CN113028424B - 一种污泥干化焚烧一体设备及其污泥焚烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥干化焚烧一体设备及其污泥焚烧方法，包括焚烧炉本体，焚烧炉本体顶部设置有竖直排烟通道，焚烧炉本体内穿设有热量回收装置，排烟通道上通过第一进料通道和第二进料通道分别连接有第一料斗和第二料斗，第一进料通道和第二进料通道内分别转动设置有第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴，第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比可自动调节，在温度升高时，半干污泥输入比例减小，在温度下降时，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体内温度维持在设定温度，从而杜绝因污泥成分不同而使得炉膛温度波动过大，使得热量回收装置能够稳定的吸收热量，有利于节能减排。

Description

一种污泥干化焚烧一体设备及其污泥焚烧方法

技术领域

本发明属于污泥焚烧设备和方法技术领域，具体是一种污泥干化焚烧一体设备及其污泥焚烧方法。

背景技术

随着经济高速发展，城市污水产生的量也逐步增长，市政污水处理厂的建设规模也不断扩大，导致污水处理后剩余污泥的产量与日俱增。目前污泥处置技术可分为焚烧、填埋、土地利用等。污泥焚烧因具有减量化程度高、就地焚烧、无需长距离运输、飞灰可资源化利用等优点，被公认为是最实用的处理技术之一。

根据《城镇污水处理厂污泥焚烧处理工程技术规范》(JB/T11826-2014)等标准规范的要求，炉膛温度应控制在850～950℃的范围，以确保对污泥有机物的彻底焚烧，并减少一氧化碳、氮氧化物等污染物的生成量。由于污泥中含水量的不同会导致污泥在燃烧时炉膛内的温度变化，污泥含水量越多，炉膛内温度越低，污泥含水量越高则炉膛温度越低，污水在经压滤之后产生的污泥一般含水率在80%左右，直接燃烧炉膛温度难以达到850～950℃，因此需要将污泥进行预烘干，降低其含水率才能够使得炉膛温度达到850～950℃。

在污泥燃烧时一般都有热量回收装置来吸收产生的热量，通过回收污泥燃烧的热量生产高温蒸汽等，变废为宝。而一般热量回收装置需要炉膛内供热稳定，例如对水进行加温的热量回收装置，其供水量固定，如果炉膛内温度过高，则会导致其无法完全吸收热量，而如果炉膛内温度过低，则会导致水温过低，会对热水的使用端产生影响。由于不同的污泥成分不同，仅仅通过控制污泥中的含水率仍然无法准确的控制炉膛温度，不利于节能减排。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种污泥干化焚烧一体设备及其污泥焚烧方法，这种污泥干化焚烧一体设备以及污泥焚烧方法可自动稳定控制炉膛温度，杜绝因污泥成分不同而使得炉膛温度波动过大，使得热量回收装置能够稳定的吸收热量，有利于节能减排。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种污泥干化焚烧一体设备，包括焚烧炉本体，所述焚烧炉本体顶部设置有竖直排烟通道，所述焚烧炉本体内穿设有热量回收装置，所述排烟通道上通过第一进料通道和第二进料通道分别连接有第一料斗和第二料斗，所述第一进料通道和所述第二进料通道内分别转动设置有第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴，所述第一螺旋输送轴由一电机驱动，所述第一螺旋输送轴尾部固定设置有两第一固定盘，所述两第一固定盘之间的第一螺旋输送轴设置有可轴向移动的两第一传动轮，两所述第一传动轮与所述第一固定盘之间设置有第一复位弹簧，两所述第一传动轮相对的面为锥形凸面；所述第二螺旋输送轴尾部固定设置有两第二固定盘，所述两第二固定盘之间的第二螺旋输送轴设置有可轴向移动的两第二传动轮，两所述第二传动轮与所述第二固定盘之间设置有第二复位弹簧，两所述第二传动轮相对的面为锥形凸面；两所述第一传动轮的锥形凸面与两所述第二传动轮的锥形凸面之间绕设有传动皮带，两所述第一传动轮之间设置有温控推杆。这种污泥干化焚烧一体设备在第一料斗内储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗中储入含水率20%-30%的半干污泥，第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴转动以将湿污泥和半干污泥输入竖直排烟通道，湿污泥和半干污泥在落下的过程中与烟气换热蒸发部分水分；在焚烧污泥的过程中，温控推杆根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比，在温控推杆所在位置温度升高时，温控推杆伸出第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆所在位置温度下降时，温控推杆收缩第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体内温度维持在设定温度，从而杜绝因污泥成分不同而使得炉膛温度波动过大，使得热量回收装置能够稳定的吸收热量，有利于节能减排。

上述技术方案中，优选的，所述污泥干化焚烧一体设备还包括有污泥储料桶，所述污泥储料桶与所述第一料斗和所述第二料斗均设置有污泥输送管道，所述污泥输送管道首尾均连接在所述污泥储料桶上，所述污泥输送管道位于所述第一料斗和所述第二料斗内的底部设置有落料口，所述污泥输送管道内设置有首尾相连的链条，所述链条由与一由电机驱动的链轮配合，所述链条上设置有若干与所述污泥输送管道管径匹配的板体，连接所述第二料斗的所述污泥输送管道横穿所述焚烧炉本体，位于所述焚烧炉本体内的所述污泥输送管道顶部设置有排气孔。采用该结构通过污泥输送管道将污泥储料桶内的污泥分别输送至第一料斗和第二料斗内，并且将输入第二料斗内的污泥输送管道穿过焚烧炉本体，污泥在穿过焚烧炉本体时，经焚烧炉本体内的高温加热蒸发水分而得到半干污泥，无需采用其他烘干装置再烘干湿污泥。

上述技术方案中，优选的，所述污泥干化焚烧一体设备还包括有压滤机、污泥收集槽以及第一螺旋输送机，所述污泥收集槽设置于所述压滤机下方，所述第一螺旋输送机设置于所述污泥收集槽内，所述第一螺旋输送机的出料端连接所述污泥储料桶的入料口。

上述技术方案中，优选的，所述焚烧炉本体底部设置有燃渣储料腔，所述燃渣储料腔与所述污泥储料桶之间设置有第二螺旋输送机，所述第二螺旋输送机的出料端位于所述污泥储料桶内，所述污泥储料桶内设置有由电机驱动的搅拌器。采用该结构能够通过第二螺旋输送机将燃渣输送至污泥储料桶内，并通过搅拌器与湿污泥均匀混合，燃渣的余热可提升湿污泥进入焚烧炉本体的初始温度，可以蒸发湿污泥中的水分，降低含水量，并且可使得未完全燃烧的燃渣再次进入焚烧炉本体内燃烧。

上述技术方案中，优选的，所述链轮设置于所述搅拌器的转轴上。采用该结构使得搅拌器在搅拌时可同步输送污泥，节省一个电机。

上述技术方案中，优选的，所述焚烧炉本体上设置有燃料输入管道以及进风风道，所述进风风道连接有风机。

提供一种上述污泥干化焚烧一体设备的污泥焚烧方法，包括以下步骤：1、在第一料斗中储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗中储入含水率20%-30%的半干污泥；2、启动第一螺旋输送轴将湿污泥和半干污泥从排烟通道落入焚烧炉本体内；3、通入燃料以及空气将湿污泥和半干污泥点燃，并持续通入空气或持续通入空气和燃料；4、温控推杆根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比，在温控推杆所在位置温度升高时，温控推杆伸出第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆所在位置温度下降时，温控推杆收缩第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体内温度维持在设定温度。

上述技术方案中，优选的，所述半干污泥由湿污泥经穿过焚烧炉本体的具有排气孔的污泥输送管道蒸发水分后得到。

上述技术方案中，优选的，所述湿污泥为经压滤机压滤污水后得到的滤渣。

上述技术方案中，优选的，所述湿污泥为经压滤机压滤污水后得到的滤渣与焚烧炉本体内的燃渣混合得到。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：这种污泥干化焚烧一体设备在第一料斗内储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗中储入含水率20%-30%的半干污泥，第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴转动以将湿污泥和半干污泥输入竖直排烟通道，湿污泥和半干污泥在落下的过程中与烟气换热蒸发部分水分；在焚烧污泥的过程中，温控推杆根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比，在温控推杆所在位置温度升高时，温控推杆伸出第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆所在位置温度下降时，温控推杆收缩第一螺旋输送轴和第二螺旋输送轴的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体内温度维持在设定温度，从而杜绝因污泥成分不同而使得炉膛温度波动过大，使得热量回收装置能够稳定的吸收热量，有利于节能减排。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中第一传动轮与第二传动轮的传动结构示意图。

图3为本发明实施例中温控推杆的剖视结构示意图。

图4为本发明实施例中焚烧炉本体内污泥输送管道的剖视结构示意图。

图5为本发明实施例中污泥收集槽内的污泥输送管道的剖视结构示意图。

图6为本发明实施例中第一料斗内的污泥输送管道的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：参见图1至图6，一种污泥干化焚烧一体设备，包括焚烧炉本体1，焚烧炉本体1顶部设置有竖直排烟通道2，焚烧炉本体1内穿设有热量回收装置3，本实施例中，热量回收装置3为加热水的管道，排烟通道2上通过第一进料通道4和第二进料通道5分别连接有第一料斗6和第二料斗7，第一进料通道4和第二进料通道5内分别转动设置有第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51，第一螺旋输送轴41由一电机驱动，第一螺旋输送轴41尾部固定设置有两第一固定盘42，两第一固定盘42之间的第一螺旋输送轴41设置有可轴向移动的两第一传动轮43，第一传动轮43与第一螺旋输送轴41通过键连接，两第一传动轮43与第一固定盘42之间设置有第一复位弹簧44，两第一传动轮43相对的面为锥形凸面；第二螺旋输送轴51尾部固定设置有两第二固定盘52，两第二固定盘52之间的第二螺旋输送轴51设置有可轴向移动的两第二传动轮53，第二传动轮53与第二螺旋输送轴51通过键连接，两第二传动轮53与第二固定盘52之间设置有第二复位弹簧54，两第二传动轮53相对的面为锥形凸面；两第一传动轮43的锥形凸面与两第二传动轮53的锥形凸面之间绕设有传动皮带8，为提高摩擦力，传动皮带8的两侧与锥形凸面上均可设有齿纹，两第一传动轮43之间设置有温控推杆45。这种污泥干化焚烧一体设备在第一料斗6内储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗7中储入含水率20%-30%的半干污泥，第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51转动以将湿污泥和半干污泥输入竖直排烟通道2，湿污泥和半干污泥在落下的过程中与烟气换热蒸发部分水分；在焚烧污泥的过程中，温控推杆45根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比，在温控推杆45所在位置温度升高时，温控推杆45伸出第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆45所在位置温度下降时，温控推杆45收缩第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体1内温度维持在设定温度，从而杜绝因污泥成分不同而使得炉膛温度波动过大，使得热量回收装置3能够稳定的吸收热量，有利于节能减排。

第一进料通道4和第二进料通道5可以在排烟通道2的同侧也可以在排烟通道2相对的两侧，在本实施例中，第一进料通道4和第二进料通道5在排烟通道2相对的两侧，因此本实施例中第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的螺旋方向相反，在第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51同向转动时都是向排烟通道2中入料。

本实施例中，温控推杆45具有一端开口的密闭腔体的壳体451，伸缩杆452从该开口内穿入密闭腔体，伸缩杆452上套设有密封件453与壳体451周边密封，密闭腔体内填充有石蜡，石蜡的熔点在60℃左右，石蜡熔化时则伸缩杆452伸出，石蜡凝固时则伸缩杆452缩回。因此温控推杆45安装在温控推杆45温度敏感的位置，即第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51安装在温控推杆45温度敏感的位置附近，即焚烧炉本体1内以设定温度燃烧时，竖直排烟通道2上烟气温度60℃左右的位置。如果焚烧炉本体1内温度下降，那么此时温控推杆45位置处的烟气温度也会低于60℃，使得第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比增大；如果焚烧炉本体1内燃烧温度上升，那么此时温控推杆45位置处的烟气温度也会高于60℃，使得第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比减小。一般焚烧炉本体1内的设定温度为850-950℃之间的任一值，需要根据设定温度来调整温控推杆45在竖直排烟通道2上的位置。

污泥干化焚烧一体设备还包括有污泥储料桶9，污泥储料桶9与第一料斗6和第二料斗7均设置有污泥输送管道10，污泥输送管道10首尾均连接在污泥储料桶9上，污泥输送管道10位于第一料斗6和第二料斗7内的底部设置有落料口101，污泥输送管道10内设置有首尾相连的链条11，链条11由与一由电机驱动的链轮12配合，链条11上设置有若干与污泥输送管道10管径匹配的板体13，连接第二料斗7的污泥输送管道10横穿焚烧炉本体1，位于焚烧炉本体1内的污泥输送管道10顶部设置有排气孔102。采用该结构通过污泥输送管道10将污泥储料桶9内的污泥分别输送至第一料斗6和第二料斗7内，并且将输入第二料斗7内的污泥输送管道10穿过焚烧炉本体1，污泥在穿过焚烧炉本体1时，经焚烧炉本体1内的高温加热蒸发水分而得到半干污泥，无需采用其他烘干装置再烘干湿污泥。

本实施例中，污泥干化焚烧一体设备还包括有压滤机100、污泥收集槽200以及第一螺旋输送机300，污泥收集槽200设置于压滤机100下方，第一螺旋输送机300设置于污泥收集槽200内，第一螺旋输送机300的出料端连接污泥储料桶9的入料口。

焚烧炉本体1底部设置有燃渣储料腔400，燃渣储料腔400与污泥储料桶9之间设置有第二螺旋输送机500，第二螺旋输送机500的出料端位于污泥储料桶9内，污泥储料桶9内设置有由电机驱动的搅拌器91。采用该结构能够通过第二螺旋输送机500将燃渣输送至污泥储料桶9内，并通过搅拌器91与湿污泥均匀混合，燃渣的余热可提升湿污泥进入焚烧炉本体1的初始温度，可以蒸发湿污泥中的水分，降低含水量，并且可使得未完全燃烧的燃渣再次进入焚烧炉本体1内燃烧。当然在燃渣量过多时，需要通过焚烧炉本体1上的排渣口排出部分燃渣。

本实施例中，链轮12设置于搅拌器91的转轴上。采用该结构使得搅拌器91在搅拌时可同步输送污泥，节省一个电机。

本实施例中，焚烧炉本体1上设置有燃料输入管道14以及进风风道15，进风风道15连接有风机16。燃料输入管道14用于初次使用时输入燃气用于输入染料以点燃污泥，进风风道15和风机16用于持续不断的提供氧气。

上述一种污泥干化焚烧一体设备的污泥焚烧方法，包括以下步骤：1、在第一料斗6中储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗7中储入含水率20%-30%的半干污泥；2、启动第一螺旋输送轴41将湿污泥和半干污泥从排烟通道2落入焚烧炉本体1内；3、通入燃料以及空气将湿污泥和半干污泥点燃，并持续通入空气或持续通入空气和燃料，对燃烧温度较低的污泥需要持续通入燃料；4、温控推杆45根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比，在温控推杆45所在位置温度升高时，温控推杆45伸出第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆45所在位置温度下降时，温控推杆45收缩第一螺旋输送轴41和第二螺旋输送轴51的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体1内温度维持在设定温度。

在本实施例中，半干污泥由湿污泥经穿过焚烧炉本体1的具有排气孔102的污泥输送管道10蒸发水分后得到。

在本实施例中，湿污泥为经压滤机100压滤污水后得到的滤渣与焚烧炉本体1内的燃渣混合得到。当然也可以是，湿污泥直接为经压滤机100压滤污水后得到的滤渣。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种污泥干化焚烧一体设备，包括焚烧炉本体（1），所述焚烧炉本体（1）顶部设置有竖直排烟通道（2），所述焚烧炉本体（1）内穿设有热量回收装置（3），其特征在于：所述排烟通道（2）上通过第一进料通道（4）和第二进料通道（5）分别连接有第一料斗（6）和第二料斗（7），所述第一进料通道（4）和所述第二进料通道（5）内分别转动设置有第一螺旋输送轴（41）和第二螺旋输送轴（51），所述第一螺旋输送轴（41）由一电机驱动，所述第一螺旋输送轴（41）尾部固定设置有两第一固定盘（42），所述两第一固定盘（42）之间的第一螺旋输送轴（41）设置有可轴向移动的两第一传动轮（43），两所述第一传动轮（43）与所述第一固定盘（42）之间设置有第一复位弹簧（44），两所述第一传动轮（43）相对的面为锥形凸面；所述第二螺旋输送轴（51）尾部固定设置有两第二固定盘（52），所述两第二固定盘（52）之间的第二螺旋输送轴（51）设置有可轴向移动的两第二传动轮（53），两所述第二传动轮（53）与所述第二固定盘（52）之间设置有第二复位弹簧（54），两所述第二传动轮（53）相对的面为锥形凸面；两所述第一传动轮（43）的锥形凸面与两所述第二传动轮（53）的锥形凸面之间绕设有传动皮带（8），两所述第一传动轮（43）之间设置有温控推杆（45），温控推杆（45）具有一端开口的密闭腔体的壳体（451），伸缩杆（452）从该开口内穿入密闭腔体，伸缩杆（452）上套设有密封件（453）与壳体（451）周边密封，密闭腔体内填充有石蜡，石蜡的熔点为60℃，石蜡熔化时则伸缩杆（452）伸出，石蜡凝固时则伸缩杆（452）缩回，温控推杆（45）安装在焚烧炉本体（1）内以设定温度燃烧时，竖直排烟通道（2）上烟气温度60℃的位置。

2.如权利要求1所述的一种污泥干化焚烧一体设备，其特征在于：所述污泥干化焚烧一体设备还包括有污泥储料桶（9），所述污泥储料桶（9）与所述第一料斗（6）和所述第二料斗（7）均设置有污泥输送管道（10），所述污泥输送管道（10）首尾均连接在所述污泥储料桶（9）上，所述污泥输送管道（10）位于所述第一料斗（6）和所述第二料斗（7）内的底部设置有落料口（101），所述污泥输送管道（10）内设置有首尾相连的链条（11），所述链条（11）由与一由电机驱动的链轮（12）配合，所述链条（11）上设置有若干与所述污泥输送管道（10）管径匹配的板体（13），连接所述第二料斗（7）的所述污泥输送管道（10）横穿所述焚烧炉本体（1），位于所述焚烧炉本体（1）内的所述污泥输送管道（10）顶部设置有排气孔（102）。

3.如权利要求2所述的一种污泥干化焚烧一体设备，其特征在于：所述污泥干化焚烧一体设备还包括有压滤机（100）、污泥收集槽（200）以及第一螺旋输送机（300），所述污泥收集槽（200）设置于所述压滤机（100）下方，所述第一螺旋输送机（300）设置于所述污泥收集槽（200）内，所述第一螺旋输送机（300）的出料端连接所述污泥储料桶（9）的入料口。

4.如权利要求2所述的一种污泥干化焚烧一体设备，其特征在于：所述焚烧炉本体（1）底部设置有燃渣储料腔（400），所述燃渣储料腔（400）与所述污泥储料桶（9）之间设置有第二螺旋输送机（500），所述第二螺旋输送机（500）的出料端位于所述污泥储料桶（9）内，所述污泥储料桶（9）内设置有由电机驱动的搅拌器（91）。

5.如权利要求4所述的一种污泥干化焚烧一体设备，其特征在于：所述链轮（12）设置于所述搅拌器（91）的转轴上。

6.如权利要求1所述的一种污泥干化焚烧一体设备，其特征在于：所述焚烧炉本体（1）上设置有燃料输入管道（14）以及进风风道（15），所述进风风道（15）连接有风机（16）。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种污泥干化焚烧一体设备的污泥焚烧方法，其特征在于，包括以下步骤：1、在第一料斗（6）中储入含水率70%-85%的湿污泥，在第二料斗（7）中储入含水率20%-30%的半干污泥；2、启动第一螺旋输送轴（41）将湿污泥和半干污泥从排烟通道（2）落入焚烧炉本体（1）内；3、通入燃料以及空气将湿污泥和半干污泥点燃，并持续通入空气或持续通入空气和燃料；4、温控推杆（45）根据其所在位置的温度变化自动伸缩以调节第一螺旋输送轴（41）和第二螺旋输送轴（51）的传动比，在温控推杆（45）所在位置温度升高时，温控推杆（45）伸出第一螺旋输送轴（41）和第二螺旋输送轴（51）的传动比减小，半干污泥输入比例减小，在温控推杆（45）所在位置温度下降时，温控推杆（45）收缩第一螺旋输送轴（41）和第二螺旋输送轴（51）的传动比增大，半干污泥输入比例增大，以此将焚烧炉本体（1）内温度维持在设定温度。

8.如权利要求7所述的一种污泥焚烧方法，其特征在于：所述半干污泥由湿污泥经穿过焚烧炉本体（1）的具有排气孔（102）的污泥输送管道（10）蒸发水分后得到。

9.如权利要求7所述的一种污泥焚烧方法，其特征在于：所述湿污泥为经压滤机（100）压滤污水后得到的滤渣。

10.如权利要求7所述的一种污泥焚烧方法，其特征在于：所述湿污泥为经压滤机（100）压滤污水后得到的滤渣与焚烧炉本体（1）内的燃渣混合得到。

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