專利名稱：市政污泥干化焚燒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一污泥焚燒裝置，尤其涉及一種市政污泥干化焚燒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前國內(nèi)外對污泥的處理處置方法主要有填埋、焚燒、土地利用。污泥填埋占用 大量土地，產(chǎn)生的滲濾液和氣體會嚴(yán)重污染地下水和大氣。土地利用時由于污泥中含有病 原菌、寄生蟲卵、重金屬和多種難降解有機(jī)化合物，將會危害人體健康和動植物生長。焚燒 是實(shí)現(xiàn)污泥無害化、減量化、穩(wěn)定化最為徹底的手段，在污泥處理處置中所占的比例逐年提 高，已成為發(fā)達(dá)國家采用的主要技術(shù)，但其技術(shù)和裝備投資大，運(yùn)行成本高，高溫?zé)煔馕茨?充分利用。最近幾年出現(xiàn)的一些資源化技術(shù)也因處理成本過高，且有些技術(shù)尚處在實(shí)驗室 研究階段，實(shí)際生產(chǎn)中難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。從國內(nèi)外城市污水污泥處理處置現(xiàn)狀來看，干化技術(shù)發(fā)展最快、最適合于污泥大 規(guī)模減量化。而如何有效地將含濕量高的污泥干化使其穩(wěn)定并作為一種資源是目前世界各 國面臨的一個共同難題。目前，全世界大約有50余家污泥干燥公司。意大利渦輪設(shè)備與工藝公司(V0MM)、 奧地利安德里茨公司(Andritz)、荷蘭范登布魯克公司開發(fā)的干燥技術(shù)在污泥和濕性垃圾 處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，已在國外眾多的污水處理廠成功應(yīng)用了數(shù)十年。在我國國內(nèi)，目前有有利用電廠低溫?zé)煔獾挠酂徇M(jìn)行污泥干化(例如申請?zhí)枮?200510048978.6、200510049554.1、200510049556. 0,200510050634. 9,200510050701.7 的中國專利)，以及利用循環(huán)流化床鍋爐(例如申請?zhí)枮?00510011942. 0、200510077292. X ,200510038416. 3 ,93242549. 6 ,200610037604. 9的中國專利)對濕污泥進(jìn)行直接焚燒處 理的報道。前者需占用大量的占地，且處置能力低，并對電廠的穩(wěn)定運(yùn)行有所影響；后者看 似簡單，但經(jīng)測算，將直接影響鍋爐運(yùn)行效率約5-6%，并且造成鍋爐受熱面等部位積灰和腐 蝕加強(qiáng)，處置費(fèi)用較高，尚未考慮鍋爐維護(hù)成本和效率降低帶來的費(fèi)用增加。總體來講，國內(nèi)的污泥焚燒處理系統(tǒng)復(fù)雜，操作工藝條件苛刻，投資運(yùn)行成本較 高，所用設(shè)備單一，集成化程度低，系統(tǒng)可靠性不強(qiáng)，并存在如下問題(1)污泥干燥系統(tǒng)的 傳熱效率低；(2)污泥粘性大，在干化過程中易出現(xiàn)的粘壁問題；(3)污泥干化需要額外能 源，能耗較大；(4)污泥干化焚燒過程中易出現(xiàn)的二次污染；(5)污泥活性炭制備中尾氣的 污染不易控制。例如中國專利200510111467. 4給出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，工藝流程經(jīng)過濕污泥料倉、計量斗、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、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)?氣分別用來加熱導(dǎo)熱油及冷空氣，被加熱后的導(dǎo)熱油通過循環(huán)泵送至污泥干燥機(jī)干燥濕污 泥。由于其采用導(dǎo)熱油間接換熱，從煙氣到與污泥換熱需經(jīng)過二次換熱，不但降低了系統(tǒng)的 干化效率，增大了能耗；而且增加了余熱鍋爐、導(dǎo)熱油站等裝置，致使系統(tǒng)投資大、結(jié)構(gòu)更為 復(fù)雜、也增大了工人的操作難度。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決目前市政污泥處理系統(tǒng)存在的能耗高，有二次污 染，處理過程復(fù)雜，故障率高等問題，提供一種具有系統(tǒng)構(gòu)成簡單，污泥處理過程能耗少，無 二次污染，整個處理過程簡潔，故障率低等優(yōu)點(diǎn)的市政污泥干化焚燒系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種市政污泥干化焚燒系統(tǒng)，它包括焚燒爐，所述焚燒爐的煙氣出口與污泥干燥 機(jī)連通；污泥干燥機(jī)尾氣出口分別與換熱器和焚燒爐連通，換熱器與尾氣處理系統(tǒng)連通； 污泥干燥機(jī)的出料口一路直接與焚燒爐連通，另一路與熱解爐連通，熱解爐出料口分別與 活性炭尾氣處理系統(tǒng)和焚燒爐連通。所述污泥干燥機(jī)為打散回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)，其包括筒體，筒體的上部和下部分別設(shè) 有脫水污泥進(jìn)口和干化污泥出口，筒體內(nèi)設(shè)有打散軸，打散軸上設(shè)有若干組垂直于打散軸 的打散刀裝置，每一組打散刀裝置由兩個平行的在同一平面內(nèi)的打散刀組成，所述每一組 打散刀裝置的兩個平行的打散刀之間通過若干與打散刀垂直的且相互之間平行的破碎齒 連接；打散軸的兩端伸出筒體外，并支撐于打散軸支架上，打散軸的一端設(shè)有傳動皮帶輪。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了干化系統(tǒng)能源部分自給，利用干化后的污泥作為燃料進(jìn)行燃 燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯訛槲勰喔苫峁┧枘茉础τ诟挥嗟母苫勰啵捎糜谖勰嗷?性炭等高附加值產(chǎn)品的制備。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了不借助外部熱能的添加，干化能源自給率 達(dá)80%以上。濕污泥無返料直接干化技術(shù)，采用濕污泥直接加料干化技術(shù)，通過干燥機(jī)內(nèi)部打 散構(gòu)件的作用，實(shí)現(xiàn)干化系統(tǒng)穩(wěn)地運(yùn)行，避免了其他干化方式所采用的復(fù)雜的返料系統(tǒng)，降 低了系統(tǒng)投資，提高了設(shè)備可靠度；采用污泥干燥直接造粒技術(shù)，在濕污泥干化過程中，通過內(nèi)部打散構(gòu)件的作用，實(shí) 現(xiàn)干化造粒一體化，直接獲得顆粒狀干化污泥，無需進(jìn)一步制粒即可用于干化污泥焚燒和 污泥活性碳制備。在干燥機(jī)內(nèi)二噁英控制的急冷技術(shù)，在濕污泥干化過程中，通過干燥機(jī)內(nèi)部打散 構(gòu)件作用，將濕污泥迅速打散為當(dāng)量直徑2_15mm的顆粒，與速度為0. 5-5m/s的高溫?zé)煔饨?觸換熱，可實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔馀c被干化污泥高強(qiáng)度傳熱傳質(zhì)過程，高溫?zé)煔饪捎?50—1100°C迅 速急冷至300°C以下，有效實(shí)現(xiàn)對二噁英生成控制。采用干燥尾氣與助燃空氣混合氣體送入焚燒爐，不但能夠預(yù)熱助燃空氣，而且降 低了燃燒區(qū)域氧氣濃度，進(jìn)而降低了燃燒反應(yīng)速率和火焰溫度，能夠改進(jìn)燃燒室內(nèi)溫度溫 度均勻性，防止局部過熱，因此有效地避免了燃料結(jié)焦和高溫型NOx的生成；活性炭制備副產(chǎn)物的再利用及系統(tǒng)尾氣處理中的應(yīng)用，在活性炭制備過程中同時 會生成液態(tài)和氣態(tài)的高熱值副產(chǎn)品，將副產(chǎn)品引入焚燒爐燃燒，有效利用了能源，并避免了 二次污染。活性炭產(chǎn)品用于本系統(tǒng)尾氣的處理，充分體現(xiàn)出以廢治廢和技術(shù)集中成套化的 優(yōu)勢。本實(shí)用新型的有益效果是1.利用高溫?zé)煔庵苯痈稍镂勰啵鉀Q了污泥干燥系統(tǒng)的傳熱效率低的技術(shù)難點(diǎn)；2.利用污泥干化可以防粘結(jié)特征，解決污泥粘性大，在干化過程中易出現(xiàn)的粘壁
4問題；3.利用流態(tài)化燃燒特征，解決污泥干化能源部分自給，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗問題；4.利用系統(tǒng)內(nèi)置急冷特征，解決在污泥干化焚燒過程中易出現(xiàn)的二次污染的技術(shù) 難點(diǎn)；5.利用污泥活性炭制備尾氣的再利用技術(shù)，解決污泥活性炭制備中尾氣的污染控 制問題；6.系統(tǒng)構(gòu)成簡單，占地少，投資少，運(yùn)行成本低，操作過程簡單。
圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖；圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的工藝流程圖；圖3為回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)及打散構(gòu)件剖面圖；圖4為圖3中A-A向剖視圖；其中，1.焚燒爐，2.污泥干燥機(jī)，3.熱解爐，4.換熱器，5.尾氣處理系統(tǒng)，6.燃燒 室，7.旋風(fēng)分離器，8.返料器，9.污泥給料倉，10.干污泥給料倉，11.混氣室，12.氣體分配 室，13.脫水污泥進(jìn)口，14.筒體，15.打散刀(破碎齒支架)，16.破碎齒，17.打散軸，18.傳 動皮帶輪，19.打散軸支架，20.干化污泥出口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說明。如圖1-4所示，市政污泥干化焚燒系統(tǒng)，它包括焚燒爐1，所述焚燒爐1的煙氣出口 與污泥干燥機(jī)2連通；污泥干燥機(jī)2尾氣出口分別與換熱器4和焚燒爐1連通，換熱器4與 尾氣處理系統(tǒng)5連通；污泥干燥機(jī)2的出料口一路直接與焚燒爐1連通，另一路與熱解爐3 連通，熱解爐3出料口分別與尾氣處理系統(tǒng)5和焚燒爐1連通。污泥干燥機(jī)2為打散回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)，其包括筒體14，筒體14的上部和下部分別 設(shè)有脫水污泥進(jìn)口 13和干化污泥出口 20，筒體14內(nèi)設(shè)有打散軸17，打散軸17上設(shè)有若干 組垂直于打散軸17的打散刀裝置，每一組打散刀裝置由兩個平行的在同一平面內(nèi)的打散 刀15組成，所述每一組打散刀裝置的兩個平行的打散刀15之間通過若干與打散刀15垂直 的且相互之間平行的破碎齒16連接；打散軸17的兩端伸出筒體14外，并支撐于打散軸支 架19上，打散軸17的一端設(shè)有傳動皮帶輪18。焚燒爐1為循環(huán)流化床焚燒爐。市政污泥干化焚燒系統(tǒng)的處理工藝，包括以下步驟1)含水率為70%_90%的脫水污泥通過脫水污泥起吊機(jī)從污泥槽中吊至脫水污泥 給料倉9，再通過螺旋輸送機(jī)或污泥泵進(jìn)入污泥干燥機(jī)2內(nèi)，在污泥干燥機(jī)2內(nèi)經(jīng)打散裝置 打散后和來自焚燒爐1的煙氣直接接觸換熱實(shí)現(xiàn)干燥造粒；2)步驟1)中污泥干燥機(jī)2所得干化污泥中的一路通過螺旋輸送機(jī)或刮板輸送機(jī) 送入干污泥料倉10，經(jīng)輸送裝置送入焚燒爐1焚燒，焚燒后的高溫?zé)煔夂涂諝饣旌险{(diào)溫后 送入污泥干燥機(jī)2，直接與污泥接觸進(jìn)行干燥，有效的提高了傳熱效率；3)步驟1)中污泥干燥機(jī)2所得干化污泥中的另一路通過螺旋輸送機(jī)送入雙溫區(qū)熱解爐3，干化污泥首先在低溫區(qū)進(jìn)行熱解炭化；然后進(jìn)入高溫區(qū)，此時活化氣體通過設(shè)在 爐體上的進(jìn)氣口進(jìn)入熱解爐3內(nèi)，對低溫區(qū)裂解產(chǎn)物進(jìn)行活化生成活性炭，活性炭成品送 入尾氣處理系統(tǒng)5，吸附尾氣中重金屬離子和二噁英等污染物；熱解爐副產(chǎn)品即熱解產(chǎn)生 的氣體送入焚燒爐1焚燒，既有效利用了污泥的可燃成分，又避免尾氣排放污染環(huán)境。4)污泥干燥機(jī)2的尾氣抽取一路與助燃空氣在混氣室11混合后送入氣體分配室 12，氣體分配室12引出四條支路，其中三條作為流化床焚燒爐1的一、二、三次助燃?xì)怏w， 這部分氣體不但能夠預(yù)熱助燃空氣，而且降低了燃燒反應(yīng)速率和火焰溫度，能夠改進(jìn)燃燒 室5內(nèi)溫度溫度均勻性，防止局部過熱，因此有效地避免了燃料結(jié)焦和高溫型NOx的生成； 另外一條支路引入返料器8作為返料風(fēng)，將旋風(fēng)分離器7分離出的污泥顆粒送入燃燒室6。 NOx是氮氧化合物的總稱，包括NO和N02。5)污泥干燥機(jī)2尾氣的另一路連接換熱器4，與經(jīng)過處理的尾氣換熱后，再進(jìn)入尾 氣處理系統(tǒng)5，此步驟為了避免處理過的尾氣溫度在其露點(diǎn)溫度以下，對設(shè)備造成腐蝕；經(jīng) 過尾氣處理系統(tǒng)5處理的尾氣經(jīng)換熱器4換熱后排出。所述步驟2)中，焚燒爐1焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉃?50-1300°C，在焚燒爐1的高溫 區(qū)至少停留2-4秒后進(jìn)入污泥干燥機(jī)2，進(jìn)入后該高溫?zé)煔饧崩渲?00°C以下。其目的是避 免高溫下分解的二噁英在冷卻過程中再次合成，這種方法能有效地控制二噁英的排放。所述的煙氣急冷方法為濕污泥進(jìn)入污泥干燥機(jī)2后被打散構(gòu)件迅速破碎為當(dāng)量 直徑為2-15mm的顆粒，控制污泥干燥機(jī)2內(nèi)截面流速在0. 5-5m/s，與濕污泥顆粒迅速換熱 降溫至300°C以下。所述步驟5)中，尾氣處理系統(tǒng)5包括活性炭吸附塔和堿液吸收塔。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了干化系統(tǒng)能源部分自給，利用干化后的污泥作為燃料進(jìn)行燃 燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯訛槲勰喔苫峁┧枘茉础τ诟挥嗟母苫勰啵捎糜谖勰嗷?性炭等高附加值產(chǎn)品的制備。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了不借助外部熱能的添加，干化能源自給率 達(dá)80%以上。濕污泥無返料直接干化技術(shù)，采用濕污泥直接加料干化技術(shù)，通過干燥機(jī)內(nèi)部打 散構(gòu)件的作用，實(shí)現(xiàn)干化系統(tǒng)穩(wěn)地運(yùn)行，避免了其他干化方式所采用的復(fù)雜的返料系統(tǒng)，降 低了系統(tǒng)投資，提高了設(shè)備可靠度；采用污泥干燥直接造粒技術(shù)，在濕污泥干化過程中，通 過內(nèi)部打散構(gòu)件的作用，實(shí)現(xiàn)干化造粒一體化，直接獲得顆粒狀干化污泥，無需進(jìn)一步制粒 即可用于干化污泥焚燒和污泥活性碳制備。采用干燥尾氣與助燃空氣混合氣體送入焚燒爐，不但能夠預(yù)熱助燃空氣，而且降 低了燃燒區(qū)域氧氣濃度，進(jìn)而降低了燃燒反應(yīng)速率和火焰溫度，能夠改進(jìn)燃燒室內(nèi)溫度溫 度均勻性，防止局部過熱，因此有效地避免了燃料結(jié)焦和高溫型NOx的生成；在干燥機(jī)內(nèi)二噁英控制的急冷技術(shù)，在濕污泥干化過程中，通過干燥機(jī)內(nèi)部打散 構(gòu)件作用，將濕污泥迅速打散為當(dāng)量直徑2_15mm的顆粒，與速度為0. 5-5m/s的高溫?zé)煔饨?觸換熱，可實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔馀c被干化污泥高強(qiáng)度傳熱傳質(zhì)過程，高溫?zé)煔饪捎?50—1100°C迅 速急冷至300°C以下，有效實(shí)現(xiàn)對二噁英生成控制。
權(quán)利要求一種市政污泥干化焚燒系統(tǒng)，它包括焚燒爐，其特征在于所述焚燒爐的煙氣出口與污泥干燥機(jī)連通；污泥干燥機(jī)尾氣出口分別與換熱器和焚燒爐連通，換熱器與尾氣處理系統(tǒng)連通；污泥干燥機(jī)的出料口一路直接與焚燒爐連通，另一路與熱解爐連通，熱解爐出料口分別與活性炭尾氣處理系統(tǒng)和焚燒爐連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的市政污泥干化焚燒系統(tǒng)，其特征在于所述污泥干燥機(jī)為打 散回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)，其包括筒體，筒體的上部和下部分別設(shè)有脫水污泥進(jìn)口和干化污泥出 口，筒體內(nèi)設(shè)有打散軸，打散軸上設(shè)有若干組垂直于打散軸的打散刀裝置，每一組打散刀裝 置由兩個平行的在同一平面內(nèi)的打散刀組成，所述每一組打散刀裝置的兩個平行的打散刀 之間通過若干與打散刀垂直的且相互之間平行的破碎齒連接；打散軸的兩端伸出筒體外， 并支撐于打散軸支架上，打散軸的一端設(shè)有傳動皮帶輪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種市政污泥干化焚燒系統(tǒng)，它包括焚燒爐，所述焚燒爐的煙氣出口與污泥干燥機(jī)連通；污泥干燥機(jī)尾氣出口分別與換熱器和焚燒爐連通，換熱器與尾氣處理系統(tǒng)連通；污泥干燥機(jī)的出料口一路直接與焚燒爐連通，另一路與熱解爐連通，熱解爐出料口分別與活性炭尾氣處理系統(tǒng)和焚燒爐連通。本實(shí)用新型具有系統(tǒng)構(gòu)成簡單，污泥處理過程能耗少，無二次污染，整個處理過程簡潔，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F11/10GK201648204SQ20102016290
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者劉峰, 張宗宇, 李捷, 趙改菊, 趙洪明, 邢召良 申請人:山東天力干燥設(shè)備有限公司