CN110240383A - 一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥干燥技术领域，旨在提供一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，其技术方案要点是：包括给进料机构、干燥机构和烟气分离机构，给进料机构包括地坑式污泥料仓、设置于地坑式污泥料仓下方的螺旋加料机，干燥机构包括干燥机、设置于干燥机出料口的干燥塔，干燥机上设置有烟气进口管，螺旋加料机的给料口与干燥机的污泥进料口之间设置有污泥进料管，烟气分离机构包括与干燥塔出料口连通的旋风分离器、与旋风分离器顶部连通的引风机，旋风分离器底部设置有正压关风机，正压关风机的出口连接有气力输送管，气力输送管出口端与流化床锅炉焚烧室连通。本发明具有安全稳定、干化效率高，且对污泥净化彻底的优点。

Description

一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法

技术领域

本发明涉及污泥干燥技术领域，特别涉及一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法。

背景技术

污泥一般为生产、生活中污水处理时的伴生固废副产物，包括城市市政污泥、印染污泥、造纸污泥、钢丝绳污泥、皮革污泥等，特别是工业污泥的含水率较高、热值低，含重金属成分，直接进锅炉焚烧不利于灰渣的利用。污泥的处理过程比较复杂，一方面，由于污泥本身具有含水率高、持水性强、颗粒细等特点，导致其在堆积状态下形态极不稳定而难以输送；另一方面，污水中的有机物、重金属、致病微生物等有害物质被富集于污泥中，增加了净化难度。因此，污泥如果得不到良好的处置，势必会造成更严重的二次污染，甚至影响正常生产。

现有利用废热或废热烟气的污泥干化技术包括烟气直接干化和烟气间接干化，这两种污泥干化技术都是通过将废热烟气通入污泥干燥器，利用废热烟气高温、低湿性将污泥中的水分加热脱除，从而实现污泥干燥的目的。

公告号为CN107473562A的中国专利公开了一种利用废热废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，包括空气换热器、多级带式干燥机、除尘过滤器、冷凝器；空气换热器包括冷风进口、热风出口、热烟气进口、热烟气出口、换热器本体和空气流通管道；换热器本体通过通入的热烟气对空气流通管道内的空气进行换热加热处理；多级带式干燥机包括热风进口、热风出口、污泥进料口、干污泥卸料口和干燥机本体；该系统利用烟气中的热量，对空气进行加热，再通过空气进行后续污泥干燥处理。

这种现有技术方案虽然通过空气作为换热介质以及水分载体，在系统内循环利用，能够提高热能利用率，但是在实际的处理过程中，干燥后的污泥直接从多级带式干燥机的干污泥卸料口排出，由于干污泥中一般都会残存较多的具有毒性的有机物质，故还需要对干污泥进一步处理。因此，上述现有技术方案中没有对干污泥做进一步净化处理，增加了污泥后续综合利用的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统及污泥干化方法，具有安全稳定、污泥处理效率高，并且对污泥干燥处理彻底的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，包括给进料机构、干燥机构和烟气分离机构，所述给进料机构包括地坑式污泥料仓、设置于地坑式污泥料仓下方的螺旋加料机，所述干燥机构包括干燥机、设置于干燥机出料口的干燥塔，所述干燥机上设置有烟气进口管，所述螺旋加料机的给料口与所述干燥机的污泥进料口之间设置有污泥进料管，所述烟气分离机构包括与干燥塔出料口连通的旋风分离器、与旋风分离器顶部连通的引风机，所述旋风分离器底部设置有正压关风机，所述正压关风机的出口连接有气力输送管，所述气力输送管的出口端与流化床锅炉焚烧室连通。

通过采用上述技术方案， 污泥经过破碎机破碎后，进入螺旋加料机，通过螺旋输送进入干燥机，污泥进入干燥机的同时，引风机将热电厂流化床锅炉内的烟气自烟气进口管引入干燥机，烟气进入干燥机内与污泥直接接触，并对污泥进行并行干燥，由于烟气温度高、含水率低，因此，能够有效的将污泥中的水分加热脱除，从而实现污泥的干燥微粒化；干燥微粒化的污泥随烟气进入干燥塔，在干燥塔内进行流化干燥，从而进一步对污泥微粒进行干燥，流化干燥后的污泥微粒随烟气进入旋风分离器，在旋风分离器的分离作用下，污泥固体颗粒与烟气实现分离，污泥固体颗粒从旋风分离器底部的正压关风机出口排出，并由气力输送管送回流化床锅炉进行焚烧综合利用，污泥微粒经过高温焚烧，其内部残留的有机污染物得以被充分燃烧并反应，从而有效降低了污泥的污染性和毒性，进而提高了污泥回收利用的安全性。

进一步的，所述干燥机为沸腾旋转式干燥机。

通过采用上述技术方案，沸腾旋转式干燥机干化强度高、节能性好，适用于膏糊状、滤饼等物料的直接快速干化，从而可以提高污泥干化的效率及干化效果。

进一步的，所述螺旋加料机的进料口设置有用于将污泥破碎的破碎机。

通过采用上述技术方案， 破碎机可以对污泥进行破碎，减少了污泥粘壁堵塞的几率，从而可以更加均匀平稳的将污泥加料至干燥机，进而达到提升加料效率的效果。

进一步的，所述烟气进口管通入干燥机的烟气与干燥机内污泥并行流通。

通过采用上述技术方案， 烟气与污泥并行流通，可以有效减少污泥输送时受到的阻力，从而达到提高污泥干化效率及干化效果的目的。

进一步的，所述烟气进口管设置有用于监测烟道压力和温度的第一测压点、第一测温点，所述干燥塔出料口与旋风分离器之间的管道设置有第二测压点、第二测温点，所述干燥塔还设置有用于检测塔内温度的第三测温点，所述第一测压点、第一测温点、第二测压点、第二测温点和第三测温点分别与PLC控制器通信连接，所述PLC控制器用于在线监测与控制烟道内的烟气温度、风压和干燥塔内的温度。

通过采用上述技术方案， PLC控制器可以在线监测与控制烟道内的烟气温度、风压和干燥塔内的温度，当相关检测点的温度值或压力值超出设定值时，PLC控制器会进行实时反馈并控制，从而达到提高系统运行安全稳定性的效果。

进一步的，所述引风机的出风口设置有烟气排出管，所述烟气排出管与流化床锅炉布袋除尘器连接。

通过采用上述技术方案， 将烟气排出管与流化床锅炉布袋除尘器连通，可以将干化后的烟气通过现有的流化床锅炉烟气过滤净化系统进行直接处理，不需要额外设备进行净化处理，从而达到提高干化后烟气净化处理效率，并降低干化烟气净化处理成本的效果。

进一步的，所述烟气进口管设置有用于控制烟气流通的进口电动风门，所述烟气排出管设置有用于控制烟气流通的出口电动风门。

通过采用上述技术方案， 设置进口电动风门和出口电动风门，可以提高对烟气流通自动化控制的程度，有助于实现远程控制。

进一步的，所述正压关风机的进气口设置有反吹风机。

通过采用上述技术方案，反吹风机从旋风分离器底部向旋风分离器内部吹入反向气流，从而可以实现对烟气与污泥微粒进行旋风分离的目的。

进一步的，本发明提供了一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统进行污泥干化处理的方法，包括如下步骤：

S901:参数设定：在PLC控制器内设定第一测压点、第二测压点的压力上限值，在PLC控制器内设定第一测温点、第二测温点和第三测温点的温度上限值；

S902:螺旋给料：经粉碎机粉碎的污泥进入螺旋加料机，在螺旋加料机的螺旋输送下污泥向螺旋加料机的给料口输送；

S903:污泥干化：污泥进入螺旋加料机的同时，在引风机的作用下，来自流化床锅炉的烟气经烟气进口管进入螺旋加料机，烟气与干燥机内的污泥直接接触，且并行流通，流通过程中高温低湿的废烟气持续对污泥进行脱水干燥，从而使污泥干燥微粒化；

S904:流化干燥： S903步骤中被干燥微粒化的污泥随烟气流通进入干燥塔，在干燥塔作用在下，污泥进一步被流化干燥处置；

S905:气固分离：S904步骤中被流化干燥的污泥进入旋风分离器，在旋风分离器内，污泥干燥微粒与烟气实现分离，污泥干燥微粒自旋风分离器底部的正压关风机出口排出，并被气力输送回流化床锅炉进行焚烧综合利用，烟气自旋风分离器顶部被引风机引入烟气出口管，并通入流化床锅炉布袋除尘器内。

通过采用上述技术方案，污泥经破碎、螺旋进料、干燥微粒化、流化干燥、气固分离步骤后实现对污泥干化分离，通过将污泥干化微粒直接输送回流化床锅炉进行焚烧再利用，并将烟气输送回流化床锅炉系统的布袋除尘器进行过滤净化，从而实现利用流化床锅炉废热烟气对污泥进行干化，并利用流化床锅炉现有的系统对污泥进行焚烧净化，以及对干化后烟气进行过滤除尘净化的效果。

进一步的，所述S903步骤中烟气为取自流化床锅炉空预器前240℃烟气。

通过采用上述技术方案，利用流化床锅炉的废烟气进行污泥干化处理，可以有效利用废烟气的余热，提高了流化床锅炉的热量回收利用；另一方面，240℃的废烟气可以有效干化污泥，但又不会过多的将污泥中有机污染物吹脱，从而降低了烟气直接接触干化污泥时因有机物过多挥脱而引起的爆炸风险，进而提高烟气直接接触干化污泥的安全性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过设置沸腾旋转式干燥机，并在沸腾旋转式干燥机出口端设置干燥塔，使得污泥在沸腾干燥机内被废热烟气直接接触并干燥粒化，干燥粒化后的污泥随烟气进入干燥塔继续被流化干燥，从而达到将污泥充分干化的效果；

2.通过在干燥塔的出料端设置旋风分离器，在旋风分离器的底部设置正压关风机，并在正压关风机的出口端连接气力输送管，将气力输送管与流化床锅炉焚烧室连通，从而达到将分离后的污泥颗粒输送至流化床锅炉进行焚烧净化的效果；

3.通过在旋风分离器的顶部设置烟气排出管，将烟气排出口管的出口端与流化床锅炉布袋除尘器连接，从而达到将干化后烟气通入流化床锅炉布袋除尘器内进行过滤净化的效果。

附图说明

图1是实施例中一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统的设备流程图；

图2是实施例中利用热电厂废烟气的污泥干化系统进行污泥干化的工艺流程图。

图中，1、给进料机构；101、地坑式污泥料仓；102、螺旋加料机；103、破碎机；2、干燥机构；21、干燥机；211、烟气进口管；22、干燥塔；3、污泥进料管；4、烟气分离机构；41、旋风分离器；42、引风机；5、正压关风机；6、反吹风机；7、气力输送管；8、第一测压点；9、第一测温点；10、第二测压点；11、第二测温点；12、第三测温点；13、烟气排出管；14、进口电动风门；15、出口电动风门。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，如图1和图2所示，包括给进料机构1、干燥机构2和烟气分离机构4，给进料机构1包括地坑式污泥料仓101，在地坑式污泥料仓101下方设置有螺旋加料机102，在螺旋加料机102的进料口设置有用于将污泥预先破碎的破碎机103，污泥经破碎机103破碎后，可以有效减少污泥阻塞几率，提高污泥在螺旋加料机102内输送的均匀性和稳定性，从而提高污泥输送的效率。

如图1和图2所示，干燥机构2包括沸腾旋转式干燥机21，在干燥机21出料口设置有干燥塔22，螺旋加料机102的给料口与干燥机21的污泥进料口之间设置有污泥进料管3，螺旋加料机102将污泥自污泥进料管3连续均匀的输送至干燥机21内，在干燥机21上设置有烟气进口管211，烟气进口管211设置有用于控制烟气流通的进口电动风门14，自烟气进口管211通入干燥机21的烟气与干燥机21内的污泥直接接触，且并行流通，流通过程中高温低湿的废烟气持续对污泥进行脱水干燥，从而使污泥高效稳定的实现干燥微粒化。

如图1和图2所示，烟气进口管211设置有用于监测烟道压力和温度的第一测压点8、第一测温点9，干燥塔22出料口与旋风分离器41之间的管道设置有第二测压点10、第二测温点11，干燥塔22还设置有用于检测塔内温度的第三测温点12，第一测压点8、第一测温点9、第二测压点10、第二测温点11和第三测温点12分别与PLC控制器通信连接，PLC控制器用于在线监测与控制烟道内的烟气温度、风压和干燥塔22内的温度。

如图1和图2所示，烟气分离机构4包括与干燥塔22出料口连通的旋风分离器41、与旋风分离器41顶部通过风管连接的引风机42，在引风机42的出风口连接有烟气排出管13，烟气排出管13设置有用于控制烟气流通的出口电动风门15，出口电动风门15与流化床锅炉布袋除尘器连通，烟气被旋风分离器41分离后，自旋风分离器41顶部被引风机42引入烟气排出管13，经由出口电动风门15进入流化床锅炉布袋除尘器内进行过滤净化处理。

如图1和图2所示，在旋风分离器41底部设置有正压关风机5，正压关风机5的出口连接有气力输送管7，正压关风机5的进气口设置有反吹风机6，反吹风机6自旋风分离器41底部吹入旋风，实现污泥颗粒与烟气的分离；气力输送管7的出口端与流化床锅炉焚烧室连通，污泥干燥后形成的微粒被旋风分离器41分离后，自旋风分离器41底部正压关风机5出口排出，经气力输送管7输送回流化床锅炉进行焚烧综合利用，污泥微粒经过高温焚烧，其内部残留的有机污染物得以被充分燃烧并反应，有效降低了污泥的污染性和毒性，从而提高了污泥回收利用的安全性。

本发明公开的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统进行污泥干化处理的方法，包括以下步骤：

S901:参数设定：在PLC控制器内设定第一测压点8、第二测压点10的压力上限值，在PLC控制器内设定第一测温点9、第二测温点11和第三测温点12的温度上限值；

S902:螺旋给料：经粉碎机粉碎的污泥进入螺旋加料机102，在螺旋加料机102的螺旋输送下污泥向螺旋加料机102的给料口输送；

S903:污泥干化：污泥进入螺旋加料机102的同时，在引风机42的作用下，取自流化床锅炉空预器前约240℃的烟气经烟气进口管211进入螺旋加料机102，烟气与干燥机21内的污泥直接接触，且并行流通，流通过程中高温低湿的废烟气持续对污泥进行脱水干燥，从而使污泥干燥微粒化；

S904:流化干燥： S903步骤中被干燥微粒化的污泥随烟气流通进入干燥塔22，在干燥塔22作用在下，污泥进一步被流化干燥处置；

S905:气固分离：S904步骤中被流化干燥的污泥进入旋风分离器41，在旋风分离器41内，污泥干燥微粒与烟气实现分离，污泥干燥微粒自旋风分离器41底部的正压关风机5出口排出，并被气力输送回流化床锅炉进行焚烧综合利用，烟气自旋风分离器41顶部被引风机42引入烟气排出管13，并通入流化床锅炉布袋除尘器内，进行过滤及进一步净化处理。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：包括给进料机构(1)、干燥机构(2)和烟气分离机构(4)，所述给进料机构(1)包括地坑式污泥料仓(101)、设置于地坑式污泥料仓(101)下方的螺旋加料机(102)，所述干燥机构(2)包括干燥机(21)、设置于干燥机(21)出料口的干燥塔(22)，所述干燥机(21)上设置有烟气进口管(211)，所述螺旋加料机(102)的给料口与所述干燥机(21)的污泥进料口之间设置有污泥进料管(3)，所述烟气分离机构(4)包括与干燥塔(22)出料口连通的旋风分离器(41)、与旋风分离器(41)顶部连通的引风机(42)，所述旋风分离器(41)底部设置有正压关风机(5)，所述正压关风机(5)的出口连接有气力输送管(7)，所述气力输送管(7)的出口端与流化床锅炉焚烧室连通。

2.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述干燥机(21)为沸腾旋转式干燥机(21)。

3.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述螺旋加料机(102)的进料口设置有用于将污泥预先破碎的破碎机(103)。

4.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述烟气进口管(211)通入干燥机(21)的烟气与干燥机(21)内的污泥并行流通。

5.根据权利要求4所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述烟气进口管(211)设置有用于监测烟道压力和温度的第一测压点(8)、第一测温点(9)，所述干燥塔(22)出料口与旋风分离器(41)之间的管道设置有第二测压点(10)、第二测温点(11)，所述干燥塔(22)还设置有用于检测塔内温度的第三测温点(12)，所述第一测压点(8)、第一测温点(9)、第二测压点(10)、第二测温点(11)和第三测温点(12)分别与PLC控制器通信连接，所述PLC控制器用于在线监测与控制烟道内的烟气温度、风压和干燥塔(22)内的温度。

6.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述引风机(42)的出风口设置有烟气排出管(13)，所述烟气排出管(13)的出口端与流化床锅炉布袋除尘器连接。

7.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述烟气进口管(211)设置有用于控制烟气流通的进口电动风门(14)，所述烟气排出管(13)出口端设置有用于控制烟气流通的出口电动风门(15)。

8.根据权利要求1所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化系统，其特征在于：所述正压关风机(5)的进气口设置有反吹风机(6)。

9.一种利用热电厂废烟气的污泥干化方法，其特征在于，通过上述权利要求1～8任一项所述的利用热电厂废烟气的污泥干化系统进行污泥干化处理的方法，包括如下步骤：

S901:参数设定：在PLC控制器内设定第一测压点(8)、第二测压点(10)的压力上限值，在PLC控制器内设定第一测温点(9)、第二测温点(11)和第三测温点(12)的温度上限值；

S902:螺旋给料：经破碎机（103）破碎的污泥进入螺旋加料机(102)，在螺旋加料机(102)的螺旋输送下，污泥向螺旋加料机(102)的给料口输送；

S903:污泥干化：污泥进入螺旋加料机(102)的同时，在引风机(42)的作用下，来自流化床锅炉的烟气经烟气进口管(211)进入螺旋加料机(102)，烟气与干燥机(21)内的污泥直接接触，且并行流通，高温低湿的废烟气持续对污泥进行脱水干燥，从而使污泥干燥微粒化；

S904:流化干燥： S903步骤中被干燥微粒化的污泥随烟气流通进入干燥塔(22)，在干燥塔(22)作用在下，污泥进一步被流化干燥处置；

S905:气固分离：S904步骤中被流化干燥的污泥进入旋风分离器(41)，在旋风分离器(41)内，污泥干燥微粒与烟气实现分离，污泥干燥微粒自旋风分离器(41)底部的正压关风机(5)出口排出，并被气力输送回流化床锅炉进行焚烧综合利用，烟气自旋风分离器(41)顶部被引风机(42)引入烟气排出管(13)，并通入流化床锅炉布袋除尘器内。

10.根据权利要求9所述的一种利用热电厂废烟气的污泥干化方法，其特征在于：所述S903步骤中的烟气为取自流化床锅炉空预器前240℃的烟气。