公布日：2023.10.27
申請(qǐng)日：2023.08.04
分類號(hào)：F23G7/00(2006.01)I;F23G5/04(2006.01)I;F23G5/44(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I;F23J15/06(2006.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/
122(2019.01)I;B01D53/80(2006.01)I;B01D53/40(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)與工藝，屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括污泥儲(chǔ)罐、低碳高干污泥脫水單元、鼓泡床、半干法脫酸塔、靜電除塵器、布袋除塵器、濕法脫酸塔、消白換熱器和煙囪。具體工藝為：將污泥通入立式高壓壓濾機(jī)中，將水分?jǐn)D出后再通入低溫余熱干化裝置干化，再通入鼓泡床中進(jìn)行焚燒，將得到的煙氣進(jìn)行降溫后通入半干法脫酸塔中，加入石灰漿液進(jìn)行脫酸處理，接著經(jīng)靜電除塵器除塵后，再利用濕法脫酸塔進(jìn)行脫酸處理，最后利用消白換熱器進(jìn)行消白，即可完成污泥焚燒處理工藝。本發(fā)明的污泥焚燒處理過(guò)程污泥熱值高，系統(tǒng)的熱利用率高，不需要額外補(bǔ)充熱源、無(wú)臭味、處理簡(jiǎn)單且成本較低。
權(quán)利要求書
1.一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)，其特征在于，按照物料走向，所述系統(tǒng)依次包括污泥儲(chǔ)罐、低碳高干污泥脫水單元、鼓泡床、半干法脫酸塔、靜電除塵器、布袋除塵器、濕法脫酸塔、消白換熱器和煙囪；所述低碳高干污泥脫水單元包括立式高壓壓濾機(jī)和低溫余熱干化裝置；所述污泥儲(chǔ)罐出口與所述立式高壓壓濾機(jī)單元的入口連通；所述立式高壓壓濾機(jī)的污泥出口與所述低溫余熱干化裝置入口連通；所述低溫余熱干化裝置的出口與所述鼓泡床連通；所述鼓泡床與所述半干法脫酸塔、靜電除塵器、布袋除塵器、濕法脫酸塔、消白換熱器和煙囪依次串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鼓泡床中設(shè)置有空氣預(yù)熱器、水冷壁和余熱鍋爐；所述鼓泡床和所述半干法脫酸塔之間還包括脫硝系統(tǒng)；所述鼓泡床的頂部通過(guò)發(fā)電機(jī)組與所述低溫余熱干化裝置的頂部連接。
3.一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，其特征在于，使用權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)，具體包括以下步驟：(1)將污泥通入所述立式高壓壓濾機(jī)中，將污泥含水量降至45～55％后再通入所述低溫余熱干化裝置干化至污泥含水量降至20％以下，得到干化后的污泥；(2)將所述干化后的污泥通入所述鼓泡床中進(jìn)行焚燒，灰渣從底部排出，煙氣降溫后通入所述半干法脫酸塔中，加入石灰漿液進(jìn)行脫酸處理，接著經(jīng)所述靜電除塵器除塵后，再利用所述濕法脫酸塔進(jìn)行脫酸處理，最后利用所述消白換熱器進(jìn)行消白，即完成污泥焚燒處理工藝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，其特征在于，步驟(1)中所述污泥的初始含水率為80％～85％，并且在通入所述立式高壓壓濾機(jī)之前先加入調(diào)理劑對(duì)所述污泥進(jìn)行調(diào)理；所述調(diào)理劑包括硫酸亞鐵或氯化鋁；所述調(diào)理劑添加重量為污泥干基重量的1～3％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，其特征在于，步驟(1)中所述干化為先利用余熱將所述低溫余熱干化裝置中的空氣升溫至70℃，得到熱空氣，然后將所述熱空氣循環(huán)穿過(guò)污泥，使污泥中的水分蒸發(fā)干化至含水率≤20％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，其特征在于，步驟(2)中所述煙氣在進(jìn)行降溫之前先利用所述脫硝系統(tǒng)進(jìn)行脫硝處理，脫硝過(guò)程中加入尿素或氨水；所述降溫的具體的方法為利用所述余熱鍋爐對(duì)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收以達(dá)到降溫的目的，將煙氣降溫至200～250℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，其特征在于，步驟(2)中所述脫酸處理之前先將經(jīng)過(guò)除塵后的煙氣和活性炭粉末混合，吸附煙氣中的二噁英組分。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)與工藝。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理系統(tǒng)，按照物料走向，所述系統(tǒng)依次包括污泥儲(chǔ)罐、低碳高干污泥脫水單元、鼓泡床、半干法脫酸塔、靜電除塵器、布袋除塵器、濕法脫酸塔、消白換熱器和煙囪；
所述低碳高干污泥脫水單元包括立式高壓壓濾機(jī)和低溫余熱干化裝置；
所述污泥儲(chǔ)罐底部與所述立式高壓壓濾機(jī)單元的底部連通；
所述立式高壓壓濾機(jī)的污泥出口與所述低溫余熱干化裝置頂端連通；
所述低溫余熱干化裝置的底部與所述鼓泡床連通；
所述鼓泡床煙氣出口與所述半干法脫酸塔、靜電除塵器、布袋除塵器、濕法脫酸塔、消白換熱器和煙囪依次串聯(lián)。
有益效果：本發(fā)明利用立式高壓壓濾機(jī)，采用物理脫水方式對(duì)污泥進(jìn)行壓榨脫水，最大限度去除其中的水分。該過(guò)程能夠減少后續(xù)熱干化所需要蒸發(fā)水量，減少了氣化潛熱的消耗，大大提高系統(tǒng)的熱效率。
進(jìn)一步地，所述鼓泡床中設(shè)置有空氣預(yù)熱器、水冷壁和余熱鍋爐，及時(shí)帶走多余的熱量，使其能夠耐受高熱值污泥，能夠使進(jìn)泥含水率降低至20％以下，污泥熱值高，產(chǎn)生的蒸汽量會(huì)更多，提高系統(tǒng)的熱利用率；所述鼓泡床和所述半干法脫酸塔之間還包括脫硝系統(tǒng)；所述鼓泡床的頂部通過(guò)發(fā)電機(jī)組與所述低溫余熱干化裝置的頂部連接。
進(jìn)一步地，所述低溫余熱干化裝置內(nèi)還包括內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)，干化熱風(fēng)在機(jī)器內(nèi)部循環(huán)，臭氣不會(huì)釋放出來(lái)，除臭成本更低；所述濕法脫酸塔和所述消白換熱器之間包括引風(fēng)機(jī)，在引風(fēng)機(jī)的作用下使煙氣從濕法脫酸塔進(jìn)入消白換熱器。
本發(fā)明還提供了一種基于高效物理脫水的污泥焚燒處理工藝，具體包括以下步驟：
(1)將污泥通入所述立式高壓壓濾機(jī)中，將水分?jǐn)D出后再通入所述低溫余熱干化裝置干化，得到干化后的水泥；
(2)將所述干化后的水泥通入所述鼓泡床(鼓泡床鍋爐)中進(jìn)行焚燒，將得到的煙氣進(jìn)行降溫后通入所述半干法脫酸塔中，加入石灰漿液進(jìn)行脫酸處理，接著經(jīng)所述靜電除塵器除塵后，再利用所述濕法脫酸塔進(jìn)行脫酸處理，最后利用所述消白換熱器進(jìn)行消白，即可完成污泥焚燒處理工藝。
有益效果：本發(fā)明的技術(shù)方案與污泥間接干化和鼓泡床焚燒技術(shù)相比，污泥脫水干化的運(yùn)行成本可得到有效降低。本發(fā)明利用低溫余熱干化將污泥中的含水率進(jìn)一步降低至含水率20％以下，大大提高了污泥的熱值，使焚燒過(guò)程更加順利，不需要補(bǔ)充燃料。低溫干化過(guò)程污泥溫度不超過(guò)70℃，污泥中的有機(jī)質(zhì)分解和揮發(fā)量少，設(shè)備穩(wěn)定性、安全性大大提高。
進(jìn)一步地，步驟(1)中所述污泥為含水率為80％～85％的污泥，并且在通入所述立式高壓壓濾機(jī)之前先加入調(diào)理劑對(duì)所述含水率為80％～85％的污泥進(jìn)行調(diào)理；所述調(diào)理劑包括硫酸亞鐵或氯化鋁，所述調(diào)理劑的添加重量為污泥干基重量的1～3％，折合為含水率80％污泥重量的0.2～0.6％。所述將水分?jǐn)D出后得到的是含水率為45％～55％的污泥。
有益效果：本發(fā)明通過(guò)向污泥中投加適量的硫酸亞鐵或氯化鋁調(diào)理劑，可以使污泥顆粒的膠體表面電荷或膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，膠體粒子間的斥力降低，使膠體顆粒脫穩(wěn)，污泥顆粒得以絮凝而沉淀。
進(jìn)一步地，步驟(1)中所述干化為先利用余熱將所述低溫余熱干化裝置中的空氣升溫至70℃，得到熱空氣，然后再經(jīng)過(guò)所述內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)將所述熱空氣循環(huán)穿過(guò)污泥，使污泥中的水分蒸發(fā)干化至含水率≤20％。
有益效果：本發(fā)明所用余熱為鼓泡床中焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽，高溫高壓蒸汽經(jīng)過(guò)汽輪機(jī)組帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，高溫高壓蒸汽變?yōu)榈蜏氐蛪赫羝笤龠M(jìn)入低溫余熱干化裝置，充分利用焚燒煙氣產(chǎn)生的余熱對(duì)污泥進(jìn)一步干化，提高污泥熱值，焚燒過(guò)程不需要補(bǔ)充其他燃料，降低焚燒的運(yùn)行成本。而且，焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽也可以經(jīng)過(guò)發(fā)電機(jī)組發(fā)電后自用或者上網(wǎng)，降低運(yùn)行成本，并且還可以將變?yōu)榈蜏氐蛪赫羝M(jìn)行外售，增加額外的收益。
本發(fā)明中污泥經(jīng)低溫干化過(guò)程冷凝出來(lái)的污水，直接回流到原來(lái)的污水池，避免直接排放帶來(lái)的二次污染的問(wèn)題。
進(jìn)一步地，步驟(2)中所述焚燒的溫度為850℃，焚燒后產(chǎn)生的煙氣停留時(shí)間為≥2s，焚燒過(guò)程中所需要的空氣經(jīng)過(guò)所述空氣預(yù)熱器預(yù)熱至300～500℃，有利于穩(wěn)定燃燒；
步驟(2)中所述煙氣在進(jìn)行降溫之前先利用所述脫硝系統(tǒng)進(jìn)行脫硝處理，去除煙氣中的氮氧化物污染物。脫硝過(guò)程中加入尿素或氨水，加入量依據(jù)煙氣中氮氧化物組分含量進(jìn)行計(jì)算得出，確保氮氧化物能夠得到充分去除即可；所述降溫的具體的方法為利用所述余熱鍋爐對(duì)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收以達(dá)到降溫的目的，將煙氣降溫至200～250℃。
進(jìn)一步地，步驟(2)中所述脫酸處理之前先將經(jīng)過(guò)除塵后的煙氣和活性炭粉末混合，吸附煙氣中的二噁英組分；所述石灰漿液的加入量依據(jù)煙氣中SO2、HCl等酸性污染氣體的量進(jìn)行計(jì)算得出，確保酸性污染氣體能夠得到充分去除即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明中的污泥焚燒處理工藝的技術(shù)原理為：
本發(fā)明通過(guò)脫水干化去除污泥中的水分，然后利用焚燒爐高溫焚燒方式處理污泥，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無(wú)害化和資源化。焚燒過(guò)程產(chǎn)生的熱能通過(guò)鍋爐產(chǎn)生蒸汽供發(fā)電和為干化提供熱源，焚燒過(guò)程產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)處置后實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明將立式高壓壓濾機(jī)和低溫余熱干化機(jī)直接耦合為低碳高干污泥脫水單元，使污泥能夠從80％～85％含水率直接脫水干化至含水率20％以下，實(shí)現(xiàn)了污泥的低能耗脫水干化功能，且在這一階段中并未利用其他的專門熱源進(jìn)行干化，節(jié)能降耗。本發(fā)明在鼓泡床上添加水冷壁和余熱鍋爐，及時(shí)帶走多余的熱量，使其能夠耐受高熱值污泥，并且使進(jìn)泥含水率降低至20％以下，污泥熱值高，產(chǎn)生的蒸汽量會(huì)更多，提高系統(tǒng)的熱利用率，而且產(chǎn)生的蒸汽可以用于發(fā)電或者外售，提高項(xiàng)目收益。本發(fā)明在鼓泡床的上方加了受熱面，用水吸收熱量轉(zhuǎn)換為水蒸氣，保護(hù)爐內(nèi)不發(fā)生溫度過(guò)高導(dǎo)致爐體的損壞，提高了換熱效率。
本發(fā)明中立式高壓壓濾機(jī)后耦合低溫干化工藝，充分利用焚燒煙氣余熱對(duì)污泥進(jìn)一步干化，提高污泥熱值，焚燒過(guò)程不需要補(bǔ)充其他燃料，降低焚燒的運(yùn)行成本。低溫干化過(guò)程污泥溫度不超過(guò)70℃，污泥中的有機(jī)質(zhì)分解和揮發(fā)量少，設(shè)備穩(wěn)定性、安全性大大提高。而且干化熱風(fēng)在機(jī)器內(nèi)部循環(huán)，臭氣不會(huì)釋放出來(lái)，除臭成本更低。
（發(fā)明人：陳兆林;武振恒;韓志偉;袁婧;李天增;張鴻濤;高宏洲）
