CN2871525Y - 一种带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种循环流化床湿污泥粒子干化焚烧处理装置，由循环流化床焚烧炉炉膛、高温气固分离器、尾部烟道、热灰分配阀、污泥打散装置、粒子干燥器、干燥器排气处理系统组成，将湿污泥的干化和焚烧集中在单一装置中进行，湿污泥在粒子干燥器中完成干化后与循环灰一起返回炉膛焚烧，使湿污泥所含的大量水分不随炉膛高温烟气一起进入尾部烟道，而是随粒子干燥器流化气体引出，减少系统的热量损失；粒子干燥器排气经除尘除湿后，作为粒子干燥器流化气体循环使用或送入炉膛焚烧，处理过程中不排放有异味的气体。

Description

一种带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种废弃物(湿污泥)的处理装置，特别是涉及一种采用带粒子干燥器的干化与焚烧相结合的湿污泥处理装置。

技术背景

污泥是污水处理后的固体残留物，污泥量约占污水处理量的3‰～5‰(以含水率97％计)。我国的工业和生活污水处理量正在迅速增加，随着污水处理厂的不断兴建，必将产生更多的污泥。污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有普通有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、重金属等成分。

以焚烧为核心工艺的污泥处理方法能够最大程度地满足减量化、稳定化和无害化的要求。但是现有的污泥焚烧方法，大都要求先使用专门的设备对污泥进行干化等预处理后再进行焚烧，干化与焚烧在两套设备中完成，系统复杂；干化设备能耗大，运行成本高，安全性要求高；而且简单焚烧干化污泥，容易产生NOx，需在焚烧炉后配备脱氮装置；同时，由于污泥中含硫，还需在焚烧炉后配备脱硫装置。这使得污泥焚烧系统复杂、无害化处理成本高昂。

直接向焚烧炉内添加未经干化的湿污泥进行焚烧，可以将污泥的干燥、焚烧甚至烟气的无害化处理等单元工艺集中在单一装置中同时进行，简化污泥焚烧处理工艺，降低处理成本；但湿污泥中所含的水分将随焚烧所产生的高温烟气一起排出炉膛，带走大量热量，因此需要加入大量辅助燃料才能达到能量平衡。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带粒子干燥器的循环流化床湿污泥干化焚烧处理装置，该装置将污泥的干化和焚烧有机结合起来，集中在一体化装置中进行，湿污泥干化所需热量直接来自于污泥及辅助燃料的燃烧放出的热量，干化后的污泥在炉膛内焚烧。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，包括：其上部依次连通的循环流化床焚烧炉炉膛1、高温气固分离器2和尾部烟道3，以及热灰分配阀4、污泥打散装置5、粒子干燥器6和由相连通的细粉分离器71、冷却器72、汽水分离器73及风机74组成的干燥器排气处理系统7，其特征在于：

所述热灰分配阀4位于高温气固分离器2下方，入口与分离器料腿21相连通，出口分别与焚烧炉炉膛1和粒子干燥器6相连通，其具体结构为：

在分离器料腿21正下方设置一竖直分流板402，该竖直分流板402两侧分别设置上部相通，底面处于同一水平高度的热灰分配阀第一进料室403和第二进料室405，所述竖直分流板402将分离器料腿21在所述第一进料室403和第二进料室405底面上的投影分成两个部分；还包括第一出料室404和第二出料室406，所述第一出料室404和第二出料室406的上部分别设有第一溢流口407和第二溢流口408，所述第一溢流口407和第二溢流口408底部处于同一水平高度；

所述第一进料室403与第一出料室404底部通过第一水平孔409相连通，所述第一出料室404上部通过第一溢流口407与焚烧炉炉膛1相连通；所述第二进料室405与第二出料室406底部通过第二水平孔410相连通；所述第一水平孔409和第二水平孔410顶端处于同一水平高度；所述竖直分流板402顶端不低于第一水平孔409顶端，且不高于第一溢流口407底端；所述第一出料室404、第一进料室403、第二进料室405和第二出料室406底面均设置带风帽的布风板，布风板下方设置分别与所述第一出料室404、第一进料室403、第二进料室405和第二出料室406相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化风；所述第一出料室404与第二出料室406之间有平衡风管401相连通。

所述粒子干燥器6通过第二溢流口408与所述热灰分配阀4相连通，其具体结构为：

在粒子干燥器6内靠近热灰分配阀4的第二溢流口408处设有竖直的入口隔墙605，将粒子干燥器6内部分为底部相通的入口室601和换热室602；所述入口室601上部与第二溢流口408相连通；所述入口室601和换热室602底面均设置带风帽的布风板，布风板下方设置分别与所述入口室601和换热室602相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化气体；所述换热室602内的流化气体为惰性气体或者经过冷却的焚烧炉烟气，其流化速度为0.4-1.5m/s；所述换热室602顶部靠近入口室601处设有湿污泥加入口609，顶部远离入口室601处设有排气口610；

所述污泥打散装置5为机械式或气力式污泥打散装置，通过湿污泥加入口609与粒子干燥器6相连通；

所述粒子干燥器6上远离所述第二溢流口408一侧设有干污泥出口611，所述干污泥出口611通过于污泥返料器612或第一螺旋给料机613与焚烧炉炉膛1相连通；所述粒子干燥器6的排气口610与所述干燥器排气处理系统7相连通；

所述干燥器排气处理系统7的细粉分离器71的细粉出口通过细粉返料器711或第二螺旋给料机712与焚烧炉炉膛1相连，将从干燥器排气中分离出来的污泥细粉送回焚烧炉炉膛1。

所述干污泥出口611设置在粒子干燥器6的换热室602远离所述第二溢流口408的侧壁上，其底端与第二溢流口408底端等高；所速干污泥出口611通过干污泥返料器612与焚烧炉炉膛1相连通，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经干污泥返料器612送回焚烧炉炉膛1。

所述在粒子干燥器6内远离第二溢流口408的换热室602的一侧，设置与入口隔墙605平行的出口隔墙607，在换热室602内分隔出出口室604，所述出口室604的底面设置带风帽的布风板，布风板下方设置与所述出口室604相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化气体；所述由出口隔墙607分隔的所述换热室602与出口室604上部相通；所述出口隔墙607顶端与第二溢流口408底端等高；所述干污泥出口611设置在所述出口室604底面，通过第一螺旋给料机613与焚烧炉炉膛1相连通，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经第一螺旋给料机613送回焚烧炉炉膛1。

所述竖直分流板402将分离器料腿21在第一进料室403和第二进料室405底面上的投影分成的两个部分的面积之比为0.25-4.0。

所述干燥器排气处理系统7的风机74出口通过一流化气体管路741与粒子干燥器6的换热室602底部风室相连通。

所述干燥器排气处理系统7的风机74出口设有一分支管路742与焚烧炉炉膛1相连。所述干燥器排气处理系统7的细粉返料器711入口设有加沙口713。所述干燥器排气处理系统7的第二螺旋给料机712入口设有加沙口713。

本实用新型的原理是：

在循环流化床焚烧炉旋风分离器分离下来的高温循环灰经热灰分配阀分配，一部分进入返料器直接返回炉膛，另一部分进入粒子干燥器；含水率在60-90％之间的湿污泥经打散装置打散后从设在粒子干燥器上的湿污泥加入口加入；粒子干燥器为鼓泡流化床式，底部通入流化气体，热灰分配阀分流至粒子干燥器的高温循环灰直接与湿污泥掺混，加热和干燥湿污泥。

通过调节热灰分配阀第一进料室、第二进料室以及第一出料室、第二出料室的流化风速，可以将循环灰在直接返回炉膛与进入粒子干燥器之间进行分配，从而控制进入粒子干燥器的高温循环灰量，将粒子干燥器排气温度控制在80-150℃，并提供足够的热量将湿污泥干化至含水率5-20％。可以通过向循环回路中添加惰性床料(如沙子)以增加总循环灰量的方式，增大热灰分配阀的调节范围，增强其对粒子干燥器排气温度的调节能力；湿污泥在粒子干燥器中与循环灰直接掺混、被加热，所含水分蒸发，干燥至含水率为5-20％的干化污泥，与循环灰一起通过返料器送回炉膛焚烧。

当热灰直接返料口与干污泥返料口的高度不等时，第一溢流口与第二溢流口的气体压力不等，可以通过分流板的位置来平衡循环灰直接返回炉膛与流入粒子干燥器两路的流动阻力。当热灰直接返料口高于干污泥返料口时，第一溢流口压力较低，分流板将分离器料腿在第一进料室和第二进料室底面上的投影分割成的两部分的面积之比应小于1；反之则应大于1。

湿污泥所含水分大部分在粒子干燥器中被蒸发出来，随粒子干燥器流化气体从粒子干燥器顶部引出；粒子干燥器排气经细粉分离器分离出细粉和灰尘、冷却器冷凝出冷凝水后，再经风机加压，作为粒子干燥器流化气体送回粒子干燥器循环使用，部分送入炉膛焚烧；细粉分离器分离出的细粉和灰尘通过机械输送方式或者气力方式送回炉膛焚烧，冷却器冷凝出的冷凝水送回污水处理厂处理。

湿污泥的干化过程在粒子干燥器中进行，利用高温循环灰带入的污泥以及辅助燃料的燃烧产生的热量来干化湿污泥，湿污泥被干化为5-20％的颗粒状干化污泥，再与循环灰一起返回炉膛焚烧，焚烧产生的高温烟气中只含有少量水蒸气；湿污泥中的大部分水分以水蒸气的形式从粒子干燥器的出口排出，水蒸气在冷却器中冷凝成水，可送回污水处理厂处理，经过除尘除湿的粒子干燥器排气可在封闭循环中循环使用，也可送入炉膛焚烧处理，能够避免污泥干化时产生的有异味的气体排放到环境中。

本实用新型提供的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置具有如下优点：突破先干化再焚烧、两个过程各自独立进行的模式，将污泥的干化和焚烧有机结合起来，集中在一体化的装置中进行，节省了因物料冷却和输运造成的热量损失和动力消耗，大大简化了湿污泥的干化焚烧处理工艺，简化了干化焚烧设备；湿污泥干化所需热量来自于污泥以及辅助燃料的燃烧放出的热量：热粒子与湿污泥在粒子干燥器中直接接触，充分掺混，强化了传热，使湿污泥迅速被加热、干燥；对于湿污泥纯烧，采用本实用新型的装置，使能够纯烧的湿污泥含水率上限提高；对于需要添加辅助燃料的高含水率湿污泥的焚烧，采用本实用新型的装置，可以减少辅助燃料的添加量，节约运行成本；循环流化床焚烧炉采用循环流化燃烧的方式，具有抑止NOx生成和脱硫功能；湿污泥中所含的水分大部分不再随焚烧产生的高温烟气排放，而是集中在粒子干燥器排出的低温气体中，减少了系统的热量损失，减少了焚烧炉辅助燃料的消耗量、或者提高了不需添加辅助燃料进行焚烧的湿污泥含水率的上限；污泥干化中产生的气体经处理后循环使用或者送入炉膛焚烧，使处理过程中不排放有异味的气体。

附图说明

附图1是本实用新型实施例1的装置示意图。

附图2是本实用新型实施例1的热灰分配阀和粒子干燥器示意图。

附图3是本实用新型实施例2的装置示意图。

附图4是本实用新型实施例2的热灰分配阀和粒子干燥器示意图。

具体实施方式

实施例1

图1和图2为实施例1的结构示意图，由图可知，本实施例1的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，包括循环流化床焚烧炉炉膛1、高温气固分离器2、尾部烟道3、热灰分配阀4、污泥打散装置5、粒子干燥器6、干燥器排气处理系统7(包括细粉分离器71、冷却器72、汽水分离器73及风机74等)组成。

热灰分配阀4位于分离器2下方，入口与分离器料腿21相连，出口分别与焚烧炉炉膛1和粒子干燥器6相连，其具体结构为：

在分离器料腿21正下方设置一竖直分流板402，其两侧分别为热灰分配阀第一进料室403和第二进料室405，两室上部相通，底面处于同一水平高度，分流板402将分离器料腿21在两室底面上的投影分成两个部分；第一进料室403与第一出料室404底部通过第一水平孔409相通，第一出料室404上部通过第一溢流口407与焚烧炉炉膛相通；第二进料室405与第二出料室406底部通过第二水平孔410相通，第二出料室406上部设有第二溢流口408；第一溢流口407和第二溢流口408底端处于同一水平高度；第一水平孔409和第二水平孔410顶端处于同一水平高度；第一出料室404、第一进料室403、第二进料室405、第二出料室406底面均为带风帽的布风板，其下方分别对应风室，通入流量可调节的流化风。第一出料室404与第二出料室406之间有平衡风管401相连。

分流板402顶端与第一溢流口407底端等高；分流板402将分离器料腿21在第一进料室403和第二进料室405底面上的投影分成的两个部分的面积之比为0.25。

热灰分配阀4的第二溢流口408与粒子干燥器6相通，粒子干燥器6的具体结构为：

粒子干燥器6内靠近热灰分配阀4的第二溢流口408处设有竖直的入口隔墙605，将粒子干燥器6内部分为入口室601和换热室602；第二溢流口408与入口室601上部相通，入口室601与换热室602通过入口隔墙605分隔，二者底部相通；入口室601和换热室602底面均为带风帽的布风板，其下方分别对应风室，通入流量可以调节的流化气体。换热室602的流化气体为惰性气体，流化速度为0.4m/s。换热室602顶部靠近入口室601处设有湿污泥加入口609，远离入口室601处设有排气口610。

粒子干燥器6湿污泥加入口609上方设有机械式污泥打散装置5，打散后的污泥直接落入粒子干燥器6内。

粒子干燥器6换热室602远离入口室601的侧壁上设有干污泥出口611，干污泥出口611底端与第二溢流口408底端等高；干污泥出口611通过干污泥返料器612与焚烧炉炉膛1相连，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经干污泥返料器612送回焚烧炉炉膛1。

粒子干燥器的排气口610与干燥器排气处理系统7相连，干燥器排气处理系统7的风机74出口通过流化气体管路741与粒子干燥器6换热室602底部风室相连，有分支管路742与焚烧炉炉膛1相连。

细粉分离器71的细粉出口通过第二螺旋给料机712与焚烧炉炉膛1相通，将从干燥器排气中分离出来的污泥细粉送回焚烧炉炉膛1；第二螺旋给料机712入口设置加沙口713，供运行时加入沙子以改善污泥细粉的输运特性及流化特性。

实施例2

图3和图4为实施例2的结构示意图，由图可知，本实施例2的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，包括循环流化床焚烧炉炉膛1、高温气固分离器2、尾部烟道3、热灰分配阀4、污泥打散装置5、粒子干燥器6、干燥器排气处理系统7(包括细粉分离器71、冷却器72、汽水分离器73及风机74等)组成。

热灰分配阀4位于分离器2下方，入口与分离器料腿21相连，出口分别与焚烧炉炉膛1和粒子干燥器6相连，其具体结构为：

在分离器料腿21正下方设置一竖直分流板402，其两侧分别为热灰分配阀第一进料室403和第二进料室405，两室上部相通，底面处于同一水平高度，分流板402将分离器料腿21在两室底面上的投影分成两个部分；第一进料室403与第一出料室404底部通过第一水平孔409相通，第一出料室404上部通过第一溢流口407与焚烧炉炉膛相通；第二进料室405与第二出料室406底部通过第二水平孔410相通，第二出料室406上部设有第二溢流口408；第一溢流口407、第二溢流口408底端处于同一水平高度；第一水平孔409和第二水平孔410顶端处于同一水平高度；第一出料室404、第一进料室403、第二进料室405、第二出料室406底面均为带风帽的布风板，其下方分别对应风室，通入流量可调节的流化风。第一出料室404与第二出料室406之间有平衡风管401相连。分流板402顶端不低于第一水平孔409顶端，且不高于第一溢流口407底端；分流板402将分离器料腿21在第一进料室403和第二进料室405底面上的投影面积等分。

热灰分配阀4的第二溢流口408与粒子干燥器6相通，粒子干燥器6的具体结构为：

粒子干燥器6内靠近热灰分配阀4的第二溢流口408处设有竖直的入口隔墙605，将粒子干燥器6内部分为入口室601和换热室602；第二溢流口408与入口室601上部相通，入口室601与换热室602通过入口隔墙605分隔，二者底部相通；入口室601和换热室602底面均为带风帽的布风板，其下方分别对应风室，通入流量可以调节的流化气体。换热室602的流化气体为惰性气体，流化速度为1.5m/s。换热室602顶部靠近入口室601处设有湿污泥加入口609，远离入口室601处设有排气口610。

粒子干燥器6湿污泥加入口609上方设有气力式污泥打散装置5，打散后的污泥直接落入粒子干燥器6内。

粒子干燥器6内远离第二溢流口408的一侧，设有与入口隔墙605平行的出口隔墙607，分隔出出口室604，其底面为带风帽的布风板，下方对应风室，通入流量可以调节的流化气体；换热室602与出口室604通过出口隔墙607分隔，二者上部相通，出口隔墙607顶端与第二溢流口408底端等高；出口室604底面设有干污泥出口611，通过第一螺旋给料机613与焚烧炉炉膛1相连，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经第一螺旋给料机613送回焚烧炉炉膛1。

粒子干燥器的排气口610与干燥器排气处理系统7相连，干燥器排气处理系统7的风机74出口通过流化气体管路741与粒子干燥器6换热室602底部风室相连。

细粉分离器71的细粉出口通过细粉返料器711与焚烧炉炉膛1相通，将从干燥器排气中分离出来的污泥细粉送回焚烧炉炉膛1。

Claims (8)

1、一种带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，包括：其上部依次连通的循环流化床焚烧炉炉膛(1)、高温气固分离器(2)和尾部烟道(3)、以及热灰分配阀(4)、污泥打散装置(5)、粒子干燥器(6)和由相连通的细粉分离器(71)、冷却器(72)、汽水分离器(73)及风机(74)组成的干燥器排气处理系统(7)，其特征在于：

所述热灰分配阀(4)位于高温气固分离器(2)下方，入口与分离器料腿(21)相连通，出口分别与焚烧炉炉膛(1)和粒子干燥器(6)相连通，其具体结构为：

在分离器料腿(21)正下方设置一竖直分流板(402)，该竖直分流板(402)两侧分别设置上部相通，底面处于同一水平高度的热灰分配阀第一进料室(403)和第二进料室(405)，所述竖直分流板(402)将分离器料腿(21)在所述第一进料室(403)和第二进料室(405)底面上的投影分成两个部分；还包括第一出料室(404)和第二出料室(406)，所述第一出料室(404)和第二出料室(406)的上部分别设有第一溢流口(407)和第二溢流口(408)，所述第一溢流口(407)和第二溢流口(408)底部处于同一水平高度；

所述第一进料室(403)与第一出料室(404)底部通过第一水平孔(409)相连通，所述第一出料室(404)上部通过第一溢流口(407)与焚烧炉炉膛(1)相连通；所述第二进料室(405)与第二出料室(406)底部通过第二水平孔(410)相连通；所述第一水平孔(409)和第二水平孔(410)顶端处于同一水平高度；所述竖直分流板(402)顶端不低于第一水平孔(409)顶端，且不高于第一溢流口(407)底端；所述第一出料室(404)、第一进料室(403)、第二进料室(405)和第二出料室(406)底面均设置带风帽的布风板，布风板下方设置分别与所述第一出料室(404)、第一进料室(403)、第二进料室(405)和第二出料室(406)相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化风；所述第一出料室(404)与第二出料室(406)之间有平衡风管(401)相连通；

所述粒子干燥器(6)通过第二溢流口(408)与所述热灰分配阀(4)相连通，其具体结构为：

在粒子干燥器(6)内靠近热灰分配阀(4)的第二溢流口(408)处设有竖直的入口隔墙(605)，将粒子干燥器(6)内部分为底部相通的入口室(601)和换热室(602)；所述入口室(601)上部与第二溢流口(408)相连通；所述入口室(601)和换热室(602)底面均设置带风帽的布风板，布风板下方设置分别与所述入口室(601)和换热室(602)相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化气体；所述换热室(602)内的流化气体为惰性气体或者经过冷却的焚烧炉烟气，其流化速度为0.4-1.5m/s；所述换热室(602)顶部靠近入口室(601)处设有湿污泥加入口(609)，顶部远离入口室(601)处设有排气口(610)；

所述污泥打散装置(5)为机械式或气力式污泥打散装置，通过湿污泥加入口(609)与粒子干燥器(6)相连通；

所述粒子干燥器(6)上远离所述第二溢流口(408)一侧设有干污泥出口(611)，所述干污泥出口(611)通过干污泥返料器(612)或第一螺旋给料机(613)与焚烧炉炉膛(1)相连通；所述粒子干燥器(6)的排气口(610)与所述干燥器排气处理系统(7)相连通；

所述干燥器排气处理系统(7)的细粉分离器(71)的细粉出口通过细粉返料器(711)或第二螺旋给料机(712)与焚烧炉炉膛(1)相连，将从干燥器排气中分离出来的污泥细粉送回焚烧炉炉膛(1)。

2、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述干污泥出口(611)设置在粒子干燥器(6)的换热室(602)远离所述第二溢流口(408)的侧壁上，其底端与第二溢流口(408)底端等高；所速干污泥出口(611)通过干污泥返料器(612)与焚烧炉炉膛(1)相连通，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经干污泥返料器(612)送回焚烧炉炉膛(1)。

3、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述在粒子干燥器(6)内远离第二溢流口(408)的换热室(602)的一侧，设置与入口隔墙(605)平行的出口隔墙(607)，在换热室(602)内分隔出出口室(604)，所述出口室(604)的底面设置带风帽的布风板，布风板下方设置与所述出口室(604)相对应的风室，风室内通入流量可调节的流化气体；所述由出口隔墙(607)分隔的所述换热室(602)与出口室(604)上部相通；所述出口隔墙(607)顶端与第二溢流口(408)底端等高；所述干污泥出口(611)设置在所述出口室(604)底面，通过第一螺旋给料机(613)与焚烧炉炉膛(1)相连通，将经过干化的污泥和冷却后的循环灰一起经第一螺旋给料机(613)送回焚烧炉炉膛(1)。

4、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述竖直分流板(402)将分离器料腿(21)在第一进料室(403)和第二进料室(405)底面上的投影分成的两个部分的面积之比为0.25-4.0。

5、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述干燥器排气处理系统(7)的风机(74)出口通过一流化气体管路(741)与粒子干燥器(6)的换热室(602)底部风室相连通。

6、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述干燥器排气处理系统(7)的风机(74)出口设有一分支管路(742)与焚烧炉炉膛(1)相连。

7、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述干燥器排气处理系统(7)的细粉返料器(711)入口设有加沙口713。

8、按权利要求1所述的带有粒子干燥器的湿污泥焚烧处理装置，其特征在于，所述干燥器排气处理系统(7)的第二螺旋给料机(712)入口设有加沙口713。

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