CN112728562A - 一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备及焚烧方法 - Google Patents

Abstract

一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备及焚烧方法，包括筒体、污泥锁风喂料机构、旋转链辗抽悬浮干化机构、悬浮焚烧机构和废气净化装置，所述的污泥锁风喂料机构设置于筒体的顶部或上部侧壁上，污泥锁风喂料机构与筒体内相连通，旋转链辗抽悬浮干化机构的底部与悬浮焚烧机构的上部相连通，所述的废气净化装置的进气口与筒体相连通，本发明装置运行可靠、占地少、投资少。本发明还提供一种处理工艺简单、热利用效率高的污泥焚烧方法，可直接对污水处理厂或环保企业产生的污泥就近减量化处理和直接无害化处理。

Description

一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备及焚烧方法

技术领域

本发明涉及一种焚烧装置，特别是涉及一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备及焚烧方法。

背景技术

市政污水处理厂在处理城市生活污水包括部分工业废水过程中产生的原生（沉淀后）污泥含水率为90～99%，经带式压滤机脱水后的脱水污泥含水率约80%，脱水污泥经加脊性材料混合进一步真空压滤深度脱水后含水率可降至约60%（深度脱水成本高达200～480元/t）。一般市政污泥脱水至含水率70%~84%时污泥呈塑性态，脱水至含水率60%~65%时为半固体状态，烘干至含水率为35%~45%（污泥干化厂产品含水率约为40%）时为固体状即半干化状态，烘干至含水率为 10%~15%则可成粉末状。

市政脱水污泥（含水率约80%）为灰黑色或黑褐色的半流体状或泥饼状的絮凝体，是由无机质泥砂、和有机质（纤维、动植物残片以及多种微生物形成的菌胶团等）组成的非均质絮凝状㬵体态复杂混合物，有机质含量一般为48%~80%，且其中的有机质具有被泥质化（即被污泥中的无机质-泥质成分所渗透和结构性覆裹而硅质化/铝质化）及菌团内水高及硫化合物偏高等特点；同时污泥中含有铜、砷、铅、锌、铬、镉等重金属和难降解的有机、无机污染成分，易腐败恶臭，产生硫化氢、硫醇、硫醚、吲哚类等恶臭气体。易带来一些较为严重的污染问题如：（1）有毒性异臭污染环境空气，市政污泥在运输、堆存/库存、干燥、焚烧或利用过程中均易产生异臭；（2）病原微生物污染，包括病原微生物和寄生虫污染，污泥中能够对人类或其它生物健康产生危害或引起疾病的有害生物主要有4类：细菌、病毒、原生动物和寄生虫；（3）重金属污染，污泥中的重金属主要有Cd、Pb、As、Cr、Hg、Cu、Zn、Ni等，我国各地污泥所含重金属种类大同小异， 其含量相差较大。可在动植物体内富集，危害人体和其他生物体；（4）有机高聚物污染，包括苯、氯酚、多氯联苯(PCBs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)和多氯二苯并二噁英 (PCDDs)等，可对人体的器官和免疫系统造成损害；（5）N、P等养分污染，造成地表水体的富营养化，渗入地下造成地下水污染 。

随着国家城镇化经济的发展，2019年我国市政污水排放总量已达近608亿吨，我国相配套建设的污水处理工程处理能力亦快速提高，污泥量也同步大幅增加。截至2019年2月底，全国设市城市累计建成污水处理厂4500多座，污水处理能力达2.04亿立方米/日，年产生含水量80%的脱水污泥达到5000多万吨(不含工业污泥4000多万吨)。尽管“水十条”规定，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。住建部亦明确要求：各地要按照“绿色、环保、循环、低碳”的污泥处置技术路线，督促落实城市人民政府规划建设的主体责任，合理选择工艺，加快设施建设。但因市政污泥的特性，我国污水处理厂所产生的污泥，至少有70%没有得到妥善处理，污泥运输倾倒或填埋或随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经突显出来，并且引起了社会的关注。

当前，国内外市政污泥无害化处理技术或方法较多，除去规模较小或尚处于实验阶段的技术，如污泥作粘结剂、污泥提金、污泥混制水煤浆、污泥热解气化、污泥的超临界氧化技术、污泥制吸附剂技术等，其大规模应用的大致可概括为：

1、卫生填埋。该方法简单、易行、成本低，但客观上填埋渗滤液和异臭气体的产生会污染地下水环境，并影响周围数十公里大气环境，欧洲已经有立法禁止污泥填埋。

2、污泥制农肥。该方法因投资少、利润高，但所需场地大，难以污泥生产源头使用，运输中易产生二次污染，且易造成土地脊化和重金属含量超标等问题。

3、海洋处理。即将污泥倾入海洋中，因对海洋生态环境影响引起世界关注，污泥弃海已被大多数国家所禁止。

4、污泥制建材制品。污泥用于烧砖、烧制陶粒等轻质材料、及制生化纤维板等，因难以解决利用污泥过程中的异味等问题，现大多已停用。

5、厌氧消化污泥制沼气。污泥厌氧消化对污泥中的有机质进一步降解利用，可减少部分污泥量，但很有限，且易产生二次污染。

6、污泥的减量化干化技术。利用对流传热直接干燥技术、传导传热间接干燥技术、辐射干燥技术和组合干燥技术对污泥进行减量，但其能耗高，废气异味难以处理。

7、污泥焚烧技术。污泥焚烧处理是当前公认的最彻底的污泥无害化处置方法，分协同焚烧和单独焚烧，协同焚烧是利用水泥厂、垃圾焚烧厂和热电厂等企业的现有焚烧设备进行焚烧，但会对企业本身的产量、能耗等造成影响，同时运输、贮存、处理污泥过程中易造成环境污染，影响空气质量；单独焚烧是利用污泥雾化喷入焚烧炉、立式多段焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑式焚烧炉、炉排型焚烧炉、电加热红外焚烧炉、熔融炉、等离子体火炬焚烧炉等焚烧炉单独对污泥进行焚烧，但存在占地面积大、或工艺较复杂、或污泥废渣燃尽率低，或能耗高、热效率较低，或废气中的污染物极难处理等问题。

在上述单独焚烧技术中以某公司的等离子体火炬污泥废弃物焚烧装置技术为目前公认最先进的技术，其采用“等离子体火炬（200kW干化、裂解）、等离子体火炬焚烧炉（700～900℃ ）、滤水装置、 二燃室、余热回收装置、喷淋急冷装置、烟气处理装置”的组合处理污泥，其存在的主要问题是：一是应用占地面积大、工艺流程复杂、所需配置的功能性主机设备多，投资大，不太适宜于污水处理厂等污泥生产源头的使用。二是污泥在设计的缺氧气氛下干化裂解，及干化裂解与最终的焚烧全部依赖等离子体火炬，电耗高，处理成本高。三是主要依赖于电能产生的高温烟气经余热锅炉回收部分余热后，尚需采用喷淋式急冷装置，将烟气由800℃急冷至180℃以下，以便于烟气脱除酸性物质(包括二氧化硫)及布袋收尘，能量利用效率偏低并产生大量的热污染。

综上所述，我国市政污泥的无害化、或资源化、或能源化处理技术虽取得了快速发展，但尚不足以有效解决我国污水处理厂所产生的大量污泥的无害化处理问题，致使至少有70%的污泥没有得到妥善处理，尤其是尚没有可靠的技术方案解决好大量湿污泥运输滴漏、倾倒、或填埋、或随意堆放所造成的污染与再污染问题。为此，迫切需要一种全新的占地面积较小、投资小、运行可靠且成本较低、无二次污染扩散，并适合于市政污水处理厂或产生污泥的企业对含水率约80%的脱水污泥直接或就近无害化处理的方法及装备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种以市政污泥中的有机质为主要能源、运行可靠、无二次污染的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备。

本发明进一步所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种处理工艺简单、热利用效率高的市政污泥悬浮干化洁净焚烧方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，主要包括筒体、污泥锁风喂料机构、旋转链辗抽悬浮干化机构、悬浮焚烧机构和废气净化装置，所述的污泥锁风喂料机构设置于筒体的顶部或上部侧壁上，污泥锁风喂料机构与筒体内相连通，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构和悬浮焚烧机构设置于筒体内，旋转链辗抽悬浮干化机构的底部与悬浮焚烧机构的上部相连通，所述的废气净化装置的进气口与筒体内相连通。

进一步，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构主要包括主轴、甩料盘、甩链和导流衬板，所述主轴固定在筒体的中心位置，甩料盘设有多层且间隔固定在主轴上，甩链呈环形设于每个甩料盘的外周，所述的导流衬板固定于筒体内侧，用于强制改变筒体内的污泥和气流的运动轨迹，使下行的辗散污泥和上行的热气流在导流衬板与多层甩料盘之间逆流“之”字形折返；主轴带动多层的甩料盘和甩链旋转并与导流衬板一起构成污泥的旋转链辗抽悬浮干化空间。

利用多层甩料盘和环形固定于甩料盘外端的甩链旋转打散搅拌污泥，以及使因脱水收缩而形成的表面结壳硬化而内部仍然是含水较高污泥的、极难干化的结壳污泥迸裂，使污泥呈动态悬浮状与热气体混合，增加了传热面积，增强了湍流强度，提高了换热效率，加快了干化速度，降低了干化热耗，同时利用等离子体火焰焚烧污泥产生的热能直接干化污泥，热利用效率高。

利用多层甩料盘、环形固定于甩料盘外端的甩链、导流衬板等结构组成独特的柔性辗抽悬浮干化工艺，实现污泥的快速干化。

进一步，悬浮焚烧机构设置于筒体的内下部或筒体的下锥部，所述的悬浮焚烧机构主要包括等离子火焰喷射器、热渣鼓风冷却装置和鼓风机，所述的热渣鼓风冷却装置设置在筒体下部或筒体下锥部外侧，热渣鼓风冷却装置通过多个出风管或风帽或炉排与筒体内相连通，热渣鼓风冷却装置的进风口与鼓风机的出风口以管道相连通，等离子火焰喷射器的数量为若干个，等离子火焰喷射器设置在筒体的中下部或筒体下锥部的侧壁上，筒体下部和/或下锥部的内侧设有隔热层、耐热耐磨层，筒体下锥部的底端或筒体下部的侧壁上设有出渣口；耐热耐磨层、等离子火焰喷射器和热渣鼓风冷却装置一起构成干化污泥的悬浮焚烧空间，高温等离子火焰用于升温和保证干化污泥充分洁净燃烧的温度场。

等离子体火焰产生的高温，能完全彻底分解有机质，燃烧效率高，且不会产生二噁英及其它有害物质；利用打散的含湿污泥吸附烟气中的大部分飞灰，以及利用高含湿废气吸附飞灰至废气净化装置沉降，实现污泥洁净化处理。

进一步，甩链在甩料盘上采用一层或多层方式分布，等离子火焰喷射器采用一层或多层方式分布，等离子火焰喷射器在同一层上优选环状切向分布，使等离子火焰在悬浮焚烧空间内呈旋流分布，以提高燃烧效率和燃尽率。

进一步，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构还设有清理犁刀，所述的清理犁刀固定在主轴或甩料盘上，用于清理导流衬板内壁上附着的污泥，实现旋转链辗抽悬浮干化机构的自清洁。

进一步，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构还设有动力装置，所述的动力装置为旋转链辗抽悬浮干化机构的旋转提供动力。

进一步，筒体下部或下锥部的侧壁上设有辅助燃料喂料装置，辅助燃料喂料装置与焚烧空间相连通。辅助燃料喂料装置为燃气/燃油喷嘴或固体燃料喂料装置或可燃废弃物喂料装置，以降低电耗、协同处理含有机质固体废弃物，燃气/燃油喷嘴还可以直接替代等离子火焰喷射器。

进一步，所述的废气净化装置为废气凝水装置或废气催化净化装置和废气凝水装置，所述的废气催化净化装置由等离子体火焰催化净化装置、蓄热氧化炉、催化氧化净化炉中的至少一种构成组成，所述的废气凝水装置由气旋凝水装置、丝网凝水装置、相变凝聚装置、冷凝析水装置中的至少一种构成。其中，相变凝聚装置为相变凝聚塔或相变凝聚器，冷凝析水装置为冷凝析水塔或冷凝析水器。

进一步，所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备还设有引风装置，所述的引风装置的进风口与废气净化装置的出气口相连通，抽吸气体，使旋转链辗抽悬浮干化空间和悬浮焚烧空间均处于微负压状态。

进一步，还设有出渣装置，所述的出渣装置固定于筒体的底部或底部侧面，将经热渣鼓风冷却装置冷却后的活性固体渣排出。

进一步，还设有液态或固态助剂（如污泥异味净化剂/胶团破壁干化助剂/催化或助燃剂/脱硫固硫剂/重金属固融促进剂/碱化剂/脱硝剂/灰渣活性剂等）加料装置，液态或固态助剂加料装置设置于筒体的顶部或上部的侧壁。

进一步，还设有监控系统，所述的监控系统包括测温仪、测压仪、烟气在线分析仪及监控台等，用于监测和调控干化及焚烧过程的工况及烟气成分。

进一步，还设有防爆和消防灭火控制系统。

进一步，筒体的侧壁上还设置有用于观察或维护的观察孔及人孔。

本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案是：市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备的焚烧方法，包括以下步骤：

（1）含湿污泥（含水率≤90%的市政污泥，尤其是含水率约80%的市政脱水污泥）由污泥锁风喂料机构喂入或直接从筒体的顶部/上部喂入到筒体内的旋转链辗抽悬浮干化空间；

（2）呈大团状进入旋转链辗抽悬浮干化空间的污泥在甩链的辗抽下被打散，在导流衬板与多层的甩料盘之间呈“之”字形折返下降，下降过程中与上行的等离子火焰喷射器焚烧干化污泥产生的750℃～1100℃非还原性热气体动态悬浮搅拌混合，快速脱水，同时在下降过程中甩链抽打因脱水收缩而形成的表面结壳硬化但内部仍然是含水较高污泥的、极难干化的结壳污泥，使之迸裂散开，使内部的高含水污泥暴露在外且与热气体直接接触而快速脱水，直至污泥干化成松散的细小颗粒状撒入悬浮焚烧空间；

（3）在热渣鼓风冷却装置鼓入的冷却残渣产生的预热空气的助燃作用下，细小颗粒状干化污泥被高温等离子火焰引燃，呈流化态于900 ℃～1380 ℃氧化性气氛中有机质完全燃烧，为干化含湿污泥提供所需大部分热能，在高温等离子火焰氧化燃烧中可完全消除二噁英及碳氢挥发性化合物，污泥中的无机质矿物热分解后高温化合为有一定潜在水硬活性的硅铝酸盐矿物，同时，高温热化学反应以硅酸根团和/或铝酸根团和/或硅铝酸根团高温熔融固化重金属离子，这些硅铝酸盐矿物经冷却后为活性固体渣，可直接用于制造建材或作为活性掺合料，产生的高温焚烧废气上行进入旋转链辗抽悬浮干化空间干化含湿污泥后，转化为低温高含湿废气排入废气净化装置；

（4）废气经催化净化后达标外排，产生的冷凝水（所含杂质为无毒性的无机质）可直接排入污水处理厂，或滤掉无机质灰渣排放。

进一步，为破坏污泥的菌团胶质保水絮凝机构，提高脱水干化效率，和/或改善污泥中被泥质化有机物和高内水菌团有机质的燃烧性能，降低污泥干化能耗和焚烧能耗，提高污泥处理效率，湿态污泥中可以加入任意质量比的具有上述功能效果的胶团破壁干化剂。市售胶团破壁干化剂优选由强氧化剂高铁酸盐等和离子干扰剂为主要成分的胶团破壁干化剂，用量为湿态污泥质量比的0.25～0.75%。

进一步，对于硫含量偏高、或重金属含量偏高的污泥，为提高固硫效果，在湿态污泥中、或焚烧处理过程中可以加入脱硫固硫剂；为强化重金属晶格固融效果，在湿态污泥中、或焚烧处理过程中可以加入重金属固融促进剂。脱硫固硫剂用量为湿态高硫污泥质量的0.2～0.5%，重金属固融促进剂用量为湿态污泥质量的0.1～0.4%。

进一步，为提高焚烧固体灰渣的活性，湿态污泥中、或焚烧处理过程中可以加入灰渣活性剂。灰渣活性剂为钙质材料（如石灰等）和/或硅铝质材料（如硅铝质废渣、矾土等）和/或铁质材料（如氧化铁粉等）。

进一步，为提高有机质固体废弃物资源化、能源化利用率，湿态污泥中或焚烧处理过程中可以加入适量的生活垃圾粉碎料、园林木质废弃物粉碎料、橡胶废弃物粉碎料、农业废弃物粉碎料、废油中的一种多或多种，也可加入其他含有燃料和/或含有机质的废料。

本发明装置工艺过程简单、热利用效率高、运行可靠、占地少、投资少。本发明提供的焚烧方法直接对污水处理厂或环保企业产生的污泥就近减量化处理和直接无害化处理，实现污泥的源头减量，避免污泥在堆放或运输过程对环境的二次污染，同时干化焚烧产生的活性固体渣性可直接作为建材原材料或作为活性掺合料用于水泥厂、水泥粉磨站、混凝土搅拌站、制砖厂等建材企业，实现污泥的资源化利用。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为图1所示实施例1中甩料盘及甩链的结构示意图；

图3为图1所示实施例1中清理犁刀的结构示意图；

图4为图1所示实施例1中等离子火焰喷射器的布置示意图；

图5为图1所示实施例1中旋流管的结构示意图；

图6为本发明实施例2的结构示意图；

图7为图6所示实施例2中甩料盘及甩链分布的结构示意图；

图8为图6所示实施例2中清理犁刀的结构示意图；

图9为图6所示实施例2中等离子火焰喷射器及燃油喷嘴的设置示意图；

图10为本发明实施例3的结构示意图；

图11为图10所示实施例3中等离子火焰喷射器及燃油喷嘴的设置示意图。

图中，1-筒体，2-污泥锁风喂料机构，3-旋转链辗抽悬浮干化机构，31-动力装置、32-主轴、33-甩料盘、34-甩链、35-清理犁刀、36-导流衬板，4-悬浮焚烧机构、41-隔热层、42-耐热耐磨层、43-等离子火焰喷射器、44-热渣鼓风冷却装置、441-风帽、45-鼓风机、46-出渣口、47-燃气喷嘴、48-出渣装置，5-废气净化装置、51-多管气旋凝水装置、511-旋流管、52-纤维丝网凝水装置、53-等离子火焰催化净化装置、54-废气冷凝塔，6-助剂加料装置、61-异味净化剂加料装置、62-胶团破壁干化助剂加料装置、63-脱硫固硫剂加料装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

参照图1-5，本实施例主要包括筒体1、污泥锁风喂料机构2、旋转链辗抽悬浮干化机构3、悬浮焚烧机构4和废气净化装置5，所述的污泥锁风喂料机构2设置于筒体1的顶部与筒体1内相连通，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构3设置于筒体1内上部，悬浮焚烧机构4设置于筒体1内下部，旋转链辗抽悬浮干化机构3的底部与悬浮焚烧机构4的上部相连通，废气净化装置5的进气口与筒体1顶部的废气出口以管道相连通。

本实施例中的筒体1呈圆柱状。

本实施例中的污泥锁风喂料机构2为锁风翻板阀。

所述的旋转链辗抽悬浮干化机构3主要包括动力装置31、主轴32、多层设置的甩料盘33、甩链34、清理犁刀35、导流衬板36，所述的动力装置31固定在筒体1的顶部，为旋转链辗抽悬浮干化机构3的旋转提供动力，所述的动力装置31为电机和减速机，所述的主轴32固定在筒体1的中心位置，并与动力装置31相连，多层设置的甩料盘33间隔固定于主轴上，每个甩料盘33的外周环形设置6根甩链34，所述的甩链34为单层设置，用于将下落的污泥打散，加大污泥与热气体的接触面积并减缓污泥的下落速度，提高换热效率，所述的清理犁刀35的投影呈三角形，固定在主轴32上，且位于甩料盘33的上方，用于清理导流衬板36上附着的污泥，所述的导流衬板36固定于筒体1内侧，强制改变筒体内的污泥和气流的运动轨迹，使下行的辗散污泥和上行的热气流在导流衬板与多层甩料盘之间逆流“之”字形折返，增加污泥的停留时间和加快与热气流的混合速度；主轴32带动多层甩料盘33和环形固定于甩料盘33外端的甩链34旋转并与导流衬板36一起构建成污泥的打散旋转链辗抽悬浮干化空间。

所述的悬浮焚烧机构4主要包括隔热层41、耐热耐磨层42、等离子火焰喷射器43、热渣鼓风冷却装置44、鼓风机45、出渣口46，所述的隔热层41、耐热耐磨层42依次固定于筒体1下部内侧，所述的热渣鼓风冷却装置44设置在筒体1的下部外侧，热渣鼓风冷却装置44通过在同一平面设置的的多个风帽441与筒体1内相连通，热渣鼓风冷却装置44的进风口与鼓风机45的出风口以管道相连通，所述的出渣口46设置于筒体1的下部侧壁上，所述的等离子火焰喷射器43有8个，分上下两层设置在筒体1的中下部壁上并与筒体1内相连通；隔热层41、耐热耐磨层42、等离子火焰喷射器43、热渣鼓风冷却装置44一起构成干化污泥的悬浮焚烧空间，高温等离子火焰用于升温和保证干化污泥充分洁净燃烧的温度场。

所述的等离子火焰喷射器43在同一层上采用环状切向分布，使等离子火焰在悬浮焚烧空间内呈旋流分布，有利于与干化污泥的充分混合，降低干化污泥的下降速度，增加燃烧时间，提高燃烧效率和燃尽率。

所述的废气净化装置5为多管气旋凝水装置51，主要由多个旋流管511组成，所述的旋流管511利用管内的导流叶片使管路中高浓度含水汽气体的旋转离心聚集效应，使气流中的水分与空气分离。

本实施例还设有助剂加料装置6，所述的助剂加料装置6为异味净化剂加料装置61，所述的异味净化剂加料装置61设置在筒体1上部侧壁上，向筒体1内喷射用于消除污泥异味的净化剂。

本实施例还设有引风装置（图中未示出），所述的引风装置为引风机，其进风口与废气净化装置5的出气口相连通，用于抽吸气体，使打散旋转链辗抽悬浮干化空间和悬浮焚烧空间均处于微负压状态。

本实施例还设有监控系统（图中未示出），所述的监控系统包括热电偶温度计、测压仪、在线烟气分析仪及监控台等，用于监测和控制干化及焚烧过程的工况及烟气成分。

本实施例还提供一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备的焚烧方法，包括以下步骤：

（1）将含水率约80%的市政脱水污泥经螺旋输送机连续输送至污泥锁风喂料机构2自筒体1顶部喂入到打散旋转链辗抽悬浮干化空间；

（2）呈大团状的含湿污泥被旋转链辗抽悬浮干化机构3反复辗抽、打散，在导流衬板与多层甩料盘之间呈“之”字形折返下降，下降过程中与上行的等离子火焰焚烧干化污泥产生的750℃～850℃非还原性热气体动态悬浮搅拌混合，使湿态污泥中相对冷态的水、固态颗粒物等与热气体直接接触，快速脱水，同时在下降过程中甩链34抽打因脱水收缩而形成的表面结壳硬化而内部仍然是含水较高污泥的、极难干化的结壳污泥，使之迸裂散开，使内部的高含水污泥暴露在外且与热气体直接接触而快速脱水，直至污泥干化成松散的细小颗粒状撒入悬浮焚烧空间；

（3）在热渣鼓风冷却装置44鼓入的冷却残渣产生的预热空气的助燃作用下，干化污泥被高温等离子火焰引燃，呈流化态于900 ℃～1100 ℃氧化性气氛中有机质完全燃烧，为干化含湿污泥提供所需绝大部分热能，且在高温等离子火焰氧化燃烧中可完全消除二噁英及碳氢挥发性化合物，污泥中的无机质矿物热分解后高温化合为有一定潜在水硬活性的硅铝酸盐矿物，同时，高温热化学反应以硅酸根团和/或铝酸根团和/或硅铝酸根团高温熔融固化重金属离子，这些硅铝酸盐矿物经冷却后为活性固体渣，可直接作为活性掺合料用于水泥粉磨站制作水泥，产生的高温焚烧废气上行进入旋转链辗抽悬浮干化空间干化含湿污泥后，转化为低温高含湿废气排入废气净化装置。

（4）废气经催化净化后达标外排，产生的冷凝水（所含杂质为无毒性的无机质）可直接排入污水处理厂。

上述的旋转链辗抽悬浮干化含湿污泥的热气体热能，主要来源于干化污泥中有机质可燃物的燃烧热能和等离子火焰喷射器产生的热能。

实施例2：

参照图6-9，本实施例与实施例1的区别在于：所述的甩链34为上下两层设置。所述的清理犁刀35呈犁铧状。悬浮焚烧空间处的筒体呈四边形，且比上下筒体略窄。

本实施例中的多个风帽431呈阶梯状排列。

本实施例中的悬浮焚烧机构4还设置燃气喷嘴47，所述的燃气喷嘴47设置在筒体1的中下部侧壁并与筒体1内相连通，用于向悬浮焚烧空间喷入燃气，辅助燃烧，以降低电耗。

所述的废气净化装置5包括多管气旋凝水装置51和纤维丝网凝水装置52，多管气旋凝水装置51设置在筒体1上部，其出气口与纤维丝网凝水装置52的进气口通过管道相连通。

本实施例还设有胶团破壁干化助剂加料装置62，所述的胶团破壁干化助剂加料装置62设置在筒体1上部侧壁上。

本实施例所处理的市政脱水污泥的含水率约为85%，干燥污泥的非还原性热气体的温度为800℃～900℃，悬浮焚烧空间内焚烧污泥的燃烧温度为950 ℃～1200 ℃，冷却后的活性固体渣直接作为活性掺合料用于水泥厂制作水泥熟料。

为破坏污泥的菌团胶质保水絮凝机构，提高脱水干化效率，和/或改善污泥中被泥质化有机物和高内水菌团有机质的燃烧性能，降低污泥干化能耗和焚烧能耗，提高污泥处理效率，向湿态污泥喷入由强氧化剂高铁酸盐等和离子干扰剂为主要成分的胶团破壁干化剂，用量为湿态污泥质量比的0.3%。

其余同实施例1。

实施例3：

参照图10-11，本实施例与实施例1的区别在于：所述的污泥锁风喂料机构2设置在筒体1的上部侧面，利用送料螺旋实现锁风与进料。所述的筒体1的废气出口设置在上部侧壁上。

本实施例中的甩链34为上中下三层设置。

本实施例中，悬浮焚烧空间处的筒体比上筒体略窄。

所述的等离子火焰喷射器43只有一层，数量为3个，燃气喷嘴47有3个，与等离子火焰喷射器43均匀间隔布置。

热渣鼓风冷却装置44的多个出风管设置在筒体1的下锥部外侧，且与筒体1内相连通。

本实施例中还设有出渣装置48，所述的出渣装置48为螺旋输送机，设置于筒体的底部。

所述的废气净化装置5包括等离子火焰催化净化装置53和废气冷凝塔54，等离子火焰催化净化装置53的进气口与筒体1顶部的废气出口以管道相连通，废气冷凝塔54的进气口与等离子火焰催化净化装置53的出气口以管道相连通，所述的等离子火焰催化净化装置53，在等离子火焰、活化催化丝网、及因等离子火焰作用于水蒸汽产生的大量热态高活性羟基自由基、氢自由基的协同作用下，同步彻底氧化净化污泥脱水时随水蒸气挥发出来的分子态异味有机污染物。

本实施例还设有胶团破壁干化助剂加料装置62和脱硫固硫剂加料装置63，所述的脱硫固硫剂加料装置63设置在筒体1的顶部。

本实施例所处理的市政脱水污泥的含水率约为90%，干燥污泥的非还原性热气体的温度为900℃～1100℃，悬浮焚烧空间内焚烧污泥的燃烧温度为1100 ℃～1380 ℃，冷却后的活性固体渣直接作为原材料用于制作生态砖，产生的冷凝水滤掉无机质灰渣后排放。

为破坏污泥的菌团胶质保水絮凝机构，提高脱水干化效率，和/或改善污泥中被泥质化有机物和高内水菌团有机质的燃烧性能，降低污泥干化能耗和焚烧能耗，提高污泥处理效率，向湿态污泥喷入由强氧化剂高铁酸盐等和离子干扰剂为主要成分的胶团破壁干化剂，用量为湿态污泥质量比的0.5%。

为提高固硫效果，向湿态污泥喷入脱硫固硫剂，脱硫固硫剂用量为湿态高硫污泥质量的0.3%。

其余同实施例1。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，包括筒体，其特征在于：还包括污泥锁风喂料机构、旋转链辗抽悬浮干化机构、悬浮焚烧机构和废气净化装置，所述的污泥锁风喂料机构设置于筒体的顶部或上部侧壁上，污泥锁风喂料机构与筒体内相连通，所述的旋转链辗抽悬浮干化机构和悬浮焚烧机构设置于筒体内，旋转链辗抽悬浮干化机构的底部与悬浮焚烧机构的上部相连通，所述的废气净化装置的进气口与筒体内相连通。

2.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：所述旋转链辗抽悬浮干化机构设置于筒体内上部，所述旋转链辗抽悬浮干化机构包括主轴、甩料盘、甩链和导流衬板，所述主轴固定在筒体的中心位置，甩料盘设有多层且间隔固定在主轴上，甩链呈环设于每个甩料盘的外周，所述导流衬板固定于筒体内侧，主轴带动甩料盘和甩链旋转并与导流衬板构成污泥的旋转链辗抽悬浮干化空间。

3.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：所述悬浮焚烧机构设置于筒体的内下部或筒体的下锥部，所述悬浮焚烧机构包括等离子火焰喷射器、热渣鼓风冷却装置和鼓风机，所述热渣鼓风冷却装置设置在筒体的下部或下锥部的外侧，热渣鼓风冷却装置与筒体相连通，热渣鼓风冷却装置的进风口与鼓风机的出风口相连通，所述等离子火焰喷射器布设于筒体的中下部或下锥部的侧壁上，筒体下部和/或下锥部的内侧设有隔热层、耐热耐磨层，筒体下锥部的底端或筒体下部的侧壁上设有出渣口，耐热耐磨层、等离子火焰喷射器和热渣鼓风冷却装置构成干化污泥的悬浮焚烧空间。

4.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：所述甩链在甩料盘上呈一层或多层分布，等离子火焰喷射器为一层或多层设置，所述等离子火焰喷射器在同一层上为环状切向分布。

5.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：所述旋转链辗抽悬浮干化机构还设有清理犁刀，所述清理犁刀固定在主轴或甩料盘上。

6.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：筒体下部或下锥部的侧壁上设有辅助燃料喂料装置。

7.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：所述废气净化装置为废气凝水装置或废气催化净化装置和废气凝水装置，废气催化净化装置由等离子体火焰催化净化装置、蓄热氧化炉和催化氧化净化炉中的至少一种构成，废气凝水装置由气旋凝水装置、丝网凝水装置、相变凝聚装置、冷凝析水装置中的至少一种构成。

8.根据权利要求1所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备，其特征在于：还设有引风装置、监控系统、防爆和消防灭火控制系统，所述引风装置的进风口与废气净化装置的出气口相连通，筒体的底部或底部侧面设有出渣装置，筒体的顶部或上部侧壁上设有助剂加料装置，筒体的侧壁上还设有观察孔及人孔，所述监控系统包括测温仪、测压仪、烟气在线分析仪及监控台。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备的焚烧方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）含水率≤90%的市政污泥经污泥锁风喂料机构喂入筒体内或直接从筒体的顶部/上部喂入筒体内；

（2）呈大团状进入旋转链辗抽悬浮干化空间的污泥在甩链的辗抽下被打散，在导流衬板与多层的甩料盘之间呈“之”字形折返下降，下降过程中与上行的等离子火焰喷射器焚烧干化污泥产生的750℃～1100℃非还原性热气体动态悬浮搅拌混合，快速脱水，同时在下降过程中甩链抽打因脱水收缩而形成的表面结壳硬化但内部仍然是含水较高污泥的、极难干化的结壳污泥，使之迸裂散开，使内部的高含水污泥暴露在外且与热气体直接接触而快速脱水，直至污泥干化成松散的细小颗粒状撒入悬浮焚烧空间；

（3）在热渣鼓风冷却装置鼓入的冷却残渣产生的预热空气的助燃作用下，细小颗粒状干化污泥被高温等离子火焰引燃，呈流化态于900 ℃～1380 ℃氧化性气氛中有机质完全燃烧，为干化含湿污泥提供所需大部分热能，污泥中的无机质矿物热分解后形成硅铝酸盐矿物，产生的高温焚烧废气上行进入旋转链辗抽悬浮干化空间干化含湿污泥后，转化为低温高含湿废气排入废气净化装置；

（4）废气经催化净化后达标外排，产生的冷凝水可直接排入污水处理厂，或滤掉无机质灰渣排放。

10.根据权利要求12所述的市政污泥悬浮干化洁净焚烧装备的焚烧方法，其特征在于：在市政污泥中加入由强氧化剂高铁酸盐等和离子干扰剂为主要成分的胶团破壁干化剂，其用量为市政污泥质量比的0.25～0.75%，在市政污泥中或在其干化处理过程中或在其焚烧处理过程中加入脱硫固硫剂和/或重金属固融促进剂，脱硫固硫剂用量为市政污泥质量的0.2～0.5%，重金属固融促进剂用量为市政污泥质量的0.1～0.4%。

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