CN111423092A - 一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统 - Google Patents

一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，包括：污泥干燥贮存间、电热电磁感应回转窑、燃烧装置、余热锅炉和高温空气预热器，污泥干燥贮存间对有机污泥进行干燥；电热电磁感应回转窑内进行焚烧或者碳化；电热电磁感应回转窑排出的一次高温烟气通过燃烧装置燃尽，余热锅炉对二次高温烟气进行热量回收产生蒸汽，余热烟气与高温空气预热器中的空气进行热交换，高温空气预热器预热的干热空气分别送入污泥干燥贮存间、电热电磁感应回转窑、燃烧装置、烟气再热装置利用。本发明利用污泥焚烧或者碳化产生的热量间接加热空气用于提高污泥干燥贮存间内温度，增加污泥干燥贮存间内空气的含湿量，使用换气风干方式干燥，使污泥减量，大大降低干燥成本。

Description

一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统
技术领域
本发明涉及市政污泥、印染污泥、工业污泥等有机污泥处理技术领域，特别涉及一种一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统。
背景技术
市政污泥、印染污泥、工业污泥等有机污泥其含水量高，热值低，无法直接焚烧，与生活垃圾参烧过程易产生二噁英，填埋处理会产生大量渗滤液，严重污染环境。
目前市场上对市政污泥、印染污泥、工业污泥等有机污泥主要处理方式是污水处理厂将这些有机污泥干燥后，送到电厂焚烧、堆肥或者填埋。污水处理厂将这些有机污泥干燥的过程多采用回转窑、桨叶式、盘式、低温热泵等干燥设备，利用燃料、电、蒸汽等热源直接或间接干燥的方法，其运行费用极高，加大污水处理厂生产成本压力；为了减少部分干燥成本，也有通过先将污泥加水稀释物理法分离有机组分与无机组分，无机组分压滤后直接晾晒后做建材，有机组分压滤后通过低温热泵干燥后送去堆肥或焚烧，此方法投资大、占地面积大，工序复杂、产生废水多，处置成本降低不明显。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有污水处理厂在处理市政污泥、印染污泥、工业污泥等有机污泥过程中所存在的上述技术问题而提供一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，包括：
一污泥干燥贮存间，所述污泥干燥贮存间对有机污泥进行干燥；
一电热电磁感应回转窑，所述电热电磁感应回转窑的进料段通过干燥污泥输送装置与所述污泥干燥贮存间连接，通过所述干燥污泥输送装置将所述污泥干燥贮存间内干燥后的污泥送入所述电热电磁感应回转窑内进行焚烧或者碳化；所述电热电磁感应回转窑的干渣通过水冷出渣螺旋装置进行出料，所述电热电磁感应回转窑的烟气出口送出一次高温烟气；
一燃烧装置，所述燃烧装置的一次高温烟气入口与所述电热电磁感应回转窑的烟气出口连接，一次高温烟气在所述燃烧装置内进行第二次燃烧并形成二次高温烟气通过所述燃烧装置的二次高温烟气出口送出；
一余热锅炉，所述余热锅炉的脱硝后的高温烟气入口通过一脱硝烟道与所述燃烧装置的二次高温烟气出口连接，脱硝后的高温烟气在所述余热锅炉内与水进行热交换，将水变成蒸汽送出，经过热交换后的余热烟气通过所述余热锅炉上的余热烟气出口送出；
一高温空气预热器，所述高温空气预热器的余热烟气入口与所述余热锅炉上的余热烟气出口相连，余热烟气与送入所述高温空气预热器中的空气进行热交换，经过热交换后的空气形成一股干热空气送入所述污泥干燥贮存间对污泥进行干燥处理，经过热交换后的空气形成另一股干热空气送入电热电磁感应回转窑和燃烧装置内进行助燃，经过热交换后的空气形成再一股干热空气送入脱硝烟道对二次高温烟气进行焚烧和控温；同时经过热交换后的空气形成的一股干热空气送入烟气再热装置经过热交换对烟气进行再热后送入所述污泥干燥贮存间对污泥进行干燥处理，被送入所述污泥干燥贮存间的干热空气对有机污泥进行干燥；余热烟气经过热交换后产生的低温废气由所述高温空气预热器的废气出口排出。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一废气处理装置，所述废气处理装置对所述高温空气预热器的废气出口排出的低温废气处理后送入烟气再热装置中与所述烟气再热装置中的干热空气进行热交换，使得所述烟气再热装置中的低温废气被加热，以消除低温废气排放时的白烟。
在本发明的一个优选实施例中，所述废气处理装置包括半干中和塔、布袋除尘器、湿法除酸装置、除雾装置，所述半干中和塔的废气输入端与所述高温空气预热器的废气出口连接，在所述半干中和塔内加入水和碱液对进入所述半干中和塔内的废气进行除酸并降温，所述半干中和塔的废气出口通过废气输送管道与所述布袋除尘器的进气口连接，经过水和碱液除酸并降温后的废气经过废气输送管道送入所述布袋除尘器中进行除尘；所述布袋除尘器上的除尘气体出口与所述湿法除酸装置的除尘气体入口连接，经过所述布袋除尘器除尘后的除尘气体送入所述湿法除酸装置中进行除酸处理；所述湿法除酸装置的除尘除酸气体出口与所述除雾装置的除尘除酸气体入口连接，经过湿法除酸装置除酸处理后的除尘除酸气体送入所述除雾装置中进行除雾处理，所述除雾装置的除尘除酸除雾气体出口与所述烟气再热装置的除尘除酸除雾气体入口连接，经过所述除雾装置除雾处理后的除尘除酸除雾气体送入所述烟气再热装置中对与所述烟气再热装置中的干热空气进行热交换，以加热所述烟气再热装置中的除尘除酸除雾气体，以消除除尘除酸除雾气体排放时的白烟。
在本发明的一个优选实施例中，在所述废气输送管道上设置有一活性炭喷入装置，以向所述废气输送管道内喷入活性炭，对所述废气输送管道内的废气进行活性炭吸附处理。
在本发明的一个优选实施例中，所述废气处理装置还包括一第一引风机和一第一排气筒，所述第一引风机的抽吸口与所述烟气再热装置的排气口连接，所述烟气再热装置中经过热交换后的洁净气体通过第一引风机的抽吸后，通过第一排气筒排空。
在本发明的一个优选实施例中，所述燃烧装置包括一二燃室和一控温燃烧器，所述燃烧装置的一次高温烟气入口和二次高温烟气出口分别设置在所述二燃室上，所述二燃室的燃料喷口与所述控温燃烧器连接；在所述二燃室上设置有带有多个进风口的二次风管，所述二次风管与所述高温空气预热器的一股干热空气出口连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述二燃室内部为绝热式设计，能满足烟气在＞900℃的高温下，停留时间＞2秒，可将烟气中的有机物彻底焚毁，破坏二噁英类的形成条件。
在本发明的一个优选实施例中，在所述脱硝烟道的进口上设有多个SNCR喷入口和干热空气喷入口，所述脱硝烟道的进口与所述二燃室上的二次高温烟气出口连接，所述多个SNCR喷入口与SNCR喷入装置连接，所述干热空气喷入口与所述高温空气预热器的一股干热空气出口通过管道连接，所述脱硝烟道内的温度通过干热空气控制在850℃～1050℃，有利于氮氧化物还原。
在本发明的一个优选实施例中，所述电热电磁感应回转窑由料仓、干燥污泥输送装置、窑头罩、电磁感应加热装置、电热电磁感应回转窑体、窑尾罩组成；所述干燥污泥输送装置为一水冷给料螺旋装置，所述电热电磁感应回转窑体通过可回转支撑装置支撑回转并通过可回转驱动装置驱动回转；所述电磁感应加热装置套在所述电热电磁感应回转窑体的外围并通过电磁感应加热装置支撑装置进行支撑；所述窑头罩配置在所述电热电磁感应回转窑体的窑头，所述窑尾罩配置在所述电热电磁感应回转窑体的窑尾；在所述窑头罩的前面板上设置有进料口、测温孔、测压孔、观火孔、干热空气进口、检修口；所述水冷给料螺旋装置穿过所述进料口，所述水冷给料螺旋装置的出料口探入所述电热电磁感应回转窑体内，物料可直接落入所述电热电磁感应回转窑体内，所述水冷给料螺旋装置的进料口与所述料仓的出料口连接；所述干热空气进口通过管道与所述高温空气预热器的另一股干热空气出口连接，通过引入干热空气，可降低窑头温度，延长设备使用寿命；在所述窑尾罩的上端设置有烟道，所述烟道作为所述电热电磁感应回转窑的烟气出口，在所述烟道内设置有测温仪和测压仪，所述测压仪控制所述引风机变频调速；在所述窑尾罩的下端设置有出料口，所述出料口与所述水冷出渣螺旋装置的进料口连接；在所述窑尾罩的后面板上设置有观火孔、检修门。
在本发明的一个优选实施例中，在所述料仓上设置有称重计量装置和防堵振达装置，在所述水冷给料螺旋装置中配备有变频电机，可以按设定值控制连续密闭给料。
在本发明的一个优选实施例中，在所述水冷给料螺旋装置探入所述电热电磁感应回转窑体内部分的外侧包裹耐火浇注料，保证螺旋不超温，不影响正常工作。
在本发明的一个优选实施例中，在所述窑头罩的下方设置有一接料斗，进料时或所述电热电磁感应回转窑体内正负压变化、搅动时漏料，可从接料斗下定期排出，避免了由于特殊工况窑头罩积料，造成设备停炉故障。
在本发明的一个优选实施例中，所述窑头罩的前面板和所述窑尾罩的后面板均为法兰连接，可作为停炉后的检修人孔。
在本发明的一个优选实施例中，所述电热电磁感应回转窑体包括外筒体、发热内筒体、若干传热炒板和保温层，所述外筒体通过可回转支撑装置支撑回转并通过可回转驱动装置驱动回转，所述保温层位于所述外筒体与所述发热内筒体之间，若干传热炒板布置在所述发热内筒体的内表面上。发热内筒体和传热炒板通过所述电磁感应加热装置可以迅速发热，大大减少电热电磁感应回转窑体的预热时间，直接达到设定温度，并通过直接接触污泥导热，使污泥迅速升温、引燃，降低用电负荷，利用污泥自身热量达到满足污泥焚烧或者碳化温度要求，更节能。
在本发明的一个优选实施例中，所述污泥干燥贮存间包括相互连通的污泥卸料间和污泥贮池，在所述污泥卸料间与所述污泥贮池的进料侧之间设置有若干卸料门，污泥运输车进入所述污泥卸料间后将污泥倒入所述污泥贮池内；所述污泥卸料间和所述污泥贮池均采用密闭式设计，微负压，使得臭气不外泄；所述污泥卸料间和所述污泥贮池的顶棚采用阳光棚式设计，采光好，有助于密闭空间升温；在所述污泥贮池的顶棚外两侧对称设置有两套干热空气送风系统，每套干热空气送风系统包括若干热风管，两套干热空气送风系统中的对应位置的热风管对称设置在所述污泥贮池的顶棚外两侧；每一热风管的进风口分别通过管道与所述高温空气预热器的一股干热空气出口连接，所有热风管的出风口探入污泥贮池内向污泥贮池内送入干热风；在所述污泥贮池的顶棚上设置有若干湿热风收集口，这些湿热风收集口的出口与一设置在所述污泥贮池的顶棚外的湿热风排除总管连通，所述湿热风排除总管的出口与一湿热风净化装置连接，使得所述污泥贮池产生的湿热风被送入所述湿热风净化装置内进行除尘、除味后排放；在所述污泥贮池远离所述污泥卸料间的出料侧设置有横向贯穿所述污泥贮池的干污泥排出口，所述干污泥排出口的下方与一带式输送机的进料端连接，所述带式输送机的出料端通过输送装置与所述电热电磁感应回转窑中的料仓连接。
在本发明的一个优选实施例中，在所述污泥贮池的两侧设置有轨道，在两侧的轨道上架设有行车，在所述行车上通过滑轮安装有一翻堆机，所述翻堆机通过行车可以到达所述污泥贮池中的任何位置，所述翻堆机通过行车从前到后的运动，将污泥不断翻抛，大大增加污泥与干燥空气接触面积和时间，并且随着翻堆机的运动方向移动，干燥后的污泥最终落入所述污泥贮池的干污泥排出口下方的带式输送机上。
在本发明的一个优选实施例中，若干热风管的出风口采用等距离布置，这样污泥干燥贮存间内控温更均衡。
在本发明的一个优选实施例中，在每一热风管的出风口上配置有一出风管，所述出风管向下倾斜，在每一出风管的出口处设置有旋转扇叶，可使干热空气旋转冲刷到所述污泥贮池内的污泥表面，迅速将污泥中的水汽夹带与热风混合。
在本发明的一个优选实施例中，越靠近所述污泥贮池的进料侧，所述热风管的出风管吹出的干热空气温度越高；越靠近所述污泥贮池的出料侧，所述热风管的出风管吹出的干热空气温度越低。
在本发明的一个优选实施例中，在所述污泥贮池的出料侧下方设置有地沟，在所述地沟上盖有若干检修门。
在本发明的一个优选实施例中，所述湿热风净化装置包括废气净化装置、第二引风机和第二排气筒，所述废气净化装置的进气端与所述湿热风排除总管的出口通过管道连接，所述废气净化装置的出气端与所述第二引风机的入口通过管道连接，所述第二引风机的出口通过管道与所述第二排气筒的入端连接。
由于采用了如上的技术方案，本发明与现有对有机污泥处理方式相比，具有如下优点：
①污泥干燥贮存间即作为初步干燥系统，同时又是污泥的主要贮存场所，利用污泥贮存空间对其进行干燥，节约用地；
②利用污泥焚烧或者碳化产生的热量间接加热空气用于提高污泥干燥贮存间内温度，增加污泥干燥贮存间内空气的含湿量，使用换气风干方式干燥，使污泥减量，大大降低干燥成本；
③采用干热空气作为污泥干燥贮存间的控温介子，传热快，易布置，投资低；
④干燥不采用高温高热，节省能源，设备使用寿命长，无烫伤危险；
⑤干燥后的污泥，热值提高，自身燃烧释放的热量可以满足其焚烧或者碳化的温度要求，同时废热利用又可以提供污泥干燥所需热源，大大降低了污泥干燥和焚烧或碳化处理所需的能耗；
⑥污泥干燥贮存间为微负压，运输车辆卸料、翻堆机搅动，整个过程在密闭环境下完成，无废气外泄。
⑦翻堆机全程按设定要求自动搅动污泥，污泥在翻堆机机械运动的作用下，不断被翻抛、打散，增加污泥与空气接触机会，加快干燥速度；⑧翻推机从前到后，往复运动，将干燥后的污泥不断送到输送机上，无需人工干预，仅需定期巡检即可，自动化程度高。
⑧电热电磁感应式回转窑具有升温快，控温灵活，用电时间短；体积小，散热损失少，大大节约污泥焚烧或者碳化成本；
⑨采用多级供风方式，减低空气过量系数，控制焚烧温度不超过1200℃，降低热力氮生成量；在电热电磁感应式回转窑内少量供风，低氧燃烧，还原气氛，烟气中的氮氧化物被还原，降低燃料氮产生量；
⑩在同一套系统上，通过对电热电磁感应式回转窑内通入助燃风量的调控可以选择对污泥焚烧处理或碳化处理，处理范围广，产品应用广。
附图说明
图1为本发明一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统的结构框图。
图2为本发明一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统中的污泥干燥贮存间结构示意图。
图3为本发明一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统中的电热电磁感应回转窑结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。
参见图1，图中所示的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，包括污泥干燥贮存间100、电热电磁感应回转窑200、燃烧装置300、脱硝烟道400、余热锅炉500、高温空气预热器600、烟气再热装置700、废气处理装置800和湿热风净化装置900。
污泥干燥贮存间100对有机污泥进行干燥，具体参见图2，其包括相互连通的污泥卸料间110和污泥贮池120，在污泥卸料间110与污泥贮池120的进料侧之间设置有若干卸料门130。污泥卸料间110和污泥贮池120均采用密闭式设计，微负压，使得臭气不外泄；污泥贮池120的顶棚121采用阳光棚式设计，采光好，有助于密闭空间升温。
在污泥卸料间110进门处设置有污泥卸料间门(图中未示出)，当污泥运输车进入污泥卸料间110内时，污泥卸料间门关闭，污泥卸料间110与污泥贮池120的进料侧之间的卸料门130打开，污泥运输车运行到污泥贮池120的进料侧位置后将污泥倒入污泥贮池120内，然后污泥卸料间110与污泥贮池120的进料侧之间的卸料门130关闭，污泥卸料间门打开，污泥运输车离开，臭气不外泄。
污泥贮池120为混凝土结构，四周设置有围堰，防止污泥泄漏。在污泥贮池120的两侧的围堰上设置有轨道141，在两侧的轨道141上架设有行车142，在行车142上通过滑轮(图中未示出)安装有翻堆机143，翻堆机143可通过滑轮在行车142的行车梁上左右移动，这样翻堆机143通过行车142可以到达污泥贮池120中的任何位置，无死角。翻堆机143通过行车142从前到后的运动和通过滑轮的左右移动，将污泥贮池120中的污泥不断翻抛，大大增加污泥与干燥空气接触面积和时间，并且随着翻堆机143的运动方向移动，干燥后的污泥最终落入污泥贮池120出料侧的干污泥排出口122下方的带式输送机150上。
在污泥贮池120的顶棚121两侧外侧对称设置有两套干热空气送风系统，每套干热空气送风系统包括若干热风管，两套干热空气送风系统中的对应位置的热风管对称设置在所述污泥贮池的顶棚外两侧。
作为优选，本具体实施方式中，每套干热空气送风系统采用三根热风管，分为第一热风管161、第二热风管162和第三热风管163，两套干热空气送风系统中的两根第一热风管161对称设置在污泥贮池120的顶棚121外两侧，两套干热空气送风系统中的两根第二热风管162对称设置在污泥贮池120的顶棚121外两侧，两套干热空气送风系统中的两根第三热风管163对称设置在污泥贮池120的顶棚121外两侧。
两根第一热风管161靠近污泥贮池120的进料侧，两根第三热风管163靠近污泥贮池120的出料侧，两根第二热风管162位于第一热风管161与第三热风管163之间。两根第一热风管161上的进风口161a、两根第二热风管162上的进风口162a和两根第三热风管163上的进风口163a均采用对称布置，这样控温更均衡。
两根第一热风管161上的进风口161a、两根第二热风管162上的进风口162a分别通过管道A与高温空气预热器600的一股干热空气出口连接，两根第三热风管163上的进风口163a通过管道F与烟气再热装置700出来的一股干热空气出口连接。由于污泥贮池120的进料侧的污泥含水较高，因此靠近污泥贮池120的进料侧的第一热风管161的出风管吹出的干热空气温度越高；靠近污泥贮池120的出料侧的第三热风管163的出风管吹出的干热空气温度越低，这样有利于污泥贮池120的前段污泥快速蒸发失水，且大量水蒸发吸热后，使得污泥贮池120前端温度不低于污泥贮池120的其他位置温度，保证整个污泥贮池120温差不大，热量不浪费。
第一热风管161、第二热风管162和第三热风管163的若干出风口向污泥贮池120内各个位置送入干热空气；在第一热风管161、第二热风管162和第三热风管163的每一出风口上均配置有一出风管164，出风管164向下微倾斜，在每一出风管164的出口处设置有旋转扇叶，可使干热空气连续旋转(旋流)冲刷到污泥贮池120内被翻堆机143翻搅后的污泥表面，迅速将污泥中的水汽夹带与热风混合，有利于污泥干燥。
在污泥贮池120的顶棚121的最高处设置有若干湿热风收集口171，这些湿热风收集口171等距离均布，它们的出口与一设置在污泥贮池120的顶棚121外的湿热风排除总管172连通，这样可以将污泥贮池120的顶棚121内的含水饱和湿热空气带离污泥贮池120，完成污泥的干燥。
湿热风排除总管172的出口与湿热风净化装置900连接，使得污泥贮池产生的含水饱和湿热空气被送入湿热风净化装置900内进行除尘、除味后排放。湿热风净化装置900包括废气净化装置910、第二引风机920和第二排气筒930，废气净化装置910的进气端与湿热风排除总管172的出口通过管道连接，废气净化装置910的出气端与第二引风机920的入口通过管道连接，第二引风机920的出口通过管道与第二排气筒930的入端连接。
在污泥贮池120远离污泥卸料间110的出料侧设置有横向贯穿污泥贮池120的干污泥排出口122，在这些干污泥排出口122的下方设有地沟123，带式输送机150放置在地沟123内并带有围栏，该带式输送机150的进料端位于这些干污泥排出口122的正下方并与这些干污泥排出口122对接，带式输送机150的进料端的面积大于这些干污泥排出口122的面积，保证由这些干污泥排出口122出来的干污泥全部落到带式输送机150的输送皮带上。污泥贮池120中的污泥在翻堆机143的作用下，不断向污泥贮池120的出料侧方向移动，干燥后的污泥最终落入这些干污泥排出口122，由这些干污泥排出口122下部的带有围栏的带式输送机150匀速送出。
在地沟123上盖有若干检修门125，以防止废气外泄，同时可以随时清理带式输送机150输送时掉落的干污泥。
参见图3，图中所示的电热电磁感应回转窑200由料仓210、水冷给料螺旋装置220、窑头罩230、电磁感应加热装置240、电热电磁感应回转窑体250、窑尾罩260组成。
电热电磁感应回转窑体250包括外筒体251、发热内筒体252、若干传热炒板253和保温层254，外筒体251通过可回转支撑装置255支撑回转并通过可回转驱动装置256驱动回转，保温层254位于外筒体251与发热内筒体252之间，若干传热炒板253布置在发热内筒体252的内表面上。发热内筒体和传热炒板通过套设在外筒体251外围的电磁感应加热装置240可以迅速发热，大大减少电热电磁感应回转窑体250的发热内筒体252及若干传热炒板253的预热时间，直接达到设定温度，并通过直接接触污泥导热，使污泥迅速升温、引燃，降低用电负荷，利用污泥自身热量达到满足污泥焚烧或者碳化温度要求，更节能。
电磁感应加热装置240通过电磁感应加热装置支撑装置241进行支撑；电磁感应加热装置240采用电加热，是国家提倡的清洁能源，升温快，控温更灵活，污泥可以迅速被引燃进入焚烧或碳化状态，同时可停掉或降低电热供应，运行成本低。
窑头罩230配置在电热电磁感应回转窑体250的窑头，窑尾罩260配置在电热电磁感应回转窑体250的窑尾。
在窑头罩230的前面板上设置有进料口231、测温孔232、测压孔233、观火孔234、干热空气进口235、检修口236。
水冷给料螺旋装置220穿过进料口231并密封衔接，水冷给料螺旋装置220按设定数量连续均匀将污泥送入电热电磁感应回转窑体250内。在水冷给料螺旋装置220探入电热电磁感应回转窑体250内部分的外侧包裹耐火浇注料，保证螺旋不超温，不影响正常工作。水冷给料螺旋装置220的出料口探入电热电磁感应回转窑体250的发热内筒体252内，物料可直接落入电热电磁感应回转窑体250内的传热炒板253上。
水冷给料螺旋装置220的进料口与料仓210的出料口密封衔接，料仓210的进料口通过输送装置(图中未示出)与带式输送机150的出料端对接，这样污泥贮池120干燥后的污泥送入通过料仓210和水冷给料螺旋装置220送入电热电磁感应回转窑250内进行焚烧或者碳化。
在料仓210上设置有称重计量装置和防堵振达装置，在水冷给料螺旋装置220中配备有变频电机，可以按设定值控制均匀连续密闭给料。
在窑头罩230的下方设置有一接料斗270，进料时或电热电磁感应回转窑体250内正负压变化、搅动时漏料，可从接料斗270下定期排出，避免了由于特殊工况窑头罩230积料，造成设备停炉故障。
干热空气进口235通过管道B与高温空气预热器600的另一股干热空气出口连接，通过引入干热空气，可降低窑头温度，延长设备使用寿命，焚烧或碳化过程的供风为高温空气预热器600加热后的空气，可实现废热再利用。另外根据待处理污泥的特性选择对其焚烧或者碳化处理,污泥在电热电磁感应回转窑200内焚烧还是碳化处理,可调控干热空气进口235给电热电磁感应回转窑200的供风量实现。
在窑尾罩260的上端设置有烟道261，烟道261作为电热电磁感应回转窑200的烟气出口，送出一次高温烟气；在烟道261内设置有测温仪262和测压仪263，测压仪263控制第一引风机850变频调速；在窑尾罩260的下端设置有出料口264，出料口264与水冷出渣螺旋装置280的进料口连接；在窑尾罩260的后面板上设置有观火孔265、检修门266。
窑头罩230的前面板和窑尾罩260的后面板均为法兰连接，可作为停炉后的检修人孔。
污泥在电热电磁感应回转窑200内从前到后经过干燥、热解、燃烧后，干渣通过出料口264落入到水冷出渣螺旋装置280内，完成污泥的焚烧或碳环。污泥通过焚烧或碳化后，有机质被焚毁，减量达到80％以上，水冷出渣螺旋装置280出来的副产品被降温后可作为建材、燃料、土壤改良剂等广泛应用。
燃烧装置300包括一二燃室310和一控温燃烧器320，燃烧装置300的一次高温烟气入口311和二次高温烟气出口312分别设置在二燃室310上，二燃室310的燃料喷口313与控温燃烧器320连接；在二燃室310上设置有带有多个进风口的二次风管314，二次风管与高温空气预热器600的一股干热空气出口通过管道C连接。
二燃室310设置在电热电磁感应回转窑200之后，污泥在电热电磁感应回转窑200内的高温作用下，污泥中的水分和挥发分以气态形式所形成的一次高温烟气通过电热电磁感应回转窑200的烟道261和二燃室310上的一次高温烟气入口311进入二燃室310，二燃室310为燃尽室，体积较大，内部为绝热式设计，能满足烟气在＞900℃的高温下，停留时间＞2秒，可将烟气中的有机物彻底焚毁，破坏二噁英类的形成条件。一次高温烟气在二燃室310内进行第二次燃烧并形成二次高温烟气通过二燃室310的二次高温烟气出口312送出。
脱硝烟道400的进口440与二燃室310上的二次高温烟气出口312连接，这样由二燃室310上的二次高温烟气出口312出来的二次高温烟气进入到脱硝烟道400脱销。在脱硝烟道400的进口上设有多个SNCR喷入口410和干热空气喷入口420，多个SNCR喷入口410与SNCR喷入装置430连接，干热空气喷入口420与高温空气预热器600的一股干热空气出口通过管道D连接，脱硝烟道400内的温度通过干热空气控制在850℃～1050℃，有利于氮氧化物还原。
余热锅炉500的脱硝后的高温烟气入口510与脱硝烟道400的出口450连接，脱硝后的高温烟气由余热锅炉500的脱硝后的高温烟气入口510进入余热锅炉500内，在余热锅炉500内与水进行热交换，将水变成蒸汽送出，经过热交换后的余热烟气通过余热锅炉500上的余热烟气出口520送出。
高温空气预热器600的余热烟气入口610与余热锅炉500上的余热烟气出口520相连，余热烟气与送入高温空气预热器600中的空气进行热交换，经过热交换后的空气形成一股干热空气通过管道A送入污泥干燥贮存间100内对污泥进行干燥处理，经过热交换后的空气形成另两股干热空气分别通过管道B、C送入电热电磁感应回转窑200和二燃室310内进行助燃，经过热交换后的空气形成第四股干热空气通过管道D送入脱硝烟道400中，对二次高温烟气进行焚烧和控温。
经过热交换后的空气形成第五股干热空气通过管道E送入烟气再热装置700对废气进行再热处理，经过烟气再热装置700热交换后的第六股干热空气通过管道F送入两根第三热风管163内对污泥进行干燥处理。
高温空气预热器600中的空气通过与高温空气预热器600的空气入口630连接的鼓风机640鼓入。
余热烟气经过热交换后形成低温废气由高温空气预热器600的废气出口620排出进入废气处理装置800进行处理。废气处理装置800对高温空气预热器600的废气出口620排出的低温废气处理后送入烟气再热装置700中与送入烟气再热装置700中的干热空气进行热交换，使得烟气再热装置700中的低温废气被加热，以消除低温废气排放时的白烟。
废气处理装置800包括半干中和塔810、布袋除尘器820、湿法除酸装置830、除雾装置840、第一引风机850和第一排气筒860，半干中和塔810的废气输入端811与高温空气预热器600的废气出口620连接，在半干中和塔810内加入水和碱液对进入半干中和塔810内的废气进行除酸的同时将废气迅速降温，满足后续处理设施对废气的温度要求。
半干中和塔810的废气出口812通过废气输送管道870与布袋除尘器820的进气口821连接，经过水和碱液除酸并降温后的废气经过废气输送管道870送入布袋除尘器820中进行除尘；在废气输送管道870上设置有一活性炭喷入装置880，以向废气输送管道870内喷入活性炭，对废气输送管道870内的废气进行活性炭吸附处理。
布袋除尘器820上的除尘气体出口822与湿法除酸装置830的除尘气体入口831连接，经过布袋除尘器820除尘后的除尘气体送入湿法除酸装置830中进行除酸处理。
湿法除酸装置830的除尘除酸气体出口832与除雾装置840的除尘除酸气体入口841连接，经过湿法除酸装置830除酸处理后的除尘除酸气体送入除雾装置840中进行除雾处理。
除雾装置840的除尘除酸除雾气体出口842与烟气再热装置700的除尘除酸除雾气体入口710连接，经过除雾装置840除雾处理后的除尘除酸除雾气体由于温度低，含水率高，因此经过除雾装置840除雾处理后的除尘除酸除雾气体送入烟气再热装置700中与送入烟气再热装置700中的干热空气进行热交换，以加热烟气再热装置700中的除尘除酸除雾气体，以消除除尘除酸除雾气体排放时的白烟。
第一引风机850的抽吸口851与烟气再热装置700的排气口720连接，烟气再热装置700中经过热交换后的洁净气体通过第一引风机850的抽吸后，通过第一排气筒860排空。

Claims (21)

1.一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，包括：
一污泥干燥贮存间，所述污泥干燥贮存间对有机污泥进行干燥；
一电热电磁感应回转窑，所述电热电磁感应回转窑的进料段通过干燥污泥输送装置与所述污泥干燥贮存间连接，通过所述干燥污泥输送装置将所述污泥干燥贮存间内干燥后的污泥送入所述电热电磁感应回转窑内进行焚烧或者碳化；所述电热电磁感应回转窑的干渣通过水冷出渣螺旋装置进行出料，所述电热电磁感应回转窑的烟气出口送出一次高温烟气；
一燃烧装置，所述燃烧装置的一次高温烟气入口与所述电热电磁感应回转窑的烟气出口连接，一次高温烟气在所述燃烧装置内进行第二次燃烧并形成二次高温烟气通过所述燃烧装置的二次高温烟气出口送出；
一余热锅炉，所述余热锅炉的脱硝后的高温烟气入口通过一脱硝烟道与所述燃烧装置的二次高温烟气出口连接，脱硝后的高温烟气在所述余热锅炉内与水进行热交换，将水变成蒸汽送出，经过热交换后的余热烟气通过所述余热锅炉上的余热烟气出口送出；
一高温空气预热器，所述高温空气预热器的余热烟气入口与所述余热锅炉上的余热烟气出口相连，余热烟气与送入所述高温空气预热器中的空气进行热交换，经过热交换后的空气形成一股干热空气送入所述污泥干燥贮存间对污泥进行干燥处理，经过热交换后的空气形成另一股干热空气送入电热电磁感应回转窑和燃烧装置内进行助燃，经过热交换后的空气形成再一股干热空气送入脱硝烟道对二次高温烟气进行焚烧和控温；同时经过热交换后的空气形成的一股干热空气送入烟气再热装置经过热交换对烟气进行再热后送入所述污泥干燥贮存间对污泥进行干燥处理，被送入所述污泥干燥贮存间的干热空气对有机污泥进行干燥；余热烟气经过热交换后产生的低温废气由所述高温空气预热器的废气出口排出。
2.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，还包括一废气处理装置，所述废气处理装置对所述高温空气预热器的废气出口排出的废气处理后送入烟气再热装置中与送入所述烟气再热装置中的干热空气进行热交换，以加热所述烟气再热装置中的低温废气，以消除低温废气排放时的白烟。
3.如权利要求2所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述废气处理装置包括半干中和塔、布袋除尘器、湿法除酸装置、除雾装置，所述半干中和塔的废气输入端与所述高温空气预热器的废气出口连接，在所述半干中和塔内加入水和碱液对进入所述半干中和塔内的废气进行除酸并降温，所述半干中和塔的废气出口通过废气输送管道与所述布袋除尘器的进气口连接，经过水和碱液除酸并降温后的废气经过废气输送管道送入所述布袋除尘器中进行除尘；所述布袋除尘器上的除尘气体出口与所述湿法除酸装置的除尘气体入口连接，经过所述布袋除尘器除尘后的除尘气体送入所述湿法除酸装置中进行除酸处理；所述湿法除酸装置的除尘除酸气体出口与所述除雾装置的除尘除酸气体入口连接，经过湿法除酸装置除酸处理后的除尘除酸气体送入所述除雾装置中进行除雾处理，所述除雾装置的除尘除酸除雾气体出口与所述烟气再热装置的除尘除酸除雾气体入口连接，经过所述除雾装置除雾处理后的除尘除酸除雾气体送入所述烟气再热装置中与送入所述烟气再热装置中的干热空气进行热交换，以加热所述烟气再热装置中的除尘除酸除雾气体，以消除除尘除酸除雾气体排放时的白烟。
4.如权利要求3所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述废气输送管道上设置有一活性炭喷入装置，以向所述废气输送管道内喷入活性炭，对所述废气输送管道内的废气进行活性炭吸附处理。
5.如权利要求3所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述废气处理装置还包括一第一引风机和一第一排气筒，所述第一引风机的抽吸口与所述烟气再热装置的排气口连接，所述烟气再热装置中经过热交换后的洁净气体通过第一引风机的抽吸后，通过第一排气筒排空。
6.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述燃烧装置包括一二燃室和一控温燃烧器，所述燃烧装置的一次高温烟气入口和二次高温烟气出口分别设置在所述二燃室上，所述二燃室的燃料喷口与所述控温燃烧器连接；在所述二燃室上设置有带有多个进风口的二次风管，所述二次风管与所述高温空气预热器的一股干热空气出口连接。
7.如权利要求6所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述二燃室内部为绝热式设计，能满足烟气在＞900℃的高温下，停留时间＞2秒，可将烟气中的有机物彻底焚毁，破坏二噁英类的形成条件。
8.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述脱硝烟道的进口上设有多个SNCR喷入口和干热空气喷入口，所述脱硝烟道的进口与所述二燃室上的二次高温烟气出口连接，所述多个SNCR喷入口与SNCR喷入装置连接，所述干热空气喷入口与所述高温空气预热器的一股干热空气出口通过管道连接，所述脱硝烟道内的温度通过干热空气控制在850℃～1050℃，有利于氮氧化物还原。
9.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述电热电磁感应回转窑由料仓、干燥污泥输送装置、窑头罩、电磁感应加热装置、电热电磁感应回转窑体、窑尾罩组成；所述干燥污泥输送装置为一水冷给料螺旋装置，所述电热电磁感应回转窑体通过可回转支撑装置支撑回转并通过可回转驱动装置驱动回转；所述电磁感应加热装置套在所述电热电磁感应回转窑体的外围并通过电磁感应加热装置支撑装置进行支撑；所述窑头罩配置在所述电热电磁感应回转窑体的窑头，所述窑尾罩配置在所述电热电磁感应回转窑体的窑尾；在所述窑头罩的前面板上设置有进料口、测温孔、测压孔、观火孔、干热空气进口、检修口；所述水冷给料螺旋装置穿过所述进料口，所述水冷给料螺旋装置的出料口探入所述电热电磁感应回转窑体内，物料可直接落入所述电热电磁感应回转窑体内，所述水冷给料螺旋装置的进料口与所述料仓的出料口连接；所述干热空气进口通过管道与所述高温空气预热器的另一股干热空气出口连接，通过引入干热空气，可降低窑头温度，延长设备使用寿命；在所述窑尾罩的上端设置有烟道，所述烟道作为所述电热电磁感应回转窑的烟气出口，在所述烟道内设置有测温仪和测压仪，所述测压仪控制所述引风机变频调速；在所述窑尾罩的下端设置有出料口，所述出料口与所述水冷出渣螺旋装置的进料口连接；在所述窑尾罩的后面板上设置有观火孔、检修门。
10.如权利要求9所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述料仓上设置有称重计量装置和防堵振达装置，在所述水冷给料螺旋装置中配备有变频电机，可以按设定值控制均匀连续密闭给料。
11.如权利要求9所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述水冷给料螺旋装置探入所述电热电磁感应回转窑体内部分的外侧包裹耐火浇注料。
12.如权利要求9所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述窑头罩的下方设置有一接料斗，进料时或所述电热电磁感应回转窑体内正负压变化、搅动时漏料，可从接料斗下定期排出，避免了由于特殊工况窑头罩积料，造成设备停炉故障。
13.如权利要求9所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述窑头罩的前面板和所述窑尾罩的后面板均为法兰连接，可作为停炉后的检修人孔。
14.如权利要求9所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述电热电磁感应回转窑体包括外筒体、发热内筒体、若干传热炒板和保温层，所述外筒体通过可回转支撑装置支撑回转并通过可回转驱动装置驱动回转，所述保温层位于所述外筒体与所述发热内筒体之间，若干传热炒板布置在所述发热内筒体的内表面上。
15.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述污泥干燥贮存间包括相互连通的污泥卸料间和污泥贮池，在所述污泥卸料间与所述污泥贮池的进料侧之间设置有若干卸料门，污泥运输车进入所述污泥卸料间后将污泥倒入所述污泥贮池内；所述污泥卸料间和所述污泥贮池均采用密闭式设计，微负压，使得臭气不外泄；所述污泥卸料间和所述污泥贮池的顶棚采用阳光棚式设计，采光好，有助于密闭空间升温；在所述污泥贮池的顶棚外两侧对称设置有两套干热空气送风系统，每套干热空气送风系统包括若干热风管，两套干热空气送风系统中的对应位置的热风管对称设置在所述污泥贮池的顶棚外两侧；每一热风管的进风口分别通过管道与所述高温空气预热器的一股干热空气出口连接，所有热风管的出风口探入污泥贮池内向污泥贮池内送入干热风；在所述污泥贮池的顶棚上设置有若干湿热风收集口，这些湿热风收集口的出口与一设置在所述污泥贮池的顶棚外的湿热风排除总管连通，所述湿热风排除总管的出口与一湿热风净化装置连接，使得所述污泥贮池产生的湿热风被送入所述湿热风净化装置内进行除尘、除味后排放；在所述污泥贮池远离所述污泥卸料间的出料侧设置有横向贯穿所述污泥贮池的干污泥排出口，所述干污泥排出口的下方与一带式输送机的进料端连接，所述带式输送机的出料端通过输送装置与所述电热电磁感应回转窑中的料仓连接。
16.如权利要求15所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述污泥贮池的两侧设置有轨道，在两侧的轨道上架设有行车，在所述行车上通过滑轮安装有一翻堆机，所述翻堆机通过行车可以到达所述污泥贮池中的任何位置，所述翻堆机通过行车从前到后的运动，将污泥不断翻抛，大大增加污泥与干燥空气接触面积和时间，并且随着翻堆机的运动方向移动，干燥后的污泥最终落入所述污泥贮池的干污泥排出口下方的带式输送机上。
17.如权利要求15所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，若干热风管的出风口采用等距离布置，这样控温更均衡。
18.如权利要求15所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在每一热风管的出风口上配置有一出风管，所述出风管向下倾斜，在每一出风管的出口处设置有旋转扇叶，可使干热空气旋转冲刷到所述污泥贮池内的污泥表面，迅速将污泥中的水汽夹带与热风混合。
19.如权利要求15所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，越靠近所述污泥贮池的进料侧，所述热风管的出风管吹出的干热空气温度越高；越靠近所述污泥贮池的出料侧，所述热风管的出风管吹出的干热空气温度越低。
20.如权利要求15所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，在所述污泥贮池的出料侧下方设置有地沟，在所述地沟上盖有若干检修门。
21.如权利要求1所述的一体式污泥干燥和焚烧或碳化处理系统，其特征在于，所述湿热风净化装置包括废气净化装置、第二引风机和第二排气筒，所述废气净化装置的进气端与所述湿热风排除总管的出口通过管道连接，所述废气净化装置的出气端与所述第二引风机的入口通过管道连接，所述第二引风机的出口通过管道与所述第二排气筒的入端连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113154872A (zh) * 2021-04-22 2021-07-23 重庆科技学院 一种低温等离子体组合式回转窑
CN113669742A (zh) * 2021-08-25 2021-11-19 商洛市海蓝科技有限公司 一种处理油气田废弃泥浆的轻量化回转窑系统设备及工艺

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