CN212252640U - 机械回转式污泥焚烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于污泥处置技术领域，具体涉及一种机械回转式污泥焚烧系统。本系统包括：干化机、焚烧炉及热交换装置；干化机适于干化湿污泥；焚烧炉适于焚烧干化污泥；热交换装置适于将焚烧烟气分别与水、干化尾气及空气热交换。本机械回转式污泥焚烧系统及工作方法，耦合污泥干化和焚烧过程，污泥焚烧产生的热量送入热交换装置余热利用，蒸汽用于污泥干化，大幅简化换热环节并提高换热效率，降低运行成本，适于市政污水污泥及工业污泥的处理。

Description

机械回转式污泥焚烧系统

技术领域

本实用新型属于污泥处置技术领域，具体涉及一种机械回转式污泥焚烧系统。

背景技术

污泥处理处置是城镇污水处理系统的重要组成部分。污泥处理处置应遵循源头削减和全过程控制原则，加强对有毒有害物质的源头控制，实施污泥处理处置全过程管理，依据国家“城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策”，要求污水厂建设的同时，必须同时做到“水、气、渣”的全面达标。2015年国家颁布的“水十条”和2016年江苏省人民政府颁布的“两减六治三提升”专项行动方案均要求实现全面完成现有城镇污水处理厂污泥处理达标改造，设区市建成城镇污水处理厂污泥处理处置设施全覆盖，无害化处理处置率达100%。

现有的污泥处置系统，是将污泥干化后投入焚烧炉进行焚烧，产生的烟气直接经烟气处理装置净化后排出；烟气含有的大量热能没有得到充分利用，造成资源浪费，且增加烟气处理装置的处理成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机械回转式污泥焚烧系统，以解决污泥焚烧系统资源利用率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了机械回转式污泥焚烧系统，包括：

干化机、焚烧炉及热交换装置；其中

所述干化机适于对湿污泥进行干化，并将干化尾气输送至热交换装置；

所述焚烧炉适于焚烧干化后的污泥；

所述热交换装置适于将焚烧烟气分别与水、干化尾气及空气进行热交换，并将热交换后的蒸汽输送至干化机，同时将热交换升温后的干化尾气及空气输送至焚烧炉。

进一步，所述热交换装置包括余热锅炉及余热回收换热器，所述余热锅炉及余热回收换热器通过下层烟道连通；

所述余热锅炉内穿设有输液通道，所述余热锅炉适于将输液通道内的水与炉内的焚烧烟气进行第一次热交换，并将输液通道内产生的蒸汽输送至干化机；

所述余热回收换热器内穿设有尾气通道和空气通道，所述余热回收换热器适于将尾气通道内的干化尾气和空气通道内的空气分别与第一次热交换后的烟气进行第二次热交换，并将热交换升温后的干化尾气和空气均输送至焚烧炉。

进一步，所述干化机为间接干化机，适于通过蒸汽热传导干化湿污泥，且所述间接干化机的桨叶适于对湿污泥切割搅拌，以不断更新湿污泥的干燥面。

进一步，所述余热回收换热器的烟气出口连通有烟气处理装置，适于对余热回收换热器输出的烟气进行净化并排出；

所述烟气处理装置包括CFB脱硫塔、袋式除尘器及烟囱；其中

所述CFB脱硫塔适于脱除第二次热交换后的烟气中的酸性气体；

所述袋式除尘器适于对脱酸后的焚烧烟气进行除尘，并输送至烟囱排放。

进一步，所述干化机与余热回收换热器之间设置旋风除尘器及冷凝器；其中

所述旋风除尘器适于对干化尾气进行除尘，并将生成的灰输送至焚烧炉；

所述冷凝器适于对除尘后的尾气进行冷凝，并将不凝尾气输送至余热回收换热器内的尾气通道。

进一步，所述机械回转式污泥焚烧系统还包括污泥料仓及干化机给料装置；其中

所述污泥料仓内设置有破拱装置，适于对储存在污泥料仓内的湿污泥破架桥，并将湿污泥输送至干化机给料装置；以及

所述干化机给料装置适于将湿污泥输送至干化机。

进一步，所述机械回转式污泥焚烧系统还包括渣仓和灰仓；其中

所述渣仓适于储存焚烧炉、余热锅炉及余热回收换热器排出的渣料；

所述灰仓适于储存CFB脱硫塔及袋式除尘器排出的飞灰。

又一方面，本实用新型还提供了一种机械回转式污泥焚烧系统的工作方法，包括：

将湿污泥输送至干化机进行干化，干化后污泥进入焚烧炉焚烧；

将焚烧烟气送入热交换装置分别与水、干化尾气及空气进行热交换，将热交换后的蒸汽输送至干化机，同时将热交换升温后的干化尾气及空气输送至焚烧炉。

进一步，所述热交换装置包括余热锅炉及与余热锅炉连通的余热回收换热器；

将焚烧烟气送入余热锅炉与水进行第一次热交换，将交换后的蒸汽输送至干化机；

将第一次热交换后的烟气送入余热回收换热器分别与干化尾气及空气进行第二次热交换，将交换升温后的干化尾气和空气均输送至焚烧炉。

进一步，将第二次交换后的烟气输送至CFB脱硫塔脱除酸性气体，将脱酸后的烟气送入袋式除尘器进行除尘，将除尘后的烟气送至烟囱排出。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的机械回转式污泥焚烧系统及工作方法，耦合了污泥干化和焚烧过程，将污泥焚烧产生的热量送入热交换装置进行余热利用，产出的蒸汽用于污泥干化，大幅简化换热环节并提高换热效率，降低了运行成本，适用于60%～80%含水率的市政污水污泥或部分工业污泥的处理处置，既适用于单一来源的污泥处理，也适用于多样来源的污泥处理，实现污泥最大程度的减量，污泥减量程度达到90%，便于最终的处置，解决了污泥填埋侵占土地和二次污染的问题；间接干化的尾气携带的湿空气和臭气，最终通过焚烧脱臭，彻底解决了臭气污染问题；CFB脱硫塔和袋式除尘器有效地降低烟气中的酸性气体和含尘量，实现烟气清洁排放，优于国家标准。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的机械回转式污泥焚烧系统的优选实施例的结构示意图。

图中：

污泥料仓1、破拱装置2、干化机给料装置3、干化机4、干污泥出料机5、干污泥料仓6、干污泥输送机7、焚烧炉8、余热锅炉9、余热回收换热器10、CFB脱硫塔11、袋式除尘器12、3#风机13、烟囱14、旋风除尘器15、冷凝器16、1#风机17、输液通道18、尾气通道19、空气通道20、下层烟道21、鼓风机22、渣仓23、返混装置24、灰仓25、空气加热器26、氨水罐27、氨水泵28、2#风机29、燃烧器30、排渣机31。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的机械回转式污泥焚烧系统，包括干化机4、焚烧炉8及热交换装置；其中，干化机4适于对湿污泥进行干化，并将干化尾气输送至热交换装置，焚烧炉8适于焚烧干化后的污泥；热交换装置适于将焚烧烟气分别与水、干化尾气及空气进行热交换，并将热交换后的蒸汽输送至干化机4，同时将热交换升温后的干化尾气及空气输送至焚烧炉8。本系统耦合了污泥干化和焚烧过程，将污泥焚烧产生的热量送入热交换装置进行余热利用，大幅简化换热环节并提高换热效率，降低了运行成本，污泥焚烧充分利用焚烧后的余热作为干燥的热源，减少清洁能源的使用，产出的蒸汽用于污泥干化，污泥焚烧后产生炉渣和飞灰，大大减少运输成本，炉渣还可用于道路建设或建材利用等；采用独立干化焚烧手段将最大限度地使污泥稳定化、减量化、无害化；适用于60%～80%含水率的市政污水污泥或部分工业污泥的处理处置，既适用于单一来源的污泥处理，也适用于多样来源的污泥处理，实现污泥最大程度的减量，污泥减量程度达到90%，便于最终的处置，解决了污泥填埋侵占土地和二次污染的问题。

如图1所示，热交换装置包括余热锅炉9及余热回收换热器10，且余热锅炉9及余热回收换热器10通过下层烟道21相连通；余热锅炉9内穿设有输液通道18，在本实施例中，进入输液通道18内的水采用软水；余热锅炉9适于将输液通道18内的软水与炉内的焚烧烟气进行第一次热交换，烟气温度降低至150℃左右，输液通道18内产生的蒸汽输送至干化机4；余热回收换热器10内穿设有尾气通道19和空气通道20，余热回收换热器10适于将尾气通道19内的干化尾气和空气通道20内的空气分别与第一次热交换后的烟气进行第二次热交换，并将热交换升温后的干化尾气和空气均输送至焚烧炉8；本实施例中的热交换装置优选的配套方式采用一套余热锅炉9和一套余热回收换热器10；余热锅炉9利用烟气余热产出蒸汽用于污泥干化，实现了经济运行；余热回收换热器10将干化尾气的温度提升作为焚烧炉8的一次风使用，从而提高整个系统的热效率，资源得到合理利用。

如图1所示，机械回转式污泥焚烧系统还包括污泥料仓1及干化机给料装置3；其中，污泥料仓1内设置有破拱装置2，适于对储存在污泥料仓1内的湿污泥破架桥，并将湿污泥输送至干化机给料装置3；干化机给料装置3适于将湿污泥输送至干化机4。湿污泥（一般含水率80%）通过车载运输的方式输送至污泥料仓1，污泥料仓1内配套破拱装置2，破拱装置2用于防止污泥堆积和架桥，破拱装置2可采用滑架式或多组螺旋结构；通过破拱装置2将污泥输送至干化机给料装置3，干化机给料装置3优选采用螺旋形式，将湿污泥输送至干化机4；干化机4为间接干燥机，适于通过蒸汽热传导间接接触传热干化湿污泥，且间接干燥机的桨叶适于对湿污泥切割搅拌，以不断更新湿污泥的干燥面，能快速将污泥的含水率降低至20%以下；相比于其他干化方式，蒸汽不与污泥接触，不溶性气体量少，二次污染小；蒸汽利用率高，干化时间大幅缩短，并提高系统的稳定性；降低污泥干化焚烧系统成套装置的造价，相比国外进口的装置，造价降低50%～60%左右；本系统的运行成本费用约150～200元/吨污泥（含水率污泥）；污泥在干化机4内一次干化成型，无须返混，干化后污泥的含水率低于20%；干化机4的内部配套转子，转子转速高，能充分搅拌和混合污泥，实现快速降低污泥的含水率；干化后的污泥通过干污泥出料机5输出，进入干污泥料仓6，干污泥料仓6用于均匀和分配污泥；干污泥料仓6内的干化污泥通过干污泥输送机7输入到焚烧炉8；本系统还配置了氨水罐27，氨水通过氨水泵28送入焚烧炉8内，用于应急工况下的NOx污染控制；焚烧炉8设置四个干污泥入口，实现污泥的均匀给料，焚烧炉8配套一次风供给系统，外界的空气经由空气通道20与余热回收换热器10内的第一次热交换后的烟气进行第二次热交换，空气热交换升温至150℃左右，该空气作为一次风通过2#风机29送入焚烧炉8使用；其中一部分一次风经焚烧炉8的回转轴送入焚烧炉8实现焚烧，另一部分一次风通过湍流风送入焚烧炉8内，提高炉内的含氧量，以使焚烧干污泥更充分；焚烧炉8配套四个燃烧器30，用于控制炉温及干化机4能源的补足；焚烧炉8的底部焚烧温度约1000℃左右，可将有机质和污染物彻底焚烧；焚烧炉8内的污泥气化燃烧后通过炉内回转的机械刮刀将污泥拨动至炉体中心处，通过排渣机31排出；余热锅炉9、余热回收换热器10及排渣机31产生的渣料通过鼓风机22最终送入渣仓23储存或处置；渣料采用气力输送方式，优于传统的刮板输送等方式，减少了扬尘的产生；区别于其他单独干化焚烧系统中采用的回转窑和鼓泡床焚烧炉，本实施例中的焚烧炉8优选采用机械回转式焚烧炉，污泥在炉体中气化燃烧，飞灰量远低于流化床焚烧炉，从而降低了飞灰处理成本和费用；相比于鼓泡床焚烧系统，本系统的启动时间约2小时左右，既大幅缩短了时间同时也减少了启动费用；当然，本系统可通过PLC系统，实现自动化的控制，具体的各部件的连接及控制为现有技术，本实施例不做赘述。

如图1所示，干化机4与余热回收换热器10之间设置有旋风除尘器15及冷凝器16；其中旋风除尘器15适于对干化尾气进行除尘，并将生成的灰输送至焚烧炉8；冷凝器16适于对除尘后的尾气进行冷凝，并将不凝尾气输送至余热回收换热器10内的尾气通道19进行热交换。余热锅炉9产生的一部分蒸汽通过空气加热器26与空气进行间接换热，加热后的空气进入干化机4，将干化尾气带入旋风除尘器15进行除尘，灰进入干污泥出料机5，与干化机4排出的干污泥混合；干化尾气再经过冷凝器16冷凝，冷凝器16的冷却水源优选采用工业水，冷凝水进入废水处理系统处置，不凝尾气通过1#风机17送入余热回收换热器10的尾气通道19与进入余热回收换热器10的第一次热交换后的烟气进行第二次热交换，经过升温后的干化尾气再次进入焚烧炉8，实现烟气脱臭；由于干化机4是一种传导加热的低速搅拌型间接干燥机，在干燥器筒体上设置夹套，空心轴上设置空心桨叶，余热锅炉9产生的另一部分蒸汽进入干化机4的壳体和搅拌轴，并与污泥间接接触加热污泥，污泥在空心桨叶的搅拌下与筒体及桨叶热表面进行充分热交换，以达到干燥污泥的目的。该间接干燥机是一种应用较多的传导型干燥机械，用于污泥干化处理，具有换热面积大、投资低、工艺简单、净热耗低等优点；且间接干燥机结构紧凑，传热面积大，占地面积小，干燥时用气量小，粉尘少，桨叶相互作用具有自净功能，能使污泥停留时间延长，填充系数高。

如图1所示，余热回收换热器10的烟气出口连通有烟气处理装置，适于对余热回收换热器10输出的烟气进行净化并排出；具体的，烟气处理装置包括CFB脱硫塔11、袋式除尘器12及烟囱14，CFB脱硫塔11适于脱除第二次热交换后的烟气中的酸性气体，袋式除尘器12适于对脱酸后的焚烧烟气进行除尘，袋式除尘器12处理后的烟气经过3#风机13送入烟囱14进行排放。在余热回收换热器10与CFB脱硫塔11之间的烟气管路上设置了活性炭给料系统，有效脱除烟气中的污染物；CFB脱硫塔11设置了消石灰给料系统，适于向CFB脱硫塔11内输入消石灰和水，有效减低酸性气体的排放；CFB脱硫塔11脱硫处理后的烟气进入袋式除尘器12进行除尘处理，袋式除尘器12和CFB脱硫塔11产生的飞灰最终进入灰仓25储存或处置；袋式除尘器12通过返混装置24将灰返输回CFB脱硫塔11，提高消石灰的利用率，避免造成不必要的浪费；烟气通过CFB脱硫塔11底部的文丘里管的加速后进入循环流化床体，气固两相由于气流的作用，烟气在循环流化床里与消石灰、活性炭等固体物产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；该CFB脱硫塔11的顶部结构强化了絮状物的返回，提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上，这种循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现污染物高脱除率提供了根本的保证，CFB脱硫塔11脱硫效率能达到80～95%，实现烟气清洁排放，优于国家标准。

实施例2

如图1所示，在实施例1的基础上，本实施例2提供了机械回转式污泥焚烧系统的工作方法，采用上述实施例中的机械回转式污泥焚烧系统实现。

将湿污泥输送至干化机4进行干化，干化后污泥进入焚烧炉8焚烧；将焚烧烟气送入热交换装置分别与水、干化尾气及空气进行热交换，将热交换后的蒸汽输送至干化机4，同时将热交换升温后的干化尾气及空气输送至焚烧炉8。

具体的，将焚烧烟气送入余热锅炉9与水进行第一次热交换，将交换后的蒸汽输送至干化机4；将第一次热交换后的烟气送入余热回收换热器10分别与干化尾气及空气进行第二次热交换，将交换升温后的干化尾气和空气均输送至焚烧炉8。

将第二次交换后的烟气输送至CFB脱硫塔11脱除酸性气体，将脱酸后的烟气送入袋式除尘器12进行除尘，将除尘后的烟气送至烟囱14排出。

综上所述使用该实用新型的机械回转式污泥焚烧系统及工作方法，耦合了污泥干化和焚烧过程，将污泥焚烧产生的热量送入热交换装置进行余热利用，产出的蒸汽用于污泥干化，大幅简化换热环节并提高换热效率，降低了运行成本，适用于60%～80%含水率的市政污水污泥或部分工业污泥的处理处置，既适用于单一来源的污泥处理，也适用于多样来源的污泥处理，实现污泥最大程度的减量，污泥减量程度达到90%，便于最终的处置，解决了污泥填埋侵占土地和二次污染的问题；间接干化的尾气携带的湿空气和臭气，最终通过焚烧脱臭，彻底解决了臭气污染问题；CFB脱硫塔和袋式除尘器有效地降低烟气中的酸性气体和含尘量，实现烟气清洁排放，优于国家标准。

本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，包括：

干化机、焚烧炉及热交换装置；其中

所述干化机适于对湿污泥进行干化，并将干化尾气输送至热交换装置；

所述焚烧炉适于焚烧干化后的污泥；

所述热交换装置适于将焚烧烟气分别与水、干化尾气及空气进行热交换，并将热交换后的蒸汽输送至干化机，同时将热交换升温后的干化尾气及空气输送至焚烧炉。

2.如权利要求1所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述热交换装置包括余热锅炉及余热回收换热器，所述余热锅炉及余热回收换热器通过下层烟道连通；

所述余热锅炉内穿设有输液通道，所述余热锅炉适于将输液通道内的水与炉内的焚烧烟气进行第一次热交换，并将输液通道内产生的蒸汽输送至干化机；

所述余热回收换热器内穿设有尾气通道和空气通道，所述余热回收换热器适于将尾气通道内的干化尾气和空气通道内的空气分别与第一次热交换后的烟气进行第二次热交换，并将热交换升温后的干化尾气和空气均输送至焚烧炉。

3.如权利要求1所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述干化机为间接干化机，适于通过蒸汽热传导干化湿污泥，且所述间接干化机的桨叶适于对湿污泥切割搅拌，以不断更新湿污泥的干燥面。

4.如权利要求2所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述余热回收换热器的烟气出口连通有烟气处理装置，适于对余热回收换热器输出的烟气进行净化并排出；

所述烟气处理装置包括CFB脱硫塔、袋式除尘器及烟囱；其中

所述CFB脱硫塔适于脱除第二次热交换后的烟气中的酸性气体；

所述袋式除尘器适于对脱酸后的焚烧烟气进行除尘，并输送至烟囱排放。

5.如权利要求2所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述干化机与余热回收换热器之间设置旋风除尘器及冷凝器；其中

所述旋风除尘器适于对干化尾气进行除尘，并将生成的灰输送至焚烧炉；

所述冷凝器适于对除尘后的尾气进行冷凝，并将不凝尾气输送至余热回收换热器内的尾气通道。

6.如权利要求1所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述机械回转式污泥焚烧系统还包括污泥料仓及干化机给料装置；其中

所述污泥料仓内设置有破拱装置，适于对储存在污泥料仓内的湿污泥破架桥，并将湿污泥输送至干化机给料装置；以及

所述干化机给料装置适于将湿污泥输送至干化机。

7.如权利要求2所述的机械回转式污泥焚烧系统，其特征在于，

所述机械回转式污泥焚烧系统还包括渣仓和灰仓；其中

所述渣仓适于储存焚烧炉、余热锅炉及余热回收换热器排出的渣料；

所述灰仓适于储存CFB脱硫塔及袋式除尘器排出的飞灰。

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