CN208671021U - 一种污泥干化焚烧处理系统 - Google Patents

Abstract

一种污泥干化焚烧处理系统，它包括配置有污泥配送装置的至少一低温污泥干化旋转窑，一与所述低温污泥干化旋转窑尾部相连通的亚高温热解气化焚烧旋转窑，亚高温热解气化焚烧旋转窑与一高温有害气体分解窑相连通，亚高温热解气化焚烧旋转窑配置有一进氧温控调节器，高温有害气体分解窑配置有一二次进氧温控调节器，而低温污泥干化旋转窑配置有一连通高温有害气体分解窑低温温控调节器，亚高温热解气化焚烧旋转窑、高温有害气体分解窑以及低温污泥干化旋转窑的窑温分别由各自配置的进氧温控调节器、次进氧温控调节器以及低温温控调节器通过分别连接的中央控制器分别调节和控制，并使亚高温热解气化焚烧旋转窑的窑温＜800℃。

Description

一种污泥干化焚烧处理系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种三级温控窑式污泥干化焚烧处理系统，属于污泥无害化资源化处置技术领域。

背景技术

污泥干化焚烧是我国污泥的处置方向。目前，我国的污泥处置仍以填埋为主，焚烧为辅。污泥填埋留下永久性水土资源污染的隐患；而我国污泥焚烧主要在热电厂进行，方法主要有压滤干化焚烧和蒸汽干化焚烧两种，这两种污泥干化焚烧的方法存在的问题主要是：单位污泥处置投资大，耗能高，污泥运距大、运行成本高和尾气处理难达标等等。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种符合国情的、集污泥干化、焚烧和尾气无害处理于一体的，占地小、产能高、投资省、能耗少、运行成本低的污泥干化焚烧处理系统。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，一种污泥干化焚烧处理系统，它包括：配置有污泥配送装置的至少一低温污泥干化旋转窑，一与所述低温污泥干化旋转窑尾部相连通的亚高温热解气化焚烧旋转窑，所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑与一高温有害气体分解窑相连通，所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑配置有一进氧温控调节器，所述的高温有害气体分解窑配置有一二次进氧温控调节器，而低温污泥干化旋转窑配置有一连通高温有害气体分解窑低温温控调节器，所述亚高温热解气化焚烧旋转窑、高温有害气体分解窑以及低温污泥干化旋转窑的窑温分别由各自配置的进氧温控调节器、二次进氧温控调节器以及低温温控调节器通过分别连接的中央控制器分别调节和控制，并使亚高温热解气化焚烧旋转窑的窑温＜800℃，高温有害气体分解窑的窑温＞1000℃，低温污泥干化旋转窑的窑温＜250℃。

作为优选：所述的低温污泥干化旋转窑至少有两个在进口处并联，并联处通过输送管经配置的污泥配送装置连接于污泥备料库；所述低温污泥干化旋转窑的各自尾部串联后通过输送气管接入所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑，所述的输送气管上还通过燃料管经燃料配送器连接燃料库；所述亚高温热解气化焚烧旋转窑一端连接一储灰库，并连接所述配置的进氧温控调节器，所述亚高温热解气化焚烧旋转窑的另一端通过高温管连通所述的高温有害气体分解窑；所述的低温温控调节器由进风调节阀、降温室和低温烟仓所组成；所述的进风调节阀配置在降温室，且所述降温室一边用高温管连通所述的高温有害气体分解窑，另一边连通所述的低温烟仓，所述的低温烟仓分别通过烟气调节阀连通所述的低温污泥干化旋转窑。

作为优选：所述低温污泥干化旋转窑上的尾气排放口分别通过各自的引风机连接于对排放出的低负荷有害气体与粉尘作物化处理并在达标后排放的物化尾气处理装置；

所述的低温污泥干化旋转窑内腔体包括污泥干化泥烟混合段和污泥干化造粒避尘段，在所述污泥干化泥烟混合段的外侧内腔体端设置有污泥进料口，而在污泥干化造粒避尘段的外侧内腔体设置有连通低温烟仓的低温烟气进口；所述的污泥干化泥烟混合段的旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；

所述高温有害气体分解窑的内腔体中包括二次燃烧区和高温分解区，在二次燃烧区的内腔体连接有配置的二次进氧温控调节器，并使进入二次燃烧区内的气态混合可燃烟中的可燃气与二次进氧温控调节器送入的补氧空气结合进行剧烈燃烧；形成的高温烟气在高温分解区滞留后彻底分解，且在分解后的烟气进入相连的降温室；

所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑内腔体包括加热干化段、热解气化段和焚烧段，从低温污泥干化旋转窑引入并混合有燃料的干化污泥在所述加热干化段随着窑的旋转运动，加热干化，在热解气化段热解气化，在焚烧段进行残留物燃尽，灰渣由亚高温热解气化焚烧旋转窑内腔体的排渣口排至相连的储灰库。

作为优选：所述低温污泥干化旋转窑内腔体中的污泥干化泥烟混合段旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；所述高温有害气体分解窑配置的二次进氧温控调节器，其连通高温有害气体分解窑内腔体的空气进气口与二次燃烧区的内腔体垂直布置；

所述的低温污泥干化旋转窑、亚高温热解气化焚烧旋转窑和高温有害气体分解窑被安装在微负压生产车间的厂房内，并且由所述的进氧温控调节器、二次进氧温控调节器和低温温控调节器进行空气补给，形成生产车间的厂房微负压环境。

本实用新型采用流水线设计，PLC程序自动控制，成套系统均由成熟标配设备与配套部件组合而成，结构合理，技术成熟，安装便捷，其最大亮点在于污泥干化焚烧和污泥无害化资源处理与一体；最大优点是单位产能投资省、补充能耗小、运行成本低，与热电厂污泥蒸汽干化焚烧相比，单位投资降低70%以上，能耗减少50%，综合运行成本（不包括运输）降低50%以上，可广泛适用于城乡污水处理厂城市生活污泥和企业普废污泥就地就近无害化资源化处置。

附图说明

图1是本实用新型的平面布置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：图1所示，本实用新型所述的一种污泥干化焚烧处理系统，它包括：配置有污泥配送装置的至少一低温污泥干化旋转窑1，一与所述低温污泥干化旋转窑1尾部相连通的亚高温热解气化焚烧旋转窑2，所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑2与一高温有害气体分解窑3相连通，其特征在于所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑2配置有一进氧温控调节器4，所述的高温有害气体分解窑3配置有一二次进氧温控调节器5，而低温污泥干化旋转窑1配置有一连通高温有害气体分解窑3低温温控调节器6，所述亚高温热解气化焚烧旋转窑2、高温有害气体分解窑3以及低温污泥干化旋转窑1的窑温分别由各自配置的进氧温控调节器4、二次进氧温控调节器5以及低温温控调节器6通过分别连接的中央控制器15分别调节和控制，并使亚高温热解气化焚烧旋转窑2的窑温＜800℃，高温有害气体分解窑3的窑温＞1000℃，低温污泥干化旋转窑1的窑温＜250℃。

图中所示，所述的低温污泥干化旋转窑1至少有两个在进口处并联（图中所示为三个），并联处通过输送管经配置的污泥配送装置11连接于污泥备料库10；所述低温污泥干化旋转窑1的各自尾部串联后通过输送气管接入所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑2，所述的输送气管上还通过燃料管经燃料配送器13连接燃料库12；所述亚高温热解气化焚烧旋转窑2一端连接一储灰库14，并连接所述配置的进氧温控调节器4，所述亚高温热解气化焚烧旋转窑2的另一端通过高温管连通所述的高温有害气体分解窑3；所述的低温温控调节器6由进风调节阀6-1、降温室6-2和低温烟仓6-3所组成；所述的进风调节阀6-1配置在降温室6-2，且所述降温室6-2一边用高温管连通所述的高温有害气体分解窑3，另一边连通所述的低温烟仓6-3，所述的低温烟仓6-3分别通过烟气调节阀7连通所述的低温污泥干化旋转窑1。

本实用新型所述低温污泥干化旋转窑1上的尾气排放口分别通过各自的引风机8连接于对排放出的低负荷有害气体与粉尘作物化处理并在达标后排放的物化尾气处理装置9；

所述的低温污泥干化旋转窑1内腔体包括污泥干化泥烟混合段和污泥干化造粒避尘段，在所述污泥干化泥烟混合段的外侧内腔体端设置有污泥进料口，而在污泥干化造粒避尘段的外侧内腔体设置有连通低温烟仓6-3的低温烟气进口；所述的污泥干化泥烟混合段的旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；

所述高温有害气体分解窑3的内腔体中包括二次燃烧区和高温分解区，在二次燃烧区的内腔体连接有配置的二次进氧温控调节器5，并使进入二次燃烧区内的气态混合可燃烟中的可燃气与二次进氧温控调节器5送入的补氧空气结合进行剧烈燃烧；形成的高温烟气在高温分解区滞留后彻底分解，且在分解后的烟气进入相连的降温室6-2；

所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑2内腔体包括加热干化段、热解气化段和焚烧段，从低温污泥干化旋转窑1引入并混合有燃料的干化污泥在所述加热干化段随着窑的旋转运动，加热干化，在热解气化段热解气化，在焚烧段进行残留物燃尽，灰渣由亚高温热解气化焚烧旋转窑2内腔体的排渣口排至相连的储灰库。

本实用新型所述低温污泥干化旋转窑1内腔体中的污泥干化泥烟混合段旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；所述高温有害气体分解窑3配置的二次进氧温控调节器5，其连通高温有害气体分解窑3内腔体的空气进气口与二次燃烧区的内腔体垂直布置；

所述的低温污泥干化旋转窑1、亚高温热解气化焚烧旋转窑2和高温有害气体分解窑3被安装在微负压生产车间的厂房内，并且由所述的进氧温控调节器4、二次进氧温控调节器5和低温温控调节器6进行空气补给，形成生产车间的厂房微负压环境。

实施例：图1所示本发明为一种三级温控窑式串并联污泥干化焚烧处理成套装备，它由低温污泥干化旋转窑1、亚高温热解气化焚烧旋转窑2和高温有害气体分解窑3三种不同功能特性的窑种串并联而成，按工艺流程亚高温热解气化焚烧旋转窑在前，高温有害气体分解窑居中，低温污泥干化旋转窑在后，形成串联式或串并联式两种布置。三种不同功能的窑温控制在总能量平衡的基础上，分别由进氧温控调节器4、二次进氧温控调节器5和低温温控调节器6三个温控调节装置控氧控气调节窑温。低温温控调节器由进风调节阀6-1，降温室6-2和低温烟仓6-3所组成。高低温烟气的转换通过降温室6-2将高温分解窑排入的高温烟气与进风调节阀6-1引入的低温空气混合，降至250℃以下进入低温烟气仓6-3，作为污泥干化的热源烟气，并由烟气调节阀7配置到低温污泥干化旋转窑。引风机8设在低温污泥干化旋转窑后，以保持三窑处于微负压工作状态。

所述的串并联系指一对亚高温热解气化焚烧旋转窑2和高温有害气体分解窑，在配置一台低温污泥干化旋转窑时形成串联式，在配置2台以上低温污泥干化旋转窑时形成串并联式（见图1所示）。前者适用处置污泥量少，后者适用处置污泥量大。污泥干化窑由引风机8排出的尾气经物化处理塔处理后达标排放。

本实用新型的污泥从泥库配送、干化、焚烧到灰渣入库形成一条自动流水生产线，烟气粉尘和有害气体从源头气化焚烧控氧避尘，高温分解有害气体，低温控制苯类气体释放，污泥干化吸附细颗粒物粉尘和尾气物化处理五道工序，进行全程控制和处理，形成完善的污泥干化焚烧无害化处理系统，确保污泥干化焚烧尾气无害排放。

污泥干化焚烧车间采用微负压设计，通过三个温控调节器4、5、6回收灰渣、窑体辐射能和避免车间异味气体的外泄。在尾气处理塔设有尾气余热回收利用接口，可配置余热回收装置，在干化污泥输送带上可配置冷凝再次脱水装置，但余热回收和冷凝脱水装置不作为本成套装置的标配。

本成套装置的运行通过传感器信号反馈，由PLC程序自动调整电机的启停和变频调速，自动控制和调节污泥、燃料、氧、烟气和尾气物化剂的投用量，以确保三种不同功能窑的稳定运行和尾气达标排放。

三级温控窑式串并联污泥干化焚烧处理成套装置的成套设备，均由指定厂家提供标配设备与部件组装而成（包括微负压厂房），现场安装简捷方便，在完成场地基础土建后，成套设备的安装调试工期仅需60~90天即可投产。

本实用新型的关键工艺技术集成在于：

其一、采用了热解气化焚烧旋转窑的物化特性，通过进氧温控调节器4控氧控气降低窑内气体流速，避免污泥混合燃料在热解气化焚烧时粗颗粒物粉尘的产生；

其二、高温有害气体分解窑是污泥焚烧无害化的核心，利用二次进氧温控调节器5补充含氧空气，使热解气化焚烧窑热解气化的剩余可燃气体在高温窑内二次剧烈燃烧提升窑温，保持高温分解窑处于稳定工作状态，确保热解气化焚烧产生的有害气体在高温窑中彻底分解；

其三、高温分解窑的高温烟气进入降温室6-2由进风调节器6-1增补空气降温至250℃以下进入低温烟仓6-3，作为污泥干化的热源烟气；本实用新型采用低温干化污泥的目的在于：利用低温避免污泥在干化过程中苯类气体的释放和二噁英的还原；

其四、低温污泥干化旋转窑在污泥干化的过程，利用污泥与热烟气密切接触进行热交换的同时，强力吸附烟气中细颗粒物粉尘，降低尾气细颗粒粉尘处理负荷；

其五、污泥干化焚烧采用微负压设计，通过三个温控调节器4、5、6的进风，回收生产车间内窑体、管道、灰渣释放的辐射能和异味气体，既提高能源利用率，又避免生产车间异味气体的外泄；

其六、设备系统的运行由中央控制室的Plc程序控制，通过运行系统的信息反馈，自动调控污泥、燃料、氧、风、烟气量和尾气处理物化剂用量，使三窑窑温和尾气处理塔处于稳定的工作状态，确保尾气无害排放。

本实用新型是根据物料、能量平衡与水、气、氧平衡原理，利用温度物理化学特性，针对污泥在不同温度下有害气体的释放与分解机理，采用控制进氧量，避免亚高温热解气化焚烧旋转窑在气化焚烧时粗颗粒物粉尘的产生，利用污泥干化旋转窑在污泥干化时吸附烟气中的细颗粒物粉尘；采用高温分解污泥焚烧产生的有害气体；利用低温控制二噁英还原和避免污泥在干化过程中苯类气体的释放，通过全程控制与处理烟尘和有害气体，降低尾气处理负荷，尾气经物化处理塔处理后即可无害达标排放。

三窑的工作原理是：

1）热解气化焚烧旋转窑工作原理：亚高温热解气化焚烧旋转窑按工作原理，相对划分为污泥混合燃料加热干化段、热解气化段和焚烧段三个功能段。根据三个功能段窑体内的氧气含量分布，相对划分为无氧区、缺氧区和高氧区。含氧空气由进氧温控调节器4送入窑内，并根据保持亚高温窑温所需的热量控制供氧，满足焚烧段高氧区内燃尽污泥混合燃料热解气化后的残留物（液态焦油、碳素和惰性物质）焚烧的氧气需求和缺氧区内部分气化可燃气体的燃烧；在热解气化段内因缺氧而未燃烧的剩余CO、H2等可燃气体，形成的亚高温气态混合可燃烟，经加热干化污泥混合燃料后排出窑体，送至高温有害气体分解窑中二次燃烧，提升高温分解窑的窑温。干化污泥混合燃料（3300大卡左右）进入窑体后，随着窑的旋转运动，经加热干化、热解气化、残留物焚烧燃尽后变成灰渣自动排出窑体，送往灰库。该热解气化焚烧窑只需一次点火即可连续正常运行。

2）高温有害气体分解窑工作原理：高温有害气体分解窑工作原理按功能相对划分为二次燃烧区与高温分解区。进入二次燃烧区内的气态混合可燃烟中的可燃气与二次进氧温控调节器5补氧空气结合进行剧烈燃烧，形成1000℃以上的高温，将污泥气化焚烧产生的大量有害气体在高温窑内高温分解彻底分解。

二次补氧的空气进气孔与窑体垂直布置，使可燃气体与氧充分混合燃烧，形成的高温烟气在高温分解区内滞留3s后彻底分解有害气体。

3）低温污泥干化旋转窑工作原理：低温污泥干化旋转窑按污泥干化工艺流程相对划分成污泥干化泥烟混合段和污泥干化造粒避尘段。泥烟混合段的旋转窑内壁装有碎泥链和扬泥板，使污泥与热烟气在该段内进行充分接触进行热交换，利用热烟气与污泥充分接触进行热交换的同时，强力吸附烟气中的细颗粒物粉尘，污泥中的水分由烟气带走，细颗粒物粉尘裹留在污泥湿球中。因此，泥烟混合段具有污泥干化和除尘双重功能。造粒避尘段窑壁光滑，污泥在该段内继续干化并造粒，避免准干化污泥产生扬尘，经造粒的干化污泥（直径0.1mm~0.8mm）自动排出窑体，干化污泥在送往焚烧的途中与补充燃料混合后，送入亚高温热解气化焚烧旋转窑内气化焚烧。

为确保低温污泥干化热源温度与烟气供给的稳定性，在高温分解窑和低温干化窑之间设有低温温控调节器6，它由进风调节阀6-1、降温室6-2和低温烟仓6-3组成，降温温度由进风调节器6-1调控，低温烟仓的烟气由烟气调节阀7分配到低温污泥干化旋转窑，提供稳定热源。

Claims (4)

1.一种污泥干化焚烧处理系统，它包括：配置有污泥配送装置的至少一低温污泥干化旋转窑（1），一与所述低温污泥干化旋转窑（1）尾部相连通的亚高温热解气化焚烧旋转窑（2），所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）与一高温有害气体分解窑（3）相连通，其特征在于所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）配置有一进氧温控调节器（4），所述的高温有害气体分解窑（3）配置有一二次进氧温控调节器（5），而低温污泥干化旋转窑（1）配置有一连通高温有害气体分解窑（3）低温温控调节器（6），所述亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）、高温有害气体分解窑（3）以及低温污泥干化旋转窑（1）的窑温分别由各自配置的进氧温控调节器（4）、二次进氧温控调节器（5）以及低温温控调节器（6）通过分别连接的中央控制器（15）分别调节和控制，并使亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）的窑温＜800℃，高温有害气体分解窑（3）的窑温＞1000℃，低温污泥干化旋转窑（1）的窑温＜250℃。

2.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧处理系统，其特征在于所述的低温污泥干化旋转窑（1）至少有两个在进口处并联，并联处通过输送管经配置的污泥配送装置（11）连接于污泥备料库（10）；所述低温污泥干化旋转窑（1）的各自尾部串联后通过输送气管接入所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑（2），所述的输送气管上还通过燃料管经燃料配送器（13）连接燃料库（12）；所述亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）一端连接一储灰库（14），并连接所述配置的进氧温控调节器（4），所述亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）的另一端通过高温管连通所述的高温有害气体分解窑（3）；所述的低温温控调节器（6）由进风调节阀（6-1）、降温室（6-2）和低温烟仓（6-3）所组成；所述的进风调节阀（6-1）配置在降温室（6-2），且所述降温室（6-2）一边用高温管连通所述的高温有害气体分解窑（3），另一边连通所述的低温烟仓（6-3），所述的低温烟仓（6-3）分别通过烟气调节阀（7）连通所述的低温污泥干化旋转窑（1）。

3.根据权利要求2所述的污泥干化焚烧处理系统，其特征在于所述低温污泥干化旋转窑（1）上的尾气排放口分别通过各自的引风机（8）连接于对排放出的低负荷有害气体与粉尘作物化处理并在达标后排放的物化尾气处理装置（9）；

所述的低温污泥干化旋转窑（1）内腔体包括污泥干化泥烟混合段和污泥干化造粒避尘段，在所述污泥干化泥烟混合段的外侧内腔体端设置有污泥进料口，而在污泥干化造粒避尘段的外侧内腔体设置有连通低温烟仓（6-3）的低温烟气进口；所述的污泥干化泥烟混合段的旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；

所述高温有害气体分解窑（3）的内腔体中包括二次燃烧区和高温分解区，在二次燃烧区的内腔体连接有配置的二次进氧温控调节器（5），并使进入二次燃烧区内的气态混合可燃烟中的可燃气与二次进氧温控调节器（5）送入的补氧空气结合进行剧烈燃烧；形成的高温烟气在高温分解区滞留后彻底分解，且在分解后的烟气进入相连的降温室（6-2）；

所述的亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）内腔体包括加热干化段、热解气化段和焚烧段，从低温污泥干化旋转窑（1）引入并混合有燃料的干化污泥在所述加热干化段随着窑的旋转运动，加热干化，在热解气化段热解气化，在焚烧段进行残留物燃尽，灰渣由亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）内腔体的排渣口排至相连的储灰库。

4.根据权利要求2所述的污泥干化焚烧处理系统，其特征在于所述低温污泥干化旋转窑（1）内腔体中的污泥干化泥烟混合段旋转窑内壁安装有能使污泥与热烟气进行充分接触并热交换的碎泥链和扬泥板；所述高温有害气体分解窑（3）配置的二次进氧温控调节器（5），其连通高温有害气体分解窑（3）内腔体的空气进气口与二次燃烧区的内腔体垂直布置；

所述的低温污泥干化旋转窑（1）、亚高温热解气化焚烧旋转窑（2）和高温有害气体分解窑（3）被安装在微负压生产车间的厂房内，并且由所述的进氧温控调节器（4）、二次进氧温控调节器（5）和低温温控调节器（6）进行空气补给，形成生产车间的厂房微负压环境。