專利名稱：農(nóng)林廢棄物與污泥或污水混合焚燒處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林廢棄物與污泥或污水處理的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自人類有文明以來(lái)，柴草(生物質(zhì)能)用來(lái)燒水做飯是婦孺皆知的事實(shí)。只是近半 個(gè)世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使煤碳、石油、天然氣得到了廣泛地應(yīng)用，對(duì)于城 鎮(zhèn)居民而言，生物質(zhì)能源由于使用不便而淡出人們視線。農(nóng)作物秸稈原作為生活燃料、 動(dòng)物飼料，可目前除了部分仍作動(dòng)物飼料外，絕大部分被露天焚燒，產(chǎn)生的大量煙霧不 僅是浪費(fèi)大量能源，還嚴(yán)重污染空氣、影響能見度。我國(guó)每年秸稈資源的可獲得量為7 億噸，再加以往不可利用的樹木的枝、葉與果實(shí)的皮、芯、殼核、各種蒿草以及木屑、 糖渣等(統(tǒng)稱為農(nóng)林廢棄物)，總量可達(dá)近20億噸，相當(dāng)于10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
污泥在污水處理過(guò)程中產(chǎn)量十分巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，以活性污泥法為主的污水處 理工藝，其污泥產(chǎn)生量是污水處理量的0.3% 0.5% (以含水率97%計(jì))，數(shù)量十分驚 人。從污水處理廠排出的污泥一般是一種松散的，含水量在95%-99%的膠溶狀膏體物， 具有比重輕、體積龐大(是所含固體物體積的數(shù)十倍)、觸變性強(qiáng)(不易脫水)、具有 極易腐敗惡臭的理化特點(diǎn)外，各類污水經(jīng)過(guò)處理，使污水中的污染物幾乎全部轉(zhuǎn)移到污 泥中，還富集了病原體和大量高濃度、持久性有機(jī)有毒有害污染物。目前采用的填埋與 農(nóng)用，已嚴(yán)重影響地表、地下水環(huán)境，造成嚴(yán)重的二次污染。在未來(lái)50年，我國(guó)大部分 人口將集中到萬(wàn)人以上城鎮(zhèn)，所產(chǎn)生的污水全部進(jìn)行處理，每年將產(chǎn)生污泥2億噸以上。 這個(gè)數(shù)字還只是城市污水處理廠的污泥。除此外，工廠企業(yè)的自備污水處理場(chǎng)(站)還 產(chǎn)生環(huán)境危害性更大的工業(yè)污泥。因而污泥的處理已經(jīng)成了刻不容緩的市政工程難題。 通過(guò)焚燒來(lái)達(dá)到污泥減量是最徹底的辦法，干化焚燒方法的優(yōu)點(diǎn)是焚燒產(chǎn)生的剩余 物少，且焚燒后的灰渣無(wú)異味；但是干化焚燒的專用處理設(shè)備投資龐大，能源消耗量大， 污水處理廠產(chǎn)生的污泥即使通過(guò)機(jī)械脫水，含水率也在75% 85%之間，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算 表明，要將含水率75% 85%的污泥通過(guò)干化而需要的外加能源遠(yuǎn)大于污泥燃燒所產(chǎn)生的 能量。運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高昂，污泥干化焚燒的費(fèi)用在400元/噸以上。
循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，沒(méi)有煤粉爐燃燒所需的復(fù)雜制粉系統(tǒng)，如磨煤機(jī)、 排粉風(fēng)機(jī)、粗、細(xì)粒分離器等，也沒(méi)有鏈條爐所需爐排入傳送裝置，燃燒系統(tǒng)運(yùn)行人員 操作的輔機(jī)設(shè)備少，控制簡(jiǎn)單，在燃用劣質(zhì)燃料和污染物控制方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。且 具有較經(jīng)濟(jì)的脫硫效果，為灰渣的綜合利用提供了有利條件。循環(huán)流化床的灰渣可做建 材摻合料，可廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)，制磚行業(yè)。
循環(huán)流化床有較高的燃燒效率，是目前最成熟并己商業(yè)化應(yīng)用的潔凈煤燃燒技術(shù)， 其獨(dú)特的設(shè)計(jì)使得像煤粉這樣的燃料能在空氣中流動(dòng)，這樣燃料就能和周圍的空氣更好 的接觸，使燃燒更加充分，可燃用低熱值無(wú)煙煤、劣質(zhì)煙煤、爐渣、矸石、生活垃圾、
工業(yè)廢棄物等。更重要的是與傳統(tǒng)的鍋爐相比，它釋放出的COx和NOx要少的多。
循環(huán)流化床鍋爐正成為熱電廠最主要的生產(chǎn)設(shè)備。中國(guó)政府已經(jīng)提出了一個(gè)新法規(guī)， 強(qiáng)制關(guān)閉所有小型的電廠(小于200MW)，除非這些廠轉(zhuǎn)用循環(huán)流化床鍋爐。其目的是 獲得經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)減少空氣污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種成本低、效果卓越、容易實(shí)施處理的農(nóng)林廢 棄物與污泥或污水混合焚燒處理的方法，它適合對(duì)污泥或難處理高濃度有機(jī)有毒廢水進(jìn) 行焚燒處理。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為 一種農(nóng)林廢棄物與污泥或污水混合
焚燒處理的方法，其特征在于農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎至細(xì)末與污泥或污水以質(zhì)量比1:2 2:1 混合后，送入燃燒室中焚燒。
作為優(yōu)選，所述的農(nóng)林廢棄物是農(nóng)作物秸稈，樹木的枝、葉與果實(shí)的皮、芯、殼 核、各種蒿草、木屑、糖渣或植物材料等。
作為優(yōu)選，所述的污泥是城市污水處理廠或工廠企業(yè)自備污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的污泥， 污水是指高濃度有機(jī)有毒的難處理工業(yè)廢水。
再改進(jìn)，所述的農(nóng)林廢棄物細(xì)末是經(jīng)千燥后粉碎的，粒度為粒徑2mm以下范圍。 作為優(yōu)選，所述的經(jīng)干燥粉碎后的農(nóng)林廢棄物細(xì)末與污泥或污水的混合質(zhì)量比為
1:1。
作為改進(jìn)，為了適應(yīng)大的處理量，需要高速、高效地混合，使本發(fā)明能方便地實(shí) 施，借用風(fēng)扇的原理設(shè)計(jì)出能連續(xù)進(jìn)料與出料的混合機(jī)，使農(nóng)林廢棄物經(jīng)干燥粉碎成細(xì) 末后與污泥或污水進(jìn)行有效混合。
作為改進(jìn)，所述的混合機(jī)在機(jī)殼上面和下面分別設(shè)置有進(jìn)料口和出料口，同時(shí)機(jī)
殼中水平分布有多個(gè)空腔，空腔在側(cè)部相互連通，在中間設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上 依次分布有多個(gè)漿葉，轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼側(cè)部的變速箱的輸出軸進(jìn)行連接，變速箱的輸入軸與 電機(jī)進(jìn)行連接。這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，容易操作使用。
最后，所述的燃燒室是指所有能以煤炭為燃料進(jìn)行燃燒的裝置。所述的農(nóng)林廢棄 物的干燥是通過(guò)普通日曬或經(jīng)鍋爐或焚燒裝置的余熱進(jìn)行烘干。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于是因?yàn)檗r(nóng)林廢棄物是非常廉價(jià)的，干燥粉碎 后的細(xì)末有很好的吸附污水能力，作為外加能源焚燒污泥或污水就有很好的可操作性。 因?yàn)橹恍枰ㄟ^(guò)很簡(jiǎn)單的混合裝置使農(nóng)林廢棄物經(jīng)干燥粉碎后的細(xì)末與污水或高含水 污泥混合，混合后成為含水顆粒物，理論上可在所有原燃煤的設(shè)備(毋須改裝)上實(shí)施 焚燒，所以投資很少。
本發(fā)明在熱電廠現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐上實(shí)施效果更佳，因農(nóng)林廢棄物性質(zhì)偏堿性，
在焚燒時(shí)能吸收污泥中的含硫化合物及其它酸性物質(zhì)，減少so2、 Na的排放，從而更有 利于環(huán)保。而經(jīng)過(guò)焚燒發(fā)電后的農(nóng)林廢棄物、污泥和煤的殘?jiān)捎脕?lái)生產(chǎn)輕質(zhì)建筑材 料，又能實(shí)現(xiàn)污泥和污水得到徹底無(wú)害化處理的最終目標(biāo)。
本發(fā)明通過(guò)干燥粉碎成細(xì)末的農(nóng)林廢棄物與污泥或污水混合后，成了含水較高的顆 粒物，更便于運(yùn)輸，又解決了污泥難于運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題。
農(nóng)林廢棄物經(jīng)干燥粉碎成細(xì)末(粒徑《2mm以下)后，其熱值約為3500大卡/公斤， 焚燒污水或高含水污泥所消耗的熱值大約為620大卡/公斤，農(nóng)林廢棄物粉末與污泥(或 污水)以l:l重量比混合由螺旋給料調(diào)速系統(tǒng)送入電廠循環(huán)流化床鍋爐。在900多攝氏度 的鍋爐內(nèi)，利用循環(huán)燃燒的特性，能使污水或高含水污泥得到徹底焚燒，既能發(fā)電、又 能排除污泥的二次污染，小火電廠如果采用本發(fā)明將農(nóng)林廢棄物替代煤炭作為燃料用于 發(fā)電，只要技術(shù)處理得當(dāng)，發(fā)電機(jī)組能正常運(yùn)行，對(duì)環(huán)境不但沒(méi)有影響，而且徹底解決 了所有污水處理廠所產(chǎn)生的污泥處理難題。同時(shí)也對(duì)增加農(nóng)民收入，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)農(nóng)民種 植農(nóng)作物的積極性帶來(lái)長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。這樣將成為中國(guó)最大的支農(nóng)項(xiàng)目、最大的節(jié)能環(huán)保項(xiàng) 目，也是我國(guó)最可能迅速大面積推廣的可再生能源項(xiàng)目。
總上所述，本發(fā)明是用最簡(jiǎn)單的方法解決了多年來(lái)難于處理的污泥和難處理的污水 (特別是高濃度有機(jī)有毒廢水)，獲得了操作很方便、成本很低、處理效果極好等優(yōu)點(diǎn)。 還使農(nóng)林廢棄物有了很好的用途，也就使農(nóng)林廢棄物在環(huán)境保護(hù)、可再生能源領(lǐng)域都占 有重要的位置。


圖l為混合機(jī)側(cè)剖面圖； 圖2為混合機(jī)正剖面圖； 圖3為焚燒發(fā)電系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖l、圖2所示，混合機(jī)主要由槳葉即扇葉，機(jī)殼l.l、變速箱2.3與電機(jī)2.4構(gòu)成。 混合機(jī)在機(jī)殼l. l上面和下面分別設(shè)置有進(jìn)料口2. l和出料口2. 5，同時(shí)機(jī)殼中水平分布 有多個(gè)空腔，空腔在側(cè)部相互連通，在中間設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸1.2，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上依次分布 有多個(gè)漿葉2.2，轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼側(cè)部的變速箱2.3的輸出軸進(jìn)行連接，變速箱2.3的輸入軸 與電機(jī)2. 4進(jìn)行連接。
農(nóng)林廢棄物干燥粉碎后的細(xì)末(其粒徑^2mm以下)，與污水或高含水流體質(zhì)污泥按 質(zhì)量比1:1從混合機(jī)進(jìn)料口2. l加入，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉扇葉2.2混合并推動(dòng)下，物料從 左到右再到下層槳葉混合并推動(dòng)由右到左至混合機(jī)出料口2.5，能確保有效混合。混合 機(jī)出料口出來(lái)的農(nóng)林廢棄物與污水或高含水污泥混合顆粒再由雙螺旋給料調(diào)速系統(tǒng)3. 1 送入電廠循環(huán)流化床爐膛3. 3焚燒，循環(huán)流化床爐膛的下部位設(shè)置有點(diǎn)火器與空氣進(jìn)口 3.2，焚燒所得的熱量由余熱鍋爐3.4產(chǎn)生蒸汽供汽輪發(fā)電機(jī)組3.6轉(zhuǎn)化為電能；余熱鍋 爐出來(lái)的煙氣經(jīng)由靜電除塵器3.7，灰分進(jìn)入灰倉(cāng)3.5，廢氣經(jīng)由重金屬吸收塔3.8至煙 囪3.9排入大氣。
通過(guò)試驗(yàn)表明干燥粉碎后的農(nóng)林廢棄物粉末與污水質(zhì)量比超過(guò)2:1即含農(nóng)林廢棄 物質(zhì)量比大于約70%時(shí)，運(yùn)輸或輸送時(shí)容易起塵而污染環(huán)境，而低于1:2即含農(nóng)林廢棄物 質(zhì)量比小于約30%時(shí)，混合物含水量太高，以至熱值太低，不利于焚燒。所以最佳質(zhì)量 比為l:l。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的方法是先將農(nóng)林廢棄物干燥粉碎至細(xì)末(在粒徑C2mffl以下)，與 含水質(zhì)量比為75% 100%的污泥或高濃度難處理有機(jī)廢水經(jīng)混合機(jī)以2:1 1:2混合(或 再與煤碳混合)后輸送至循環(huán)流化床燃燒室中燃燒；產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后排放。
權(quán)利要求
1、一種農(nóng)林廢棄物與污泥或污水混合焚燒處理的方法，其特征在于農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎至細(xì)末與污泥或污水以質(zhì)量比1∶2～2∶1混合后，送入燃燒室中焚燒。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述農(nóng)林廢棄物是農(nóng)作物秸稈、樹木 的枝、葉與果實(shí)的皮、芯、殼核、各種蒿草、木屑、糖渣或植物材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述污泥或污水是城市污水處理廠或 工廠企業(yè)目備污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的污泥，污水是指高濃度有機(jī)有毒的難處理工業(yè)廢水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述農(nóng)林廢棄物細(xì)末是經(jīng)干燥后粉碎 的，粒度為粒徑2ram以下范圍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述經(jīng)干燥粉碎 后的農(nóng)林廢棄物細(xì)末與污泥或污水的混合質(zhì)量比為l:l。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述的燃燒室是指所有能以煤炭為燃 料進(jìn)行燃燒的裝置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的混合是由借用風(fēng)扇原理設(shè)計(jì)的 一種能連續(xù)進(jìn)料與出料的混合機(jī)完成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的農(nóng)林廢棄物的干燥是通過(guò)普通 日曬或經(jīng)鍋爐或焚燒裝置的余熱進(jìn)行烘干。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的混合機(jī)在機(jī)殼上面和下面分別 設(shè)置有進(jìn)料口和出料口，同時(shí)機(jī)殼中水平分布有多個(gè)空腔，空腔在側(cè)部相互連通，在中 間設(shè)置有水平轉(zhuǎn)軸，每個(gè)轉(zhuǎn)軸上依次分布有多個(gè)漿葉，轉(zhuǎn)軸與機(jī)殼側(cè)部的變速箱的輸出 軸進(jìn)行連接，變速箱的輸入軸與電機(jī)進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林廢棄物與污泥或污水混合焚燒處理的方法，該方法是將農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎至細(xì)末與污泥或污水以質(zhì)量比1∶2～2∶1混合后，送入燃燒室中焚燒，焚燒后產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后排放。本發(fā)明具有操作很方便、成本很低、處理效果極好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F23G5/02GK101191617SQ20061015496
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者樓龍春 申請(qǐng)人:樓龍春