專利名稱：污泥熱干化及與煤摻燒處理系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及污泥處理領域，具體而言，涉及一種污泥熱干化及與煤摻燒處理系統。
背景技術：
隨著我國城市化進程的加快，城市污水處理廠的普及和運行，城市污水處理廠的數目和污泥產量也急劇增加。污泥處理與處置是污水處理一個非常重要的環節，通常污泥處理處置的運行成本占整個污水處理廠總運行成本的20 % 50 %，甚至高達70 %左右， 投資占污水處理廠總投資的30% 40%。2007年末，我國城市共有污水處理廠883座，城市污水年處理總量227億m3，按污泥含水率80%估算，會產生1500 2000萬噸左右的污泥。污泥產量巨大，并以每年5% 10%的速度增長，如果進行深度處理，污泥量還會增加 0. 5 1. 0 倍。污泥處理已成為城市污水處理廠所面臨的沉重負擔。如何解決污泥的處理處置出路，已成為我國城市發展過程中亟待解決的重大環境問題。污泥處理方法通常有以下幾種污泥填埋、堆肥、污泥焚燒、污泥熱干化等。污泥填埋是最簡單的污泥處理措施，但處理的污泥會產生滲出液和氣體，滲出液是一種被嚴重污染的液體，如果選址或運行不當，這種液體就會進入地下水層，污染地下水。填埋場產生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和起火。另外，適合污泥填埋的場所因城市污泥的大量產生而越來越有限，這也限制了該法的進一步發展。污泥堆肥是利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的作用，將污泥中的有機物分解，并殺滅傳染病菌、寄生蟲卵與病毒，提高污泥肥分的一種污泥資源化方法。但很多工業廢水中含有許多重金屬和有毒有害的有機物，這使得剩余污泥中含有重金屬離子、呋喃等有害物質，若長期將剩余污泥施用于土地，有可能會因為有害物質的積累而影響人們的身體健康，這也限制了污泥堆肥的推廣應用。污泥焚燒能夠解決污泥存放問題，但污泥焚燒需要消耗大量的能源，而能源價格又不斷上漲，焚燒的成本和運行費均很高；且存在煙氣污染問題，噪聲、震動、熱和輻射以及產生成為環境熱點的二惡英污染問題，這也限制了該技術的廣泛推廣。污泥熱干化是近年來國外比較先進的污泥處理技術，它具有高效、靈活、安全、穩定的優勢，但污泥熱干化主要成本在于熱能，降低成本的關鍵在于是否能夠選擇和利用恰當的熱源。采用煤、油、煤氣等常規燃料作為污泥干化的熱源，每噸濕污泥的處置成本約為 200 400元/噸，如何能利用廢熱來進行干化處理，且干化后的污泥如何處理，是本發明專利的核心內容。
發明內容
本發明提供一種污泥熱干化及與煤摻燒處理系統，用以解決污泥難處置及污泥二次污染的問題。為達到上述目的，本發明提供了一種污泥熱干化及與煤摻燒處理系統，其包括污泥儲池、污泥螺旋輸送機、螺桿泵、干燥器、旋風分離器、干泥螺旋輸送機和皮帶輸送機，其中污泥儲池用于暫存污泥，污泥儲池頂部設置有活動蓋板，底部設有液壓驅動滑架， 污泥螺旋輸送機設置在污泥儲池出口處，污泥在液壓驅動滑架的作用下推至污泥螺旋輸送機；螺桿泵連接在第一螺旋輸送機與干燥器之間，污泥螺旋輸送機將污泥輸送至螺桿泵，螺桿泵將污泥送入干燥器內，干燥器內通有從電站鍋爐省煤器引入的高溫煙道氣，對送入其內的污泥進行熱干化處理；旋風分離器設置在干燥器的出口處，將干燥后的污泥和含有水汽的煙道氣分離；干泥螺旋輸送機連接在旋風分離器和皮帶輸送機之間，將干燥后的污泥輸送至皮帶輸送機，皮帶輸送機將干燥后的污泥輸送至輸煤皮帶與電站燃煤混合后一起送入電站鍋爐燃燒。干燥器包括進料口、干燥主體、螺旋出料機、驅動裝置、旋翼裝置、進風口、防爆口和出風口，其中干燥主體為腔體結構，進料口設置在干燥主體的一側，螺旋出料機設置在干燥主體的與進料口相對的另一側，旋翼裝置與驅動裝置相連接并設置在螺旋出料機上側，進風口設置在干燥主體上并位于進料口上側，出風口設置在干燥主體上與進風口相對的一側， 防爆口設置在干燥主體上并位于進風口與出風口之間。干燥器還包括刮壁裝置，設置在干燥主體的腔體內。支架，干燥主體設置在支架上。干燥主體上還設置有一個或多個檢修門。
進風口和出風口的側壁上分別設置有觀察孔。上述系統還包括引風機，設置在旋風分離器的出口處；靜電除塵器和脫硫裝置，依次設置在引風機之后的煙氣管道上。上述系統還包括除臭裝置，設置在污泥儲池之上，并連接至靜電除塵器之前的煙氣管道上。上述實施例采用火力發電廠省煤器煙氣的余熱干化污泥，干化后的污泥摻入煤中一起送入鍋爐爐膛里燃燒，達到減量化、無害化、穩定化、資源化的目的，徹底解決了污泥二次污染問題，且燃燒后的粉煤灰則采用常規方式資源化利用處置，有效降低污泥處理處置成本和投資，節約大量優質能源，實現了以廢治廢。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明一實施例的污泥熱干燃燒處理系統示意圖2為本發明一實施例的干燥器結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。污泥熱干化，顧名思義就是利用熱能將污泥中的水分快速蒸發的一種處理工藝。 國內外實踐表明，經傳統的濃縮和脫水工藝處理后，污泥含水率為75%左右。要達到對污泥的進一步脫水，比較經濟的方法是引入化工操作中常用的熱干燥技術。其具有以下優點①集約化。由于采用了裝置化運行，設備布置緊湊，占地面積小。②機械化。目前應用較多的幾種干化均為全自動化操作，裝置安全、高效、穩定，符合工業化的流行趨勢。③減量化。干化可以使污泥大幅度縮減體積和重量，便于運輸和消納。④無害化。干化污泥性狀安全衛生。⑤穩定化。干化后污泥含水率低于20 %，微生物活性完全受到了抑制，污泥性質穩定，不會腐敗發臭，可長時間儲藏和運輸。⑥資源化。干化產品通常為顆粒狀，符合相關要求時，可作為肥料及土壤改良劑， 也可作為燃料用于焚燒廠、發電廠和水泥廠，其燃燒熱值在14. 7kJ/kg，與褐煤相近。污泥熱干化的主要成本在于熱能，降低成本的關鍵在于是否能夠選擇和利用恰當的熱源。采用煤、油、煤氣等常規燃料作為污泥干化的熱源，每噸濕污泥的處置成本約為 200 400元/t。如此高的處置費用是大多數城市所不能接受的，只能在一些大城市使用， 大大限制了污泥干化技術的應用范圍。電廠的煙氣及乏汽含有大量余熱。如將脫水后的污泥送到電廠，利用煙氣及乏汽的余熱干化污泥，可大大降低污泥干化的成本。可在不影響現有機組運行的情況下采用干化污泥替代部分燃煤作為電廠鍋爐的燃料，開創既解決環境污染問題又能回收生物質能源的雙贏局面，同時不需要建立單獨的污泥焚燒爐，大大降低了污泥處置工程的投資。通常熱電廠距離城市較近，可方便的將城市污水廠的污泥送到電廠進行干化-摻燒處理，這樣擴大了污泥熱干化技術在全國城市的適用范圍。圖1為本發明一實施例的污泥熱干燃燒處理系統示意圖；如圖1所示，該系統包括污泥儲池2、污泥螺旋輸送機(圖中未示出)、螺桿泵3、干燥器4、旋風分離器5、干泥螺旋輸送機(圖中未示出)和皮帶輸送機7。污水廠污泥1由廠外收集運輸進入廠區，經地磅稱重后卸至污泥儲池2暫存(污泥儲池為地下結構，便于污泥的傾卸操作)，污泥儲池2底部設置有液壓驅動滑架，污泥螺旋輸送機設置在污泥儲池1出口處，液壓驅動骨架將污泥輸送至的污泥螺旋輸送機；螺桿泵3連接在污泥螺旋輸送機與干燥器4之間，污泥螺旋輸送機將污泥輸送至螺桿泵3，螺桿泵將污泥送入干燥器4內，干燥器4內通有從電站鍋爐省煤器引入的高溫 (3000C )煙道氣，輸送至干燥器4的污泥在干燥器4內被攪拌揚起過程中與高溫煙道氣充分接觸發生熱交換，水分汽化隨煙道氣排出系統；
旋風分離器5設置在干燥器4的出口處，將干燥后的污泥和含有水汽的煙道氣分 1 ；干泥螺旋輸送機連接在旋風分離器5和皮帶輸送機7之間(根據現場的情況，還可在干泥螺旋輸送機和皮帶輸送機7之間設置有成品冷卻存儲器6，以對干燥后的污泥進行冷卻)，將干燥后的污泥輸送至皮帶輸送機7，皮帶輸送機7將干燥后的污泥輸送至輸煤皮帶9混合后送入煤粉爐進行燃燒(根據進料的速度要求，還可在皮帶輸送機7和輸煤皮帶9之間設置成品進料分配倉8)。上述實施例采用火力發電廠省煤器煙氣的余熱干化污泥，干化后的污泥摻入煤中一起送入鍋爐爐膛里燃燒，達到減量化、無害化、穩定化、資源化的目的，徹底解決了污泥二次污染問題，且燃燒后的粉煤灰則采用常規方式資源化利用處置，有效降低污泥處理處置成本和投資，節約大量優質能源，實現了以廢治廢。火力發電廠的煙氣及乏汽含有大量余熱，如將脫水后的污泥送到火力發電廠，利用煙氣及乏汽的余熱干化污泥，可大大降低污泥干化的成本。可在不影響現有機組運行的情況下采用干化污泥替代部分燃煤作為電廠鍋爐的燃料，開創了既解決環境污染問題又能回收生物質能源的雙贏局面，同時不需要建立單獨的污泥焚燒爐，大大降低了污泥處置工程的投資。圖2為本發明一實施例的干燥器結構示意圖。如圖2所示，干燥器包括進料口 401、干燥主體403、螺旋出料機405、驅動裝置406、旋翼裝置407、進風口 411、防爆口 410和出風口 409，其中干燥主體403為腔體結構，進料口 401設置在干燥主體403的一側，螺旋出料機 405設置在干燥主體403的與進料口 401相對的另一側，旋翼裝置407與驅動裝置406相連接并設置在螺旋出料機405上側，進風口 411設置在干燥主體403上并位于進料口 401上側，出風口 409設置在干燥主體403上與進風口 411相對的一側，防爆口 410設置在干燥主體403上并位于進風口 411與出風口 409之間。如圖2所示，為將粘壁污泥及時刮下，干燥器還包括刮壁裝置412，設置在干燥主體403的腔體內。如圖2所示，干燥器還包括支架，以將干燥主體設置在支架上。如圖2所示，干燥主體403上還設置有一個或多個檢修門402。如圖2所示，進風口 411和出風口 409的側壁上分別設置有觀察孔408。例如，為防止污泥散發異味，污泥儲池頂部設置有活動蓋板。如圖1所示，為分離和收集干燥后污泥攜帶的煙氣，上述系統還包括弓丨風機12，設置在旋風分離器5的出口處；靜電除塵器12和脫硫裝置13，依次設置在引風機12之后的煙氣管道上。高溫煙氣(300°C )從空預器前引入干燥器內，在干燥器內和污泥發生熱交換，污泥水分汽化隨煙道氣排出系統。煙氣(100°c )夾帶干污泥同時進入旋風分離器，重力分離由引風機排入電除塵前與鍋爐尾部煙氣混合，進行除塵處理。電除塵器煙氣經除塵后進入脫硫系統，經脫硫塔內石灰乳液洗滌進一步去除粉塵和酸性物質后由煙 排入大氣。干化后的污泥經螺旋輸送機送到皮帶機，經皮帶輸送機送到鍋爐輸煤皮帶與燃煤混合，吹入鍋爐充分燃燒達到減量化、無害化、穩定化、資源化的目的，粉煤灰則采用常規方式資源化利用處置。上述實施例中的干燥器改變傳統物料貼壁式傳熱方式，采用拋擲式物料干燥方式，通過旋葉的機械運動強制彌散濕泥，使其在不同干燥腔內呈流態化懸浮狀，從而與熱風充分接觸，強化濕泥與熱風的傳熱傳質效果。干化過程中旋葉對污泥起破碎作用，取消了傳統污泥干燥機干燥后的污泥二次破碎環節。而且污泥在干燥機內停留時間短，熱交換效率高，處理量大，干燥成本低。體積僅為滾筒干燥機的1/2。本發明一個實施例的旋葉流化干燥機主要技術參數如下污泥含水率 75 85%;進泥溫度10 25°C ；干泥含水率 20 30%;煙氣溫度300_350°C ；摻燒比例<5%;干化系統壓力微負壓；系統占地面積 800m2左右。如圖1所示，上述系統還包括除臭裝置13，設置在污泥儲池2之上，并連接至靜電除塵器之前的煙氣管道上，以將污泥散發的氣體除臭將排至煙氣管道內進一步處理，處理后的污泥工藝廢氣對電廠環境不會造成任何影響。此外，上述實施例的應用對火力發電廠運行沒有影響，具體分析如下(1)對鍋爐燃燒沒有影響干化后污泥的含水率為20 30%，呈較松散的顆粒狀，可直接進入電廠混煤、磨煤系統，因此不需對鍋爐本體進行改造。當污泥與煤的摻燒比例較小時(通常要求小于 5% )，摻燒污泥對鍋爐熱效率的影響較小，尾氣量變化也不會太大，對爐溫沒有太大的影響。因此在電廠實施污泥干化-摻燒項目不會對電廠鍋爐的正常運行產生不利影響。(2)對空預器運行沒有影響干化處理系統需要的高溫煙氣(300 350°C )是從空氣預熱器前抽取的。通常在選擇空預器時，會保留5%的余量。因此為了確保鍋爐空預器的正常工作，通常限定煙氣抽取量不超過總煙氣量的5%。(3)對電廠煙氣處理系統沒有影響當污泥與煤的摻燒比例較小時(通常要求小于5% )，由于污泥帶入的N和S的量非常有限，因此摻燒煙氣中的灰分、SO2* NOx等的濃度并不會有顯著增加，所以不會對電廠的煙氣處理系統產生不利影響。另外煤粉爐較高的爐溫(1300°C)，能夠有效的消滅污泥燃燒過程中產生的二惡英，避免二次污染問題。(4)對電廠環境衛生沒有影響通常污泥熱干化過程中，會產生較多的惡臭氣體，如不進行控制會對周圍的衛生環境產生不利影響。本干化技術是從空預器前抽取高溫煙氣進行污泥干化，干燥器排出的尾氣從電除塵器前進入電廠的煙氣處理系統。因此污泥干化產生的臭氣可以在煙氣處理系統中得到部分處理。當污泥與煤的摻燒比例較小時(通常要求小于5%)，干化尾氣量不超過電廠總煙氣量的10%。另外處理后的煙氣是通過200m高的煙囪排放的。因此在摻燒比例較小的情況下，不會對電廠的環境衛生產生不利影響。本領域普通技術人員可以理解附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發明所必須的。本領域普通技術人員可以理解實施例中的裝置中的模塊可以按照實施例描述分布于實施例的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施例的一個或多個裝置中。上述實施例的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種污泥熱干燃燒處理系統，其特征在于，包括污泥儲池、污泥螺旋輸送機、螺桿泵、干燥器、旋風分離器、干泥螺旋輸送機和皮帶輸送機，其中所述污泥儲池用于暫存污泥，所述污泥儲池頂部設置有活動蓋板，底部設有液壓驅動滑架，所述污泥螺旋輸送機設置在所述污泥儲池出口處，污泥在所述液壓驅動滑架的作用下推至所述污泥螺旋輸送機；所述螺桿泵連接在所述第一螺旋輸送機與所述干燥器之間，所述污泥螺旋輸送機將污泥輸送至所述螺桿泵，所述螺桿泵將污泥送入所述干燥器內，所述干燥器內通有從電站鍋爐省煤器引入的高溫煙道氣，對送入其內的污泥進行熱干化處理；所述旋風分離器設置在所述干燥器的出口處，將干燥后的污泥和含有水汽的煙道氣分1 ；所述干泥螺旋輸送機連接在所述旋風分離器和所述皮帶輸送機之間，將干燥后的污泥輸送至所述皮帶輸送機，所述皮帶輸送機將干燥后的污泥輸送至輸煤皮帶與電站燃煤混合后一起送入電站鍋爐燃燒。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述干燥器包括進料口、干燥主體、螺旋出料機、驅動裝置、旋翼裝置、進風口、防爆口和出風口，其中所述干燥主體為腔體結構，所述進料口設置在所述干燥主體的一側，所述螺旋出料機設置在所述干燥主體的與所述進料口相對的另一側，所述旋翼裝置與所述驅動裝置相連接并設置在所述螺旋出料機上側，所述進風口設置在所述干燥主體上并位于所述進料口上側，所述出風口設置在所述干燥主體上與所述進風口相對的一側，所述防爆口設置在所述干燥主體上并位于所述進風口與所述出風口之間。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述干燥器還包括刮壁裝置，設置在所述干燥主體的腔體內。
4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述干燥器還包括支架，所述干燥主體設置在所述支架上。
5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述干燥主體上還設置有一個或多個檢修門。
6.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述進風口和所述出風口的側壁上分別設置有觀察孔。
7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括引風機，設置在所述旋風分離器的出口處；靜電除塵器和脫硫裝置，依次設置在弓I風機之后的煙氣管道上。
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，還包括除臭裝置，設置在所述污泥儲池之上，并連接至所述靜電除塵器之前的煙氣管道上。
全文摘要
本發明公開了一種污泥熱干化及與煤摻燒處理系統，其包括污泥儲池、污泥螺旋輸送機、螺桿泵、干燥器、旋風分離器、干泥螺旋輸送機和皮帶輸送機，其中，污泥儲池用于暫存污泥，污泥儲池頂部設置有活動蓋板，底部設有液壓驅動滑架，污泥螺旋輸送機設置在污泥儲池出口處，污泥在液壓驅動滑架的作用下推至污泥螺旋輸送機；螺桿泵連接在第一螺旋輸送機與干燥器之間，將污泥送入干燥器內，干燥器內通有從電站鍋爐省煤器引入的高溫煙道氣；旋風分離器設置在干燥器的出口處，將干燥后的污泥和含有水汽的煙道氣分離；干泥螺旋輸送機連接在旋風分離器和皮帶輸送機之間，將干燥后的污泥輸送至輸煤皮帶與電站燃煤混合后一起送入電站鍋爐燃燒。
文檔編號B01D50/00GK102531302SQ20111045940
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者孔令秀, 字靜, 李南, 謝長血, 黃全輝 申請人:北京中電加美環境工程技術有限責任公司