專利名稱：利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥與污泥發(fā)電一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥與污泥發(fā)電一體化裝置。
背景技術(shù)：
城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)過污水處理廠的處理，達(dá)標(biāo)后排放，是保護(hù)水資源和城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)必不可少的環(huán)境工程措施。
城市污水處理裝置包括污水處理和污泥處理兩部分。近年來，通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和技術(shù)改造，我國(guó)的水處理技術(shù)水平有了很大的提高，各種類型的污水都能得到有效地控制，然而，對(duì)污水處理過程中產(chǎn)生的污泥處理技術(shù)，則遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落后于城市污水處理技術(shù)的發(fā)展。各類污水經(jīng)過處理，使污水中絕大部分污染物轉(zhuǎn)移到污泥中，因此，城市污水處理廠污泥除了具有含水率高和數(shù)量大的特點(diǎn)外，還富集了大量高濃度的有毒有害污染物。
污染河流和湖泊沉積物中富集有大量的有機(jī)物和重金屬，特別是流經(jīng)我國(guó)城市的大部分河道長(zhǎng)年淤積，不僅使河道的航運(yùn)功能明顯下降，而且使水環(huán)境質(zhì)量日益惡化，疏浚是恢復(fù)河、湖自然功能和保護(hù)水環(huán)境行之有效的工程措施。然而，疏浚污泥具有與城市污水處理廠污泥相似的特點(diǎn)，即數(shù)量大，含水率高，且富集有機(jī)污染物。
目前，我國(guó)城市污水處理廠污泥和河道疏浚污泥主要采取臨時(shí)堆埋的處置方法，不僅花費(fèi)大量的資金和占用大量的土地資源，而且給生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染，特別是污泥中的污水下滲，給地下水資源帶來的危害更是無法估計(jì)，而事實(shí)上城市周圍不可能有適合堆放這類污泥的空間和地點(diǎn)，污泥臨時(shí)堆埋所產(chǎn)生的環(huán)境二次污染的危害，實(shí)際上抵消了污水處理的環(huán)境效益。面對(duì)污泥引起的環(huán)境問題日趨尖銳和污泥危害日益加劇的現(xiàn)實(shí)，人們嘗試?yán)梦勰嘧鳛榉柿?，用于農(nóng)業(yè)或綠化，但是，污泥中所含的各種重金屬限制了土壤對(duì)污泥利用的適應(yīng)性(表1)，它們會(huì)在土壤中富集，并通過作物的吸收進(jìn)入食物鏈，最終危害到人體的健康，即使有些污泥來自城市生活污水，重金屬含量雖然較低，但污泥中所含的病原體和持久性有機(jī)污染物，以及污水處理過程中添加的各種藥劑，都會(huì)給環(huán)境帶來潛在的危害。
表1城市污泥和疏浚污泥中重金屬的含量變化

有的地方試圖通過焚燒來達(dá)到污泥減量的目的，但是，污泥焚燒設(shè)備投資額高，能源消耗量大，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，污泥焚燒的費(fèi)用在400元/噸以上，加上污泥在焚燒時(shí)，會(huì)給大氣環(huán)境帶來污染和焚燒后的殘?jiān)孕杼幹玫仍?，根?jù)我國(guó)的國(guó)情，污泥焚燒處理在經(jīng)濟(jì)上難以承受，在技術(shù)上還不完善。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的迅速增長(zhǎng)，城市污水處理量在不斷地增加，這意味著污水處理廠污泥的數(shù)量將與日俱增，因此，開辟一條城市污泥無害化、減量化和資源化處理的有效途徑，已勢(shì)在必行。根據(jù)我們對(duì)城市污水處理廠污泥理化性質(zhì)的研究表明，污泥中的主要化學(xué)成分含量變化不大(表2)，這說明了城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥，其主要化學(xué)組成是基本保持穩(wěn)定。
表2 典型城市污水處理廠污泥的化學(xué)組成(％)

污泥的燒失量較高，平均達(dá)到36％左右，全氮和全磷的含量也較高，這表明污泥中含有較高的有機(jī)物質(zhì)。污泥中有機(jī)質(zhì)含量高，它的熱值也高，通過測(cè)定表明，城市污水處理廠污泥的熱值相當(dāng)于褐煤的熱值，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)煤熱值的1/3-1/2(表3)；城市河道疏浚污泥中有機(jī)質(zhì)的含量也較高，根據(jù)有機(jī)物和熱值之間的相互表3 城市污水處理廠污泥和煤的燃燒熱值

關(guān)系，它的熱值也比較高。如果能將這些污泥中的熱能開發(fā)利用起來，不僅能夠使城市污泥得到徹底安全地處理，而且能夠使污泥所具有的熱能成為有價(jià)值的資源。
然而，從污水處理廠產(chǎn)生的污泥和河道疏浚污泥，通過機(jī)械脫水，含水率一般在75％-85％之間，如果要使污泥能夠燃燒，必須首先將污泥的含固率達(dá)到100％，這意味著需要大量的外加能源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算表明，要將含水率75％-85％的污泥完全燃盡，將污泥干化到達(dá)燃點(diǎn)所需要的能源，大于污泥燃燒所產(chǎn)生的能量，這正是污泥焚燒處理需要高費(fèi)用的原因。我們提出了利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥與污泥發(fā)電一體化裝置，先利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱將污泥干化，然后，用干化后的污泥與垃圾一起焚燒發(fā)電，經(jīng)過焚燒發(fā)電后的垃圾、污泥和煤的殘?jiān)?，用來生產(chǎn)輕質(zhì)建筑材料，從而實(shí)現(xiàn)城市污泥得到徹底無害化、減量化和資源化處理的最終目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥與污泥發(fā)電一體化裝置。
它具有污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、污泥干化系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)和垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)；污泥預(yù)處理系統(tǒng)具有槽式堆泥場(chǎng)，在槽式堆泥場(chǎng)設(shè)有翻混機(jī)、土壤生物濾床；進(jìn)料系統(tǒng)具有依次相連接的擠條機(jī)、第一斗帶式提升機(jī)和第一進(jìn)料口；熱源系統(tǒng)具有依次相連接的垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置、復(fù)合除塵裝置、煙道、第一引風(fēng)機(jī)、第一通風(fēng)管、風(fēng)門，風(fēng)門分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯和第二回轉(zhuǎn)烘干窯相接；污泥干化系統(tǒng)具有依次相連接的第一回轉(zhuǎn)烘干窯、冷卻輸送帶、分離切割式粉碎機(jī)、第二斗帶式提升機(jī)、第二進(jìn)料口、第二回轉(zhuǎn)烘干窯；除塵除氣系統(tǒng)具有第二通風(fēng)管，第二通風(fēng)管分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯、第二回轉(zhuǎn)烘干窯、水膜除塵器相連，水膜除塵器依次連接有第二引風(fēng)機(jī)、第三通風(fēng)管、煙囪；垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)具有輸送帶，輸送帶依次連接有垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置、復(fù)合除塵裝置。
本實(shí)用新型為城市污水處理廠污泥或河、湖疏浚污泥的無害化、減量化和資源化處理開辟了一條行之有效的新途徑；利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥，在使垃圾發(fā)電產(chǎn)生的能量得到最大利用的同時(shí)，也減輕了熱氣向大氣的排放；本實(shí)用新型利用垃圾發(fā)電廠余熱溫度為120℃-160℃的煙氣干化污泥，由于污泥在低溫條件下得到干化，因此污泥基本保持了原有的熱值，從而使污泥在與垃圾一起焚燒發(fā)電時(shí)貢獻(xiàn)更大的熱量，另外，由于采用了串聯(lián)式污泥干化系統(tǒng)，即使有回轉(zhuǎn)烘干窯需要檢修，仍然能夠使煙氣順暢排出，不會(huì)影響垃圾發(fā)電廠的正常運(yùn)行。利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥，可以在不用消耗新能源的情況下，將污水處理廠污泥或河、湖疏浚污泥的含水率降低，使污泥的熱能資源得到最大的利用，同時(shí)使城市污泥真正得到無害化、減量化和資源化處理，這實(shí)際上開辟了一條廢物循環(huán)利用，以廢治廢的有效途徑，不僅能夠產(chǎn)生顯著的社會(huì)和環(huán)境效益，而且也能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益，本實(shí)用新型已在江蘇無錫等地投入實(shí)際運(yùn)用，實(shí)踐表明，采用該項(xiàng)技術(shù)能夠獲得顯著的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三重效益。


附圖是利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置示意圖。圖中擠條機(jī)1、第一斗帶式提升機(jī)2、第一進(jìn)料口3、第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、冷輸送帶5、分離切割式粉碎機(jī)6、第二斗帶式提升機(jī)7、第二進(jìn)料口8、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9、輸送帶10、垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置11、復(fù)合除塵裝置12、煙道13、第一引風(fēng)機(jī)14、第一通風(fēng)管15、風(fēng)門16、第二通風(fēng)管17、水膜除塵器18、第二引風(fēng)機(jī)19、第三通風(fēng)管20、煙囪21、污泥堆放場(chǎng)22、翻混機(jī)23、土壤生物濾床24。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置具有污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、污泥干化系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)和垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)；污泥預(yù)處理系統(tǒng)具有槽式堆泥場(chǎng)(22)，在槽式堆泥場(chǎng)設(shè)有翻混機(jī)23、土壤生物濾床24；進(jìn)料系統(tǒng)具有依次相連接的擠條機(jī)1、第一斗帶式提升機(jī)2和第一進(jìn)料口3；供熱系統(tǒng)具有依次相連接的垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置11、復(fù)合除塵裝置12、煙道13、第一引風(fēng)機(jī)14、第一通風(fēng)管15、風(fēng)門16，風(fēng)門16分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯4和第二回轉(zhuǎn)烘干窯9相接；污泥干化系統(tǒng)具有依次相連接的第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、冷卻輸送帶5、分離切割式粉碎機(jī)6、第二斗帶式提升機(jī)7、第二進(jìn)料口8、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9；除塵除氣系統(tǒng)具有第二通風(fēng)管17，第二通風(fēng)管17分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯4、第二回轉(zhuǎn)烘干窯9、水膜除塵器18相連，水膜除塵器18依次連接有第二引風(fēng)機(jī)19、第三通風(fēng)管20、煙囪21；垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)具有輸送帶10，輸送帶10依次連接有垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置11、復(fù)合除塵裝置12。
利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置由污泥預(yù)處理系統(tǒng)，進(jìn)料系統(tǒng)，熱源系統(tǒng)(垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng))，污泥干化系統(tǒng)，除塵除氣系統(tǒng)和冷卻輸送設(shè)備等六個(gè)部分組成，每一部分的具體構(gòu)件如下1.污泥預(yù)處理系統(tǒng)，將含水量為75～85％的城市污水處理廠污泥或河、湖疏浚污泥在污泥堆放場(chǎng)堆放2-5天，借助翻混機(jī)的作用，一方面蒸發(fā)掉一部分水份，另一方面使來自不同的污水處理廠或河、湖的污泥均勻化，為提高污泥干化效果創(chuàng)造條件。污泥預(yù)處理過程中釋放的氣體，通過土壤生物濾床消除。
2.進(jìn)料系統(tǒng)，將經(jīng)過預(yù)處理的污泥送入擠條機(jī)，把污泥制成直徑為6～10mm的條柱狀，然后用斗帶式提升機(jī)將污泥送入干化系統(tǒng)。
3.熱源系統(tǒng)，將垃圾污泥焚燒發(fā)電后的煙氣，通過復(fù)合除塵器除塵后，用引風(fēng)機(jī)通過煙道分別送到兩個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯中，利用煙氣余熱(溫度為120℃～160℃)進(jìn)行串聯(lián)式污泥干化。
4.污泥干化系統(tǒng)，由兩個(gè)體積不同的回轉(zhuǎn)烘干窯、冷卻輸送帶、分離切割式粉碎機(jī)組成，第一個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為2.0～2.6m，長(zhǎng)度為22.0～28.0m，第二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.8～2.4m，長(zhǎng)為20～26m，分離切割式粉碎機(jī)先將小于6～8mm的污泥顆粒分離，然后將具有塑性的大顆粒污泥切割粉碎成粒徑小于6～8mm的顆粒。
5.除塵除氣系統(tǒng)，由通風(fēng)管、水膜除塵器和引風(fēng)機(jī)組成，通風(fēng)管分別連接二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯的尾部和冷卻輸送帶，并與水膜除塵器相接，污泥干化過程中釋放的氣體經(jīng)過水膜除塵器，進(jìn)行除塵除氣，然后用引風(fēng)機(jī)，將達(dá)到大氣排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣，送入煙囪。
權(quán)利要求1.一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置，其特征在于，它具有污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、污泥干化系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)和垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)；污泥預(yù)處理系統(tǒng)具有槽式堆泥場(chǎng)(22)，在槽式堆泥場(chǎng)設(shè)有翻混機(jī)(23)、土壤生物濾床(24)；進(jìn)料系統(tǒng)具有依次相連接的擠條機(jī)(1)、第一斗帶式提升機(jī)(2)和第一進(jìn)料口(3)；熱源系統(tǒng)具有依次相連接的垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置(11)、復(fù)合除塵裝置(12)、煙道(13)、第一引風(fēng)機(jī)(14)、第一通風(fēng)管(15)、風(fēng)門(16)，風(fēng)門(16)分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)和第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)相接；污泥干化系統(tǒng)具有依次相連接的第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)、冷卻輸送帶(5)、分離切割式粉碎機(jī)(6)、第二斗帶式提升機(jī)(7)、第二進(jìn)料口(8)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)；除塵除氣系統(tǒng)具有第二通風(fēng)管(17)，第二通風(fēng)管(17)分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯(4)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(9)、水膜除塵器(18)相連，水膜除塵器(18)依次連接有第二引風(fēng)機(jī)(19)、第三通風(fēng)管(20)、煙囪(21)；垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)具有輸送帶(10)，輸送帶(10)依次連接有垃圾污泥焚燒發(fā)電裝置(11)、復(fù)合除塵裝置(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置，其特征在于，所述的第一個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為2.0～2.6m，長(zhǎng)度為22.0～28.0m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱干化污泥和污泥發(fā)電一體化裝置，其特征在于，所述的第二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.8～2.4m，長(zhǎng)為20～26m。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種利用垃圾發(fā)電廠煙氣余熱于化污泥與污泥發(fā)電一體化裝置。它具有污泥預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、熱源系統(tǒng)、污泥干化系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)和垃圾污泥焚燒發(fā)電系統(tǒng)；進(jìn)料系統(tǒng)具有依次相連接的擠條機(jī)、第一斗帶式提升機(jī)和第一進(jìn)料口；污泥干化系統(tǒng)具有依次相連接的第一回轉(zhuǎn)烘干窯、冷卻輸送帶、分離切割式粉碎機(jī)、第二斗帶式提升機(jī)、第二進(jìn)料口、第二回轉(zhuǎn)烘干窯。本實(shí)用新型不僅能夠使城市污泥或河、湖疏浚污泥得到徹底的無害化、減量化和資源化處理，而且能夠使垃圾發(fā)電后的余熱得到充分利用，從而開辟了一條以廢治廢的新途徑。本實(shí)用新型已在江蘇無錫等地投入實(shí)際運(yùn)用，實(shí)踐表明，采用該項(xiàng)技術(shù)能夠獲得顯著的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三重效益。
文檔編號(hào)F23G5/00GK2856041SQ200520013208
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者翁煥新, 蘇閩華 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)