污泥干化焚燒系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)，具體涉及一種污泥干化焚燒系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，在國(guó)家節(jié)能減排和積極的財(cái)政政策作用下，城鎮(zhèn)污水處理得到迅速發(fā)展， 城鎮(zhèn)水環(huán)境治理取得顯著成效。但是城鎮(zhèn)污水處理過(guò)程產(chǎn)生的大量污泥還未普遍得到有效 處理處置。這些污泥含有病原體、重金屬和持久性有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理的 話，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康，使污水處理設(shè)施 的環(huán)境效益大大降低，同時(shí)影響國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略實(shí)施的積極效果。污泥焚燒是一種減量 化、穩(wěn)定化、無(wú)害化的處理方法，這種方法可將污泥中水分和有機(jī)質(zhì)完全去除，并殺滅病原 體。
[0003] 例如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 1270988 C(申請(qǐng)?zhí)?00510038416. 3)公開(kāi)了一種污泥焚燒 處理方法及污泥焚燒處理系統(tǒng)，該方法是將含水率為75%~85%的脫水污泥輸送至循環(huán)流 化床的燃燒室中，將脫水污泥在貯藏過(guò)程中產(chǎn)生的污染氣體送入循環(huán)流化床的燃燒室中， 脫水污泥、污染氣體與煤一起焚燒，焚燒產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后排放。該法在焚燒污泥時(shí)需要 大量煤，脫水污泥與煤的重量比為20~30 : 70~80,即焚燒一噸污泥需要耗煤3. 5~4 噸左右的煤，污泥焚燒成本非常高，經(jīng)濟(jì)可行性差。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 100351188C (申請(qǐng)?zhí)?00510111467. 4)公開(kāi)了一種污泥干化與 焚燒工藝及其系統(tǒng)裝置，適用于城市污水處理廠活性污泥的處理，脫水污泥工藝流程依次 經(jīng)過(guò)以下裝置：濕污泥料倉(cāng)、計(jì)量斗、污泥混合器、污泥干燥機(jī)、粒狀分離器、冷卻器、干化產(chǎn) 品貯倉(cāng)、焚燒爐、煙氣凈化裝置，所述的焚燒爐采用鼓泡流化床焚燒爐，焚燒爐尾部布置有 省煤器、空氣預(yù)熱器，焚燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥謩e用來(lái)加熱導(dǎo)熱油及冷空氣，別加熱后的導(dǎo) 熱油通過(guò)循環(huán)泵送至污泥干燥機(jī)干燥濕污泥。該污泥干化系統(tǒng)用來(lái)干燥濕污泥的能源是熱 的導(dǎo)熱油，即高溫?zé)煔庀葘崃總鬟f給導(dǎo)熱油，熱的導(dǎo)熱油再來(lái)干燥污泥。
[0005] 關(guān)于污泥的干燥方法，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN 103043879 A (申請(qǐng)?zhí)?01210559711.3) 公開(kāi)了一種利用煙氣干燥污泥的設(shè)備及方法，包括干燥塔、煙氣入口、污泥料倉(cāng)、螺旋加料 器、霧化氣流入口、氣流霧化裝置、煙氣出口、灰斗和螺旋出料裝置，所述干燥塔為一個(gè)豎立 的圓筒結(jié)構(gòu)，所述干燥塔的下部設(shè)有煙氣入口，干燥塔的上部設(shè)有氣流霧化裝置，氣流霧化 裝置同時(shí)與螺旋加料器和霧化氣流入口連接，螺旋加料器上安裝有污泥料倉(cāng)，所述干燥塔 的頂部設(shè)有煙氣出口，干燥塔的底部設(shè)有灰斗，灰斗與螺旋出料裝置連接。干燥時(shí)，首先煙 氣從干燥塔下部的煙氣入口進(jìn)入，在塔內(nèi)由下向上流動(dòng)；其次，需要干燥的濕污泥從污泥料 倉(cāng)通過(guò)螺旋加料器，并與霧化氣流匯集到氣流霧化裝置，從而形成很小的污泥液滴；接下 來(lái)，霧化后的污泥液滴在干燥塔頂向下噴灑，在重力作用下在塔內(nèi)下落，污泥液滴與煙氣形 成逆流，并在下落過(guò)程中與煙氣接觸進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，使之得以干燥，干燥后的污泥匯聚在塔 的底部灰斗，通過(guò)螺旋輸送機(jī)排出塔外；最后，完成干燥的煙氣經(jīng)干燥塔頂部煙氣出口排 出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能源利用率高、處理成本低的污泥干化焚 燒系統(tǒng)和方法。
[0007] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種污泥干化焚燒系統(tǒng)，包括濕污泥儲(chǔ)罐、污泥高 壓噴射裝置、烘干裝置、焚燒裝置、煙氣凈化裝置和供氣裝置。
[0008] 濕污泥儲(chǔ)罐包括罐體和污泥送料管道，污泥送料管道的出泥端與污泥高壓噴射裝 置的進(jìn)泥口相連通。
[0009] 污泥高壓噴射裝置安裝固定在烘干裝置的烘干箱的一側(cè)墻板上，包括噴頭座組件 和噴頭，噴頭座組件設(shè)有進(jìn)泥口和進(jìn)氣口；污泥高壓噴射裝置的噴頭的噴泥口與烘干箱的 污泥進(jìn)口相連通，噴頭內(nèi)設(shè)有污泥通道。
[0010] 烘干裝置包括烘干箱、烘干床、驅(qū)動(dòng)裝置、引風(fēng)裝置和熱交換器，烘干床設(shè)置在烘 干箱內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)裝置與烘干床的驅(qū)動(dòng)輥連接。
[0011] 烘干箱設(shè)有第一進(jìn)氣口、第一出氣口、第二進(jìn)氣口、第二出氣口和第三出氣口。
[0012] 烘干箱的第一進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管路與相應(yīng)的進(jìn)氣設(shè)備相連，由進(jìn)氣設(shè)備提供熱空 氣或污泥焚燒后產(chǎn)生的帶熱量的煙氣，第一進(jìn)氣口通過(guò)相應(yīng)的管路與烘干床的煙氣進(jìn)口密 閉連通，烘干箱的第一出氣口通過(guò)相應(yīng)的管路與烘干床的煙氣出口密閉連通。
[0013] 第二進(jìn)氣口、第二出氣口和第三出氣口與烘干箱內(nèi)腔連通，第一出氣口通過(guò)相應(yīng) 的第一管路與第二進(jìn)氣口在烘干箱的外部密閉連通，第一引風(fēng)機(jī)設(shè)置在第一管路上；第二 出氣口通過(guò)相應(yīng)的第二管路與第三出氣口相連通；第二引風(fēng)機(jī)設(shè)置在第二管路的右端，用 于將烘干箱中的煙氣抽出來(lái)；第二引風(fēng)機(jī)的出口通過(guò)管道與煙氣凈化裝置的進(jìn)氣口密閉連 通；第三引風(fēng)機(jī)設(shè)置在第二管路的左端，第三引風(fēng)機(jī)的出氣口通過(guò)相應(yīng)的管路與熱交換器 的煙氣進(jìn)口相連通。
[0014] 焚燒裝置包括輸泥裝置、送料裝置、焚燒爐和溫度傳感器，輸泥裝置的進(jìn)泥端與烘 干裝置的出料口密封連通，輸泥裝置的出泥端與送料裝置的進(jìn)料口密封連通，送料裝置的 出料口與焚燒爐的進(jìn)料口密封連通。
[0015] 供氣裝置的出氣口通過(guò)各供氣管道與污泥高壓噴射裝置和焚燒裝置的送料裝置 相連通。
[0016] 所述污泥高壓噴射裝置的噴頭的位于出泥段的污泥通道的直徑為12毫米至20毫 米；烘干箱的第一進(jìn)氣口通過(guò)進(jìn)氣管路與焚燒裝置的焚燒爐的煙氣出口相連通。
[0017] 所述供氣裝置包括儲(chǔ)氣罐、空氣壓縮機(jī)和供氣管道，儲(chǔ)氣罐的出氣口通過(guò)第一供 氣管道、第三供氣管道和第四供氣管道與熱交換器的冷氣進(jìn)口相連通，熱交換器的熱氣出 口通過(guò)第六供氣管道與污泥高壓噴射裝置的噴頭座組件的進(jìn)氣口相連通。
[0018] 所述熱交換器的煙氣出口與污泥焚燒裝置的焚燒爐的進(jìn)氣口相連通。
[0019] 所述濕污泥儲(chǔ)罐還包括攪拌電機(jī)、攪拌槳葉和污泥回流管道，攪拌電機(jī)設(shè)置在罐 體的底部外側(cè)，攪拌電機(jī)的電機(jī)軸自下向上伸入罐體的內(nèi)腔，電機(jī)軸與罐體內(nèi)部的攪拌槳 葉連接；污泥回流管道的進(jìn)泥端口與污泥噴射裝置的回泥口相連通，污泥回流管道的出泥 端口與罐體的側(cè)壁上的回泥入口相連通。
[0020] 所述煙氣凈化裝置包括第一除塵器、第二除塵器、干燥塔、電暈式除塵除臭裝置和 煙囪；第一除塵器的上端煙氣進(jìn)口與熱交換器的煙氣出口相連通，第一除塵器的下端煙氣 出口與第二除塵器的上端煙氣進(jìn)口相連通，第二除塵器的下端煙氣出口與干燥塔的下端進(jìn) 氣口相連通，干燥塔上端的出氣口與電暈式除塵除臭裝置的進(jìn)氣端相連通，電暈式除塵除 臭裝置的出氣端與煙囪的下端進(jìn)氣口相連通。
[0021] 所述第一除塵器、第二除塵器為旋風(fēng)除塵器，用于除去煙氣中的顆粒；所述干燥塔 中自下向上放置若干隔層，每層隔層上放置干燥劑，用于除去煙氣中的水汽；所述電暈式除 塵除臭裝置用于除去煙氣中的顆粒和臭氣；所述煙囪的下端設(shè)置水淋裝置。
[0022] 一種如上所述的污泥干化焚燒系統(tǒng)干化焚燒污泥的方法，包括以下步驟： ①將城市污水處理廠產(chǎn)生的含水率為75%~85%的濕污泥輸送入濕污泥儲(chǔ)罐的罐體 中，打開(kāi)污泥泵將濕污泥由罐體中送入污泥高壓噴射裝置中；打開(kāi)空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐，向 污泥高壓噴射裝置的進(jìn)氣口通入高壓熱空氣，此時(shí)產(chǎn)生的負(fù)壓將濕污泥帶出噴頭進(jìn)入烘干 裝置的干燥箱中，濕污泥進(jìn)入干燥箱的瞬間被打散成霧狀。
[0023] ②烘干裝置的干燥箱中充滿了溫度為100°C~120°C的煙氣，霧狀污泥在下降 過(guò)程中與煙氣熱交換；污泥在重力作用下最后散落在烘干床上，烘干床表面的溫度為 300°C~3KTC，污泥中的水份迅速蒸發(fā)進(jìn)入干燥箱中，污泥附著在烘干床表面上，隨烘干床 表面移動(dòng)，在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)一步干燥，污泥最后被刮板從烘干床表面上剝離而落入烘干箱 的出料斗中。
[0024] ③污泥焚燒裝置的輸泥裝置將出料斗中的干污泥輸送至送料裝置中，干污泥被打 碎成粉末狀后進(jìn)入焚燒爐的中燃燒；污泥燃燒后產(chǎn)生的煙氣從煙氣出口流出，經(jīng)過(guò)進(jìn)氣管 路進(jìn)入烘干裝置的烘干床內(nèi)腔。
[0025] ④燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庀冗M(jìn)入烘干床內(nèi)腔，從烘干床內(nèi)腔流出后再進(jìn)入干燥箱 內(nèi)腔，從干燥箱內(nèi)腔流出的一部分煙氣進(jìn)入煙氣凈化裝置，煙氣經(jīng)過(guò)第一除塵器、第二除塵 器除塵后，進(jìn)入干燥塔中干燥，然后流入電暈式除塵除臭裝置去除氣體中的臭氣，最后在煙 囪的下部水淋后從煙囪排出，從干燥箱內(nèi)腔流出的另一部分煙氣經(jīng)過(guò)熱交換器后進(jìn)入焚燒 爐中。
[0026] 上述步驟①所用的高壓熱空氣是從儲(chǔ)氣罐流出的高壓冷空氣經(jīng)過(guò)熱交換器，與從 干燥箱中流出的煙氣進(jìn)行熱量交換后得到的。污泥從污泥高壓噴射裝置中噴出時(shí)的流速為 lm/s 至 3m/s 〇
[0027] 上述焚燒爐內(nèi)控制溫度為800 °C~850 °C。
[0028] 上述步驟②烘干結(jié)束后，烘干箱的出料斗中污泥的含水率為5%~10%。
[0029] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明的污泥干化焚燒系統(tǒng)利用污泥焚燒時(shí)產(chǎn)生的 高溫?zé)煔馑鶖y帶的熱量對(duì)濕污泥進(jìn)行干燥，污泥干燥階段完全利用污泥焚燒產(chǎn)生的熱量， 不需要使用其他熱源。
[0030] 本發(fā)明的干化焚燒系統(tǒng)在對(duì)含水率約為80%的濕污泥進(jìn)行干燥時(shí)，首先將濕污泥 送入噴射裝置中，污泥從噴嘴噴出后以霧狀進(jìn)入干燥裝置的干燥箱中，霧化狀態(tài)的污泥在 下降過(guò)程中與干燥箱內(nèi)充滿的高溫?zé)煔饨佑|，進(jìn)行第一階段的干燥，由于污泥是霧狀，能夠 與高溫?zé)煔獬浞纸佑|。霧狀污泥在重力作用下最后散落在干燥裝置內(nèi)的干燥床的鋼帶表面 的一端，鋼帶表面的溫度由焚燒后的高溫?zé)煔饧訜嶂?00°C左右，污泥顆粒與鋼帶接觸后， 污泥中的水分迅速蒸發(fā)，同時(shí)污泥隨著鋼帶往出料口方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)第二階段鋼帶的干燥， 從干燥箱排出的污泥含水率已下降至5%~10%，該含水率為5%~1