CN205893035U - 低热值污泥“三化”处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低热值污泥“三化”处理装置，包括污泥干燥系统、等离子体旋风焚烧装置、风烟系统、烟气余热回收系统、排渣系统、除尘系统、烟囱，污泥干燥系统的出料口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，等离子体旋风焚烧装置的排气口连接烟气余热回收系统进气口，烟气余热回收系统的排气口连接污泥干燥系统与除尘系统的进气口，污泥干燥系统的排气口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，除尘系统的排气口连接烟囱，等离子体旋风焚烧装置的排渣口连接排渣系统，除尘系统的排灰口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口。本实用新型能够低能耗的处理低热值污泥，且产物可直接工业化应用，实现了污染物零排放，有效提高了环保水平。

Description

低热值污泥“三化”处理装置

技术领域

本实用新型涉及固体废物处理技术领域，尤其涉及一种低热值污泥“三化”处理装置。

背景技术

在污水、废水处理过程中，会产生大量的污泥，有些污泥有机质含量高，干燥后热值较高，便于焚烧，如生活污水处理产生的污泥。而有些污泥无机物含量高，如冶金、电力废水处理产生的污泥，干燥后热值低，直接焚烧能耗高，堆积体积减量小，焚烧产物为固体渣，不利于资源化。

对于热值高的污泥处理处置，目前已有成熟的技术可供选择，如专利号“201110216120”“城市生活污泥就地自循环综合利用装置及方法”和专利“201210157587”“绝热污泥干化焚烧装置及方法”所提供的方法，也有一些专利提出了采用等离子焚烧炉的垃圾处理技术，如专利号“201410473414.6”“一种等离子体焚烧垃圾设备及其方法”和专利号“200810220636.1”“等离子体焚烧垃圾处理设备”，但该设备不能实现热量自循环，且减量化后的产物不能直接工业化应用，不能实现污染物零排放。

现有技术还没有针对低热值污泥的处理处置技术，很多关于污泥处理处置的方法都是一概而论，含糊其辞，不能细化区分，没有根据污泥热值的高低选择合适的处理处置技术。

针对以上问题，为优化资源配置，合理利用资源，有必要对低热值污泥处理处置技术进行开发。

发明内容

本实用新型针对现有技术不能有效处理低热值污泥的问题，研制一种低热值污泥“三化”处理装置，该工艺及装置能够低能耗的处理低热值污泥，且处理产物可直接工业化应用，实现了污染物零排放，有效提高了企业的环保水平。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：低热值污泥“三化”处理装置，包括污泥干燥系统、等离子体旋风焚烧装置、风烟系统、烟气余热回收系统、排渣系统、除尘系统、烟囱，污泥干燥系统的出料口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，等离子体旋风焚烧装置的排气口连接烟气余热回收系统进气口，烟气余热回收系统的排气口同时连接污泥干燥系统与除尘系统的进气口，污泥干燥系统的排气口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，除尘系统的排气口连接烟囱，等离子体旋风焚烧装置的排渣口连接排渣系统，除尘系统的排灰口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口。

作为优化，所述污泥干燥系统包括污泥造粒机、绝热滚筒螺旋干燥机、料斗、输送系统，污泥造粒机的出料口连接绝热滚筒螺旋干燥机的进料口，绝热滚筒螺旋干燥机的出料口下方设置有料斗，料斗出料口连接输送系统，输送系统包括输送管、干污泥送风机，输送管的两端分别连接料斗的出料口与等离子体旋风焚烧装置的进料口，干污泥送风机连接输送管，绝热滚筒螺旋干燥机的排气口通过干燥机送风机连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，烟气余热回收系统的排气口同时连接绝热滚筒螺旋干燥机的进气口与除尘系统的进气口，烟气余热回收系统的排气口与绝热滚筒螺旋干燥机的进气口之间设置有干燥机引风机；

所述等离子体旋风焚烧装置包括等离子体旋风焚烧炉，输送系统连接等离子体旋风焚烧炉的进料口；

所述排渣系统包括急冷淬炼系统、玻璃体回收装置；

所述烟气余热回收系统为常规烟气换热系统；

所述除尘系统为高效布袋除尘器，高效布袋除尘器的排气口与烟囱之间设置有烟囱引风机，高效布袋除尘器的排灰口连接等离子体旋风焚烧炉的进料口。污泥干燥系统主要用于干燥湿污泥颗粒，使用热源来源于等离子体旋风焚烧装置的高温烟气，实现热量自循环利用，污泥造粒机为常规设备，输送系统将干燥好的污泥输送进等离子体旋风焚烧装置。

作为优化，所述等离子体旋风焚烧炉包括等离子体发生器、送风机构、焚烧炉送风机、液态排渣系统、导气管道、炉体，液态排渣系统设置在炉体的底部，导气管道设置在炉体的顶部，送风机构设置在导气管道中，送风机构连接焚烧炉送风机，导气管道连接烟气余热回收系统的进气口，液态排渣系统依次连接急冷淬炼系统、玻璃体回收装置，焚烧过程中产生的可燃烟气在导气管道中进行二次燃烧。

作为优化，所述高效布袋除尘器的排灰口与等离子体旋风焚烧炉的进料口之间设置有回炉装置。

作为优化，所述等离子体旋风焚烧炉的炉体为导流式绝热旋风筒，炉体为绝热圆筒，进料方向与炉体内腔相切。

作为优化，所述导气管道为套筒结构，导气管道进入炉体一段距离、并与炉体同心，等离子体发生器布置在导气管道中间，送风机构的送风管布置在等离子体发生器周边。

作为优化，所述绝热滚筒螺旋干燥机包括进料口、出料口、进气口、排气口、螺旋输送机、底部筛网、绝热外壁，进气口设置在出料口侧，排气口设置在进料口侧，绝热外壁采用绝热保温材料制成，底部筛网设置在螺旋输送机的下方。

作为优化，所述风烟系统包括送风系统和烟气系统，送风系统包括：用于将干污泥输送进焚烧炉的干污泥送风机、为燃烧提供充足氧气的送风机构及焚烧炉送风机，烟气系统包括：用于将余热回收后的烟气带入除尘系统净化并排放的烟囱引风机、将烟气余热回收系统排出的气体引入绝热滚筒螺旋干燥机加热湿污泥的干燥机引风机、将干燥湿污泥后形成的湿冷烟气引入离子体旋风焚烧炉的干燥机送风机。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型能够低能耗的处理低热值污泥，且处理产物可直接工业化应用，实现了污染物零排放，有效提高了企业的环保水平，实现了低热值污泥处理处置的减量化、无害化、资源化，合理解决了低热值污泥的处理处置问题。

2.分级焚烧和湿冷烟气回炉焚烧避免产生二次污染；收集的烟尘返回焚烧生产商用玻璃体，可以实现低热值污泥的深度减量化、资源化；有效利用高温烟气热量对湿污泥颗粒进行干化处理，实现能量自循环，节能降耗；

3.等离子体旋风焚烧炉是一种高温焚烧系统，由等离子体发生器在绝热旋风焚烧炉内产生等离子体对干化低热值污泥进行高温焚烧，焚烧过程不产生有毒有害气体，焚烧产物主要为可燃气体和熔融态渣。液态排渣系统将融溶态炉渣输送至急冷淬炼系统产生玻璃体炉渣，经玻璃体回收装置回收后用于商业用途。

4.回炉装置将高效布袋除尘器收集下来的灰尘集中后返回等离子体旋风焚烧炉再次焚烧，生产玻璃体，提高了灰尘的利用率。

5.通过在烟气余热回收系统的排气口与绝热滚筒螺旋干燥机的进气口之间设置有干燥机引风机，通过干燥机引风机将干污泥送人等离子体旋风焚烧炉，气体与固体一同进入，送料均匀，且能保持较高的送料速度，固态污泥颗粒能够保持较高的速度及间距，便于提高燃烧效率。

6.通过设置炉体为导流式绝热旋风筒，炉体为绝热圆筒，进料方向与炉体内腔相切，实现了干污泥在炉体中螺旋下落的效果，提高了干污泥的燃烧效率。

7.通过设置导气管道、送风机构，且导气管道进入炉体一段距离、并与炉体同心，导气管道中能够保持较高的温度，焚烧过程中产生的可燃烟气在导气管道中能够进行二次燃烧，不会产生污染气体。

8.高温烟气从出料端进入，从给料端排出，实现环绕型加热，实现污泥、烟气逆流接触，达到良好的干燥效果。

9.整个系统正常运行后，达到了热量自循环、玻璃体炉渣商用、烟气余热回收利用等目的。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构原理图。

图2为等离子体旋风焚烧炉的结构原理图。

图3为图2沿B-B方向的剖视图。

图4为绝热滚筒螺旋干燥机的结构原理图。

图5为绝热滚筒螺旋干燥机的右视图。

图6为图4沿A-A方向的剖视图。

其中，1污泥造粒机、2绝热滚筒螺旋干燥机、2-1进料口、2-2出料口，2-3进气口，2-4排气口，2-5螺旋输送机，2-6底部筛网，2-7干燥机送风机，2-8绝热外壁、3料斗、4输送系统、4-1干污泥送风机、4-2输送管、5等离子体旋风焚烧炉、5-1等离子体发生器、5-2送风机构、5-3焚烧炉送风机、5-4液态排渣系统、5-5导气管道、6烟气余热回收系统、7高效布袋除尘器、8烟囱引风机、9烟囱、10急冷淬炼系统、11玻璃体回收装置、12干燥机引风机。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。

图1至图6为本实用新型的一种实施例，H某市工业废水处理厂日产污泥量500吨，经过初步处理后污泥含水率60％，属于低热值污泥，图1为采用本装置进行处理的总体结构原理图。低热值污泥“三化”处理装置，包括污泥干燥系统、等离子体旋风焚烧装置、风烟系统、烟气余热回收系统6、排渣系统、除尘系统、烟囱9，污泥干燥系统的出料口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，等离子体旋风焚烧装置的排气口连接烟气余热回收系统6进气口，烟气余热回收系统6的排气口同时连接污泥干燥系统与除尘系统的进气口，污泥干燥系统的排气口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，除尘系统的排气口连接烟囱9，等离子体旋风焚烧装置的排渣口连接排渣系统，除尘系统的排灰口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口。污泥经污泥干燥系统干燥后进入等离子体旋风焚烧装置进行焚烧，焚烧产生的高温烟气通过烟气余热回收系统6后，一部分进入污泥干燥系统对污泥进行干燥、另一部分进入除尘系统，污泥干燥系统排出的湿冷气体、除尘系统收集的烟尘返回等离子体旋风焚烧装置继续焚烧，除尘系统处理后的烟气经烟囱9排放至大气中，等离子体旋风焚烧装置焚烧产生的熔渣进入排渣系统。

所述污泥干燥系统包括污泥造粒机1、绝热滚筒螺旋干燥机2、料斗3、输送系统4，污泥造粒机1的出料口连接绝热滚筒螺旋干燥机2的进料口2-1，绝热滚筒螺旋干燥机2的出料口2-2下方设置有料斗3，料斗出料口连接输送系统4，输送系统4包括输送管4-2、干污泥送风机4-1，输送管4-2的两端分别连接料斗3的出料口与等离子体旋风焚烧装置的进料口，干污泥送风机4-1连接输送管4-2，绝热滚筒螺旋干燥机2的排气口2-4通过干燥机送风机2-7连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，烟气余热回收系统6的排气口同时连接绝热滚筒螺旋干燥机2的进气口2-3与除尘系统的进气口，烟气余热回收系统6的排气口与绝热滚筒螺旋干燥机2的进气口2-3之间设置有干燥机引风机12；

所述等离子体旋风焚烧装置包括等离子体旋风焚烧炉5，输送系统4连接等离子体旋风焚烧炉5的进料口；

所述排渣系统包括急冷淬炼系统10、玻璃体回收装置11；

所述除尘系统为高效布袋除尘器7，高效布袋除尘器7的排气口与烟囱9之间设置有烟囱引风机8，高效布袋除尘器7的排灰口连接等离子体旋风焚烧炉5的进料口。污泥干燥系统主要用于干燥湿污泥颗粒，使用热源来源于等离子体旋风焚烧装置的高温烟气，实现热量自循环利用，污泥造粒机1为常规设备，输送系统4将干燥好的污泥输送进等离子体旋风焚烧装置。

如图2、图3所示，所述等离子体旋风焚烧炉5包括等离子体发生器5-1、送风机构5-2、焚烧炉送风机5-3、液态排渣系统5-4、导气管道5-5、炉体5-6，液态排渣系统5-4设置在炉体5-6的底部，导气管道5-5设置在炉体5-6的顶部，送风机构5-2设置在导气管道5-5中，送风机构5-2连接焚烧炉送风机5-3，导气管道5-5连接烟气余热回收系统6的进气口，液态排渣系统5-4依次连接急冷淬炼系统10、玻璃体回收装置11，焚烧过程中产生的可燃烟气在导气管道5-5中进行二次燃烧。等离子体旋风焚烧炉5是一种高温焚烧系统，由等离子体发生器5-1在绝热旋风焚烧炉内产生等离子体对干化低热值污泥进行高温焚烧，焚烧过程不产生有毒有害气体，焚烧产物主要为可燃气体和熔融态渣。液态排渣系统5-4将融溶态炉渣输送至急冷淬炼系统10产生玻璃体炉渣，经玻璃体回收装置11回收后用于商业用途。

所述高效布袋除尘器7的排灰口与等离子体旋风焚烧炉5的进料口之间设置有回炉装置。回炉装置将高效布袋除尘器7收集下来的灰尘集中后返回等离子体旋风焚烧炉5再次焚烧，生产玻璃体，提高了灰尘的利用率。

所述等离子体旋风焚烧炉5的炉体5-6为导流式绝热旋风筒，炉体5-6为绝热圆筒，进料方向与炉体5-6内腔相切。通过设置炉体5-6为导流式绝热旋风筒，炉体5-6为绝热圆筒，进料方向与炉体5-6内腔相切，实现了干污泥在炉体5-6中螺旋下落的效果，提高了干污泥的燃烧效率。

所述导气管道5-5为套筒结构，导气管道5-5进入炉体5-6一段距离、并与炉体5-6同心，等离子体发生器5-1布置在导气管道5-5中间，送风机构5-2的送风管布置在等离子体发生器5-1周边。通过设置导气管道5-5、送风机构5-2，且导气管道5-5进入炉体5-6一段距离、并与炉体5-6同心，导气管道5-5中能够保持较高的温度，焚烧过程中产生的可燃烟气在导气管道5-5中能够进行二次燃烧，不会产生污染气体。

如图4至图6所示，所述绝热滚筒螺旋干燥机2包括进料口2-1、出料口2-2、进气口2-3、排气口2-4、螺旋输送机2-5、底部筛网2-6、绝热外壁2-8，进气口2-3设置在出料口2-2侧，排气口2-4设置在进料口2-1侧，绝热外壁2-8采用绝热保温材料制成，底部筛网2-6设置在螺旋输送机2-5的下方。高温烟气从出料端进入，从给料端排出，实现环绕型加热，实现污泥、烟气逆流接触，达到良好的干燥效果。

所述风烟系统包括送风系统和烟气系统，送风系统包括：用于将干污泥输送进焚烧炉的干污泥送风机4-1、为燃烧提供充足氧气的送风机构5-2及焚烧炉送风机5-3，烟气系统包括：用于将余热回收后的烟气带入除尘系统净化并排放的烟囱引风机8、将烟气余热回收系统6排出的气体引入绝热滚筒螺旋干燥机2加热湿污泥的干燥机引风机12、将干燥湿污泥后形成的湿冷烟气引入离子体旋风焚烧炉5的干燥机送风机2-7。

系统运行初期，等离子体旋风焚烧炉5启动，等离子体发生器5-1开始工作，通过焚烧空气产生高温等离子体烟气，用于加热系统和干燥湿污泥颗粒，污泥造粒机1生产的湿污泥颗粒经绝热滚筒螺旋干燥机2干燥后，经过料斗3和输送系统4，在干污泥送风机4-1的作用下进入等离子体旋风焚烧炉5直接焚烧，焚烧产生的融溶态炉渣经液态排渣系统5-4排出，焚烧后产生的可燃气体(主要成分是氢气、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮气、烟尘等，并含有很高热量)进入导气管道5-5，焚烧炉送风机5-3通过送风系统5-2向导气管道5-5内输送空气，可燃气体在导气管道5-5内二次燃烧，产生的烟气携带大量热量从等离子体旋风焚烧炉5排气口排出，进入烟气余热回收系统6，回收的热量用于它途。余热回收后的烟气分成两部分，一部分进入高效布袋除尘器7后经烟囱引风机8通过烟囱9排出。另一部分由干燥机引风机12抽走，进入绝热滚筒螺旋干燥机2为湿污泥颗粒干燥提供热量，热量利用后形成的湿冷烟气由干燥机送风机2-7送入等离子体旋风焚烧炉5再次焚烧。液态排渣系统5-4排出的熔渣经急冷淬炼系统10淬冷后进入玻璃体回收装置11。系统正常运行后，具体实施过程如下：

熔渣经急冷淬炼系统10处理后变成可以商用的玻璃体。

高效布袋除尘器7收集的灰尘返回至等离子体焚烧炉5继续焚烧，生产玻璃体。整个系统正常运行后，达到了热量自循环、玻璃体炉渣商用、烟气余热回收利用等目的。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (8)

1.低热值污泥“三化”处理装置，其特征在于：包括污泥干燥系统、等离子体旋风焚烧装置、风烟系统、烟气余热回收系统(6)、排渣系统、除尘系统、烟囱(9)，污泥干燥系统的出料口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，等离子体旋风焚烧装置的排气口连接烟气余热回收系统(6)进气口，烟气余热回收系统(6)的排气口同时连接污泥干燥系统与除尘系统的进气口，污泥干燥系统的排气口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，除尘系统的排气口连接烟囱(9)，等离子体旋风焚烧装置的排渣口连接排渣系统，除尘系统的排灰口连接等离子体旋风焚烧装置的进料口。

2.如权利要求1所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，

所述污泥干燥系统包括污泥造粒机(1)、绝热滚筒螺旋干燥机(2)、料斗(3)、输送系统(4)，污泥造粒机(1)的出料口连接绝热滚筒螺旋干燥机(2)的进料口(2-1)，绝热滚筒螺旋干燥机(2)的出料口(2-2)下方设置有料斗(3)，料斗出料口连接输送系统(4)，输送系统(4)包括输送管(4-2)、干污泥送风机(4-1)，输送管(4-2)的两端分别连接料斗(3)的出料口与等离子体旋风焚烧装置的进料口，干污泥送风机(4-1)连接输送管(4-2)，绝热滚筒螺旋干燥机(2)的排气口(2-4)通过干燥机送风机(2-7)连接等离子体旋风焚烧装置的进料口，烟气余热回收系统(6)的排气口同时连接绝热滚筒螺旋干燥机(2)的进气口(2-3)与除尘系统的进气口，烟气余热回收系统(6)的排气口与绝热滚筒螺旋干燥机(2)的进气口(2-3)之间设置有干燥机引风机(12)；

所述等离子体旋风焚烧装置包括等离子体旋风焚烧炉(5)，输送系统(4)连接等离子体旋风焚烧炉(5)的进料口；

所述排渣系统包括急冷淬炼系统(10)、玻璃体回收装置(11)；

所述除尘系统为高效布袋除尘器(7)，高效布袋除尘器(7)的排气口与烟囱(9)之间设置有烟囱引风机(8)，高效布袋除尘器(7)的排灰口连接等离子体旋风焚烧炉(5)的进料口。

3.如权利要求2所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述等离子体旋风焚烧炉(5)包括等离子体发生器(5-1)、送风机构(5-2)、焚烧炉送风机(5-3)、液态排渣系统(5-4)、导气管道(5-5)、炉体(5-6)，液态排渣系统(5-4)设置在炉体(5-6)的底部，导气管道(5-5)设置在炉体(5-6)的顶部，送风机构(5-2)设置在导气管道(5-5)中，送风机构(5-2)连接焚烧炉送风机(5-3)，导气管道(5-5)连接烟气余热回收系统(6)的进气口，液态排渣系统(5-4)依次连接急冷淬炼系统(10)、玻璃体回收装置(11)，焚烧过程中产生的可燃烟气在导气管道(5-5)中进行二次燃烧。

4.如权利要求2所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述高效布袋除尘器(7)的排灰口与等离子体旋风焚烧炉(5)的进料口之间设置有回炉装置。

5.如权利要求3所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述等离子体旋风焚烧炉(5)的炉体(5-6)为导流式绝热旋风筒，炉体(5-6)为绝热圆筒，进料方向与炉体(5-6)内腔相切。

6.如权利要求3所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述导气管道(5-5)为套筒结构，导气管道(5-5)进入炉体(5-6)一段距离、并与炉体(5-6)同心，等离子体发生器(5-1)布置在导气管道(5-5)中间，送风机构(5-2)的送风管布置在等离子体发生器(5-1)周边。

7.如权利要求2所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述绝热滚筒螺旋干燥机(2)包括进料口(2-1)、出料口(2-2)、进气口(2-3)、排气口(2-4)、螺旋输送机(2-5)、底部筛网(2-6)、绝热外壁(2-8)，进气口(2-3)设置在出料口(2-2)侧，排气口(2-4)设置在进料口(2-1)侧，绝热外壁(2-8)采用绝热保温材料制成，底部筛网(2-6)设置在螺旋输送机(2-5)的下方。

8.如权利要求3所述的低热值污泥“三化”处理装置，其特征是，所述风烟系统包括送风系统和烟气系统，送风系统包括：用于将干污泥输送进焚烧炉的干污泥送风机(4-1)、为燃烧提供充足氧气的送风机构(5-2)及焚烧炉送风机(5-3)，烟气系统包括：用于将余热回收后的烟气带入除尘系统净化并排放的烟囱引风机(8)、将烟气余热回收系统(6)排出的气体引入绝热滚筒螺旋干燥机(2)加热湿污泥的干燥机引风机(12)、将干燥湿污泥后形成的湿冷烟气引入离子体旋风焚烧炉(5)的干燥机送风机(2-7)。