CN111678152A - 一种间接式污泥干化焚烧系统及其干化焚烧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种间接式污泥干化焚烧系统及其干化焚烧方法，循环加热管路，包括循环风机和加热器，所述循环风机用于将循环烟气送入加热器，所述加热器与高温换热器连通，所述高温换热器与干燥机连通；焚烧补热管路，包括一次风机和低温换热器，所述一次风机入口分别与污泥池和引风机出口连通，所述一次风机出口与所述低温换热器连通，所述低温换热器与所述高温换热器连通，所述低温换热器与焚烧炉的风室连通。具有系统设计更加合理、系统运行更加通畅、节能减排效果更加显著、污泥处理效率提高等优点。

Description

一种间接式污泥干化焚烧系统及其干化焚烧方法
技术领域：
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种间接式污泥干化焚烧系统及其干化焚烧方法。
背景技术：
污泥是污水处理过程中产生的固体沉淀物，主要含有大量的有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等，如任意排放，则对环境造成污染。以干化焚烧为核心的污泥处理方法是当前比较合理、有效的处理方式，采用干化焚烧处理方法更加有利于有机物碳化、杀死病原体、减少污泥体积，有利于实现污泥处理的减量化、无害化、稳定化和资源化。
根据污泥焚烧产生的高温烟气是否直接用于干化污泥将现有污泥干化焚烧系统分成直接式和间接式两种，直接式污泥干化焚烧是利用污泥焚烧产生的高温烟气直接对湿污泥进行干化，而间接式污泥干化焚烧系统是高温烟气不直接用于干化污泥，而是通过高温换热器利用高温烟气的热量对循环烟气进行换热，让循环烟气对湿污泥进行干化，间接式污泥干化焚烧系统具有污泥干化产生的废气或臭气或污染性气体在系统内循环，不会排放，定期将循环烟气的不凝气送入焚烧炉内焚烧处理即可，更加的环保。
现有间接式污泥干化焚烧系统整体结构设计基本成熟，能够在一定程度上，满足污泥处理，但在实际使用中还存在一些不足，一是循环烟气经降温除湿后温度一般在40℃-50℃之间且夹带有水汽、有机废气、污泥粉尘颗粒物等，循环烟气与高温烟气在高温换热器低温段换热时水汽易发生结垢，长时间使用后结垢问题凸显，这不仅导致换热效率下降而且严重时还会造成堵塞需要清洗或更换，当高温换热器换热效率下降时循环烟气的温度达不到干化要求，造成污泥含水率超出正常范围，而污泥含水率增高后又会影响焚烧，轻则增大辅助燃料的添加，重则污泥燃烧不充分，影响污泥处理效果。二是现有的干化焚烧系统都需要不断的大量添加辅助燃料，这在一定程度上增加了运行成本，阻碍了整个系统向节能减排方向发展。因此，有必要对现有间接式干化焚烧系统进行改进，使其整体运行更加顺畅，节能减排效果更加显著，提高污泥处理效率和质量。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容：
本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供一种间接式污泥干化焚烧系统及其干化焚烧方法，具有系统设计更加合理、系统运行更加通畅、节能减排效果更加显著、污泥处理效率提高等优点。
本发明通过采取以下技术方案实现上述目的：
一种间接式污泥干化焚烧系统，包括：
循环加热管路，包括循环风机和加热器，所述循环风机用于将循环烟气送入加热器，所述加热器与高温换热器连通，所述高温换热器与干燥机连通；
焚烧补热管路，包括一次风机和低温换热器，所述一次风机入口分别与污泥池和引风机出口连通，所述一次风机出口与所述低温换热器连通，所述低温换热器与所述高温换热器连通，所述低温换热器与焚烧炉的风室连通。
所述加热器将所述循环烟气加热至120℃-180℃。
所述高温换热器将所述焚烧炉产生的高温烟气换热至180℃-240℃，将所述循环烟气换热至550℃-750℃。
所述低温换热器将所述一次风机送入的气体换热至100℃-130℃，将高温烟气换热至130℃-150℃。
所述加热器为天然气热风炉。
所述循环风机入口分别与外界空气和脱酸除湿塔连通，所述循环风机出口连接有三通开关，其中一路与所述加热器连通，另一路与所述焚烧炉连通。
所述焚烧炉依次与高温除尘器、高温换热器、低温换热器、半干法脱硫塔、布袋除尘器A、引风机和烟囱连通，所述干燥机依次与干燥流化塔、旋风除尘器、布袋除尘器B、脱酸除湿塔、换热器和凉水塔连通，所述脱酸除湿塔通过所述循环加热管路与所述干燥机连通。
所述引风机与所述焚烧炉之间设有配风支路，所述配风支路包括二次风机，所述二次风机入口分别与外界空气和所述引风机出口连通，所述二次风机出口与设置在所述焚烧炉上的喷头连通，所述喷头向所述焚烧炉内送风。
一种间接式污泥干化焚烧方法，包括：
在循环烟气进入高温换热器之前对其进行加热处理，从引风机出口处和外界空气混合引一股气体A，利用焚烧炉产生的高温烟气对所述气体A加热，并将加热后的气体A送入焚烧炉的风室内。
所述循环烟气加热至120℃-180℃。
所述气体A加热至100℃-130℃，所述高温换热器将所述循环烟气加热至550℃-750℃。
本发明采用上述结构，能够带来如下有益效果：
(1)通过对循环烟气进行预加热处理，使其温度达到120℃以上，进而循环烟气进入高温换热器后无低温段，水汽不会结垢，从根本上解决高温换热器结垢堵塞的技术问题，而加热器增加的这部分热量不会直接流失浪费，而是大部分能够再利用，具体是通过高温换热器和低温换热器将热量转化给焚烧补热管路，因此该方案在解决结垢堵塞问题的同时，又将额外增加的热量充分利用，整体依然保持节能减排的效果，而整个系统运行却更加顺畅和稳定。
(2)通过设计焚烧补热管路，不仅可以充分利用加热器加入的热量，而且还可以对高温烟气进行降温，同时将气体加热并送入焚烧炉内，提高了沸腾段的热容积，进而可以实现降低辅助燃料的使用，甚至是不使用，进一步提高整个系统的节能减排效果，同时通过调节空气和低氧烟气的比例还可以低氧低氮燃烧，降低氮氧化物的生成。
附图说明：
图1为本发明间接式污泥干化焚烧系统的结构示意图；
图中，1、循环风机，2、加热器，3、高温换热器，4、干燥机，5、一次风机，6、低温换热器，7、污泥池，8、引风机，9、焚烧炉，10、风室，11、脱酸除湿塔，12、三通开关，13、高温除尘器，14、半干法脱硫塔，15、布袋除尘器A，16、烟囱，17、干燥流化塔，18、旋风除尘器，19、布袋除尘器B，20、换热器，21、凉水塔，22、二次风机，23、喷头。
具体实施方式：
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
此外，术语“A”、“B”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的位置。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连通”是指气路连通，可以具体可以通过管路连接连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种间接式污泥干化焚烧系统，包括：
循环加热管路，包括循环风机1和加热器2，所述循环风机1用于将循环烟气送入加热器2，所述加热器2与高温换热器3连通，所述高温换热器3与干燥机4连通；
焚烧补热管路，包括一次风机5和低温换热器6，所述一次风机5入口分别与污泥池7和引风机8出口连通，所述一次风机5出口与所述低温换热器6连通，所述低温换热器6与所述高温换热器3连通，所述低温换热器6与焚烧炉9的风室10连通。通过对循环烟气进行预加热处理，使其温度达到120℃以上，进而循环烟气进入高温换热器3后无低温段，水汽不会结垢，从根本上解决高温换热器3结垢堵塞的技术问题，而加热器增加的这部分热量不会直接流失浪费，而是大部分能够再利用，具体是通过高温换热器3和低温换热器6将热量转化给焚烧补热管路，通过设计焚烧补热管路，不仅可以充分利用加热器2加入的热量，而且还可以对高温烟气进行降温，同时将气体加热并送入焚烧炉9内，提高了沸腾段的热容积，进而可以实现降低辅助燃料的使用，甚至是不使用，进一步提高整个系统的节能减排效果，同时通过调节空气和低氧烟气的比例还可以低氧低氮燃烧，降低氮氧化物的生成。整个方案在解决高温换热器3结垢的同时，又将额外增加的热量充分利用，降低辅助燃料的使用，系统运行更加顺畅和稳定，同时降低了能耗，提高了污泥处理效率。
所述加热器2将所述循环烟气加热至120℃-180℃。该温度设定可以确保水汽不会结垢，同时热量合理的分配。
所述高温换热器3将所述焚烧炉9产生的高温烟气换热至180℃-240℃，将所述循环烟气换热至550℃-750℃。用550℃-750℃的烟气去干燥含水率80％左右的污泥比起用850℃-950℃的高温烟气去干燥含水率80％左右的污泥引起的有益效果是这种中温烟气不会破坏污泥中的有机质，不会导致有机物碳化，产生的废气少，干化后的污泥热值高，可返回污泥焚烧炉9的继续提供热源。
所述低温换热器6将所述一次风机5送入的气体换热至100℃-130℃，将高温烟气换热至130℃-150℃。100℃-130℃的气体送入风室内提高了沸腾段的热容积，把沸腾段的燃烧温度由650℃-700℃提高到850℃-900℃，没有低温换热器时，沸腾段的温度为650℃-700℃，通过将沸腾段的燃烧温度提高到850℃-900℃可有效杀死病原体，使沸腾段的下渣达到环保的排放要求，同时焚烧污泥可稍加或不加辅助燃料。
所述加热器2为天然气热风炉。所述加热器2将所述循环烟气和热风炉的的高温烟气直接混合，把循环烟气加热至120℃-180℃。高温烟气和循环烟气在天然气热风炉内混合空间大，天然气热风炉设有沉降室，循环烟气夹带的尘和夹带的水汽因升温结垢形成的固体颗粒在天然气热风炉的沉降室沉降，解决了循环烟气采用管式换热器在低温段结垢堵塞的现象，解决循环烟气采用低温换热器运行周期短的问题，加热效率高。
所述循环风机1入口分别与外界空气和脱酸除湿塔11连通，所述循环风机1出口连接有三通开关12，其中一路与所述加热器2连通，另一路与所述焚烧炉9连通。将循环烟气中产生的不凝性气体定期返回焚烧炉内燃烧提供热源，臭气不外溢不外排，周围环境无异味。
所述焚烧炉9依次与高温除尘器13、高温换热器3、低温换热器6、半干法脱硫塔14、布袋除尘器A15、引风机8和烟囱16连通，所述干燥机4依次与干燥流化塔17、旋风除尘器18、布袋除尘器B19、脱酸除湿塔11、换热器20和凉水塔21连通，所述脱酸除湿塔11通过所述循环加热管路与所述干燥机4连通。
所述引风机8与所述焚烧炉9之间设有配风支路，所述配风支路包括二次风机22，所述二次风机22入口分别与外界空气和所述引风机8出口连通，所述二次风机22出口与设置在所述焚烧炉9上的喷头23连通，所述喷头23向所述焚烧炉9内送风。通过配风不仅能够及时补入氧气，而且还可以调节氧含量，实现低氧低氮燃烧，降低氮氧化物的产生。
现有间接式污泥干化焚烧方法：
干化后的污泥送入焚烧炉9内焚烧，焚烧产生的高温烟气(大约950℃)经过高温除尘器13除尘后进入高温换热器3，高温换热器3将高温烟气换热至180℃-240℃，然后高温烟气经过半干法脱硫塔14、布袋除尘器A15、引风机8和烟囱16排出，同时高温换热器3将循环烟气(温度为40℃-50℃)换热至750℃-850℃，然后循环烟气进入干燥机4内对湿污泥进行干化处理，污泥干化后送入焚烧炉9内焚烧，然后循环烟气依次经过干燥流化塔17、旋风除尘器18、布袋除尘器B19和脱酸除尘塔11处理后经循环风机1继续送入高温换热器3内进行换热循环。
本申请在现有的基础上进行改进，具体改进为：
在循环烟气进入高温换热器3之前利用天然气热风炉对其进行预加热处理，并将循环烟气温度加热到120℃-180℃，高温换热器将循环烟气进一步加热，使其加热至550℃-750℃，同时高温烟气换热后温度由850℃-950℃降到180℃-240℃，从引风机8出口处和外界空气混合引一股气体，并通过一次风机5将气体送入低温换热器6内，利用焚烧炉9产生的高温烟气(180℃-240℃)对所述气体加热，将气体加热至100℃-130℃，高温烟气温度降低到130℃-150℃，并将加热后的气体送入焚烧炉9的风室10内。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，包括：
循环加热管路，包括循环风机和加热器，所述循环风机用于将循环烟气送入加热器，所述加热器与高温换热器连通，所述高温换热器与干燥机连通；
焚烧补热管路，包括一次风机和低温换热器，所述一次风机入口分别与污泥池和引风机出口连通，所述一次风机出口与所述低温换热器连通，所述低温换热器与所述高温换热器连通，所述低温换热器与焚烧炉的风室连通。
2.根据权利要求1所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所述加热器将所述循环烟气加热至120℃-180℃。
3.根据权利要求2所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所述高温换热器将所述焚烧炉产生的高温烟气换热至180℃-240℃，将所述循环烟气换热至550℃-750℃。
4.根据权利要求3所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所所述低温换热器将所述一次风机送入的气体换热至100℃-130℃，将高温烟气换热至130℃-150℃。
5.根据权利要求1所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所述加热器为天然气热风炉。
6.根据权利要求1所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所述循环风机入口分别与外界空气和脱酸除湿塔连通，所述循环风机出口连接有三通开关，其中一路与所述加热器连通，另一路与所述焚烧炉连通。
7.根据权利要求1所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所述焚烧炉依次与高温除尘器、高温换热器、低温换热器、半干法脱硫塔、布袋除尘器A、引风机和烟囱连通，所述干燥机依次与干燥流化塔、旋风除尘器、布袋除尘器B、脱酸除湿塔、换热器和凉水塔连通，所述脱酸除湿塔通过所述循环加热管路与所述干燥机连通。
8.根据权利要求7所述的一种间接式污泥干化焚烧系统，其特征在于，所所述引风机与所述焚烧炉之间设有配风支路，所述配风支路包括二次风机，所述二次风机入口分别与外界空气和所述引风机出口连通，所述二次风机出口与设置在所述焚烧炉上的喷头连通，所述喷头向所述焚烧炉内送风。
9.一种间接式污泥干化焚烧方法，其特征在于，包括：
在循环烟气进入高温换热器之前对其进行加热处理，从引风机出口处和外界空气混合引一股气体A，利用焚烧炉产生的高温烟气对所述气体A加热，并将加热后的气体A送入焚烧炉的风室内。
10.根据权利要求9所述的一种间接式污泥干化焚烧方法，其特征在于，所述循环烟气加热至120℃-180℃，所述气体A加热至100℃-130℃，所述高温换热器将所述循环烟气加热至550℃-750℃。
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