CN110107904A - 一种自产污泥干燥焚烧一体化系统及其干燥焚烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥干燥焚烧技术的运用,是石化、化工、生活等污泥领域的一种高效节能、无害环保、稳定可靠的处理技术,具体为一种自产污泥干燥焚烧一体化系统及其干燥焚烧方法,包括圆盘干燥机、回转式焚烧炉、重力沉降室、流化床锅炉、换热器、旋转冷却机、布袋除尘器、旋转卸料器、引风机、助燃风机、文丘里引射器、凝液罐、冷凝吸收塔;所述圆盘干燥机、冷凝吸收塔、回转式焚烧炉、重力沉降室和旋转冷却机依次连接,所述圆盘干燥机与凝液罐和旋转冷却机依次连接,所述圆盘干燥机还通过文丘里引射器依次与流化床锅炉和旋转冷却机连接,助燃空气通过助燃风机与换热器连通,所述换热器分别与流化床锅炉和回转式焚烧炉连接。

Description

一种自产污泥干燥焚烧一体化系统及其干燥焚烧方法
技术领域
本发明涉及一种污泥干燥焚烧技术的运用,是石化、化工、生活等污泥领域的一种高效节能、无害环保、稳定可靠的处理技术,具体为一种自产污泥干燥焚烧一体化系统及其干燥焚烧方法。
背景技术
污泥是城市污水和工业污水处理后的产物,是一种由无机颗粒、有机残片、细菌菌体、胶体等组成的极其复杂的非均质体。干燥后蒸发出来的湿份含有机、无机、水分、NOx、SO2等气体,并夹带少量固体粉尘。
现有技术中,干燥多采用热传导型干化设备,如桨叶干燥机、圆盘干燥机等;焚烧多采用对流型焚烧设备,如回转式焚烧炉、流化床焚烧炉,但在技术应用上各自独立,没有结合性,缺点是不节能,环境影响较大。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种圆盘干燥机与回转式焚烧炉进行结合从而实现有效节能和降低环境污染的自产污泥干燥焚烧一体化系统及其干燥焚烧方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种自产污泥干燥焚烧一体化系统,包括圆盘干燥机、回转式焚烧炉、重力沉降室、流化床锅炉、换热器、旋转冷却机、布袋除尘器、旋转卸料器、引风机、助燃风机、文丘里引射器、凝液罐、冷凝吸收塔;所述圆盘干燥机、冷凝吸收塔、回转式焚烧炉、重力沉降室和旋转冷却机依次连接,所述圆盘干燥机与凝液罐和旋转冷却机依次连接,所述圆盘干燥机还通过文丘里引射器依次与流化床锅炉和旋转冷却机连接,助燃空气通过助燃风机与换热器连通,所述换热器分别与流化床锅炉和回转式焚烧炉连接,所述换热器还与布袋除尘器连接,净化空气通过引风机与布袋除尘器连通,所述布袋除尘器通过旋转卸料器与旋转冷却机连接;所述圆盘干燥机还与回转式焚烧炉直接连接。
作为优选,还包括凝液泵,所述凝液泵串接在凝液罐与流化床锅炉之间。
作为优选,还包括引风机二,所述引风机二串接在冷凝吸收塔与回转式焚烧炉之间。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种自产污泥干燥焚烧一体化系统的干燥焚烧方法,包括如下步骤:
步骤一:污泥连续均匀的加入到圆盘干燥机内,同时饱和蒸汽通过管路分配进入圆盘干燥机的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,将热量传递给污泥,使污泥中的水分蒸发;
步骤二:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉焚烧;饱和蒸汽冷凝后的凝结水进入凝液罐;自圆盘干燥机蒸发出来的尾气进入冷凝洗涤塔中,与冷却工艺水直接接触降温去湿,洗涤水直接排出冷却沉淀后回用,净化后尾气除雾后经引风机二增压后进入回转式焚烧炉焚烧;
步骤三:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉,干燥后冷凝净化尾气也进入回转式焚烧炉,同时回转式焚烧炉内首先通过燃烧器使通入的燃料燃烧产生高温烟气,与干燥后污泥和尾气直接接触焚烧;
步骤四:焚烧后的高温烟气和灰烬首先进入重力沉降室中二级沉降气固分离,分离的高温烟气进入流化床锅炉中,加热流化床锅炉的锅炉水盘管和蒸汽包产生蒸汽,同时烟气中夹带的部分灰烬在流化床锅炉内沉降气固分离;
步骤五:流化床锅炉排出的低温烟气夹杂着少量的微小颗粒通过换热器与助燃风机增压后的空气间接换热,换热后的高温空气作为回转式焚烧炉的助燃空气,换热后低温烟气进入布袋除尘器中气固分离,净化后的烟气通过引风机增压后排空;
步骤六:流化床锅炉的锅炉水盘管和蒸汽包产生的蒸汽通过文丘里引射器与部分引射蒸汽混合后进入圆盘干燥机的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,提供干燥所需热量,汇集在凝液罐中的蒸汽凝结水通过凝液泵增压后进入流化床锅炉的锅炉水盘管和蒸汽包在自产蒸汽,自循环利用;
步骤七:自重力沉降室、流化床锅炉和布袋除尘器气固分离收集下来的灰烬进入螺旋冷却机中,同时在螺旋冷却机的夹套和轴内通入工艺水与灰烬间接换热,冷却灰烬排出收集,换热升温后的工艺水进入凝液罐中与蒸汽凝结水混合,作为流化床锅炉的锅炉水盘管和蒸汽包的补充水。
本发明的优点和积极效果是:此工艺中干燥、焚烧过程连续化操作,在同一体系中完成,干燥和焚烧相互独立又互不干扰,同时又相互依存,提供各自所需;工艺过程在半循环半开放的体系中进行,体系相当于惰性气体循环体系,污泥的干燥和焚烧相当于在无氧环境中进行,系统安全。
⑴干燥所需蒸汽自供给、焚烧所需燃料自供给
本发明中圆盘干燥机所需热量是污泥焚烧产生烟气热量的间接传递的过程,蒸汽自产生,只需要外界提供部分引射蒸汽,开工后的部分蒸汽可自供自给;回转式焚烧炉中焚烧所需要的~600℃高温烟气,是污泥自身蒸发、携带一定热值的蒸发气(含有烃类组份)和自身携带一定热值的污泥自焚烧提供,对回转式焚烧炉来说,只需要外界部分燃料助燃即可,开工后的部分燃料可自供自给。
⑵热量综合利用
①高温烟气余热回收利用
在回转式焚烧炉的约600℃高温烟气通过流化床锅炉后出来的烟气温度仍维持约200℃,为利用此部分热量,在助燃空气进入回转式焚烧炉前,在换热器中,约200℃烟气与约20℃空气热交换,炉膛烟气温度降至约60℃,助燃空气被加热至约180℃后进入回转式焚烧炉作为一次风,余热得到利用。
②灰烬余热回收利用
从回转式焚烧炉来,自重力沉降室、流化床锅炉、布袋除尘器气固分离收集下来的灰烬,温度维持在约300℃,在外排前,在螺旋冷却机6的夹套和轴内通入工艺水与灰烬间接换热,冷却约60℃灰烬排出收集,换热升温后的约90℃工艺水进入凝液罐中与蒸汽凝结水混合,作为流化床锅炉的锅炉水盘管和蒸汽包的补充水,余热得到利用。
附图说明
附图1为本发明的自产污泥干燥焚烧一体化系统的系统架构图。
附图说明:1-圆盘干燥机,2-回转式焚烧炉,3-重力沉降室,4-流化床锅炉,5-换热器,6-螺旋冷却机,7-布袋除尘器,8-旋转卸料器,9-引风机,10-助燃风机,11-文丘里引射器,12-凝液罐,13-凝液泵,14-冷凝吸收塔,15-引风机二。
具体实施方式
如图所示,一种自产污泥干燥焚烧一体化系统,包括圆盘干燥机1、回转式焚烧炉2、重力沉降室3、流化床锅炉4、换热器5、旋转冷却机6、布袋除尘器7、旋转卸料器8、引风机9、助燃风机10、文丘里引射器11、凝液罐12、冷凝吸收塔14;所述圆盘干燥机1、冷凝吸收塔14、回转式焚烧炉2、重力沉降室3和旋转冷却机6依次连接,所述圆盘干燥机1与凝液罐12和旋转冷却机6依次连接,所述圆盘干燥机1还通过文丘里引射器11依次与流化床锅炉4和旋转冷却机6连接,助燃空气通过助燃风机10与换热器5连通,所述换热器5分别与流化床锅炉4和回转式焚烧炉2连接,所述换热器5还与布袋除尘器7连接,净化空气通过引风机9与布袋除尘器7连通,所述布袋除尘器7通过旋转卸料器8与旋转冷却机6连接;所述圆盘干燥机1还与回转式焚烧炉2直接连接。
还包括凝液泵13,所述凝液泵13串接在凝液罐12与流化床锅炉4之间。
还包括引风机二15,所述引风机二15串接在冷凝吸收塔14与回转式焚烧炉2之间。
一种自产污泥干燥焚烧一体化系统的干燥焚烧方法,包括如下步骤:
步骤一:污泥连续均匀的加入到圆盘干燥机1内,同时饱和蒸汽通过管路分配进入圆盘干燥机1的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,将热量传递给污泥,使污泥中的水分蒸发;
步骤二:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉2焚烧;饱和蒸汽冷凝后的凝结水进入凝液罐12;自圆盘干燥机1蒸发出来的尾气进入冷凝洗涤塔14中,与冷却工艺水直接接触降温去湿,洗涤水直接排出冷却沉淀后回用,净化后尾气除雾后经引风机二15增压后进入回转式焚烧炉2焚烧;
步骤三:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉2,干燥后冷凝净化尾气也进入回转式焚烧炉2,同时回转式焚烧炉2内首先通过燃烧器使通入的燃料燃烧产生高温烟气,与干燥后污泥和尾气直接接触焚烧;
步骤四:焚烧后的高温烟气和灰烬首先进入重力沉降室3中二级沉降气固分离,分离的高温烟气进入流化床锅炉4中,加热流化床锅炉4的锅炉水盘管和蒸汽包产生蒸汽,同时烟气中夹带的部分灰烬在流化床锅炉4内沉降气固分离;
步骤五:流化床锅炉4排出的低温烟气夹杂着少量的微小颗粒通过换热器5与助燃风机11增压后的空气间接换热,换热后的高温空气作为回转式焚烧炉2的助燃空气,换热后低温烟气进入布袋除尘器7中气固分离,净化后的烟气通过引风机9增压后排空;
步骤六:流化床锅炉4的锅炉水盘管和蒸汽包产生的蒸汽通过文丘里引射器11与部分引射蒸汽混合后进入圆盘干燥机的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,提供干燥所需热量,汇集在凝液罐12中的蒸汽凝结水通过凝液泵13增压后进入流化床锅炉4的锅炉水盘管和蒸汽包在自产蒸汽,自循环利用;
步骤七:自重力沉降室3、流化床锅炉4和布袋除尘器7气固分离收集下来的灰烬进入螺旋冷却机6中,同时在螺旋冷却机6的夹套和轴内通入工艺水与灰烬间接换热,冷却灰烬排出收集,换热升温后的工艺水进入凝液罐12中与蒸汽凝结水混合,作为流化床锅炉4的锅炉水盘管和蒸汽包的补充水。
回转式焚烧炉2的引燃介质可采用天然气、轻质油、石油液化气等;布袋除尘器1的型式可采用旋风分离器、布袋除尘器,电除尘或几种结合形式等。
本发明中圆盘干燥机1所需热量是污泥焚烧产生烟气热量的间接传递的过程,蒸汽自产生,只需要外界提供部分引射蒸汽,开工后的部分蒸汽可自供自给;回转式焚烧炉2中焚烧所需要的~600℃高温烟气,是污泥自身蒸发、携带一定热值的蒸发气(含有烃类组份)和自身携带一定热值的污泥自焚烧提供,对回转式焚烧炉2来说,只需要外界部分燃料助燃即可,开工后的部分燃料可自供自给。
在回转式焚烧炉2的~600℃高温烟气通过流化床锅炉4后出来的烟气温度仍维持~200℃,为利用此部分热量,在助燃空气进入回转式焚烧炉2前,在换热器5中,~200℃烟气与~20℃空气热交换,炉膛烟气温度降至~60℃,助燃空气被加热至~180℃后进入回转式焚烧炉2作为一次风,余热得到利用。
从回转式焚烧炉2来,自重力沉降室3、流化床锅炉4、布袋除尘器7气固分离收集下来的灰烬,温度维持在~300℃,在外排前,在螺旋冷却机6的夹套和轴内通入工艺水与灰烬间接换热,冷却~60℃灰烬排出收集,换热升温后的~90℃工艺水进入凝液罐12中与蒸汽凝结水混合,作为流化床锅炉4的锅炉水盘管和蒸汽包的补充水,余热得到利用。
以上述依据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 (4)

1.一种自产污泥干燥焚烧一体化系统,其特征在于:包括圆盘干燥机(1)、回转式焚烧炉(2)、重力沉降室(3)、流化床锅炉(4)、换热器(5)、旋转冷却机(6)、布袋除尘器(7)、旋转卸料器(8)、引风机(9)、助燃风机(10)、文丘里引射器(11)、凝液罐(12)、冷凝吸收塔(14);所述圆盘干燥机(1)、冷凝吸收塔(14)、回转式焚烧炉(2)、重力沉降室(3)和旋转冷却机(6)依次连接,所述圆盘干燥机(1)与凝液罐(12)和旋转冷却机(6)依次连接,所述圆盘干燥机(1)还通过文丘里引射器(11)依次与流化床锅炉(4)和旋转冷却机(6)连接,助燃空气通过助燃风机(10)与换热器(5)连通,所述换热器(5)分别与流化床锅炉(4)和回转式焚烧炉(2)连接,所述换热器(5)还与布袋除尘器(7)连接,净化空气通过引风机(9)与布袋除尘器(7)连通,所述布袋除尘器(7)通过旋转卸料器(8)与旋转冷却机(6)连接;所述圆盘干燥机(1)还与回转式焚烧炉(2)直接连接。
2.根据权利要求1所述的自产污泥干燥焚烧一体化系统,其特征在于:还包括凝液泵(13),所述凝液泵(13)串接在凝液罐(12)与流化床锅炉(4)之间。
3.根据权利要求1所述的自产污泥干燥焚烧一体化系统,其特征在于:还包括引风机二(15),所述引风机二(15)串接在冷凝吸收塔(14)与回转式焚烧炉(2)之间。
4.一种自产污泥干燥焚烧一体化系统的干燥焚烧方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:污泥连续均匀的加入到圆盘干燥机(1)内,同时饱和蒸汽通过管路分配进入圆盘干燥机(1)的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,将热量传递给污泥,使污泥中的水分蒸发;
步骤二:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉(2)焚烧;饱和蒸汽冷凝后的凝结水进入凝液罐(12);自圆盘干燥机(1)蒸发出来的尾气进入冷凝洗涤塔(14)中,与冷却工艺水直接接触降温去湿,洗涤水直接排出冷却沉淀后回用,净化后尾气除雾后经引风机二(15)增压后进入回转式焚烧炉(2)焚烧;
步骤三:干燥后的污泥进入回转式焚烧炉(2),干燥后冷凝净化尾气也进入回转式焚烧炉(2),同时回转式焚烧炉(2)内首先通过燃烧器使通入的燃料燃烧产生高温烟气,与干燥后污泥和尾气直接接触焚烧;
步骤四:焚烧后的高温烟气和灰烬首先进入重力沉降室(3)中二级沉降气固分离,分离的高温烟气进入流化床锅炉(4)中,加热流化床锅炉(4)的锅炉水盘管和蒸汽包产生蒸汽,同时烟气中夹带的部分灰烬在流化床锅炉(4)内沉降气固分离;
步骤五:流化床锅炉(4)排出的低温烟气夹杂着少量的微小颗粒通过换热器(5)与助燃风机(11)增压后的空气间接换热,换热后的高温空气作为回转式焚烧炉(2)的助燃空气,换热后低温烟气进入布袋除尘器(7)中气固分离,净化后的烟气通过引风机(9)增压后排空;
步骤六:流化床锅炉(4)的锅炉水盘管和蒸汽包产生的蒸汽通过文丘里引射器(11)与部分引射蒸汽混合后进入圆盘干燥机的空心热轴、圆盘叶片和夹套中,提供干燥所需热量,汇集在凝液罐(12)中的蒸汽凝结水通过凝液泵(13)增压后进入流化床锅炉(4)的锅炉水盘管和蒸汽包在自产蒸汽,自循环利用;
步骤七:自重力沉降室(3)、流化床锅炉(4)和布袋除尘器(7)气固分离收集下来的灰烬进入螺旋冷却机(6)中,同时在螺旋冷却机(6)的夹套和轴内通入工艺水与灰烬间接换热,冷却灰烬排出收集,换热升温后的工艺水进入凝液罐(12)中与蒸汽凝结水混合,作为流化床锅炉(4)的锅炉水盘管和蒸汽包的补充水。
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