專利名稱：一種污泥干燥焚燒處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保工程領(lǐng)域，具體地說是一種污泥干燥焚燒處理方法。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和城市人口的不斷膨脹，工業(yè)廢水與生活污水的排放量日益增多，城市污水處理的副產(chǎn)物——污泥的產(chǎn)出量也迅速增加。污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的一種含水率很高的絮狀泥粒，它實際上是由污水中的懸浮物、微生物、微生物所吸附的有機物以及微生物代謝活動產(chǎn)物所形成的聚集體。污泥中常含有豐富的氮、磷等養(yǎng)分，但是，未處理的污泥中也含有重金屬、病原菌、寄生蟲以及某些難分解的有機毒物，如果處理不當！排放后會對環(huán)境造成嚴重的污染，因此，科學地處理污泥越來越受到人們的關(guān)注，也成為水處理行業(yè)關(guān)注的焦點之一。
污泥處置以減量化、穩(wěn)定化、無害化為目的，常用的有焚化、填埋和農(nóng)用堆肥等處理技術(shù)。
污泥用作農(nóng)肥的主要缺點是污泥中的重金屬使得施肥的土地和作物受到污染。污泥中重金屬的含量要高于大多數(shù)農(nóng)業(yè)土壤中的平均含量，因此如果在土壤中不受限制的施加污泥，可能會使土壤中的重金屬含量增加，這將影響到農(nóng)作物的產(chǎn)量，并使重金屬通過植物和動物傳輸?shù)饺梭w中。為了規(guī)范污水污泥在農(nóng)業(yè)上的使用，許多國家已制定了限制污泥中重金屬的濃度和污泥施肥的使用頻率。
我國現(xiàn)階段污泥的處置方法普遍是堆積，填埋。污泥填埋不但要占用大量的土地和花費大量的運輸費用，而且填埋場周圍的環(huán)境也會惡化，遭受滲瀝水、臭氣的困擾，將對環(huán)境產(chǎn)生巨大的危害，產(chǎn)生更嚴重的二次污染。填埋法中污泥不良的物理特性將會產(chǎn)生一些控制和穩(wěn)定性問題。因此希望在填埋前對污泥進行很好的穩(wěn)定、脫水處理，以降低其散發(fā)的臭氣量、氣體量(如甲烷)及滲出液。由于穩(wěn)定性問題，散發(fā)氣體和臭味，污染地下水，這使得適合填埋的土地逐年減少，污泥填埋的處理成本大大增加。
污泥焚燒具有其他方法沒有的優(yōu)點焚燒可以大大減少污泥的體積，相對于機械脫水的污泥來說，最終的焚燒產(chǎn)物體積只相當于最初產(chǎn)物的10％；通過高溫破壞了有毒有機分子結(jié)構(gòu)，焚燒可以殺死一切病原體，一切有機物在燃燒過程中都會最大程度地被分解，病原體和細菌也不例外。通過高溫處理，在燃燒殘渣內(nèi)幾乎沒有病原體存在；焚燒過程還可以解決污泥的惡臭問題；干污泥的熱值相當于劣質(zhì)煤的熱值，因此在焚燒過程中可以不添加輔助燃料，同時通過焚燒能量可回收利用，這樣可以在一定程度上減輕污泥焚燒的費用。隨著焚燒技術(shù)的提高和煙氣凈化技術(shù)的不但完善，污泥焚燒與其他處理方法相比越來越具競爭力。
雖然污泥焚燒具有很多的優(yōu)點和重要的應用前景，但是由于原始污泥含水量高、熱值低，在不進行干燥的情況下，必須摻入大量的煤才能進行焚燒處理，這樣就消耗了大量的能源。但是，當污泥在烘干后，其發(fā)熱量可以達到2300～2500大卡/公斤，完全可以達到不摻煤就可以燃燒。因此，污泥干燥后焚燒法處置污泥是比較好的解決方案，在未來的污泥處理方法中將扮演十分重要的角色。
中國專利200510038416″污泥焚燒處理方法及污泥焚燒處理系統(tǒng)″中公開了一種污泥焚燒處理方法和污泥焚燒處理系統(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。該系統(tǒng)具有循環(huán)流化床鍋爐、除塵器和污泥貯藏室，利用螺桿泵將脫水污泥經(jīng)污泥輸送管和污泥噴射頭噴射至循環(huán)流化床的燃燒室中焚燒，利用風機將污泥產(chǎn)生的污染氣體送至燃燒室中焚燒；該系統(tǒng)還可以具有蒸汽吹掃裝置和高壓水清洗裝置，以不定時清洗螺桿泵、污泥輸送管和污泥噴射頭，防止其被脫水污泥堵塞。本發(fā)明具有成本較低、處理效果較好的優(yōu)點。但是，該專利為污泥不經(jīng)脫水和干燥過程，直接送入流化床焚燒爐中進行焚燒，必須有輔助燃料，如煤，浪費資源，而且在焚燒過程中產(chǎn)生更多的廢渣廢氣，而且由于水分的存在，與廢渣廢氣中的化學成分發(fā)生反應，產(chǎn)生更多的有害物質(zhì)，具有較強的腐蝕性，腐蝕設(shè)備，并且需要很復雜工藝的凈化處理，否則排放后很容易污染環(huán)境。
中國專利200410075507公開了一種城市污泥的燃燒處理法，是為克服現(xiàn)有焚燒處理城市污泥燃燼率低、不能較好地處理城市污泥以及耗能高、處理時間長的缺點提供的，泵將點火燃料壓送至爐膛內(nèi)呈霧化狀態(tài)點燃；將城市污泥和成品水煤漿以一定比例攪拌混合成液體燃料，用漿泵加壓經(jīng)燃燒器射入爐膛，將壓縮空氣送至噴嘴使液體燃料呈霧化懸浮狀態(tài)被點火燃料引燃，城市污泥即可被處理掉。采用上述工藝方法處理城市污泥，不需要進行脫水干燥處理，不浪費能源；液體燃料在霧化懸浮狀態(tài)下燃燒充分且快，殘留物少且可做建筑材料，因此城市污泥可被徹底處理干凈，并將其中的熱量回收利用、變廢為寶，以最少的成品水煤漿燃料處理掉最大量的城市污泥。但是，該專利為污泥和水煤漿混合焚燒處理并且該專利為的污泥不經(jīng)過干燥，需要有輔助燃料，浪費資源，而且在焚燒過程中產(chǎn)生更多的廢渣廢氣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)污泥不經(jīng)脫水和干燥過程，直接送入流化床焚燒爐中進行焚燒，必須有輔助燃料，如煤，浪費資源，而且在焚燒過程中產(chǎn)生更多的廢渣廢氣，而且由于水分的存在，與廢渣廢氣中的化學成分發(fā)生反應，產(chǎn)生更多的有害物質(zhì)，具有較強的腐蝕性，腐蝕設(shè)備，并且需要很復雜工藝的凈化處理，否則排放后很容易污染環(huán)境的問題，提供一種污泥干燥焚燒處理方法。
該方法采用下述操作步驟1)脫水；2)造粒；3)造好的顆粒與污泥細粉混合攪拌；4)干燥；5)升溫焚燒。
本發(fā)明優(yōu)選方案由以下五個基本步驟構(gòu)成1.)含水率在95％左右的污泥，首先進行加熱升溫升溫至45℃～60℃，隨后送入機械脫水裝置內(nèi)進行初步機械脫水過程，使其含水率降低到80％～65％；2.)經(jīng)過初步脫水后的污泥，然后送入機械造粒裝置，進行機械擠壓造粒，形成直徑和高度約為1～3cm的柱狀顆?；蛑睆綖?～3cm的球狀顆粒；3.)經(jīng)過造粒后的污泥，與位于流化床污泥干燥裝置出口的氣固分離器分離下來的干燥后的污泥細粉混合，送入滾筒攪拌器內(nèi)進行混合攪拌，使得干燥的污泥細粉粘附在濕污泥顆粒表面；4.)從滾筒攪拌器出來的污泥顆粒，隨后進入流化床污泥干燥裝置進行干燥，使得污泥的含水率降到5％以下；流化床污泥干燥裝置的出口布置有氣固分離器，用以分離干燥后隨氣流飛出干燥裝置的部分污泥細粉顆粒，分離下來污泥細粉顆?；厮椭敛襟E3中與造粒后的污泥進行混合攪拌；干燥過程產(chǎn)生的氣體和水蒸汽經(jīng)過噴淋冷卻塔進行冷凝和除塵，冷凝水和分離下來的污泥粉塵匯集到噴淋冷卻塔底部的污泥漿液池內(nèi)；5.)干燥后的污泥在送入焚燒爐進行焚燒前，先進行升溫至50℃～60℃。然后送入污泥焚燒爐中進行焚燒(焚燒多久或少到什么程度)，污泥焚燒產(chǎn)生的熱量部分用于步驟4的流化床干燥裝置，用來干燥濕污泥。污泥焚燒產(chǎn)生的尾氣，經(jīng)過除塵器除塵和尾氣凈化系統(tǒng)凈化后排放；在本發(fā)明中，步驟4所述的污泥干燥過程中產(chǎn)生的臭氣和其他有害氣體，經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱升溫后，將作為二次風或三次風，送入步驟5中所述的污泥焚燒爐中進行焚燒處理。在污泥干燥過程中，會有一部分臭氣和其他有害氣體隨著污泥顆粒所含水份的蒸發(fā)干燥過程揮發(fā)出來。為了避免對環(huán)境的污染和對人身健康的傷害，把這部分氣體作為二次風或三次風送入污泥焚燒爐中燒掉，不但是一個十分徹底，而且是一個簡單和行之有效的處理有害氣體方法。
在本發(fā)明中，步驟4所述的經(jīng)過噴淋塔冷凝后的未凝結(jié)氣體經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱升溫，加熱后的氣體溫度將比流化床干燥裝置污泥顆粒床層的溫度高10℃～100℃，隨后送入流化床干燥裝置內(nèi)作為流化風，對濕污泥顆粒進行流化的同時進行干燥。污泥顆粒隨著含水率的增加，平均密度也相應增加。因此，新加入的含水率比較高的污泥顆粒將沉積在污泥顆粒床層的下部，高溫的流化風從顆粒床層下部通入，一邊干燥濕污泥顆粒，一邊起到流化濕污泥顆粒的作用。為了達到比較快速干燥濕污泥顆粒的目的，干燥風的溫度比污泥顆粒床層的溫度高10℃～100℃。隨著流化顆粒層下部污泥顆粒水分的蒸發(fā)，污泥顆粒的密度降低，污泥顆粒逐漸上升，直到到達顆粒床層表面。當污泥顆粒含水率降低到5％以下時，則排出流化床干燥裝置。
在本發(fā)明中，加熱有害氣體和流化風的循環(huán)加熱器，其傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐產(chǎn)生的帶有一定壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在130℃～250℃之間。該循環(huán)加熱器為氣-水面式換熱器，管程內(nèi)為來自污泥焚燒爐產(chǎn)生的帶有一定壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在130℃～250℃之間，殼程內(nèi)為經(jīng)過噴淋塔冷凝后的未凝結(jié)氣體。經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱后的氣體溫度將比流化床干燥裝置污泥顆粒床層的溫度高10℃～100℃。
在本發(fā)明中，步驟4所述的流化床干燥裝置內(nèi)的污泥顆粒床層內(nèi)布置有加熱埋管，通過埋管控制料層溫度在105℃～150℃范圍內(nèi)，埋管內(nèi)的傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐的經(jīng)過循環(huán)加熱器換熱后的帶有一定壓力的不飽和熱水。在流化床干燥裝置內(nèi)，用于干燥濕污泥顆粒的主要熱量來源于布置在污泥顆粒床層內(nèi)的加熱埋管，埋管內(nèi)的傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐的經(jīng)過循環(huán)加熱器換熱后的帶有一定壓力的不飽和熱水，通過埋管的換熱使得污泥顆粒床層溫度控制在105℃～150℃范圍內(nèi)。埋管加熱具有傳熱效率高，容易控制，熱能利用率高，結(jié)構(gòu)簡單，造價低等優(yōu)點。
在本發(fā)明中，步驟4所述的噴淋冷卻塔底部的污泥漿液池匯集的污泥漿液通過泥漿泵輸送到污泥漿液沉淀池，在污泥漿液沉淀池內(nèi)沉淀下來的含水率在95％左右的污泥回送至步驟1中的污泥機械脫水裝置內(nèi)進行脫水。上清液通過循環(huán)水泵經(jīng)過熱交換器降溫后回送至噴淋冷卻塔內(nèi)上部進行循環(huán)噴淋，部分降溫后的上清液則送至污水處理廠進行處理。噴淋冷卻是一種高效的冷卻濕蒸汽的方式，在噴淋冷卻過程中，會有一部分細小的污泥顆粒隨著噴淋冷卻過程分離下來，并隨著噴淋水匯集到污泥漿液池內(nèi)。匯集的污泥漿液通過泥漿泵輸送到污泥漿液沉淀池進行沉淀，在污泥漿液沉淀池內(nèi)沉淀下來的污泥送至步驟1中的污泥機械脫水裝置內(nèi)進行脫水。這樣，絕大部分在噴淋過程分離下來的細小的污泥顆粒返回到污泥脫水、于燥、焚燒的工藝流程中，而隨上清液外排到污水處理廠的污泥量極少，這樣大大提高了污泥處理率。
在本發(fā)明中，對上清液進行降溫的熱交換器，它可以作為污泥焚燒爐的初級或第一級空氣預熱器。這樣不但可以節(jié)約焚燒爐空氣預熱器的吸熱量，而且提高了污泥焚燒產(chǎn)生的熱量的利用率，節(jié)約燃料的消耗。
在本發(fā)明中，對上清液進行降溫的熱交換器，它可以作為污泥顆粒送入污泥焚燒爐焚燒前進行升溫的預熱器，用以提高入爐前污泥顆粒的溫度。提高進入焚燒爐的污泥顆粒的溫度，不但可以提高爐內(nèi)燃燒溫度，增加燃燒的穩(wěn)定性，還可以提高污泥焚燒產(chǎn)生的熱量的利用率，節(jié)約能源。
在本發(fā)明中，對上清液進行降溫的熱交換器，它可以作為對含水率在95％左右的污泥進行升溫的加熱器，用以提升污泥溫度，提高機械脫水裝置的脫水效率。在一般條件下，機械脫水裝置的脫水效率隨著脫水污泥的溫度的增加而增加，當污泥溫度達到50℃時，機械脫水效率比常溫下提高2％左右。因此，采取此措施不但回用了部分熱量，而且還可以提高污泥的脫水效率。
在本發(fā)明中，對上清液進行降溫的熱交換器，它可以作為熱源，用來向低溫熱用戶提供所需的熱量。
在本發(fā)明中，步驟5所述的污泥焚燒爐采用液態(tài)排渣方式。由于污泥焚燒后產(chǎn)生的灰渣中含有大量的重金屬，因此目前國外采取安全填埋或者經(jīng)過電加熱熔融固化處理后填埋等集中處理辦法，費用十分高昂。而采用液態(tài)排渣焚燒爐，灰渣處在高溫的熔融狀態(tài)，不但可以提煉有用的貴重金屬，而且經(jīng)過一定的工藝處理可以使灰渣冷卻后形成一種玻璃態(tài)，該玻璃態(tài)可以有效地固定有害物質(zhì)，防止有害重金屬的溶解和滲析，是目前處理含有重金屬灰渣的重要和有效的手段之一。所以，采用液態(tài)排渣不但可以有效的處理灰渣，同時還可以大大降低灰渣的處理費用。
在本發(fā)明中，污泥焚燒爐可以是旋風爐。旋風爐具有熱負荷高、液態(tài)排渣、燃料適應性廣、燃燒效率高等特點，十分適合作為污泥焚燒爐。
在本發(fā)明中，在污泥焚燒爐的下部設(shè)有熔渣池，用以匯集焚燒爐產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的灰渣。
在本發(fā)明中，步驟5所述的除塵器收集下來的飛灰，回送至焚燒爐中，使之變成熔融狀態(tài)。污泥焚燒爐產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過電除塵器或袋式除塵器的除塵，使其煙塵含量達到國家排放標準。而除塵器收集下來的飛灰由于具有較高的重金屬含量，則回送至焚燒爐中，使之變成熔融狀態(tài)，從而達到灰渣的低成本有效集中處理。
在本發(fā)明中，步驟5所述的污泥焚燒爐產(chǎn)生帶有壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在130℃～250℃之間，熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃。利用高溫不飽和熱水作為傳熱工質(zhì)來干燥濕污泥具有很多優(yōu)點(1)相對其他傳熱工質(zhì)來說，價格便宜；(2)相對于導熱油類傳熱工質(zhì)來說，安全性好，泄漏容易檢測，泄漏不會造成二次污染；(3)熱容量大，傳熱效率高；(4)相對于蒸汽類傳熱工質(zhì)來說，焚燒爐的熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、熱能利用率高。熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃，是基于焚燒爐熱力循環(huán)系統(tǒng)安全性考慮。
在本發(fā)明中，步驟5所述的污泥焚燒爐產(chǎn)生帶有壓力的不飽和熱水，所述壓力為0.5-6MP其壓力的產(chǎn)生和穩(wěn)定調(diào)節(jié)是通過壓縮氣源、穩(wěn)壓氣罐和膨脹吸收罐來實現(xiàn)。根據(jù)熱力學理論，當不飽和熱水溫度高于100℃時，其所承受的壓力必須大于1Mp，并且隨著熱水溫度的提高，其所承受的壓力相應提高。例如，當熱水的飽和溫度為212.37℃時，所對應的壓力為2Mp。壓縮氣源用以提供所需要的壓力，壓縮氣源所用氣體既可以是空氣也可以是氮氣。穩(wěn)壓氣罐起到穩(wěn)定和調(diào)節(jié)壓力的作用。膨脹吸收罐起到吸收傳熱工質(zhì)體積受熱膨脹的作用。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下的顯著優(yōu)點(1)熱能的高效利用。通過對污泥干燥過程中產(chǎn)生的蒸汽凝結(jié)放熱量的盡可能的回收利用，例如作為焚燒爐初級空氣預熱器、對污泥顆粒進行升溫的預熱器等，使得有效的熱能得到了充分的利用，從而達到降低系統(tǒng)能耗、提高熱能利用率的目的。
(2)無臭氣和有害氣體排放。污泥干燥過程中產(chǎn)生的臭氣和其他有害氣體，經(jīng)過加熱升溫后，將作為二次風或三次風，送入污泥焚燒爐中進行焚燒處理，可以有效地避免對環(huán)境的污染和對人身健康的傷害。
(3)無危險灰渣排放。采用液態(tài)排渣焚燒爐，灰渣處在高溫的熔融狀態(tài)，不但可以提煉有用的貴重金屬，而且經(jīng)過一定的工藝處理可以使灰渣冷卻后形成一種玻璃態(tài)，該玻璃態(tài)可以有效地固定有害物質(zhì)，防止有害重金屬的溶解和滲析，同時還可以大大降低灰渣的處理費用。
(4)污泥焚燒系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，燃燒效率高等優(yōu)點。液態(tài)排渣爐相對于其他方式的污泥焚燒爐具有熱負荷高、液態(tài)排渣、燃料適應性廣、燃燒效率高等特點，十分適合于污泥焚燒。
(5)熱力系統(tǒng)簡單可靠，傳熱效率高。與其他方式相比，利用高溫不飽和熱水作為傳熱工質(zhì)來干燥濕污泥具有安全性好、泄漏不會造成二次污染、熱容量大、傳熱效率高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、熱能利用率高等顯著特點。
(6)不需要輔助燃料。


圖1污泥干燥焚燒處理方法工藝簡圖。
圖2污泥干燥方法工藝簡圖。
圖3污泥焚燒爐與熱水壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)工藝簡圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例來進一步說明本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例1圖1為本發(fā)明的工藝簡圖。從污水處理廠和污泥漿液沉淀池來的含水率在95％左右的污泥，首先進行加熱升溫至50℃，隨后送入機械脫水裝置A內(nèi)進行初步機械脫水過程，使其含水率降低到80％～65％。經(jīng)過初步脫水后的污泥，然后送入機械造粒裝置B，進行機械擠壓造粒，形成直徑和高度約為1～3cm的柱狀顆?；蛑睆綖?～3cm的球狀顆粒。經(jīng)過造粒后的污泥，與位于流化床污泥干燥裝置D出口的氣固分離器E分離下來的干燥后的污泥細粉混合，送入滾筒攪拌器C內(nèi)進行混合攪拌，使得干燥的污泥細粉粘附在濕污泥顆粒表面。從滾筒攪拌器C出來的污泥顆粒，隨后進入流化床污泥干燥裝置D進行干燥，使得污泥的含水率降到5％以下。流化床污泥干燥裝置的出口布置有氣固分離器E，用以分離干燥后隨氣流飛出干燥裝置的部分污泥細粉顆粒。干燥過程產(chǎn)生的氣體和水蒸汽經(jīng)過噴淋冷卻塔M進行冷凝和除塵。噴淋冷卻塔底部匯集的污泥漿液通過泥漿泵輸送到污泥漿液沉淀池J，在污泥漿液沉淀池J內(nèi)沉淀下來的含水率在95％左右的污泥回送至污泥機械脫水裝置A內(nèi)進行脫水。上清液通過循環(huán)水泵經(jīng)過降溫熱交換器I降溫后回送至噴淋冷卻塔內(nèi)上部進行循環(huán)噴淋，部分降溫后的上清液則送至污水處理廠K進行處理。污泥干燥過程中產(chǎn)生的臭氣和其他有害氣體，經(jīng)過循環(huán)加熱器N加熱升溫后，將作為二次風或三次風，送入污泥焚燒爐F中進行焚燒處理。干燥后含水率小于5％的污泥在送入污泥焚燒爐F進行焚燒前，先進行升溫至55℃，然后送入污泥焚燒爐F中進行焚燒，污泥焚燒產(chǎn)生的熱量部分用于流化床污泥干燥裝置D，用來干燥濕污泥，部分則用于產(chǎn)生過熱蒸汽，供給用戶使用。污泥焚燒產(chǎn)生的煙氣，經(jīng)過除塵器G除塵和煙氣凈化系統(tǒng)H凈化后排放。除塵器G收集下來的飛灰，回送至焚燒爐中，使之變成熔融狀態(tài)。污泥焚燒爐產(chǎn)生的液態(tài)排渣，經(jīng)過灰渣玻璃態(tài)固化處理后排放。
圖2為本發(fā)明的污泥干燥方法工藝簡圖。在濕污泥顆粒進口17加入的含水率比較高的污泥顆粒，隨后進入流化床污泥干燥裝置3進行干燥。流化床污泥干燥裝置3內(nèi)的污泥顆粒床層內(nèi)布置有加熱埋管16，通過埋管16控制料層溫度在125℃～135℃范圍內(nèi)，埋管16內(nèi)的傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐1的經(jīng)過循環(huán)加熱器2換熱后的帶有一定壓力的不飽和熱水。當污泥顆粒含水率降低到5％以下時，則通過干燥后的污泥顆粒出口18排出流化床干燥裝置3，隨后送入污泥焚燒爐1中進行焚燒。流化床污泥干燥裝置的出口布置有氣固分離器6，用以分離干燥后隨氣流飛出干燥裝置的部分污泥細粉顆粒。分離下來的干燥后的污泥細粉混合，送入滾筒攪拌器19內(nèi)與濕污泥顆粒進行混合攪拌，使得干燥的污泥細粉粘附在濕污泥顆粒表面。干燥過程產(chǎn)生的氣體和水蒸汽經(jīng)過噴淋冷卻塔7進行冷凝和除塵。經(jīng)過噴淋冷卻塔7冷凝后的未凝結(jié)氣體經(jīng)過除霧器5除去氣流攜帶的水滴，隨后進入循環(huán)加熱器2加熱升溫。循環(huán)加熱器2為氣-水面式換熱器，管程內(nèi)為來自污泥焚燒爐1產(chǎn)生的帶有一定壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在190℃～200℃之間，熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃。殼程內(nèi)為經(jīng)過噴淋塔7冷凝后的未凝結(jié)氣體。經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱后的氣體溫度將比流化床干燥裝置3的污泥顆粒床層的溫度高20℃～30℃，隨后通過循環(huán)增壓風機4增壓后送入流化床干燥裝置3內(nèi)作為流化風，對濕污泥顆粒進行流化的同時進行干燥。污泥干燥過程中產(chǎn)生的臭氣和其他有害氣體，經(jīng)過循環(huán)加熱器2加熱升溫后，將作為二次風或三次風，送入污泥焚燒爐1中進行焚燒處理。
噴淋冷卻塔7底部的污泥漿液池8匯集的污泥漿液通過泥漿泵9輸送到污泥漿液沉淀池10，在污泥漿液沉淀池10內(nèi)沉淀下來的含水率在95％左右的污泥回送至污泥機械脫水裝置內(nèi)進行脫水。上清液通過循環(huán)水泵11經(jīng)過冷卻換熱器12、污泥焚燒爐初級空氣預熱器13、濕污泥預熱換熱器14和干燥后污泥顆粒焚燒前預熱器15降溫后回送至噴淋冷卻塔7內(nèi)上部進行循環(huán)噴淋，部分降溫后的上清液則送至污水處理廠進行處理。對上清液進行降溫的冷卻換熱器12，它可以作為熱源，用來向低溫熱用戶提供所需的熱量。噴淋冷卻是一種高效的冷卻濕蒸汽的方式，在噴淋冷卻過程中，會有一部分細小的污泥顆粒隨著噴淋冷卻過程分離下來，并隨著噴淋水匯集到污泥漿液池內(nèi)8。這樣，絕大部分在噴淋過程分離下來的細小的污泥顆粒返回到污泥脫水、干燥、焚燒的工藝流程中，而隨上清液外排到污水處理廠的污泥量極少，這樣大大提高了污泥處理率。
圖3為本發(fā)明的污泥焚燒爐與熱水壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)工藝簡圖。污泥焚燒爐a為液態(tài)排渣爐。污泥焚燒爐燃燒所需空氣分一次風、二次風、三次風三級送入爐膛內(nèi)，干燥后的污泥顆粒隨一次風送入爐內(nèi)焚燒。在污泥焚燒爐的下部設(shè)有熔渣池j，用以匯集焚燒爐產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的灰渣，熔融的灰渣排出熔渣池j進行玻璃態(tài)固化處理。污泥焚燒爐a產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過熱水換熱器l和空氣預熱器k降溫后，經(jīng)過電除塵器或袋式除塵器的除塵，使其煙塵含量達到國家排放標準。除塵器收集下來的飛灰，回送至污泥焚燒爐a中，使之變成熔融狀態(tài)。污泥焚燒爐a通過布置在煙道m(xù)內(nèi)的熱水換熱器l產(chǎn)生帶有一定壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在190℃～200℃之間，熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃。不飽和熱水的壓力產(chǎn)生和穩(wěn)定調(diào)節(jié)是通過壓縮氣源c、氣罐d和膨脹吸收罐e來實現(xiàn)。經(jīng)過除氧器f除氧后的熱水通過循環(huán)熱水泵g加壓后，流經(jīng)熱水換熱器l，通過焚燒爐產(chǎn)生的高溫煙氣的加熱，使得熱水溫度達到190℃～200℃之間，并且熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃。例如，熱水溫度200℃，壓力4MP。從熱水換熱器l出來的不飽和熱水，經(jīng)過污泥干燥系統(tǒng)的循環(huán)加熱器n和流化床干燥裝置的埋管b的換熱降溫后，例如，降溫到110℃，流回膨脹吸收罐e和除氧器f。壓縮氣源c用以提供所需要的壓力，壓縮氣體既可以是空氣也可以是氮氣。氣罐d起到穩(wěn)定和調(diào)節(jié)壓力的作用。膨脹吸收罐e起到吸收傳熱工質(zhì)體積受熱膨脹的作用。當熱水的壓力低于設(shè)定值時，壓縮氣源c將高壓的壓縮氣體送入氣罐d內(nèi)，使得系統(tǒng)的壓力升高；當熱水的壓力高于設(shè)定值時，排氣口i打開，進行排氣，使得系統(tǒng)的壓力降低。排水口h用于排除氣罐d內(nèi)的積水。
實施例2按照實施例1所述的方法焚燒污泥，其區(qū)別在于如下參數(shù)有所不同

實施例3按照實施例1所述的方法焚燒污泥，其區(qū)別在于如下參數(shù)有所不同

權(quán)利要求
1.一種污泥干燥焚燒處理方法，主要包括以下五個基本步驟脫水；1)造粒；2)造好的顆粒與污泥細粉混合攪拌；3)干燥；4)升溫焚燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，主要包括以下五個基本步驟(1)含水率在95％左右的污泥，首先進行加熱升溫至45℃～60℃，隨后送入機械脫水裝置內(nèi)進行初步機械脫水過程，使其含水率降低到80％～65％；(2)經(jīng)過初步脫水后的污泥，然后送入機械造粒裝置，進行機械擠壓造粒，形成直徑和高度約為1～3cm的柱狀顆粒或直徑為1～3cm的球狀顆粒；(3)經(jīng)過造粒后的污泥，與位于流化床污泥干燥裝置出口的氣固分離器分離下來的干燥后的污泥細粉顆?；旌希腿霛L筒攪拌器內(nèi)進行混合攪拌，使得干燥的污泥細粉粘附在濕污泥顆粒表面；(4)從滾筒攪拌器出來的污泥顆粒，隨后進入流化床污泥干燥裝置進行干燥，使得污泥的含水率降到5％以下；流化床污泥干燥裝置的出口布置有氣固分離器，用以分離干燥后隨氣流飛出干燥裝置的部分污泥細粉顆粒，分離下來污泥細粉顆?；厮椭敛襟E3中與造粒后的污泥進行混合攪拌；干燥過程產(chǎn)生的氣體和水蒸汽經(jīng)過噴淋冷卻塔進行冷凝和除塵，冷凝水和分離下來的污泥粉塵匯集到噴淋冷卻塔底部的污泥漿液池內(nèi)；(5)干燥后的污泥在送入焚燒爐進行焚燒前，先進行升溫至50℃～60℃，然后送入污泥焚燒爐中進行焚燒，污泥焚燒產(chǎn)生的熱量部分用于步驟4的流化床干燥裝置，用來干燥濕污泥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟4所述的污泥干燥過程中產(chǎn)生的臭氣和其他有害氣體，經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱升溫后，將作為二次風或三次風，送入步驟5中所述的污泥焚燒爐中進行焚燒處理；步驟4所述的經(jīng)過噴淋塔冷凝后的未凝結(jié)氣體經(jīng)過循環(huán)加熱器加熱升溫，加熱后的氣體溫度將比流化床干燥裝置污泥顆粒床層的溫度高10℃～100℃，隨后送入流化床干燥裝置內(nèi)作為流化風，對濕污泥顆粒進行流化的同時進行干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)加熱器，其傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐產(chǎn)生的帶有一定壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在130℃～250℃之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟4所述的流化床干燥裝置內(nèi)的污泥顆粒床層內(nèi)布置有加熱埋管，通過埋管控制料層溫度在105℃～150℃范圍內(nèi)，埋管內(nèi)的傳熱工質(zhì)為來自污泥焚燒爐的經(jīng)過循環(huán)加熱器換熱后的帶有一定壓力的不飽和熱水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟4所述的噴淋冷卻塔底部的污泥漿液池匯集的污泥漿液通過泥漿泵輸送到污泥漿液沉淀池，在污泥漿液沉淀池內(nèi)沉淀下來的含水率在95％左右的污泥回送至步驟1中的污泥機械脫水裝置內(nèi)進行脫水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟5所述的污泥焚燒爐采用液態(tài)排渣方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟5所述的除塵器收集下來的飛灰，回送至污泥焚燒爐中，使之變成熔融狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟5所述的污泥焚燒爐產(chǎn)生帶有壓力的不飽和熱水，其溫度范圍在130℃～250℃之間，熱水溫度低于對應壓力下飽和水的溫度至少20℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干燥焚燒處理方法，其特征在于，步驟5所述的污泥焚燒爐產(chǎn)生帶有壓力的不飽和熱水，所述壓力為0.5-6MP其壓力的產(chǎn)生和穩(wěn)定調(diào)節(jié)是通過壓縮氣源、穩(wěn)壓氣罐和膨脹吸收罐來實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)保工程領(lǐng)域，具體地說是一種污泥干燥焚燒處理方法。解決現(xiàn)有技術(shù)污泥不經(jīng)脫水和干燥過程，直接進行焚燒，必須有輔助燃料，如煤，浪費資源，而且在焚燒過程中產(chǎn)生更多的廢渣廢氣，而且由于水分的存在，與廢渣廢氣中的化學成分發(fā)生反應，產(chǎn)生更多的有害物質(zhì)，具有較強的腐蝕性，腐蝕設(shè)備，并且需要很復雜工藝的凈化處理，否則排放后很容易污染環(huán)境的問題，提供一種污泥干燥焚燒處理方法。本發(fā)明使得有效的熱能得到了充分的利用，從而達到降低系統(tǒng)能耗、提高熱能利用率的目的；無臭氣和有害氣體排放；無危險灰渣排放；污泥焚燒系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，燃燒效率高等優(yōu)點；熱力系統(tǒng)簡單可靠，傳熱效率高；不需要輔助燃料。
文檔編號C02F11/06GK1931753SQ20061011341
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者蔣宏利, 姜鴻安, 燕桂章, 魯光明, 潘忠剛, 朱珂, 金堅 申請人:北京中科通用能源環(huán)保有限責任公司