CN112429935A - 一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法 - Google Patents

一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法，属于污泥干化技术领域。污泥干化室上方的一侧设有污泥进料口，另一侧设有烟气出气口，污泥干化室下方设有烟气进气口和干化污泥出料口，污泥进料口与干化污泥出料口之间设有污泥传送带；机械式压滤机与污泥进料系统连接，污泥进料系统与污泥进料口连接；烟气进气系统与烟气进气口连接；干化污泥出料口通过干化污泥输送管道与干化污泥储藏装置连接；烟气出气口与烟气尾气处理系统连接；干化污泥出料口处设有污泥含水量在线检测装置，污泥含水量在线检测装置与污泥传送带的控制系统连接。该系统充分利用了垃圾焚烧的烟气余热，降低了污泥干化成本；污泥的干化效率高、效果好。

Description

一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法
技术领域
本发明属于污泥干化技术领域，具体涉及一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法。
背景技术
随着社会经济的迅速发展与人口增多对资源带来的压力，工业、农业等产业在迅猛的发展，而生活用水和工业用水量也随之不断上升，一般1万吨日处理水量产生大约10吨含水量为80％的污泥。
污泥处理主要以填埋为主，污泥中含有大量有机物，容易腐烂有强烈的臭味，并且含有病原微生物、汞等重金属以及二噁英、放射性核素等难以降解的有毒有害物质，填埋会对土壤水源等造成危害，最终会间接的危害到人类。污泥堆肥中因占地面积大、发酵产品存在重金属污染等缺点使得这一技术较难发展。目前有不少采用焚烧炉或污泥干化设备对污泥进行处理，因为经过污水厂沉淀过后的污泥，含水量高达80％以上，热值低于132kcal/kg，直接进行焚烧热值低，干化设备如污泥高压带机、转鼓干化机等对污泥进行脱水处理，含水量在45％以上，热值在1300kcal/kg以下，进入锅炉进行焚烧热值仍然太低。授权公告号为CN108675606A的专利公开了一种污水处理用的污泥干化设备，设备中主要靠电加热丝加热气体，使得升温后的气体进入烘干箱中对污泥进行干化，用电能加热空气去干化污泥成本高，经济性差。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统及其工作方法，充分利用了垃圾焚烧的烟气余热，降低了污泥干化成本；污泥的干化效率高、效果好。
本发明通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，包括干化污泥储藏装置、烟气进气系统、污泥干化室、污泥进料系统、机械式压滤机和烟气尾气处理系统；
污泥干化室上方的一侧设有污泥进料口，另一侧设有烟气出气口，污泥干化室下方设有烟气进气口和干化污泥出料口，污泥进料口与干化污泥出料口之间设有污泥传送带；污泥进料系统包括螺旋给料机，机械式压滤机与螺旋给料机连接，螺旋给料机与污泥进料口连接；烟气进气系统与烟气进气口连接；干化污泥出料口通过干化污泥输送管道与干化污泥储藏装置连接；烟气出气口与烟气尾气处理系统连接；干化污泥出料口处设有污泥含水量在线检测装置，污泥含水量在线检测装置与污泥传送带的控制系统连接。
优选地，干化污泥储藏装置连接有排气过滤系统。
优选地，烟气进气系统包括烟气进气管道，烟气进气管道与烟气进气口连接，烟气进气管道上设有鼓风机。
优选地，污泥进料系统还包括污泥输送机和污泥收料斗；机械式压滤机与污泥输送机连接，污泥输送机与污泥收料斗连接，污泥收料斗与螺旋给料机连接，螺旋给料机通过导料管与污泥进料口连接。
进一步优选地，污泥收料斗出口处设有插板阀。
优选地，污泥传送带绕污泥干化室内壁螺旋设置。
优选地，污泥传送带下方设置有烟气风路，烟气风路的一端与烟气进气口连接，另一端连接至污泥传送带起始端下方。
优选地，污泥干化室内壁设有高分子耐腐蚀层。
优选地，烟气尾气处理系统包括依次连接的布袋除尘器、引风机、湿法脱硫装置和烟囱，布袋除尘器通过烟气出口输送管与烟气出气口连接。
本发明公开的上述利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统的工作方法，包括：
污泥经机械式压滤机处理后初步降低含水量，然后经污泥进料系统由污泥进料口送至污泥干化室中的污泥传送带上；来自烟气进气系统的垃圾焚烧烟气由烟气进气口进入污泥干化室，与污泥传送带上的污泥进行换热；干化后的污泥经干化污泥输送管道送至干化污泥储藏装置进行储藏，烟气通过烟气出气口排出进入烟气尾气处理系统进行处理；污泥含水量在线检测装置实时监测干化污泥出料口处干化污泥的含水量，并将检测结果反馈至污泥传送带的控制系统，控制污泥在污泥干化室内的停留时间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，首先采用机械式压滤机初步降低污泥的含水量，经螺旋给料机破碎后，在污泥干化室中采用垃圾焚烧产生的烟气余热对污泥进行进一步的干化处理。污泥经过机械式压滤机处理后，含水量一般可降至50％～60％，呈块状，在螺旋给料机作用下，块状的污泥被碎成粒状，通过导料管可将粒状污泥均匀的分布在污泥传送带，相比直接干化机械式压滤机出来的块状污泥或污水沉淀池中含水量较大的污泥，经过螺旋给料机之后，呈粒状分布的污泥与烟气直接换热，可提高换热面积，起到强化换热的效果，减小干化单位体积污泥所需烟气量。该系统充分利用了垃圾焚烧烟气的余热，通过机械式压滤机与垃圾焚烧产生的废烟气余热结合对污泥进行干化处理，有效降低了污泥的含水量，提高了污泥的热值，可作为燃料进行燃烧发电；同时有效降低了污泥干化的成本。
进一步地，干化污泥储藏装置连接有排气过滤系统，可对干化污泥带出的少量烟气进行过滤处理，避免污染环境。
进一步地，污泥进料系统中的螺旋给料机前面设置污泥输送机和污泥收料斗，能够便于控制污泥的进料速度。
更进一步地，污泥收料斗出口处设置的插板阀能够防止烟气逸出污染环境。
进一步地，污泥传送带绕污泥干化室内壁螺旋设置，能够有效提高污泥的停留时间，并且占用空间小。
进一步地，烟气风路能够限制烟气的流动方向，提高烟气的利用率和污泥的干化效率。
进一步地，污泥干化室内壁设有高分子耐腐蚀层，能够避免烟气中腐蚀介质对污泥干化室壁面的腐蚀，提高使用寿命。
进一步地，布袋除尘器将烟气中含有的粉尘除去，在布袋除尘器中可以对烟气中的水分进行控制，因此排出的烟气中含水量不会太高，接着烟气在引风机的作用下进入湿法脱硫装置将SOX除去，脱硫后的烟气通过烟囱排入大气，不会对环境造成污染。
本发明公开的上述利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统的工作方法，充分利用了垃圾焚烧烟气的余热，有效降低了污泥干化的成本，机械式压滤机与垃圾焚烧产生的废烟气余热结合的方法干化效率高，经干化的污泥含水量低，热值高。
附图说明
图1为本发明的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统的整体结构示意图。
图中：1为干化污泥储藏装置、2为排气过滤系统、3为干化污泥输送管道、4为烟气进气管道、5为鼓风机、6为污泥干化室、7为插板阀、8为螺旋给料机、9为导料管、10为机械式压滤机、11为污泥输送机、12为污泥收料斗、13为烟气出口输送管、14为布袋除尘器、15为引风机、16为湿法脱硫装置、17为烟囱、18为烟气风路、19为污泥传送带、20为污泥含水量在线检测装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：
如图1，本发明的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，污泥干化室6上方的一侧设有污泥进料口，另一侧设有烟气出气口，污泥干化室6下方设有烟气进气口和干化污泥出料口，污泥进料口与干化污泥出料口之间设有污泥传送带19，优选地，污泥传送带19绕污泥干化室6内壁螺旋设置。
机械式压滤机10与污泥输送机11连接，污泥输送机11与污泥收料斗12连接，污泥收料斗12与螺旋给料机8连接，污泥收料斗12出口处设有插板阀7，螺旋给料机8通过导料管9与污泥进料口连接。
烟气进气管道4与烟气进气口连接，烟气进气管道4上设有鼓风机5；干化污泥出料口通过干化污泥输送管道3与干化污泥储藏装置1连接，干化污泥储藏装置1连接有排气过滤系统2；烟气出气口通过烟气出口输送管13依次连接有布袋除尘器14、引风机15、湿法脱硫装置16和烟囱17。
干化污泥出料口处设有污泥含水量在线检测装置20，污泥含水量在线检测装置20与污泥传送带19的控制系统连接。污泥传送带19下方设置有烟气风路18，烟气风路18的一端与烟气进气口连接，另一端连接至污泥传送带19起始端下方。
垃圾焚烧炉燃烧产生的烟气中含有大量NOX、SOX等酸性气体，其中HCl浓度相对较高，最高可达到4000mg/m3，含酸性气体的烟气进入普通钢材的污泥干化室后，会在污泥干化室6内表面产生一定的化学、电化学腐蚀，减少设备使用寿命，而高分子耐腐蚀材料(如氟塑钢、氟塑料等)的基板完全被树脂层包裹，封闭的树脂层隔绝了基板与空气的接触，采用高分子耐腐蚀材料作为污泥干化室6的材料，能避免了烟气中腐蚀介质对基板的腐蚀。涂塑层厚度55μm±45μm，基板在树脂层的保护下不被酸性气体腐蚀。
上述利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统的工作方法，包括：
污水经过沉淀后底部污泥含水量可降低至80％，污泥经机械式压滤机10处理后含水量降低至50％～60％，然后经污泥输送机11和污泥收料斗12送入螺旋给料机8，将块状的污泥碎成粒状，通过导料管9由污泥进料口送至污泥干化室6中的污泥传送带19上。
垃圾焚烧室焚烧垃圾之后产生大量废烟气温度可达140～150℃，烟气由烟气进气管道4在鼓风机5的作用下，由烟气进气口进入污泥干化室6，与污泥传送带19上的污泥进行换热；干化后的污泥经干化污泥输送管道3送至干化污泥储藏装置1进行储藏，携带的少量的烟气可通过排气过滤系统2过滤排出。
烟气通过烟气出气口排出进入布袋除尘器14，将烟气中含有的粉尘除去，在布袋除尘器中对烟气中的水分进行了控制，因此排出的烟气中含水量不会太高，接着烟气在引风机15的作用下进入湿法脱硫装置16将SOX除去，脱硫后的烟气通过烟囱17排入大气。
污泥含水量在线检测装置20实时监测干化污泥出料口处干化污泥的含水量，并将检测结果反馈至污泥传送带19的控制系统，控制污泥在污泥干化室6内的停留时间。
采用利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，利用机械式压滤机10对来自污泥厂含水量为80％左右的污泥进行压滤，污泥含水量降低至50％～60％，再将经压滤后的污泥送入污泥干化,6，与来自垃圾焚烧除尘之后的烟气直接进行热量交换，含水量降低至10％～20％，热值提高至2283kcal/kg～2641.5kcal/kg。
需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，包括干化污泥储藏装置(1)、烟气进气系统、污泥干化室(6)、污泥进料系统、机械式压滤机(10)和烟气尾气处理系统；
污泥干化室(6)上方的一侧设有污泥进料口，另一侧设有烟气出气口，污泥干化室(6)下方设有烟气进气口和干化污泥出料口，污泥进料口与干化污泥出料口之间设有污泥传送带(19)；污泥进料系统包括螺旋给料机(8)，机械式压滤机(10)与螺旋给料机(8)连接，螺旋给料机(8)与污泥进料口连接；烟气进气系统与烟气进气口连接；干化污泥出料口通过干化污泥输送管道(3)与干化污泥储藏装置(1)连接；烟气出气口与烟气尾气处理系统连接；干化污泥出料口处设有污泥含水量在线检测装置(20)，污泥含水量在线检测装置(20)与污泥传送带(19)的控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，干化污泥储藏装置(1)连接有排气过滤系统(2)。
3.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，烟气进气系统包括烟气进气管道(4)，烟气进气管道(4)与烟气进气口连接，烟气进气管道(4)上设有鼓风机(5)。
4.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，污泥进料系统还包括污泥输送机(11)和污泥收料斗(12)；机械式压滤机(10)与污泥输送机(11)连接，污泥输送机(11)与污泥收料斗(12)连接，污泥收料斗(12)与螺旋给料机(8)连接，螺旋给料机(8)通过导料管(9)与污泥进料口连接。
5.根据权利要求4所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，污泥收料斗(12)出口处设有插板阀(7)。
6.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，污泥传送带(19)绕污泥干化室(6)内壁螺旋设置。
7.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，污泥传送带(19)下方设置有烟气风路(18)，烟气风路(18)的一端与烟气进气口连接，另一端连接至污泥传送带(19)起始端下方。
8.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，污泥干化室(6)内壁设有高分子耐腐蚀层。
9.根据权利要求1所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统，其特征在于，烟气尾气处理系统包括依次连接的布袋除尘器(14)、引风机(15)、湿法脱硫装置(16)和烟囱(17)，布袋除尘器(14)通过烟气出口输送管(13)与烟气出气口连接。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的利用垃圾焚烧烟气余热干化污泥的系统的工作方法，其特征在于，包括：
污泥经机械式压滤机(10)处理后初步降低含水量，然后经污泥进料系统由污泥进料口送至污泥干化室(6)中的污泥传送带(19)上；来自烟气进气系统的垃圾焚烧烟气由烟气进气口进入污泥干化室(6)，与污泥传送带(19)上的污泥进行换热；干化后的污泥经干化污泥输送管道(3)送至干化污泥储藏装置(1)进行储藏，烟气通过烟气出气口排出进入烟气尾气处理系统进行处理；污泥含水量在线检测装置(20)实时监测干化污泥出料口处干化污泥的含水量，并将检测结果反馈至污泥传送带(19)的控制系统，控制污泥在污泥干化室(6)内的停留时间。
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