CN117869903A - 利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法及装置，将含水率80％左右的湿污泥雾化后，从余热锅炉第一烟道上部喷入，让雾化污泥与高温烟气接触，水分迅速蒸发，在极短时间内完成干燥；干燥后的污泥颗粒，根据其大小和重量，分别在不同的区域进行热解气化和燃烧，燃烬后的灰渣大部分落到炉排上随炉渣排出焚烧炉，小部分在锅炉受热面和烟道中沉积或进入烟气净化系统形成飞灰。本发明无需单独设置干燥设备、干粉污泥输送入炉装置等设备，降低了投资成本；在生活垃圾焚烧炉高温烟气中完成污泥干燥、燃烧，提高了干燥效率和烟气利用率，降低了运行成本。同时在系统运行时考虑在炉内不同区域雾化喷射装置交替运行，保证了生活垃圾焚烧炉膛的主控温度不低于850℃，影响垃圾焚烧炉的燃烧效率。

Description

利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法及装置

技术领域

本发明属于固废处理技术领域，涉及一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法及装置。

背景技术

污泥与生活垃圾焚烧耦合处置，常见工艺有两种：一是利用余热锅炉产生的蒸汽作为热源，采用圆盘干化机或薄层干化机等来干化污泥，将污泥含水率从80％左右降低到40％以下，再送入生活垃圾焚烧炉中焚烧。二是直接将湿污泥与垃圾混合，送入炉排上与垃圾一起焚烧。

第一种工艺需消耗大量的蒸汽，干化设备磨损严重，运行投资成本高。第二种将湿污泥与垃圾混合，可在垃圾坑混合、或用泵送至焚烧炉进料系统中混合、或用泵送至焚烧炉炉膛，喷在炉排上垃圾表面，不管采用哪种方式混合，由于含水率80％左右的污泥，有一定的流动性，送入焚烧炉易从炉排间隙流出、堵塞风孔和渗滤液收集斗，且污泥热值一般为负，易影响垃圾正常燃烧，随着污泥掺烧量的增加，尤为明显。

针对上述问题，现有技术中，如公开号为CN218936357U的中国专利，公开了一种生活垃圾焚烧协同污泥干化焚烧的系统，将焚烧生活垃圾产生的高温烟气送入余热锅炉中进行余热利用，并通过设置在余热锅炉烟气通道指定位置的中段出气口将温度为400℃～600℃的干燥路烟气送入干燥塔内进行直接污泥干燥，这种方式运行成本低，干燥效率和烟气利用率更高，但需要干燥塔、干粉污泥输送入炉装置等设备，相对投资成本高。

因此，有必要开发一种掺烧量大、投资成本和运行成本低的工艺，实现污泥和生活垃圾焚烧协同处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在污泥处理需要干燥塔、干粉污泥输送入炉装置等设备，投资成本高的问题，提供一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法及装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，用余热锅炉第一烟道代替干燥塔，完成污泥迅速干燥；将湿污泥雾化后，从余热锅炉第一烟道上部喷入，让雾化污泥与高温烟气接触，由于湿污泥被雾化后颗粒小、表面积大，与高温烟气直接接触，水分迅速蒸发，在极短时间内完成干燥。

进一步，干燥后的大粒径污泥颗粒，受惯性和重力作用，沿第一烟道向下运动，在运动过程中被高温烟气热解气化后燃烧，燃烧后的渣落到炉排表面与燃烧的生活垃圾混合，燃烬后随炉渣排出垃圾焚烧炉；干燥后的小粒径污泥颗粒，由于质轻易燃烧，随高温烟气带走，快速热解气化燃烧，无法燃烧的灰渣形成粉状，一部分在锅炉受热面和烟道中沉积，另一部分随烟气进入烟气净化系统，形成飞灰。

进一步，所述湿污泥为含水率在60％以上的污泥。

进一步，在余热锅炉第一烟道上部分不同区域布置多个污泥雾化喷射装置，多个污泥雾化喷射装置间断交替运行，防止污泥持续在一个区域喷入，造成该区域温度持续下降，影响垃圾焚烧炉的燃烧效率。

进一步，所述污泥雾化喷射装置设于余热锅炉第一烟道的顶部和/或两侧，并连接有压缩空气和冷却风。污泥雾化喷射装置安装在高温烟气中，设置冷却风进行保护，冷却风对雾化喷射装置降温的同时进入炉内作为助燃风，为污泥热解后的燃烧提供氧气，保证燃烧完全。

进一步，单只污泥雾化喷射装置雾化能力0～4m³/h，配套压缩空气0～10Nm³/min，雾化压力0.02～0.5MPa。污泥雾化喷射装置采用压缩空气辅助雾化，其污泥雾化程度，由压缩空气与污泥的质量比确定，即气液比，一般而言，当污泥量一定，雾化污泥所需压缩空气量一定，决定污泥雾化粒径的是雾化压力。雾化压力越低，污泥雾化粒径越大，被烟气带走的污泥颗粒量越少，污泥燃烬后随生活垃圾焚烧炉渣一起被排出的灰渣量越多。

一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，包括生活垃圾焚烧炉、余热锅炉、污泥接收和输送系统，余热锅炉第一烟道与生活垃圾焚烧炉炉膛连接，所述余热锅炉第一烟道内由上至下依次为污泥干燥区、热解气化燃烧区和燃烬区；在所述污泥干燥区设有与污泥接收和输送系统连接的污泥雾化喷射装置，用于从上往下喷污泥。

进一步，所述污泥干燥区在生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度检测点之上。生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度是以二次空气喷入口所在断面为基准，用于对炉膛内烟气温度≥850℃，持续时间2秒以上的区域。当湿污泥喷入后，污泥干燥区在生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度检测点之上，且到主控温度检测点时，湿污泥已经干燥，开始热解气化燃烧，从而保证生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度不低于850℃，满足了垃圾焚烧炉的温度要求。

进一步，所述污泥雾化喷射装置设于污泥干燥区的顶部和/或两侧。

进一步，所述污泥接收和输送系统包括依次通过管道连通的污泥接收仓、泵送设备、过滤器；所述过滤器与污泥雾化喷射装置连通，污泥雾化喷射装置上连接有压缩空气管道。

其中，污泥的气化燃烧区的位置，根据污泥的颗粒大小和重量，其燃烧区域不同。较重的大颗粒，燃烧区域在第一烟道中下部，且在主控温度检测点以上至焚烧炉炉床上；而较轻颗粒，燃烧区域在余热锅炉第一烟道上部至余热锅炉第二烟道之间。

本发明的有益效果在于：

1、本发明利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥，无需单独设置干燥塔、干粉污泥输送入炉装置等设备，降低了投资成本。将湿污泥雾化后，与高温烟气直接接触，完成了污泥的迅速干燥、燃烧，提高了干燥效率和烟气利用率，同时避免了污泥的结块和粘附，减少了设备的磨损和维护，降低了运行成本。

2、本发明将干燥后的污泥颗粒在高温烟气中进行热解气化和燃烧，实现了污泥的无害化、减量化和资源化。

3、本发明在余热锅炉第一烟道上部分不同区域布置多个污泥雾化喷射装置，间断交替运行，防止污泥持续在一个区域喷入，造成该区域温度持续下降，影响垃圾焚烧炉的燃烧效率，同时保证了生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度不低于850℃，满足了垃圾焚烧炉的温度要求。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明中利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置结构示意图。

附图标记：1-生活垃圾焚烧炉；2-余热锅炉；3-余热锅炉第一烟道；4-污泥雾化喷射装置；5-污泥仓；6-泵送设备；7-过滤器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，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的具体含义。

请参阅图1，为一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，包括生活垃圾焚烧炉1、余热锅炉2、污泥接收和输送系统，余热锅炉第一烟道3与生活垃圾焚烧炉1炉膛连接，余热锅炉第一烟道3内由上至下依次为污泥干燥区、热解气化燃烧区和燃烬区；在污泥干燥区的顶部和两侧均设置有与污泥接收和输送系统连接的污泥雾化喷射装置4，用于从上往下喷污泥。

污泥接收和输送系统包括依次通过管道连通的污泥接收仓5、泵送设备6、过滤器7以及注膜器等设备；过滤器7与污泥雾化喷射装置4连通，污泥雾化喷射装置4上连接有压缩空气管道和冷却风管道。单只污泥雾化喷射装置4雾化能力0～4m³/h，配套压缩空气0～10Nm³/min，雾化压力0.02～0.5MPa。污泥雾化喷射装置4采用压缩空气辅助雾化，其污泥雾化程度，由压缩空气与污泥的质量比确定，即气液比，一般而言，当污泥量一定，雾化污泥所需压缩空气量一定，决定污泥雾化粒径的是雾化压力。雾化压力越低，污泥雾化粒径越大，被烟气带走的污泥颗粒量越少，污泥燃烬后随生活垃圾焚烧炉渣一起被排出的灰渣量越多。

其中，污泥干燥区在生活垃圾焚烧炉1炉膛的主控温度检测点之上。生活垃圾焚烧炉1炉膛的主控温度是以二次空气喷入口所在断面为基准，用于对炉膛内烟气温度≥850℃，持续时间2秒以上的区域。当湿污泥喷入后，污泥干燥区在生活垃圾焚烧炉1炉膛的主控温度检测点之上，且到主控温度检测点时，湿污泥已经干燥，开始热解气化燃烧，从而保证生活垃圾焚烧炉1炉膛的主控温度不低于850℃，满足了垃圾焚烧炉的温度要求。

一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，采用本实施例中的装置，用余热锅炉第一烟道3代替干燥塔，完成污泥迅速干燥；将含水率为80％左右的湿污泥雾化后，从余热锅炉第一烟道3上部喷入，让雾化污泥与高温烟气接触，由于湿污泥被雾化后颗粒小、表面积大，与高温烟气直接接触，水分迅速蒸发，在极短时间内完成瞬间干燥。

干燥后的大粒径污泥颗粒，受惯性和重力作用，沿第一烟道向下运动，在运动过程中被高温烟气热解气化后燃烧，燃烧后的渣落到炉排表面与燃烧的生活垃圾混合，燃烬后随炉渣排出垃圾焚烧炉；干燥后的小粒径污泥颗粒，由于质轻易燃烧，随高温烟气带走，快速热解气化燃烧，无法燃烧的灰渣形成粉状，一部分在锅炉受热面和烟道中沉积，另一部分随烟气进入烟气净化系统，形成飞灰。

经过余热锅炉第一烟道3的烟气，进入余热锅炉后续烟道，继续进行余热回收，然后经过烟气净化系统，达到排放标准后，排入大气。

在余热锅炉第一烟道3上部分不同区域布置多个污泥雾化喷射装置4，多个污泥雾化喷射装置4间断交替运行，这样能防止污泥持续在一个区域喷入，造成该区域温度持续下降，影响垃圾焚烧炉的燃烧效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：用余热锅炉第一烟道代替干燥塔，完成污泥迅速干燥；将湿污泥雾化后，从余热锅炉第一烟道上部喷入，让雾化污泥与高温烟气接触，由于湿污泥被雾化后颗粒小、表面积大，与高温烟气直接接触，水分迅速蒸发，在极短时间内完成干燥。

2.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：干燥后的大粒径污泥颗粒，受惯性和重力作用，沿第一烟道向下运动，在运动过程中被高温烟气热解气化后燃烧，燃烧后的渣落到炉排表面与燃烧的生活垃圾混合，燃烬后随炉渣排出垃圾焚烧炉；干燥后的小粒径污泥颗粒，由于质轻易燃烧，随高温烟气带走，快速热解气化燃烧，无法燃烧的灰渣形成粉状，一部分在锅炉受热面和烟道中沉积，另一部分随烟气进入烟气净化系统，形成飞灰。

3.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：所述湿污泥为含水率在60％以上的污泥。

4.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：在余热锅炉第一烟道上部分不同区域布置多个污泥雾化喷射装置，多个污泥雾化喷射装置间断交替运行，防止污泥持续在一个区域喷入，造成该区域温度持续下降，影响垃圾焚烧炉的燃烧效率。

5.根据权利要求4所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：所述污泥雾化喷射装置设于余热锅炉第一烟道的顶部和/或两侧，并连接有压缩空气和冷却风。

6.根据权利要求5所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的处理方法，其特征在于：单只污泥雾化喷射装置雾化能力0～4m³/h，配套压缩空气0～10Nm³/min，雾化压力0.02～0.5MPa。

7.一种利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，包括生活垃圾焚烧炉、余热锅炉、污泥接收和输送系统，余热锅炉第一烟道与生活垃圾焚烧炉炉膛连接，其特征在于：所述余热锅炉第一烟道内由上至下依次为污泥干燥区、热解气化燃烧区和燃烬区；在所述污泥干燥区设有与污泥接收和输送系统连接的污泥雾化喷射装置，用于从上往下喷污泥。

8.根据权利要求7所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，其特征在于：所述污泥干燥区在生活垃圾焚烧炉炉膛的主控温度检测点之上。

9.根据权利要求7所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，其特征在于：所述污泥雾化喷射装置设于污泥干燥区的顶部和/或两侧。

10.根据权利要求7所述的利用生活垃圾焚烧烟气热解焚烧污泥的装置，其特征在于：所述污泥接收和输送系统包括依次通过管道连通的污泥接收仓、泵送设备、过滤器；所述过滤器与污泥雾化喷射装置连通，污泥雾化喷射装置上连接有压缩空气管道。