CN211111618U - 一种污泥处理处置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污泥处理处置系统，包括：用于对污泥进行干化处理的干化处理装置，用于将干化后的污泥和煤粉混合以对混合料进行研磨的混料研磨装置，以及用于对研磨后的混合料进行气化处理的气化处理装置；干化处理装置设置有出料口，干化处理装置的出料口与混料研磨装置的进料口连通，混料研磨装置的出料口与气化处理装置的进口连通。通过对污泥进行干化处理，除去污泥中的水分，解决高含水率污泥的热值偏低问题，提高气化炉处置污泥量，利用成熟的干煤粉气化炉将干化污泥和煤粉共气化，无需新建处置设备，降低污泥处置成本及运行费用，产生可燃组分高的合成气，可用来合成化工品或做清洁燃料气，气化残渣等无机物可制砖，资源利用率高。

Description

一种污泥处理处置系统

技术领域

本实用新型涉及固废处置技术领域，特别涉及一种污泥处理处置系统。

背景技术

近年来，随着我国国民经济的迅速发展以及生活水平的持续改善，城市污水和工业废水处理量不断提高，污水中的沉淀物、颗粒物、漂浮物及各种形式的污染物质作为污泥被分离出来，使得污泥产量也随之呈明显上升趋势，但污泥处置设施的投资相对较高，我国污水厂污泥处理处置费用占到了工程投资和运行费用的24％～45％，而欧美发达国家污泥处理处置费用占污水处理厂总投资的比重甚至达到了50％～70％。此外，污泥成分复杂，含有大量有毒有害物质，如难降解有机物、重金属离子、寄生虫卵、病原微生物及细菌等，若不加以妥善处理与处置，将对堆放和排放区周围的环境造成二次污染；如果将污泥任意施于农业，则会导致农作物污染，土壤受到不可逆转的中毒侵害。与此同时，污泥又含有大量的有用物质，如植物营养素(氮、磷、钾)、有机物和水分等，应当对污泥进行有效利用，以实现污泥处理处置最终资源化的目的。

当前污泥处理基本上仍是采用传统的固体废弃物的处理方式，即做肥料、焚烧和卫生填埋。由于填埋法占用大量的土地资源，且生活垃圾中的有害物质易渗透到土地中，污染地下水，在各种资源紧张的情况下，填埋法并不是一种长期有效处理生活垃圾的方法。而传统的污泥处理中仅仅是对污泥的水质进行改善，对其中大量存在的重金属元素却考虑不够，因此不够环保。焚烧法作为一种减容比达90％、且可以产生能量的污泥处理方法，被各国广泛采用，但其干化污泥时的热源，主要是煤炭、天燃气等化石燃料，明显不符合社会可持续发展的要求；同时在单独建造大型污泥焚烧厂时面临装置一次性投资及运转费用高、需喷煤粉或油等燃料助燃的问题，经济性差；还有污泥焚烧和混烧发电会带来系列突出的环境风险和安全性问题，比如焚烧过程中重金属和二噁英两类重点污染物的达标排放，不够环保。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供污泥处理处置系统，利用干煤粉高温高压气化炉协同处置污泥共气化，该系统能够实现装置、物料、能量等耦合，是一种易于推广，在减量化、无害化、资源化等方面优势较大的污泥处理处置工艺。该系统能够解决现有技术中污泥处理处置不够环保、经济性差等问题。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种污泥处理处置系统，包括：用于对污泥进行干化处理的干化处理装置，用于将干化后的预定含水率的污泥和干煤粉混合以对混合料进行研磨、获得预定粒径的混料研磨装置，以及用于对研磨后的混合料进行气化处理的气化处理装置；

所述干化处理装置设置有出料口，所述干化处理装置的出料口与所述混料研磨装置的进料口连通，所述混料研磨装置的出料口与所述气化处理装置的进口连通。

可选的，所述污泥干化装置为连续或间接加热热干化装置，所述干化装置包括间接干燥机、空心螺旋出料机以及干污泥料仓；

所述间接干燥机的顶部设置有进料口，所述间接干燥机的底部设置有出料口；所述间接干燥机的出料口与所述空心螺旋出料机的进料口连通；所述空心螺旋出料机的出料口与所述干污泥料仓的进料口连通；所述干污泥料仓的出料口与所述混料研磨装置的进料口连通；

其中，所述间接干燥机用于对所述污泥进行干化处理，以使干化处理后的污泥的含水率低至预定值。

可选的，所述间接干燥机设置有进汽口，所述间接干燥机的进汽口与所述气化处理装置的排汽口连通，用于接收所述气化处理装置产生的蒸汽。

可选的，还包括引风机和旋风分离器；

所述间接干燥机的顶部设置有排气口，所述引风机用于对污泥干化过程中蒸发出的水蒸气、不可凝气体进行微负压抽气；

所述旋风分离器的进气口与所述引风机的排气口连通，所述旋风分离器用于对干化处理产生的混合气进行除尘减量处理。

可选的，还包括间接冷凝器；

所述间接冷凝器的进气口与所述旋风分离器的排气口连通；所述间接冷凝器用于对除尘后的混合气进行分离，获得凝结水和不可凝气体。

可选的，所述间接冷凝器设置有排气口，所述间接冷凝器的排气口与气化处理装置的进气口连通，用于将所述不可凝气体输送至所述气化处理装置。

可选的，所述间接冷凝器设置有排水口，所述排水口与污水处理装置的进水口连通。

可选的，还包括用于对待处理污泥进行存储的存储装置；所述存储装置的底部设置有出料口，所述出料口与所述干化处理装置的进料口连通。

可选的，还包括第一输送装置，所述第一输送装置用于将待处理的污泥输送至所述污泥存储装置中。

可选的，还包括用于将污泥输送至干化处理装置的第二输送装置，所述第二输送装置对应设置在所述存储装置的出料口处；其中所述第二输送装置为污泥泵或破碎输送一体机。

本实用新型实施例的有益效果在于：通过对污泥进行干化处理，除去污泥中的水分，解决高含水率污泥的热值偏低问题，大大提高气化炉处置污泥的量，干燥的污泥在高温高压煤气化炉中气化效率高，且不影响气化炉稳定运行；污泥干化装置采用连续、间接加热热干化工艺，热源取自气化炉副产蒸汽和化工厂区余热，气化炉副产蒸汽是通过回收气化反应过程中的显热得到的，节省了污泥干化能耗费用，极大提高了气化系统热效率及协同装置的能量利用率；污泥干化过程所产废气(臭气)、废液并入煤气化工艺现有系统处理，不需要单独处理装置，废气作为气化剂通入气化炉烧掉，废液送到化工厂区已有污水处理单元，节省了污泥干化费用；干化后污泥和煤粉利用现有磨煤机混合，利用原有煤加压及输送系统送入气化炉，无需新建处置设备，大大降低污泥处置成本及运行费用；利用成熟的干煤粉气化炉将干化污泥和煤粉共气化，产生可燃组分高的合成气，可用来合成化工品，也可做清洁燃料气，而气化残渣等无机物可制砖，资源化利用率最高，且不会对环境造成二次污染，较为环保。

附图说明

图1为本实用新型实施例污泥处理处置系统的架构图；

图2为本实用新型实施例污泥处理处置系统的结构示意图。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

本实用新型实施例提供一种污泥处理处置系统，如图1所示，包括：用于对污泥进行干化处理的干化处理装置A，用于将干化后的预定含水率的污泥和干煤粉混合以对混合料进行研磨、获得预定粒径的混料研磨装置B，以及用于对研磨后的混合料进行气化处理的气化处理装置C；所述污泥干化过程所产废气(臭气)、废液不需要单独处理装置，废气作为气化剂通入气化炉烧掉，废液送到化工厂区已有污水处理单元；所述污泥干化装置热源取自气化处理装置中气化炉的副产蒸汽和化工厂区余热。所述干化处理装置设置有出料口，所述干化处理装置的出料口与所述混料研磨装置的进料口连通，所述混料研磨装置的出料口与所述气化处理装置的进口连通。

本实施例中，通过对污泥进行干化处理，除去污泥中的水分，然后对干燥的污泥进行研磨后再气化处理，干燥的污泥在高温高压煤气化炉中气化效率高，产生可燃组分高的合成气，可用来合成化工品，也可做清洁燃料气，而气化残渣等无机物可制砖，资源化利用率最高，且不会对环境造成二次污染，较为环保。

本实用新型又一实施例提供一种污泥处理处置系统，如图2所示，包括：第一输送装置11，所述第一输送装置为输送带，用于将待处理的污泥输送至污泥存储装置中，具体的存储装置为湿污泥料仓12，所述湿污泥料仓12的底部设置有出料口，对应湿污泥料仓的出料口处设置有第二输送装置13，第二输送装置用于将污泥输送至干化处理装置中。其中，第二输送装置13根据污泥不同含水率的不同流态可采用污泥泵或破碎输送一体机。

本实施例中，存储装置用于接收和储存外运来的湿污泥原料。经运输车运来的脱水污泥通过皮带输送机进入湿污泥料仓，湿污泥料仓上部设有吸风口，吸风口通过排气管道与臭气收集管相连，湿污泥料仓还设有滑架、检修口、料位仪、检测仪器、阀门等。当脱水污泥含水率80％泥浆状时，储存仓下有两台污泥泵(一开一备)，污泥泵可采用单螺杆泵，可变频调节实现流量控制；当脱水污泥含水率60％泥饼状时，储存仓下连接污泥破碎机，出破碎机后进螺旋输送机，通过污泥泵或螺旋输送机将湿污泥送到干化处理装置。

本实施例中干化处理装置采用连续、间接加热干化工艺，热源取自气化炉所副产中温蒸汽及全厂低品位蒸汽废热。干化后含水率≤12％的干污泥成松散颗粒状。干化装置进行微负压抽气排湿，防止臭气外溢；出料空心螺旋对高温污泥进行边冷却边出料。

具体的干化处理装置包括：间接干燥机21、螺旋出料机22以及干污泥料仓23；间接干燥机21的顶部设置有进料口，间接干燥机21的底部设置有处出料口；间接干燥机21的进料口与第二输送装置13的出料口对应。间接干燥机21的出料口与所述螺旋出料机22的进料口连通；所述螺旋出料机22的出料口与所述干污泥料仓23的进料口连通；所述干污泥料仓23的出料口与所述混料研磨装置3的进料口连通，干化后的含水率低于12％的污泥和干煤粉混合并经过研磨至小于200μm的粒径后、被加压装置4加压、最后送至气化处理装置5。具体的，混料研磨装置可以为磨煤机；气化处理装置可以为气化炉。

本实施例中的污泥处理处置系统在具体实施过程中，还包括引风机24、旋风分离器25以及间接冷凝器26；间接干燥机21的顶部设置有排气口；旋风分离器25的进气口通过引风机24与间接干燥机21的排气口通过管道连通。干化处理过程中蒸发出的水蒸气、不可凝气体(臭气)和微量污泥粉尘(85～90℃)经引风机24抽气送至旋风分离器25，经旋风减量除尘后进入间接冷凝器26。所述间接冷凝器设置有排气口，所述间接冷凝器的排气口与气化处理装置的进气口连通，用于将所述不可凝气体输送至所述气化处理装置。所述间接冷凝器还设置有排水口，所述排水口与污水处理装置的进水口连通。通过间接冷凝器将可凝气体与不可凝气分离，可凝气体遇低温凝结为水，通过排水口送至厂区污水处理单元；不可凝气体(臭气)送至气化处理装置(气化炉)作为气化剂烧掉，无需设立干化装置用废液、废气净化装置。

本实施例中混料研磨装置为磨煤机，用于将污泥和煤磨成<200μm粉料并继续干燥，满足气化炉对原料入炉要求。同时在磨煤机中实现了污泥和煤粉得到充分混合，为共用下一步的加压输送及气化装置创造了条件。

本实施例中加压装置及气化处置装置用于实现原料在高温高压环境下发生气化反应生成合成气。加压输送装置采用气力密相、锁斗升压的形式。气化处置装置中的气化炉采用干煤粉进料加压气流床技术，高温高压下运行，同时通过回收气化反应过程中的显热副产大量中温蒸汽。本实施例中气化炉产的蒸汽有一部分导入间接干燥机，作为污泥干化过程的热源。

本实用新型实施例的污泥处理处置系统，在工作时过程如下：运输车外运来的湿污泥原料(含水率80％)经污泥储运工段中的皮带输送机送入湿污泥料仓，污泥料仓上部设有吸风口，有管道与臭气收集管相连，料仓设有滑架、检修口、料位仪、检测仪器、阀门等。料仓出口接污泥泵，可变频调节实现流量控制，该设备出口与污泥干化工段中的间接干燥机的进料口相连接。间接干燥机采用桨叶式连续干化，污泥进入器身后，通过桨叶的转动使污泥翻转、搅拌，不断更新加热介面，使污泥表面水分蒸发，同时，随桨叶轴的旋转成螺旋轨迹向出料口方向输送，含水率12％的干污泥由干燥机出料口排出，出料空心螺旋出料机对高温污泥可边冷却边出料，出料口与干污泥料仓相连，随后干污泥被送至混料研磨及干燥工段中的磨煤机。干燥介质蒸汽从干燥机空心热轴和空心夹套两路进入，蒸汽凝液经疏水阀排出收集后接入降温降压装置或回收利用。干化过程中蒸发出的水蒸气、不可凝气体(臭气)和微量污泥粉尘(85～90℃)经引风机抽气送至旋风分离器，经旋风减量除尘后进入间接冷凝器实现可凝气体和不可凝气体的分离，凝结水送至厂区污水处理单元，不可凝气体接入臭气收集管路送至气化炉作为气化剂烧掉。干污泥与煤的混料从磨煤机出来随密相输送、锁斗升压的方式送至加压装置及气化装置中的气化炉，发生气化反应生成合成气，合成气经过湿式洗涤除灰降温进入合成气净化及化工品工段。

本实用新型实施例中气化炉副产大量中温蒸汽，这些蒸汽是通过回收气化反应过程中显热得到的。污泥干化装置采用连续、间接加热干化工艺，热源取自气化炉蒸汽和化工厂区余热废热，提高了协同装置的能量利用率。污泥干化过程所产废气(臭气)、废液不需要单独处理装置，废气作为气化剂通入气化炉烧掉，废液送到化工厂区已有污水处理单元，装置协同达到最大化。

本实用新型实施例可消纳80％以下含水率的湿污泥，经过干化工艺后12％含水率的干污泥进入磨煤机与煤混合，混料被磨成<200μm粉料并继续干燥，满足对原料入炉要求，为达到能耗最优及不影响气化炉稳定运行，协同气化中污泥与煤掺配比例不超过5％(按80％含水率污泥计)，如果污泥含水率低可提高掺配比例。

本实用新型实施例的气化炉生产可燃组分高的合成气，可用来合成化工品，也可做清洁燃料气，气化残渣等无机物可制砖，资源化利用率高。

本实用新型污泥处理处置系统具有减量化、无害化、资源化等较大优势。首先，污泥气化反应达到一个更高的温度(1300～1600℃)，这种高温环境中病原体等有害物质难以生存，气体中含的氮氧化物和硫氧化物较少，能有效避免产生二噁英，对环境污染小。干化后污泥热值得到提高，在高温高压煤气化炉中气化效率高，气化温度高可有效提高合成气中可燃组分的含量，粗合成气主要成分为CO、H2、CH4、CO2等，可用来合成化工品，也可做清洁燃料气，为污泥资源化提供新的开发途径。不能气化部分如重金属及无机污染物被残渣所固化，残渣可做建筑材料，有着非常明显的减容效果。除此之外，本实用新型中的系统可以利用煤气化炉产生的1300～1600℃粗合成气的显热作为污泥干化热源，低成本降低污泥含水率并达到气化条件，同时回收了煤气化系统中的余热，极大提高了气化系统热效率；污泥干化过程产生的废气、废水并入煤气化工艺现有系统处理；干污泥和煤粉利用现有磨煤机混合，利用现有煤加压及输送系统送入气化炉烧嘴。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种污泥处理处置系统，其特征在于，包括：用于对污泥进行干化处理的干化处理装置，用于将干化后的预定含水率的污泥和干煤粉混合以对混合料进行研磨、获得预定粒径的混料研磨装置，以及用于对研磨后的混合料进行气化处理的气化处理装置；

所述干化处理装置设置有出料口，所述干化处理装置的出料口与所述混料研磨装置的进料口连通，所述混料研磨装置的出料口与所述气化处理装置的进口连通。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污泥干化装置为连续或间接加热干化装置，所述干化装置包括间接干燥机、空心螺旋出料机以及干污泥料仓；

所述间接干燥机的顶部设置有进料口，所述间接干燥机的底部设置有出料口；所述间接干燥机的出料口与所述空心螺旋出料机的进料口连通；所述空心螺旋出料机的出料口与所述干污泥料仓的进料口连通；所述干污泥料仓的出料口与所述混料研磨装置的进料口连通；

其中，所述间接干燥机用于对所述污泥进行干化处理，以使干化处理后的污泥的含水率低至预定值。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述间接干燥机设置有进汽口，所述间接干燥机的进汽口与所述气化处理装置的排汽口连通，用于接收所述气化处理装置产生的蒸汽。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括引风机和旋风分离器；

所述间接干燥机的顶部设置有排气口，所述引风机用于对污泥干化过程中蒸发出的水蒸气、不可凝气体进行微负压抽气；

所述旋风分离器的进气口与所述引风机的排气口连通，所述旋风分离器用于对干化处理产生的混合气进行除尘减量处理。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括间接冷凝器；

所述间接冷凝器的进气口与所述旋风分离器的排气口连通；所述间接冷凝器用于对除尘后的混合气进行分离，获得凝结水和不可凝气体。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述间接冷凝器设置有排气口，所述间接冷凝器的排气口与气化处理装置的进气口连通，用于将所述不可凝气体输送至所述气化处理装置。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述间接冷凝器设置有排水口，所述排水口与污水处理装置的进水口连通。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于对待处理污泥进行存储的存储装置；所述存储装置的底部设置有出料口，所述出料口与所述干化处理装置的进料口连通。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括第一输送装置，所述第一输送装置用于将待处理的污泥输送至所述存储装置中。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括用于将污泥输送至干化处理装置的第二输送装置，所述第二输送装置对应设置在所述存储装置的出料口处；其中所述第二输送装置为污泥泵或破碎输送一体机。

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