质入口和污泥入口，所述热烟气抽取口、所述热空气导出口及所述第一引风机2的排风口均与所述干燥介质入口相连通，从而构成以热烟气、热空气和冷烟气（温度一般在200℃以下）的混合气作为干燥介质。

所述干燥制粉装置3的出料口与所述锅炉1的炉腔相连通，从而保证经过干燥制粉后的污泥能够顺利进入所述锅炉1内完成燃烧。

所述干燥制粉装置3借助进料管道与给料装置9相连接，送入所述锅炉1的污泥量可根据系统实际的运行情况、或污泥处理量的实际需要通过给料装置9适时调节。所述干燥制粉装置3的出料口借助出料管道与所述锅炉1的炉腔相连通。

所述进料管道上设置有用于调节进料量的调节装置，所述干燥介质中三种气体的混合比例及流量均可以借助所述调节装置进行调节。

所述进料管道及所述出料管道上均设置有监测组件，以对处理过程中的各项参数进行监视、控制及调整。所述监测组件包括温度表、压力表及流量表中一种或多种的组合，操作者还可以根据实际的加工需要对其具体部件进行适当的增加或替换。

所述干燥制粉装置3为风扇磨、中速磨或钢球磨。本实施例中的所述干燥制粉装置3为风扇磨，当然在其它实施例中还可以采用中速磨或钢球磨。污泥、烟气、空气在系统内流动，其动力来源于所述干燥磨粉装置3自身以及风机，当所述干燥制粉装置3为风扇磨时，可不配置风机，而由风扇磨本身提供动力，使进口产生负压抽取烟气、空气和污泥等介质，并由风扇磨出口的正压力将介质送入所述锅炉1内。

所述热烟气抽取口通过第二引风机4与所述干燥介质入口相连接。

在所述锅炉1的烟气管道尾部与所述第一引风机2之间还设置有除尘装置5，所述第一引风机2的排风口还与烟囱6相连通。

所述污泥协同焚烧处理系统还包括相互连接设置的煤仓7和磨煤机8，所述磨煤机8借助送煤管道与所述锅炉1的炉腔相连通，所述热空气导出口与所述磨煤机8的进风口相连通。

所述污泥协同焚烧处理系统还包括与所述锅炉1的炉腔相连通、用于将空气送入所述锅炉1内的送风机10。空气经由送风机进入炉尾部被加热而成为热空气，热空气自热空气导出口导出后分为两路，一路进入干燥介质入口，另一路则进入所述磨煤机8的进风口中。

需要说明的是，在本实施例所述的处理系统中，内部温度超过100℃的管道、设备等的内外表面均需要进行防腐和保温处理，以提高其热效率和使用寿命。

一种使用上述的污泥协同焚烧处理系统的处理方法，包括如下步骤：

S1、焚烧步骤；

S11、污泥通过给料装置9被送入干燥制粉装置内，干燥介质通过进料管道被送入所述干燥制粉装置内，所述污泥在所述干燥制粉装置作用下完成干燥并破碎成粉，经过干燥制粉处理后的污泥随后被送入锅炉1炉腔内；

S12、煤仓7内的燃煤经过磨煤机8的加工后被送入锅炉1炉腔内，所述送风机10将空气送入锅炉1炉腔内，所述燃煤粉末、污泥粉末及空气的混合物在所述锅炉1炉腔内充分燃烧，并产生热烟气及灰渣；

S2、干燥介质导出步骤；

S21、所述锅炉1炉腔内燃烧产生的热烟气由第二引风机4抽出，进入烟气管道内；

S22、所述锅炉1炉腔内燃烧产生的热烟气的热量传导至空气中，形成热空气，所述热空气由热空气导出口排出，一部分热空气进入热风管道内，剩余部分热空气被引入所述磨煤机8中；

S23、所述锅炉1炉腔内燃烧产生的灰渣进入除尘装置5内进行除尘处理、并产生冷烟气，所述冷烟气由第一引风机2抽出，一部分冷烟气进入烟气管道内，剩余部分冷烟气借助烟囱6排出；

S3、干燥介质再利用步骤；

S31、进入烟气管道内的所述热烟气及冷烟气，以及进入所述热风管道内的所述热空气均被引入所述干燥制粉装置3的进料管道内，所述热烟气、冷烟气及热空气在所述进料管道内充分混合、共同形成干燥介质；

S32、混合完毕后的干燥介质借助所述进料管道上的干燥介质入口进入所述干燥制粉装置3内，所述干燥制粉装置3内的污泥在所述干燥介质的作用下实现干燥；

S4、循环步骤；

重复上述S1~S3，直至完成全部污泥协同焚烧处理作业。

本实施例所述的电厂锅炉协同焚烧处置污泥的系统的工作原理为：

热烟气、热空气和冷烟气以一定比例混合所形成的干燥介质以一定的速度进入干燥制粉装置3的进料管道中，湿污泥由给料装置9送料并由干燥介质携带进入所述干燥制粉装置3内；湿污泥在所述干燥制粉装置3内与干燥介质充分接触、混合、加热，使其含有的水分逐步蒸发形成水蒸汽，污泥自身的水分含量降低，与此同时污泥被所述干燥制粉装置3的内部结构破碎、研磨而形成细粉末，污泥细粉在气流带动下进入锅炉1炉膛，低水分污泥细粉具有一定的热量，作为低品位燃料与煤及其它燃料一样，进入锅炉后在高温下燃烧，放出热量，同时形成热烟气和灰渣。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种污泥协同焚烧处理系统，包括锅炉（1）及第一引风机（2），所述锅炉（1）的烟气管道上设置有热烟气抽取口、热风管道上设置有热空气导出口，所述第一引风机（2）与所述锅炉（1）的烟气管道尾部相连通，其特征在于：还包括与所述锅炉（1）相连接的干燥制粉装置（3），所述干燥制粉装置（3）的进料管道上设置有干燥介质入口和污泥入口，所述热烟气抽取口、所述热空气导出口及所述第一引风机（2）的排风口均与所述干燥介质入口相连通，所述干燥制粉装置（3）的出料口与所述锅炉（1）的炉腔相连通。

2.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：所述干燥制粉装置（3）借助进料管道与给料装置（9）相连接，所述干燥制粉装置（3）的出料口借助出料管道与所述锅炉（1）的炉腔相连通。

3.据权利要求2所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：所述进料管道上设置有用于调节干燥介质进料量的调节装置，所述进料管道及所述出料管道上均设置有用于加工监测的监测组件。

4.据权利要求3所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：所述监测组件包括温度表、压力表及流量表中一种或多种的组合。

5.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：所述干燥制粉装置（3）为风扇磨、中速磨或钢球磨。

6.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：所述热烟气抽取口通过第二引风机（4）与所述干燥介质入口相连接。

7.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：在所述锅炉（1）的烟气管道尾部与所述第一引风机（2）之间还设置有除尘装置（5），所述第一引风机（2）的排风口还与烟囱（6）相连通。

8.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：还包括相互连接设置的煤仓（7）和磨煤机（8），所述磨煤机（8）借助送煤管道与所述锅炉（1）的炉腔相连通，所述热空气导出口与所述磨煤机（8）的进风口相连通。

9.据权利要求1所述的一种污泥协同焚烧处理系统，其特征在于：还包括与所述锅炉（1）的炉腔相连通、用于将空气送入所述锅炉（1）内的送风机（10）。

10.种使用如权利要求1~9所述的污泥协同焚烧处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、焚烧步骤；

S11、污泥通过给料装置（9）被送入干燥制粉装置内，干燥介质通过进料管道被送入所述干燥制粉装置内，所述污泥在所述干燥制粉装置作用下完成干燥并破碎成粉，经过干燥制粉处理后的污泥随后被送入锅炉（1）炉腔内；

S12、煤仓（7）内的燃煤经过磨煤机（8）的加工后被送入锅炉（1）炉腔内，所述送风机（10）将空气送入锅炉（1）炉腔内，所述燃煤粉末、污泥粉末及空气的混合物在所述锅炉（1）炉腔内充分燃烧，并产生热烟气及灰渣；

S2、干燥介质导出步骤；

S21、所述锅炉（1）炉腔内燃烧产生的热烟气由第二引风机（4）抽出，进入烟气管道内；

S22、所述锅炉（1）炉腔内燃烧产生的热烟气的热量传导至空气中，形成热空气，所述热空气由热空气导出口排出，一部分热空气进入热风管道内，剩余部分热空气被引入所述磨煤机（8）中；

S23、所述锅炉（1）炉腔内燃烧产生的灰渣进入除尘装置（5）内进行除尘处理、并产生冷烟气，所述冷烟气由第一引风机（2）抽出，一部分冷烟气进入烟气管道内，剩余部分冷烟气借助烟囱（6）排出；

S3、干燥介质再利用步骤；

S31、进入烟气管道内的所述热烟气及冷烟气，以及进入所述热风管道内的所述热空气均被引入所述干燥制粉装置（3）的进料管道内，所述热烟气、冷烟气及热空气在所述进料管道内充分混合、共同形成干燥介质；

S32、混合完毕后的干燥介质借助所述进料管道上的干燥介质入口进入所述干燥制粉装置（3）内，所述干燥制粉装置（3）内的污泥在所述干燥介质的作用下实现干燥；

S4、循环步骤；

重复上述S1~S3，直至完成全部污泥协同焚烧处理作业。