CN108249730A - 一种污泥的处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥的处理系统及方法，处理系统包括依次设置的进料装置、干燥装置、炭化装置、燃烧装置以及尾气处理装置，还包括依次设于进料装置和干燥装置之间的挤出装置和切断装置，所述燃烧装置为天然气助燃的燃烧装置。通过设置挤出装置和切断装置，将污泥制成棒状泥化炭进行燃烧，泥化炭呈棒状，堆积在一起后，各个棒状的泥化炭之间形成较多的空气流通通道，在泥化炭热值有限的情况下，保证了泥化炭的充分燃烧，而且燃烧时间缩短，助燃物质用量减少，通过设置第一出气装置，采用天然气喷气燃烧辐射点燃泥化炭一起燃烧，对泥化炭进行助燃，使得污泥处理项目符合环评标准。

Description

一种污泥的处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及一种干化污泥处理领域，具体涉及一种泥化炭、其成型方法及装置、其处理方法及装置。

背景技术

污泥是在污水处理过程中产生的半固态或固态物质。污水处理厂生产过程中产生的污泥（污水变泥水，经絮凝泥再脱水而得的泥饼）中含水率高达70%～90%。污水处理厂每处理1万吨污水要产生污泥6-10吨。污泥是水中污染物，如不能将其彻底处理，污染会一直存在。因此，污泥处理是实现污水处理的必要步骤。污泥形状为灰黑色，水泡体，其中含大量的蛋白质有机物、各种菌种病原体。污泥长期搁置会导致腐烂发臭，产生甲烷、硫化氢等毒气，并且滋生细菌、蚊蝇，传播疾病，危害生命。工业污泥中还含重金属、化学品，污染水土，危害环境。

将污泥经干燥和炭化后得到泥化炭，然后对泥化炭进行焚烧处理，泥化炭通常呈颗粒状，置于炉排上，在助燃物质的作用下进行燃烧，由于泥化炭本身的热值有限，因此，一方面，要求燃烧时间足够长，效率较低，另一方面，要求助燃物质的需求量较大，即使在大量助燃物质的条件下进行长时间的燃烧，还是无法保证泥化炭烧尽。

申请公布号为CN105753274A的中国发明专利公开了一种干化污泥并资源再利用的方法，上述污泥处置系统包括：污泥进料装置，污泥干燥装置，污泥炭化制炭装置，污泥燃烧装置以及尾气处理装置。上述发明申请提供了一套完善的污泥处理装置，不仅使得最终的排放无污染，而且还充分利用了其中的热量，因此是一种经济且无污染的污泥处置系统。但是，泥化炭在燃烧时采用煤炭或兰炭进行助燃，污泥处理项目环评通不过，因此目前多个城市禁烧煤炭、兰炭及生植物燃料。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥的处理系统及处理方法，污泥处理项目符合环评标准，并且保证了泥化炭的充分燃烧。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种污泥的处理系统，包括依次设置的进料装置、干燥装置、炭化装置、燃烧装置以及尾气处理装置，所述处理系统还包括依次设于所述进料装置和所述干燥装置之间的挤出装置和切断装置，所述燃烧装置为天然气助燃的燃烧装置。

上述技术方案中，所述挤出装置的挤出口径向尺寸为2.5-3厘米。

上述技术方案中，所述切断装置的切断定长为7-10厘米。

上述技术方案中，所述燃烧装置包括：

燃烧室，其设有加料口、炉膛以及出渣口；

输送链，其设于所述燃烧室中；

助燃机构，其设于所述炉膛中；

其中，所述助燃机构包括第一出气装置，所述第一出气装置包括一只或多只第一喷嘴，所述第一喷嘴进气口与置于所述燃烧室之外的天然气源接通，所述第一喷嘴喷气口朝向所述输送链输送面。

上述技术方案中，所述第一喷嘴倾斜设于所述输送链的侧上方，多只所述第一喷嘴设于所述输送链不同侧，多只所述第一喷嘴分别朝向所述输送链沿其输送方向的不同输送面位置。

上述技术方案中，多只所述第一喷嘴中，至少一只预留备用。

上述技术方案中，所述助燃机构还包括第二出气装置，所述第二出气装置包括一只或多只第二喷嘴，所述第二喷嘴进气口与置于所述燃烧室之外的氧气源或鼓风机接通，所述第二喷嘴喷气口与所述炉膛空间接通。

上述技术方案中，所述加料口还设有料斗，所述料斗与所述输送链输送面之间的距离可调，所述出渣口下方还设有可移出的接渣盘。

上述技术方案中，所述尾气处理装置为换热设备，所述燃烧装置的尾气出口和一常温介质源分别连接所述换热装置的两换热介质入口，所述换热装置的两换热介质出口分别连接所述干燥装置和炭化装置的导热介质入口。

本发明还提供一种污泥的处理方法，采用如上所述的处理系统，包括如下步骤：

( 1 )上料步骤：通过所述进料装置将卸载后的污泥输送至所述挤出装置；

（2）挤出步骤：通过所述挤出装置将步骤（1）输送来的污泥挤出成型后输送至所述切断装置；

（3）切断步骤：通过所述切断装置将步骤（2）挤出的污泥按定长切断，将形成的污泥棒输送至所述干燥装置；

（4）干燥步骤：通过所述干燥装置将步骤（3）输送来的污泥棒进行热解和干燥，干燥至其初始体积的30%到40%后输送至所述炭化装置；

（5）炭化步骤：通过所述炭化装置将步骤（4）干燥后的污泥棒进行炭化，污泥中的有机物与污泥分离后炭化，将形成的棒状泥化炭输送至所述燃烧装置；

（6）燃烧步骤：将步骤( 5)炭化形成的棒状泥化炭自燃烧装置的加料口加入并通过输送链输送至燃烧装置的炉膛部位，向燃烧装置的炉膛中通入根据热基值计算的所述棒状泥化炭所需的天然气量，控制泥化炭的进料量、输送链的输送速度以及天然气的通入流量，使得泥化炭在燃烧装置的炉膛中充分燃烧；

其中，所述燃烧装置燃烧时形成的尾气通入所述尾气处理装置中，所述燃烧装置的燃烧温度≥1000度。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

（1）本发明公开的处理系统及处理方法，通过设置挤出装置和切断装置，将污泥制成棒状泥化炭进行燃烧，泥化炭呈棒状，堆积在一起后，各个棒状的泥化炭之间形成较多的空气流通通道，在泥化炭热值有限的情况下，保证了泥化炭的充分燃烧，而且燃烧时间缩短，助燃物质用量减少，通过设置第一出气装置，采用天然气喷气燃烧辐射点燃泥化炭一起燃烧，对泥化炭进行助燃，使得污泥处理项目符合环评标准；

（2）本发明公开的处理系统及处理方法，设置第一出气装置，并采用天然气喷气燃烧辐射点燃泥化炭一起燃烧，对泥化炭进行助燃，使得污泥处理项目符合环评标准；

（3）本发明公开的处理系统及处理方法，第一喷嘴倾斜设于输送链侧上方，第一喷嘴向斜下方喷气，喷气燃烧直接点燃输送链上的泥化碳，助燃效果更好，且不会烧到第一喷嘴；

（4）本发明公开的处理系统及处理方法，多只第一喷嘴设于输送链不同侧，使得泥化炭在输送的过程中，两侧均被辐射燃烧，不留死角，同时形成良好的空气对流，使得泥化炭两侧的气流大小基本均衡；

（5）本发明公开的处理系统及处理方法，多只第一喷嘴分别朝向输送链沿其输送方向的不同输送面位置，避免一侧的第一喷嘴将泥化炭吹到另一侧的第一喷嘴中造成的堵塞问题；

（6）本发明公开的处理系统及处理方法，通过预留备用至少一个第一喷嘴，以适应不同地区污泥的不同热值，根据热值大小确定启用的第一喷嘴个数；

（7）本发明公开的处理系统及处理方法，设置第二出气装置，保证炉膛内氧气充分，有助于泥化炭的燃烧；

（8）本发明公开的处理系统及处理方法，料斗与输送链之间的距离可调，一方面可以控制输送链上泥化碳的堆积厚度，保证后续燃烧充分，另一方面，可以适应不同尺寸的泥化炭，防止泥化碳拥堵；

（9）本发明公开的处理系统及处理方法，接渣盘可移动设置，可以对炉渣进行定期清理。

附图说明

图1是本发明公开的污泥的处理系统的组成示意图。

图2是本发明公开的挤出装置的挤出口主视截面图。

图3是本发明公开的挤出装置的挤出口侧视截面图。

图4是本发明公开的污泥棒的主视截面图。

图5是本发明公开的燃烧装置与尾气处理装置组成的锅炉侧视图。

图6是本发明公开的输送链与第一喷嘴的位置关系主视图。

图7是本发明公开的输送链与第一喷嘴的位置关系俯视图。

其中：100、进料装置；200、干燥装置；300、炭化装置；400、燃烧装置；410、燃烧室；411、加料口；412、炉膛；413、出渣口；414、料斗；415、接渣盘；420、输送链；430、助燃机构；431、第一喷嘴；432、第二喷嘴；500、尾气处理装置；510，520、换热介质入口；530，540、换热介质出口；600、挤出装置；610、挤出口；611、剪切刀片；700、切断装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

参见图1至图7，如其中的图例所示，一种污泥的处理系统，包括进料装置100、干燥装置200、炭化装置300、燃烧装置400以及尾气处理装置500，处理系统还包括依次设于进料装置100和干燥装置200之间的挤出装置600和切断装置700，燃烧装置400为天然气助燃的燃烧装置。

本实施例中，挤出装置600的挤出口610径向尺寸为2.5-3厘米。

本实施例中，挤出装置600的挤出口610沿其环向均布有剪切刀片611，剪切刀片611具有长度方向尺寸、宽度方向尺寸以及厚度方向尺寸，剪切刀片611的长度方向为挤出口的轴线方向，剪切刀片611的宽度方向为挤出口的径线方向，剪切刀片611的厚度方向垂直于其长度方向和宽度方向，沿污泥挤出的轴向方向，剪切刀片611的宽度尺寸连续递增，剪切刀片611的厚度方向尺寸连续递增。剪切刀片的长度尺寸为5-6cm，宽度尺寸最小处为0，最大处为0.5-0.6cm，厚度尺寸最小处为0，最大处为0.1-0.2cm。

挤出口610设置剪切刀片611，剪切刀片611的刀刃朝向被挤出的污泥，可以将污泥中的杂质切断，防止堵塞挤出口，沿污泥挤出的轴向方向，剪切刀片611的宽度尺寸连续递增，剪切刀片611的厚度方向尺寸连续递增，刀刃处设置比较薄，可以有效切断杂质，刀根处设置的较厚，可以保证剪切刀片的强度，在污泥挤出的过程中均是正对刀刃，保证污泥整个挤出整个过程中的杂质均可以被切断，在挤出口的出口位置，刀片设置的较厚，可以保证挤出的污泥棒表面上形成一定尺寸的轴向凹槽。污泥棒的形状和凹槽使得后续干燥、炭化以及燃烧效率大大提高。

本实施例中，切断装置700的切断定长为7-10厘米。

本实施例中，燃烧装置400包括：

燃烧室410，其设有用于供物料加入的加料口411、用于供物料燃烧的炉膛412以及用于供炉渣排出的出渣口413；

输送链420，其设于燃烧室410中，用于接收自加料口411加入的物料后依次输送至炉膛412和出渣口413；

助燃机构430，其设于炉膛412中，用于帮助物料燃烧；

其中，助燃机构430包括用于向炉膛412中通入天然气的第一出气装置，第一出气装置包括多只第一喷嘴431，第一喷嘴431进气口与置于燃烧室410之外的天然气源（图中未视出）接通，第一喷嘴431喷气口朝向输送链420输送面。

本实施例中，第一喷嘴431倾斜设于输送链420的侧上方，第一喷嘴431向斜下方喷气，喷气燃烧直接点燃输送链420上的泥化碳，助燃效果更好，且不会烧到第一喷嘴431。在其它实施例中，第一喷嘴还可以水平设于输送链的侧旁，或者其它可行的方式。

本实施例中，多只第一喷嘴431设于输送链420不同侧，多只第一喷嘴设于输送链不同侧，使得泥化炭在输送的过程中，两侧均被辐射燃烧，不留死角，同时形成良好的空气对流，使得泥化炭两侧的气流大小基本均衡。在其它实施例中，多只第一喷嘴还可以设于输送链的同一侧，或者其它可行的方式。

本实施例中，多只第一喷嘴431分别朝向输送链420沿其输送方向的不同输送面位置，即两侧的第一喷嘴431错开设置，避免一侧的第一喷嘴431将泥化炭吹到另一侧的第一喷嘴431中造成的堵塞问题。在其它实施例中，例如第一喷嘴气流较小或两侧第一喷嘴距离较远时，同一侧的两只第一喷嘴或不同侧的第一喷嘴还可以朝向输送链的同一输送面位置，以加大助燃力度。

本实施例中，多只第一喷嘴431中，至少一只预留备用，以适应不同地区污泥的不同热值，根据热值大小确定启用的第一喷嘴个数。在其它实施例中，也可以不设置预留喷嘴，只要满足生产需要即可。

本实施例中，助燃机构430还包括向炉膛412中通入氧气的第二出气装置，第二出气装置包括多只第二喷嘴432，第二喷嘴32进气口与置于燃烧室410之外的氧气源或鼓风机（图中未视出）接通，第二喷嘴432喷气口与炉膛412空间接通，向炉膛412中通入氧气，使得泥化炭的燃烧更为充分。

本实施例中，加料口411还设有料斗414，料斗414与输送链420输送面之间的距离可调。料斗414与输送链20之间的距离可调，一方面可以控制输送链上泥化碳的堆积厚度，保证后续燃烧充分，另一方面，可以适应不同尺寸的泥化炭，防止泥化碳拥堵。

本实施例中，出渣口413下方还设有可移出的接渣盘415，接渣盘413可移动设置，可以对炉渣进行定期清理。

本实施例中，尾气处理装置500为换热装置，燃烧装置400和尾气处理装置500组成锅炉结构，燃烧的尾气经换热装置的换热介质入口510通入换热装置50中，常温介质源的常温介质经换热装置50的换热介质入口520通入换热装置中，进行热交换，从换热介质出口530，540排出的导热介质通入污泥干燥装置和污泥炭化装置中，为污泥干燥和炭化提供热量。

以下介绍一种污泥的处理方法，采用如上所述的处理系统，包括如下步骤：

( 1 )上料步骤：通过进料装置100将卸载后的污泥输送至挤出装置600；

（2）挤出步骤：通过挤出装置600将步骤（1）输送来的污泥挤出成型后输送至切断装置700；

（3）切断步骤：通过切断装置700将步骤（2）挤出的污泥按定长切断，将形成的污泥棒输送至干燥装置200；

（4）干燥步骤：通过干燥装置200将步骤（3）输送来的污泥棒进行热解和干燥，干燥至其初始体积的30%到40%后输送至炭化装置300；

（5）炭化步骤：通过炭化装置300将步骤（4）干燥后的污泥棒进行炭化，污泥中的有机物与污泥分离后炭化，将形成的棒状泥化炭输送至燃烧装置400；

（6）燃烧步骤：将步骤( 5)炭化形成的棒状泥化炭自燃烧装置400的加料口411加入并通过输送链420输送至燃烧装置的炉膛412部位，向燃烧装置的炉膛412中通入根据热基值计算的棒状泥化炭所需的天然气量，控制泥化炭的进料量、输送链的输送速度以及天然气的通入流量，使得泥化炭在燃烧装置的炉膛中充分燃烧；

其中，燃烧装置燃烧时形成的尾气通入所述尾气处理装置中，所述燃烧装置的燃烧温度≥1000度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种污泥的处理系统，包括依次设置的进料装置、干燥装置、炭化装置、燃烧装置以及尾气处理装置，其特征在于，所述处理系统还包括依次设于所述进料装置和所述干燥装置之间的挤出装置和切断装置，所述燃烧装置为天然气助燃的燃烧装置。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述挤出装置的挤出口径向尺寸为2.5-3厘米。

3.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述切断装置的切断定长为7-10厘米。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述燃烧装置包括：

燃烧室，其设有加料口、炉膛以及出渣口；

输送链，其设于所述燃烧室中；

助燃机构，其设于所述炉膛中；

其中，所述助燃机构包括第一出气装置，所述第一出气装置包括一只或多只第一喷嘴，所述第一喷嘴进气口与置于所述燃烧室之外的天然气源接通，所述第一喷嘴喷气口朝向所述输送链输送面。

5.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述第一喷嘴倾斜设于所述输送链的侧上方，多只所述第一喷嘴设于所述输送链不同侧，多只所述第一喷嘴分别朝向所述输送链沿其输送方向的不同输送面位置。

6.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，多只所述第一喷嘴中，至少一只预留备用。

7.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述助燃机构还包括第二出气装置，所述第二出气装置包括一只或多只第二喷嘴，所述第二喷嘴进气口与置于所述燃烧室之外的氧气源或鼓风机接通，所述第二喷嘴喷气口与所述炉膛空间接通。

8.根据权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述加料口还设有料斗，所述料斗与所述输送链输送面之间的距离可调，所述出渣口下方还设有可移出的接渣盘。

9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述尾气处理装置为换热设备，所述燃烧装置的尾气出口和一常温介质源分别连接所述换热装置的两换热介质入口，所述换热装置的两换热介质出口分别连接所述干燥装置和炭化装置的导热介质入口。

10.一种污泥的处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的处理系统，包括如下步骤：

( 1 )上料步骤：通过所述进料装置将卸载后的污泥输送至所述挤出装置；

（2）挤出步骤：通过所述挤出装置将步骤（1）输送来的污泥挤出成型后输送至所述切断装置；

（3）切断步骤：通过所述切断装置将步骤（2）挤出的污泥按定长切断，将形成的污泥棒输送至所述干燥装置；

（4）干燥步骤：通过所述干燥装置将步骤（3）输送来的污泥棒进行热解和干燥，干燥至其初始体积的30%到40%后输送至所述炭化装置；

（5）炭化步骤：通过所述炭化装置将步骤（4）干燥后的污泥棒进行炭化，污泥中的有机物与污泥分离后炭化，将形成的棒状泥化炭输送至所述燃烧装置；

（6）燃烧步骤：将步骤( 5)炭化形成的棒状泥化炭自燃烧装置的加料口加入并通过输送链输送至燃烧装置的炉膛部位，向燃烧装置的炉膛中通入根据热基值计算的所述棒状泥化炭所需的天然气量，控制泥化炭的进料量、输送链的输送速度以及天然气的通入流量，使得泥化炭在燃烧装置的炉膛中充分燃烧；

其中，所述燃烧装置燃烧时形成的尾气通入所述尾气处理装置中，所述燃烧装置的燃烧温度≥1000度。