一種汙泥幹化焚燒系統的製作方法

2023-05-31 17:25:01 2

一種汙泥幹化焚燒系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種汙泥幹化焚燒系統，包括薄層汙泥幹化機的汙泥出口管道連接至流化床焚燒爐的汙泥進口，將經幹化機幹化處理後的半乾汙泥輸送進入流化床焚燒爐；流化床焚燒爐高溫廢氣出口連接至空氣換熱器的進口，將焚燒爐焚燒後的高溫廢氣通入空氣換熱器，通過空氣換熱器對流化床焚燒爐的助燃空氣進行加熱，加熱後的助燃空氣通入流化床焚燒爐作為助燃空氣；將空氣換熱器的廢氣出口管道連接至餘熱鍋爐的進氣口，餘熱鍋爐的高溫蒸汽出口管道連接至薄層汙泥幹化機的蒸汽進口，對幹化機內部溼泥進行加熱；薄層汙泥幹化機的廢熱氣出口管道連接至流化床焚燒爐的二次空氣進口，將薄層汙泥幹化機產生的廢熱氣通入焚燒爐內部輔助燃燒；形成熱循環。
【專利說明】一種汙泥幹化焚燒系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及汙泥處理領域，具體涉及一種汙泥幹化焚燒系統。
【背景技術】
[0002]煤化工企業排放廢水以高濃度煤氣洗滌廢水為主，含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物質。目前，國內相關行業中所設計的煤氣化廢水處理系統，大都沿襲了前人的經驗，採用相類似的工藝，即「物化預處理一生物處理一物化深度處理」的流程。而汙水處理過程中產生的固體廢棄物即汙泥的處置問題未得到很好的解決，80%的汙泥採用填埋的方式，隨著煤化工產業的發展，汙水處理能力的快速提高，汙泥產生量也同步大幅增加，由汙泥產生的二次汙染對環境的影響也日益嚴重。由於填埋工藝容易汙染地下水，土地利用率也很低，同時存在病原細菌擴散和重金屬汙染的危險，因此顯然不符合人民日益提高的生活需求，如何處置煤化工產業越來越大量的汙泥已經成為一個迫切需要解決的環保問題。
[0003]我國專門對汙泥幹化焚燒的研究單位不多，成功案例很少。國外主要有日本、德國、美國阿奎特(廣州)水處理有限公司等使用汙泥焚燒設備，國內使用的主要從這些國家引進，但其運行成本高、投資大、大多數汙泥處理項目因投資大、運行成本高、造成二次汙染等各種原因停產或停用。
[0004]國內現有的基本是汙泥濃縮和脫水技術，汙泥經濃縮和脫水後，一般含水率只能降低到80%左右，而發達國家正逐步要求汙泥的含水率降低到20%?30%。因此，高效、經濟的汙泥處理技術包括脫水、乾燥和焚燒技術將有巨大的市場。目前只做的濃縮、機械脫水並不能減少汙染，也不能滿足衛生需要，因此不能滿足汙泥處置的要求。進行汙泥乾燥或焚燒是汙泥處理發展趨勢。2009年由住房和城鄉建設部、環境保護部、科技部聯合發布的《城鎮汙水處理廠汙泥處理處置及汙染防治技術策(試行)》中，將汙泥焚燒技術列為汙泥處理處置汙染防治最佳可行技術之一。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是:提出一種汙泥幹化焚燒系統，通過廢氣循環和餘熱鍋爐對汙泥焚燒產生的熱量進行能量回收利用，採用高效率的空氣換熱器和餘熱鍋爐，利用流化床焚燒爐產生的高溫尾氣加熱焚燒爐的助燃空氣和乾燥機的高溫蒸汽，將焚燒爐的助燃空氣溫度提高到650°C以上，保證經過幹化後的汙泥可以在流化床焚燒爐內依靠自身的熱量自持燃燒，同時，利用餘熱鍋爐產生的高溫蒸汽作為乾燥機的熱源對脫水汙泥進行乾燥，形成熱循環，充分利用整個系統的熱量。
[0006]本發明的技術方案是:一種汙泥幹化焚燒系統，包括薄層汙泥幹化機、流化床焚燒爐、餘熱鍋爐、空氣換熱器；
[0007]所述薄層汙泥幹化機的汙泥出口連接流化床焚燒爐的汙泥進口，將經幹化機幹化處理後的半乾汙泥輸送進入流化床焚燒爐；流化床焚燒爐高溫廢氣出口連接至空氣換熱器的進口，將焚燒爐焚燒後的高溫廢氣通入空氣換熱器，通過空氣換熱器對流化床焚燒爐的助燃空氣進行加熱，加熱後的助燃空氣通入流化床焚燒爐作為助燃空氣；
[0008]將空氣換熱器的廢氣出口連接餘熱鍋爐的進氣口，餘熱鍋爐的高溫蒸汽出口連接薄層汙泥幹化機的蒸汽進口，對幹化機內部溼泥進行加熱；薄層汙泥幹化機的廢熱氣出口連接流化床焚燒爐的二次空氣進口，將薄層汙泥幹化機產生的廢熱氣通入焚燒爐內部輔助燃燒；形成熱循環。
[0009]進一步的，所述薄層汙泥幹化機的廢熱氣出口管道上設置有旋風除塵器。
[0010]進一步的，所述薄層汙泥幹化機的廢熱氣出口管道上設置有除臭器。
[0011]進一步的，所述薄層汙泥幹化機的廢熱氣出口管道上設置有抽風機。
[0012]進一步的，所述薄層汙泥幹化機連接至流化床焚燒爐的汙泥出口管道上設置有具有粉碎功能的半乾汙泥料鬥。
[0013]進一步的，包括板框壓濾機，所述板框壓濾機的出泥口管道連接至薄層汙泥幹化機的進泥口。
[0014]進一步的，汙泥幹化焚燒系統包括菸灰處理系統，所述菸灰處理系統包括布袋除塵器、倉泵、灰庫、煙氣洗滌塔、廢液儲罐、汙水泵、引風機、煙囪；
[0015]餘熱鍋爐內的飛灰出口連接布袋除塵器的進口，布袋除塵器的煙氣出口連接煙氣洗滌塔的進口，布袋除塵器的粉塵出口通過倉泵連接至灰庫；
[0016]煙氣洗滌塔的氣體出口通過引風機連接至煙囪，煙氣洗滌塔的液體出口連接廢液儲罐進液口，廢液儲罐出液口連接汙水泵。
[0017]本發明的有益效果是:
[0018](I)通過廢氣循環和餘熱鍋爐對汙泥焚燒產生的熱量進行能量回收利用，採用高效率的空氣換熱器和餘熱鍋爐，利用流化床焚燒爐產生的高溫尾氣加熱焚燒爐的助燃空氣和乾燥機的高溫蒸汽，將焚燒爐的助燃空氣溫度提高到650°C以上，保證經過幹化後的汙泥可以在流化床焚燒爐內依靠自身的熱量自持燃燒，同時，利用餘熱鍋爐產生的高溫蒸汽作為乾燥機的熱源對脫水汙泥進行乾燥，形成熱循環，充分利用整個系統的熱量。
[0019](2)通過對爐內燃燒溫度的嚴格控制，避免汙泥在燃燒過程中產生有害物質，如:二噁英。餘熱鍋爐產生的高溫蒸汽作為乾燥機的熱源對脫水汙泥進行乾燥，整個系統的熱量得到了充分的利用。
[0020](3)本系統除啟動之初需要輔助燃料外，正常運轉時依靠系統內的熱量即可達到平衡狀態，而無需添加燃料，從而使在運行成本中佔主要比例的燃料費用降至最低。
[0021](4)採取多段式幹化工藝，先利用板框壓濾機對汙泥進行機械式脫水，將汙泥的含水率降至80%以下，再通過薄層汙泥幹化機進行幹化，將汙泥含水率降至30%以下，提高汙泥的燃燒效率。
[0022](5)採用具有粉碎功能的半乾汙泥料鬥，結構簡單緊湊、投料均勻，可靠性高。
[0023](6)可在焚燒爐膛內採用選擇性非催化還原法(SNCR)脫氮過程，針對燃燒過程中產生的氮氧化物進行淨化，避免二次汙染；爐內無運動機械部件，故障率很低；採用輔助燃燒裝置在汙泥熱值較低時進行助燃。
[0024](7)整個輸送系統密封結構，系統密閉臭氣不外漏。
[0025](8)菸灰採用密閉的管路輸送系統，無揚塵現象出現，收集的飛灰可以作為水泥原料或作為其它建築材料。【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發明的結構示意圖；
[0027]圖2為本發明流化床焚燒爐的結構示意圖；
[0028]圖中:1、含水汙泥料倉，2、板框壓濾機，3、汙泥泵，4、薄層汙泥幹化機，5、旋風除塵器，6、除臭器，7、抽風機，8、半乾汙泥料鬥，9、鼓風機，10、鍋爐給水泵11、流化床焚燒爐，12、餘熱鍋爐，13、布袋除塵器，14、倉泵，15、灰庫，16、煙氣洗滌塔，17、廢液儲罐，18、汙水泵，19、引風機，20、煙囪，21、空氣換熱器，22、二次空氣進口，23、汙泥進口，24、燃燒室。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0030]如圖1所示，汙泥幹化焚燒系統包括汙泥幹化系統，流化床焚燒系統，廢熱回收系統，菸灰處理系統。
[0031 ] 汙泥幹化系統包括含水汙泥料倉1、板框壓濾機2、汙泥泵3、薄層汙泥幹化機4。含水汙泥料倉I管道連接至板框壓濾機2，將儲存於含水汙泥料倉I內的含水汙泥輸送至板框壓濾機2內進行機械脫水處理，將汙泥的含水率降至80%以下。板框壓濾機2的汙泥出口通過汙泥泵3管道連接至薄層汙泥幹化機4，通過汙泥泵3將脫水後的汙泥輸送至薄層汙泥幹化機4內進行幹化處理。
[0032]其中，薄層汙泥幹化機4主要是由定子(外殼)，轉子(轉盤)和驅動裝置組成。幹化機外夾套連通蒸汽對內部溼汙泥進行加熱。以蒸汽為熱源通過臥式攪拌軸間接加熱，隨著其中水分的蒸發，物料被轉子上的斜插板推送至另一端並從幹化機底部出口閥排出到半乾汙泥料鬥8。幹化機內保持適當的負壓，防止臭氣外溢。進一步的，在半乾汙泥料鬥8上開設煤粉進口，均勻的向半乾汙泥料鬥8內通入煤粉，將經薄層汙泥幹化機4幹化處理後的半乾汙泥與煤粉攪拌後一道送入流化床焚燒爐11，保證焚燒熱量。
[0033]如圖1、2所示，流化床焚燒系統包括流化床焚燒爐11，半乾汙泥料鬥8管道連接至流化床焚燒爐11的汙泥進口 23，將經薄層汙泥幹化機4幹化處理後的半乾汙泥輸送至流化床焚燒爐11進行焚燒處理。焚燒爐底部通過鼓風機9將外部空氣帶入焚燒爐內部燃燒室24，當足夠量的空氣從下部通過一層沙子顆粒時，空氣將滲透性地充滿在顆粒之間，從而引起顆粒劇烈的自我混合運動並開始形成流化床。隨著氣流的增加，空氣將對流動沙施加更大的壓力，從而減少了因沙顆粒本身的重力而引起的彼此之間的接觸摩擦。隨著空氣流量的進一步增多，其引力將會達到與顆粒的重力相持平的某一點，因此，沙顆粒可以懸浮在空氣流當中。流化床開始形成的那一點被稱為是「最小流動化狀態」。與固定床相比，流化床體積的增加並不明顯。
[0034]當空氣流量進一步增加時，流化床變得不再均勻，鼓泡床開始形成，同時床內活動變得非常劇烈。空氣-流動沙佔用的容積將明顯增多。鼓泡床具有能夠確切定義床表面與高床密度的特徵。低流化速度使得從流化床流失掉的顆粒量非常少。
[0035]廢熱回收系統包括餘熱鍋爐12、空氣換熱器21，經流化床焚燒後產生的接近於990°C的高溫廢氣通入空氣換熱器21，通過空氣換熱器21對流化床焚燒爐的助燃空氣進行加熱，將焚燒爐的助燃空氣溫度提高到650°C以上，加熱後的助燃空氣通入流化床焚燒爐11作為助燃空氣，保證經過幹化後的汙泥可以在流化床焚燒爐內依靠自身的熱量自持燃
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[0036]將空氣換熱器21的廢氣出口管道連接至餘熱鍋爐12，同時，鍋爐給水泵10輸送鍋爐所需的供應水，經鍋爐處理後的高溫蒸汽通過管道輸送至薄層汙泥幹化機4內部，作為熱源對脫水汙泥進行乾燥，而薄層汙泥幹化機4產生的廢熱氣則通過抽風機7管道連接通入流化床焚燒爐11上部的二次空氣進口 22，輔助燃燒，形成熱循環，充分利用整個系統的熱量。
[0037]優選的，薄層汙泥幹化機4的廢熱氣出口管道上設置有旋風除塵器5、除臭器6，對薄層汙泥幹化機4產生的廢熱氣進行除塵、除臭處理，淨化熱氣，提高熱氣質量。
[0038]菸灰處理系統包括布袋除塵器13、倉泵14、灰庫15、煙氣洗滌塔16、廢液儲罐17、汙水泵18、引風機19、煙囪20。餘熱鍋爐12內的飛灰經布袋除塵器除塵後，煙氣經煙氣洗滌塔16洗滌處理後，氣體通過引風機19通入煙? 20達標排放，液體通入廢液儲罐17，通過汙水泵18排除。經布袋除塵器除塵後收集下來的飛灰經除塵器下的倉泵14送至灰庫15，該過程是全密封輸送，無二次汙染，灰庫的粉煤灰由罐車外運至水泥廠綜合利用。
[0039]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:包括薄層汙泥幹化機(4)、流化床焚燒爐(11)、餘熱鍋爐(12)、空氣換熱器(21)； 所述薄層汙泥幹化機(4)的汙泥出口連接流化床焚燒爐(11)的汙泥進口，將經幹化機幹化處理後的半乾汙泥輸送進入流化床焚燒爐(11);流化床焚燒爐(11)高溫廢氣出口連接空氣換熱器(21)的進口，將焚燒爐焚燒後的高溫廢氣通入空氣換熱器(21)，通過空氣換熱器(21)對流化床焚燒爐的助燃空氣進行加熱，加熱後的助燃空氣通入流化床焚燒爐(11)作為助燃空氣； 將空氣換熱器(21)的廢氣出口連接餘熱鍋爐(12)的進氣口，餘熱鍋爐(12)的高溫蒸汽出口連接薄層汙泥幹化機(4)的蒸汽進口，對幹化機內部溼泥進行加熱；薄層汙泥幹化機(4)的廢熱氣出口連接流化床焚燒爐(11)的二次空氣進口(22)，將薄層汙泥幹化機(4)產生的廢熱氣通入焚燒爐內部輔助燃燒；形成熱循環。
2.根據權利要求1所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:所述薄層汙泥幹化機(4)的廢熱氣出口管道上設置有旋風除塵器(5)。
3.根據權利要求2所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:所述薄層汙泥幹化機(4)的廢熱氣出口管道上設置有除臭器(6)。
4.根據權利要求3所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:所述薄層汙泥幹化機(4)的廢熱氣出口管道上設置有抽風機(7)。
5.根據權利要求1或2或3所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:所述薄層汙泥幹化機(4)連接至流化床焚燒爐(11)的汙泥出口管道上設置有具有粉碎功能的半乾汙泥料鬥⑶。
6.根據權利要求1所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:包括板框壓濾機(2)，所述板框壓濾機(2)的出泥口管道連接至薄層汙泥幹化機(4)的進泥口。
7.根據權利要求1所述的一種汙泥幹化焚燒系統，其特徵在於:包括菸灰處理系統，所述菸灰處理系統包括布袋除塵器(13)、倉泵(14)、灰庫(15)、煙氣洗滌塔(16)、廢液儲罐(17)、汙水泵(18)、引風機(19)、煙囪(20)； 餘熱鍋爐(12)內的飛灰出口連接布袋除塵器(13)的進口，布袋除塵器(13)的煙氣出口連接煙氣洗滌塔(16)的進口，布袋除塵器(13)的粉塵出口通過倉泵(14)連接至灰庫(15)； 煙氣洗滌塔(16)的氣體出口通過引風機(19)連接至煙囪(20)，煙氣洗滌塔(16)的液體出口連接廢液儲罐(17)進液口，廢液儲罐(17)出液口連接汙水泵(18)。
【文檔編號】C02F11/12GK104033911SQ201410305039
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】邱守光, 嶽菡, 付顯利, 邢自兵, 蘆建 申請人:南京德邦金屬裝備工程股份有限公司