CN117247214A - 市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 - Google Patents
市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117247214A CN117247214A CN202311105578.9A CN202311105578A CN117247214A CN 117247214 A CN117247214 A CN 117247214A CN 202311105578 A CN202311105578 A CN 202311105578A CN 117247214 A CN117247214 A CN 117247214A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sludge
- heat
- heat drying
- fluidized bed
- bin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 295
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 127
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 21
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 11
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 10
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 6
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 5
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 5
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin Chemical compound O1C2=CC(Cl)=C(Cl)C=C2OC2=C1C=C(Cl)C(Cl)=C2 HGUFODBRKLSHSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000011899 heat drying method Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L5/00—Solid fuels
- C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
- C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/26—Reducing the size of particles, liquid droplets or bubbles, e.g. by crushing, grinding, spraying, creation of microbubbles or nanobubbles
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
本发明提供了市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统包括以下步骤:步骤1:80%含水率的市政污泥经湿污泥泵和输送管道分别输送至各湿污泥计量仓储存;步骤2:湿污泥计重料仓按热干化机组每个工作循环的给料量自动计量后由污泥定量输送机定量向污泥热干化机组给料;步骤3:污泥热干化机组以高速旋风、薄层加热的形式在循环流化床提供的饱和蒸汽作为的热源作用下迅速将进入的湿污泥进行脱水干化;步骤4:经干化后干污泥的含水量为30%以下,送入污泥冷却系统进一步降温降低含水率后进入储料仓作为燃料以备燃烧。应用本技术方案可实现污泥降低含水率提高热值成为无需助燃辅材即可直接燃烧的污泥燃料,解决污泥处置难题。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域,特别是市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统。
背景技术
80%含水率市政污泥来源于城市生活污水厂净化管网污水后的产物,现有的污泥处置技术;
1、通过烧结砖消化污泥,该技术处置污泥的添加量的上限是10%,该技术由于国家严禁取土烧砖已被逐渐淘汰。
2、通过水泥厂的回转窑煅烧协同处置污泥生产水泥,该技术处置污泥的添加量的上限是7%,由于污泥成分的不确定性会造成水泥质量每个批次的偏差,由于水泥质量存在隐患该工艺消纳污泥也逐渐被厂家淘汰。
3、通过生物菌发酵制作有机肥的方法消纳市政污泥,该技术由于市政污泥中含有大量的氯离子和铁离子对土壤又会造成严重的二次污染。
4、卫生填埋,该技术是在目前没有条件处置污泥的情况下的权宜之计。
以上几种污泥处置工艺,目前唯一可行的工艺就是通过垃圾协同焚烧消纳处置污泥,高含水率成为污泥焚烧添加量的瓶颈,许多没有条件焚烧的地方还是采用卫生填埋的方式处置污泥对环境造成极大的影响。如果要使80%含水率的市政污泥可以与生活垃圾惨烧就必须降低含水率,从工艺上需要添加大量的生石灰,将污泥的细胞壁破坏后经板框压滤机将含水率降到60%后才可与垃圾协调焚烧。该技术增加处置成本不说还大量的破坏污泥原有的热值,也没有实现真正意义上对污泥的减量,远远无法满足污水厂每天新增的海量污泥。目前市政污泥的处置消纳工艺受制于较低的处置费和高昂的处置成本,在有条件的地方已实现与生活垃圾协同焚烧,但国内垃圾焚烧场在运行的基本以日处理量在几百吨到1000吨的居多,按污泥的最大添加量也只能添加10%-15%,日处置消纳污泥的平均规模也基本在200吨左右,严重制约市政污水治理行业的发展。
市政污水管网的污水由于在污水净化工艺过程必须添加絮凝剂等化学助剂让污水中的泥、水处于分离状态,再经过履带压滤机或叠螺机将污泥压滤脱水至80%。
污泥在热干化快速脱水到50%左右含水率时由于水分的快速减少会造成污泥中絮凝剂胶质的相应增加,形成大量粘性污泥胶团,此时污泥粘性是80%含水率时的2.5倍,如果用传统的烘干技术及设备脱水到20%含水率又会产生高额的运行费用。如果没有添加其他辅助燃料直接将50%-60%含水率的污泥送入锅炉进行燃烧会产生大量的结胶现象,造成锅炉燃烧不充分,炉膛温度快速下降的同时产生二恶英,严重的会引发锅炉停炉检修事故。
由于之前的污泥处置工艺和技术没有得到国家的认可也没有出台相应的污泥处置规范和标准,故此我国污泥处置一直成为污水处理行业的一大难题
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统,利用80%含水率市政污泥自身携带热值(干基热值平均2800大卡左右)的特点,在无需添加辅料,经YD-XXXX型号的立式高速薄层旋风干化设备30分钟,以及低成本的干化处置成为20%含水率可直接燃烧的污泥颗粒燃料,再经循环流化床锅炉焚烧污泥颗粒燃料产生蒸汽回用提供给旋风干化设备作为热源使用,形成污泥热干化处置自循环的一种方法及系统。通过降低污泥含水率实现提高干燥基的发热量,成为提供干化污泥设备的热源锅炉的燃料自循环使用,解决市政污泥的处置难题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法,包括以下步骤:
步骤1:将80%含水率的市政污泥经污泥泵和输送管道分别输送至各个湿污泥计量仓储存;
步骤2:湿污泥计重料仓按热干化机组每个工作循环的给料量自动计量后由污泥定量输送机定量向污泥热干化机组内给料;
步骤3:污泥热干化机组利用循环流化床焚烧污泥燃料产生的4-10kg的饱和蒸汽以间接加热的方式对污泥干燥罐内壁的换热面进行加热;
步骤4:污泥在高速旋转主轴、刀架、刀片的作用下,利用离心原理以薄层、旋风状态与干燥罐体内的高温壁进行反复的高速接触吸热和分离;不断的热交换造成污泥细胞壁破裂的同时释放出来大量的污泥水,在与热壁接触的瞬间形成蒸汽的同时被抽风机定量的迅速抽出干燥罐体经冷凝后形成冷凝水;
步骤5:80%含水率污泥在立式旋风薄层热干化设备中脱水降低到40%-50%含水率时会形成高胶性球团;为提高污泥与热壁接触效率,设备会自动识别并提高主轴转速和扭矩,利用主轴上刀具将污泥球团高速切碎并逐渐变小;
步骤6:经过不超过30分钟的热交换,污泥在干化罐体内迅速降低含水量,为减少粉尘的产生,污泥达到30%含水率左右的颗粒状态时会被设备识别并自动放出,送风冷却系统进行冷却处置后送入污泥储料仓,经料仓自备的循环通风系统再次降低含水率至20%以下后即可作为燃料以备燃烧。
在一较佳的实施例中,热干化过程中产生的蒸发水汽经抽风机将污泥水蒸气快速的抽出并通过冷凝器进行气水分离,其中的冷凝水回流至污水厂或自建的集成式污水处理装置进行净化处理达标后排放;少量的不凝气则送至循环流化床通过850 C°的炉膛进行焚烧处理。
在一较佳的实施例中,作为干化热源的饱和蒸汽由燃烧20%含水率干污泥的循环流化床提供;循环流化床是专门为低热值燃料设计的特种锅炉,市政污泥的干基热值平均为2600kCal/kg,刚好作为循环流化床的燃料使用。
本发明还提供了市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置系统,采用了上述的一种市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法;包括湿污泥料仓、湿污泥计量仓、污泥热干化机组、冷凝器、抽风机以及白金脱臭器,污泥风冷系统、干污泥存储风干料仓、循环流化床锅炉、锅炉尾气处理和余热利用装置、所述湿污泥料仓的出口通过输送管道连接所述湿污泥计量仓,所述湿污泥计量仓连接污泥热干化机组并通过输送机将湿污泥送入污泥热干化机组;所述污泥热干化机组的蒸汽热源进口连接循环流化床,所述污泥热干化机组的第一出口通过风管连接冷凝器,所述污泥热干化机组的第二出口连接干污泥风冷系统,并通过输送机输送干污泥至储存风干料仓;所述冷凝器的第一出口连接污水管道排除冷凝水,所述冷凝器的第二出口通过风管连接抽风机的进口,所述抽风机的出口连接白金脱臭器的进口,所述白金脱臭器的出口通过锅炉850度炉膛焚烧后经烟囱排放气体;所述干污泥储存风干料仓的出口连接循环流化床燃料进料口并通过输送机输送干污泥至循环流化床进行焚烧,所述循环流化床在焚烧过程中产生蒸汽通过蒸汽管道输送至污泥热干化机组;所述循环流化床还连接有锅炉尾气处理装置,所述循环流化床锅炉尾气余热处理装置还连接干化机组;所述锅炉尾气处理装置与污泥热干化机组之间还连接有热气输送管道,所述锅炉尾气处理装置产生的热气经由热气输送管道到达污泥热干化机组为污泥热干化机组补热。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提供的高速立式污泥薄层热干化设备及处置工艺完美地克服了现有技术中遇到的问题,让污泥快速降低含水率提高热值成为污泥燃料,解决污泥处置难题,即在污泥热干化至产生胶团同时利用设备内部的刀片结构快速将污泥胶团切碎形成没有粘性的小颗粒,完美解决污泥在热干化过程产生胶团增加运行成本的现象。
附图说明
图1为本发明优选实施例的系统结构图;
图2为本发明优选实施例的工艺流程图;
图3为本发明优选实施例的详细艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式;如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
参考图1,一种市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置系统,包括湿污泥料仓、湿污泥计量仓、污泥热干化机组、冷凝器、抽风机以及白金脱臭器,污泥风冷系统、干污泥存储风干料仓、循环流化床锅炉、锅炉尾气处理和余热利用装置、所述湿污泥料仓的出口通过输送管道连接所述湿污泥计量仓,所述湿污泥计量仓连接污泥热干化机组并通过输送机将湿污泥送入污泥热干化机组;所述污泥热干化机组的蒸汽热源进口连接循环流化床,所述污泥热干化机组的第一出口通过风管连接冷凝器,所述污泥热干化机组的第二出口连接干污泥风冷系统,并通过输送机输送干污泥至储存风干料仓;所述冷凝器的第一出口连接污水管道排除冷凝水,所述冷凝器的第二出口通过风管连接抽风机的进口,所述抽风机的出口连接白金脱臭器的进口,所述白金脱臭器的出口通过锅炉850度炉膛焚烧后经烟囱排放气体;所述干污泥储存风干料仓的出口连接循环流化床燃料进料口并通过输送机输送干污泥至循环流化床进行焚烧,所述循环流化床在焚烧过程中产生蒸汽通过蒸汽管道输送至污泥热干化机组;所述循环流化床还连接有锅炉尾气处理装置,所述循环流化床锅炉尾气余热处理装置还连接干化机组;所述锅炉尾气处理装置与污泥热干化机组之间还连接有热气输送管道,所述锅炉尾气处理装置产生的热气经由热气输送管道到达污泥热干化机组为污泥热干化机组补热;更好地实现系统内部的自给自足热能供应。
参考图2-3,通过上述系统,提出一种高含水率污泥热干化成为燃料自循环利用方法,包括以下步骤:
步骤1:将80%含水率的市政污泥经污泥泵和输送管道分别输送至各个湿污泥计量仓储存;
步骤2:湿污泥计重料仓按热干化机组每个工作循环的给料量自动计量后由污泥定量输送机定量向污泥热干化机组内给料;
步骤3:污泥热干化机组利用循环流化床焚烧污泥燃料产生的4-10kg的饱和蒸汽以间接加热的方式对污泥干燥罐内壁的换热面进行加热。
步骤4:污泥在高速旋转主轴、刀架、刀片的作用下,利用离心原理以薄层、旋风状态与干燥罐体内的高温壁进行反复的高速接触吸热和分离。不断的热交换造成污泥细胞壁破裂的同时释放出来大量的污泥水,在与热壁接触的瞬间形成蒸汽的同时被抽风机定量的迅速抽出干燥罐体经冷凝后形成冷凝水。
步骤5:80%含水率污泥在立式旋风薄层热干化设备中脱水降低到40%-50%含水率时会形成高胶性球团。为提高污泥与热壁接触效率,设备会自动识别并提高主轴转速和扭矩,利用主轴上刀具将污泥球团高速切碎并逐渐变小。
步骤6:经过30分钟的热交换,污泥在干化罐体内迅速降低含水量,为减少粉尘的产生,污泥达到30%含水率左右的颗粒状态时会被设备识别并自动放出,送风冷却系统进行冷却处置后送入污泥储料仓,经料仓自备的循环通风系统再次降低含水率至20%以下后即可作为燃料以备燃烧。
具体来说:
热干化机组对湿污泥进行干化
热干化机组以高速旋风、薄层加热的形式在循环流化床提供的饱和蒸汽作为的热源作用下迅速将进入的湿污泥进行干化,利用循环流化床焚烧污泥燃料产生的4-10kg的饱和蒸汽以间接加热的方式对污泥干燥罐内壁的换热面进行加热。由于热干化采用自动温度控制,所以在干化过程中污泥的有机质不被破坏,保证了干污泥的热值;具体来说,热干化过程采用专利CN212476502U中所示的立式干化造粒一体化设备来实现对湿污泥的热干化。
干污泥储存
经干化后干污泥的含水量为30%以下,送入污泥冷却系统进一步降温降低含水率后进入储料仓作为燃料以备燃烧;
蒸发汽的处理
热干化过程中产生的蒸发水汽经冷凝塔进行气水分离,其中的冷凝水回流至污水厂或自建的集成式污水处理装置进行处理,达标后排放;少量的不凝气则送至循环流化床进行焚烧处理;
饱和蒸气的产生
作为热干化热源的饱和蒸汽由燃烧干污泥的循环流化床提供。循环流化床可燃烧热值较低的燃料如干污泥。市政污泥的干基热值平均为2860kCal/kg,完全可以取代煤炭作为循环流化床的燃料使用,此举符合污泥循环再利用的资源化思路;根据污泥的处理量选取匹配的循环流化床供热可大大降低污泥干化的处理成本;
循环流化床焚烧污泥的尾气处理
污泥焚烧后的尾气的成分含有多种有害物和粉尘,故需对其作净化处理以便达标排放。目前对锅炉和循环流化床的尾气处理的技术和设备已经成熟,只需在购买循环流化床时配套购买与循环流化床配套使用即可;
污泥燃烧后的灰渣处理
经循环流化床燃烧后的灰渣量只有含水率80%湿污泥量的1/10左右,这些灰渣可作为制作透水砖和免烧砖的材料制成砖,也可直接填埋。
下面焚烧污泥热干化工艺的热量平衡计算
(一)每日干化1200t含水率80%的污泥所需的热量
(1)采用热干化工艺每日将100t含水率80%的湿污泥干化至含水率30%时的干污泥量:
1200×(1-80%)/(1-30%)=342.86t
(2)其中去除水分:
1200-342.86=857.14t
(3)根据(2)需热量:
857.14×6×105=5142.76×105kCal
(二)含水率30%的干污泥燃烧时产生的热量
(1)含水率80%的1200t湿污泥中的干基热量(污泥干基热值按2700kCal/kg)
1200×(1-80%)×2700×103=6480×105kCal
(2)含水率30%的干污泥中燃烧时其中水分蒸发消耗的热量:
由于这部分干污泥中仍含30%的水分,燃烧时这部分水分蒸发时需消耗热量:
342.86×30%×6×105=617.15×105kCal
若将干化后的干污泥置于干污泥料仓中搅拌让其中水分自然挥发降至20%,则上述消耗的热量更小:
1200×(1-80%)/(1-20%)×20%×6×105=360×105kCal
(3)实际产生热量(蒸汽):
干基热量-蒸发热量(30%)=(6480-617.15)×105=5862.85×105kCal
可产生蒸汽:5862.85×105/6×105=977t
考虑锅炉效率85%实际产生蒸汽:977×85%=830.45t
干基热量-蒸发热量(20%)=(6480-360)×105=6120×105kCal
可产生蒸汽:6120×105/6×105=1020t
考虑锅炉效率85%实际产生蒸汽:1020×85%=867t
可用于干化含水率80%的污泥数量
燃烧含水率30%的干污泥时:830.45/(5142.76×105/1200/6×105)=1162.65t
燃烧含水率20%的干污泥时:867/(5142.76×105/1200/6×105)=1213.82t
干化含水率80%的污泥至含水率30%每吨平均所需蒸汽
5142.76×105/1200/6×105=0.714t
(三)污泥焚烧产生热量和污泥干化所需热量的比较
根据上述的结果,污泥焚烧产生的热量大于污泥干化所需的热量。故采用干化后污泥自身燃烧产生热量进行污泥干化的工艺可行。
(四)项目规模
干化机组的选型和数量
项目规模主要按热干化机组的处理量确定。综合各种因素选用YD2000系列的热干化机组为妥。该机组的处理能力为0.84t/台套·h,日处理量约20t/台套。按此,日处理1200t含水率80%的湿污泥干化至含水率30%的干污泥需用:
1200/20=60台套
配套设备
(1)湿污泥料仓和污泥输送泵
集中放置运来湿污泥,并将其输送至各污泥计重料仓。
按日处理1200t含水率80%湿污泥的需求,需设置20座储量为60m³的储料仓;每座储料仓配备2台污泥输送泵(一用一备)。如此,需用40台污泥输送泵以及相应的输送管路;
(2)污泥计重输送料仓
用于接收湿污泥料仓输送的湿污泥。
按60台套机组一对一的配置需设置60台污泥计重输送料仓,用以定量向干化机组输送每个工作循环所需的污泥。每台料仓的容积为3m³左右;
(3)干化机组进料螺旋输送机
用于将污泥计重料仓输出的污泥送入干化机组;与干化机组一一对应配置,共60台;
(4)干污泥储存料仓
项目处理日产出干污泥345.86t,由此,设置20套干污泥储存料仓,每套容量60m³。在此料仓中设置慢速搅拌、抽风装置,使干污泥的含水量进一步降低,使燃烧产生的热量更为充分;
(5)循环流化床锅炉
根据每日蒸发857.14t水计,采用饱和蒸汽加热则需用蒸汽:
860t/d
即:860/24=35.8t/h
考虑锅炉效率和管路等其他损耗和焚烧污泥的特性,选循环流化床锅炉的参数:
按厂家提供数据配50t循环流化床锅炉
数量:2套;
使用循环流化床锅炉既可充分利用污泥中的热值燃烧产生热量并用于污泥处理中干化过程所需的热量,又可使污泥处理的固废排放降到最低(只有污泥量的10%左右),同时节约了燃料费用,可谓一举多得。
(6)锅炉尾气处理设备
干污泥自身燃烧后排出的尾气必须经过除尘、除臭、脱硫、脱酸处理后方可达标排放(所有燃烧固体燃料和燃油锅炉均如此)。故此项设备必不可少。
目前此项设备及技术已是成熟技术,只需与循环流化床锅炉同时购买,考虑能和循环流化床锅炉配套使用即可;
(7)湿式除尘器
用于对干化中产生的蒸发汽作除尘处理,保证后端的管路、设备的高效运行以及延长设备的保养周期。此除尘器配置与干化机组,每台套配1台,共20台;
(8)冷凝器
此设备用于将干化中产生的蒸发水汽作气/液分离,分离出的不凝气送入循环流化床焚烧,液态水则提供污水管网回流至污水处理厂,或专设的集成式污水处理装置处理后排放。冷凝塔和干化机组一一对应配置,共20台;
(9)冷却塔
用于向冷凝器提供冷却后的循环水,使蒸发水汽更快进行气液分离;
(10)干污泥输送、提升设备
每套干化机组干化后的干污泥需送往干污泥储存料仓储存,需用相应的输送机和提升机。此项可根据总体布置方案确定设备的参数和数量;
(11)运行自动控制系统
用于项目的总体运处于高度自动状态下运行,故对于各机组、各设备的状态感知、检测以及对于外来因素的影响加以控制必不可少。此项也需根据总体方案确定。
(12)供电系统
由于是新建独立的污泥干化项目,故需专用的供电系统保证项目的用电。有可能需设置专用的供电线路和变电、配电系统。此项也需根据总体方案和项目实施地的供电情况确定;
(13)干化作业设备
干化作业时需用到如行吊、叉车、铲车、液压推车等设备,这些需予以配置;
本发明提供了一整套完整的高含水率市政污泥热干化设备和资源化应用技术,该技术采用立式薄层热干化机结构,间歇式工作模式,间接薄层加热+辅助直接加热的技术,使含水率80%的市政污泥快速干化至含水率20%以下。该技术包含了污泥定量给料,干化过程自动检测含水率的变化,自动放出干污泥(含水率30%以下),干污泥焚烧产生饱和蒸汽为干化机供热的资源循环再利用的思路和原理,开辟了污泥干化的全新工艺和理念。
Claims (4)
1.市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:将80%含水率的市政污泥经污泥泵和输送管道分别输送至各个湿污泥计量仓储存;
步骤2:湿污泥计重料仓按热干化机组每个工作循环的给料量自动计量后由污泥定量输送机定量向污泥热干化机组内给料;
步骤3:污泥热干化机组利用循环流化床焚烧污泥燃料产生的4-10kg的饱和蒸汽以间接加热的方式对污泥干燥罐内壁的换热面进行加热;
步骤4:污泥在高速旋转主轴、刀架、刀片的作用下,利用离心原理以薄层、旋风状态与干燥罐体内的高温壁进行反复的高速接触吸热和分离;不断的热交换造成污泥细胞壁破裂的同时释放出来大量的污泥水,在与热壁接触的瞬间形成蒸汽的同时被抽风机定量的迅速抽出干燥罐体经冷凝后形成冷凝水;
步骤5:80%含水率污泥在立式旋风薄层热干化设备中脱水降低到40%-50%含水率时会形成高胶性球团;为提高污泥与热壁接触效率,设备会自动识别并提高主轴转速和扭矩,利用主轴上刀具将污泥球团高速切碎并逐渐变小;
步骤6:经过不超过30分钟的热交换,污泥在干化罐体内迅速降低含水量,为减少粉尘的产生,污泥达到30%含水率左右的颗粒状态时会被设备识别并自动放出,送风冷却系统进行冷却处置后送入污泥储料仓,经料仓自备的循环通风系统再次降低含水率至20%以下后即可作为燃料以备燃烧。
2.根据权利要求1所述的市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法,其特征在于,热干化过程中产生的蒸发水汽经抽风机将污泥水蒸气快速的抽出并通过冷凝器进行气水分离,其中的冷凝水回流至污水厂或自建的集成式污水处理装置进行净化处理,达标后排放;少量的不凝气则送至循环流化床通过850 C°的炉膛进行焚烧处理。
3.根据权利要求1所述的市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法其特征在于,作为干化热源的饱和蒸汽由燃烧20%含水率干污泥的循环流化床提供;循环流化床是专门为低热值燃料设计的特种锅炉,市政污泥的干基热值平均为2600kCal/kg,刚好作为循环流化床的燃料使用。
4.市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置系统,其特征在于,采用了上述权利要求1至3中任意一项所述的一种市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法;包括湿污泥料仓、湿污泥计量仓、污泥热干化机组、冷凝器、抽风机以及白金脱臭器,污泥风冷系统、干污泥存储风干料仓、循环流化床锅炉、锅炉尾气处理和余热利用装置、所述湿污泥料仓的出口通过输送管道连接所述湿污泥计量仓,所述湿污泥计量仓连接污泥热干化机组并通过输送机将湿污泥送入污泥热干化机组;所述污泥热干化机组的蒸汽热源进口连接循环流化床,所述污泥热干化机组的第一出口通过风管连接冷凝器,所述污泥热干化机组的第二出口连接干污泥风冷系统,并通过输送机输送干污泥至储存风干料仓;所述冷凝器的第一出口连接污水管道排除冷凝水,所述冷凝器的第二出口通过风管连接抽风机的进口,所述抽风机的出口连接白金脱臭器的进口,所述白金脱臭器的出口通过锅炉850度炉膛焚烧后经烟囱排放气体;所述干污泥储存风干料仓的出口连接循环流化床燃料进料口并通过输送机输送干污泥至循环流化床进行焚烧,所述循环流化床在焚烧过程中产生蒸汽通过蒸汽管道输送至污泥热干化机组;所述循环流化床还连接有锅炉尾气处理装置,所述循环流化床锅炉尾气余热处理装置还连接干化机组;所述锅炉尾气处理装置与污泥热干化机组之间还连接有热气输送管道,所述锅炉尾气处理装置产生的热气经由热气输送管道到达污泥热干化机组为污泥热干化机组补热。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311105578.9A CN117247214A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311105578.9A CN117247214A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117247214A true CN117247214A (zh) | 2023-12-19 |
Family
ID=89132190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311105578.9A Pending CN117247214A (zh) | 2023-08-30 | 2023-08-30 | 市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117247214A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117843213A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-09 | 上海信环固雅环境集团有限公司 | 一种污泥的过热蒸汽干燥工艺 |
-
2023
- 2023-08-30 CN CN202311105578.9A patent/CN117247214A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117843213A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-09 | 上海信环固雅环境集团有限公司 | 一种污泥的过热蒸汽干燥工艺 |
CN117843213B (zh) * | 2024-03-07 | 2024-04-30 | 上海信环固雅环境集团有限公司 | 一种污泥的过热蒸汽干燥工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101844859B (zh) | 一种污泥的蒸汽低温热调质干化成套处理装置及方法 | |
CN105180170B (zh) | 一种城市固体废物协同焚烧发电系统 | |
CN201206835Y (zh) | 利用电站煤粉锅炉的污泥处理系统 | |
CN104628237B (zh) | 一种依托热电厂的污泥干化焚烧系统 | |
CN102322642A (zh) | 基于垃圾炉排炉焚烧的污泥干化焚烧系统及其处理方法 | |
CN108278617A (zh) | 城市垃圾旋风燃烧系统及其耦合燃煤电站发电系统及方法 | |
CN113182313B (zh) | 一种污染物资源化的多源有机固废处置系统及方法 | |
CN215886751U (zh) | 污泥两级干化热解处置系统 | |
CN101476729A (zh) | 城市生活垃圾干燥预处理方法及装置 | |
CN110052481A (zh) | 一种餐厨及厨余垃圾干燥处理装置及方法 | |
CN117247214A (zh) | 市政污泥热干化成燃料焚烧产蒸汽自循环处置方法及系统 | |
CN201753303U (zh) | 一种污泥的蒸汽低温热调质干化成套处理装置 | |
CN102701564A (zh) | 污泥干燥方法 | |
CN208282120U (zh) | 煤与垃圾协同燃烧发电系统 | |
CN210035511U (zh) | 炉排炉中干化造粒污泥与垃圾协同焚烧发电系统 | |
CN204529636U (zh) | 一种依托热电厂的污泥干化焚烧系统 | |
CN108194929B (zh) | 一种低热值湿物料自供能干燥焚烧系统与方法 | |
CN214370240U (zh) | 城镇污泥干化焚烧耦合处理系统 | |
CN202118923U (zh) | 基于垃圾炉排炉焚烧的污泥干化焚烧系统 | |
CN104876415A (zh) | 一种城市污泥烘干处理系统 | |
CN210394130U (zh) | 一种有机固体废弃物干化炭化系统 | |
CN212252640U (zh) | 机械回转式污泥焚烧系统 | |
CN209940804U (zh) | 一种燃煤耦合污泥供热系统 | |
CN1414293A (zh) | 一种垃圾干燥方法 | |
CN204702643U (zh) | 一种城市污泥烘干处理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |