一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法與流程
2024-04-12 12:22:05 2
1.本發明涉及c02f11/06領域，具體涉及一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法。
背景技術：
2.工業汙泥是工業汙水處理後的固體殘留物，隨著我國工業汙水處理量的迅速增加，必將產生更多的工業汙泥。工業汙泥除含有大量的水分外，還含有大量的有機物質、重金屬等有害成分。將產量巨大、成分複雜的工業汙泥無害化、資源化，是我國重要的環保課題之一。
3.cn1899988a公開了一種帶有餘熱回收的溼汙泥焚燒處理方法，優化了溼汙泥直接焚燒工藝，用回收的煙氣熱量幹化一部分溼汙泥，可使能純燒的溼汙泥含水率上限提高3-5個百分點。cn114963190a公開了一種汙泥焚燒系統及汙泥焚燒方法，幹化溼汙泥得到幹汙泥，並收集過程中產生的細粉，將收集的細粉與待焚燒溼汙泥混合後焚燒，防止由於細粉顆粒小，進入焚燒爐後爆燃、燃燒區域上移，造成燃燒不穩定的現象發生。
4.但是，上述專利在工業汙泥焚燒中表現較差，工業汙泥的緻密性好，一般爐型很難烘乾和焚燒透，容易出現局部高溫導致結焦現象，如果焚燒過程處理不當，汙泥中的有毒有害有機成分未能得到充分分解破壞，有可能會出現排放超標現象。
技術實現要素：
5.針對上述問題，本發明公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，至少包括以下步驟：
6.(1)汙泥烘乾；
7.(2)迴轉窯焚燒；
8.(3)餘熱鍋爐收集熱能；
9.(4)煙氣處理後排放。
10.在一種實施方式中，所述步驟(1)包括：將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至30％～35％，送入迴轉窯。
11.優選的，將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至32％，送入迴轉窯。
12.在一種實施方式中，所述步驟(2)包括：將經過步驟(1)處理後的汙泥進行焚燒。
13.在一種實施方式中，所述迴轉窯中採用順流式焚燒方式，所述迴轉窯焚燒包括以下步驟：
14.s1：燃燒升溫；
15.s2：將汙泥投入迴轉窯燃燒。
16.在一種實施方式中，所述s1包括：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
17.在一種實施方式中，所述s2包括：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
18.在一種實施方式中，所述s2迴轉窯焚燒溫度為450-550℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間0.5-2小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-100pa至-50pa。。
19.優選的，所述s2迴轉窯焚燒溫度為500℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間1小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-75pa。
20.由於汙泥的緻密性好，一般爐型很難烘乾和焚燒透，本發明選擇迴轉窯利用自身窯體不斷轉動，使物料在窯內不停的翻騰，與煙氣和氧氣充分接觸，有效的去除了廢棄物中的有機物和有毒有害物質，採用順流式焚燒方式，即物料從窯頭進入迴轉窯中的物料在窯頭燃燒器的作用以及煙氣熱輻射的烘烤下，會快速進行熱量交換，並很快達到焚燒溫度，物料被點燃。
21.在一種實施方式中，所述迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制。
22.優選的，所述鼓風機向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。
23.優選的，所述鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000pa。
24.進一步優選的，所述鼓風機的風量為10500m3/h，風壓為3500pa。
25.為了保證迴轉繞可以充分燃燒汙泥，發明人給迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制，向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。助燃風從投料間收集空氣，補充入迴轉窯內，既能保證投料間內形成負壓使得惡臭氣體不逸出投料間，又能提供物料焚燒所需的氧氣。補氧風從窯頭側面進入迴轉窯，給迴轉窯提供必須的氧氣量，同時又儘量減少補氧風對迴轉窯內由於轉窯轉動氧氣的飛灰的影響，降低顆粒物帶出量，延長物料在在高溫環境下停留的停留時間，並且所述鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000pa，可以確保灼減率《5％，保證排放達標。
26.在一種實施方式中，所述迴轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
27.優選的，所述冷卻風機風量為4000-6000m3/h，風壓為3000-4000pa。
28.進一步優選的，所述冷卻風機風量為5000m3/h，風壓為3050pa。
29.發明人在迴轉窯尾部設置冷卻風箱，由冷卻風機提供冷卻用風，再由與風箱連接的冷卻風管吹入窯尾夾套，通過鼓入的冷風與窯體外壁換熱，降低窯體外壁溫度，保護窯體鋼板，防止出現變形、熔融的現象。
30.使用本發明所述的迴轉窯焚燒汙泥有以下優點：傳動機理簡單，設備維修簡單；對焚燒物形狀、含水率要求不高；良好的密封措施和爐膛負壓，保證有害氣體不外洩；設備運轉率高，年運轉率一般可達90％；操作維護方便；迴轉窯內增設物料翻轉裝置，在提高焚燒效率的同時擴大了焚燒爐對廢物的適應性。
31.在一種實施方式中，所述步驟(3)包括：經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
32.在一種實施方式中，所述步驟(4)包括：煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
33.在一種實施方式中，將活性炭通過乾式反應器物料進口投入，在裝置內利用煙氣的湍流，把活性炭與煙氣充分混合，再進入中和反應塔進行反應。
34.優選的，所述乾式反應器噴入粒度為100-300目的活性炭粉。
35.進一步優選的，所述乾式反應器噴入粒度為200目的活性炭粉。
36.由於焚燒煙氣中通常含有一定濃度的二噁英、重金屬等危害物，而重金屬汙染物源於焚燒過程中的蒸發，因此隨著煙氣溫度的降低重金屬凝結成粒狀物被捕集而去除。熔點溫度較低及易升華的重金屬元素無法充分凝結，但在飛灰表面催化作用下會形成熔點溫度較高且較易凝結的氧化物或氯化物，特別是汞和鎘大部分吸附在飛灰顆粒上而被捕集下來。因此，發明人通過噴入活性炭的方式來吸附煙氣中的二噁英及重金屬。在煙氣進入布袋除塵器前，向中和反應塔內噴入粒度為100-300目的活性炭粉，利用活性炭多孔易吸附的特性，吸附煙氣中的重金屬氣體及二噁英，使其由氣態變成較大的固體顆粒物，進入除塵器後這些活性炭粉末同樣被截留在布袋錶面，當煙氣通過布袋時，煙氣中的二噁英因被活性炭吸附而得到淨化。
37.在一種實施方式中，消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
38.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔，氣固兩相相遇，產生高度紊流及氣、固的混合，使得煙氣中的酸性氣體與石灰粉充分接觸反應，從而再次去除酸性氣體。當煙氣進入布袋除塵器後，未反應完全的消石灰粉末被吸附在布袋錶面，繼續吸附有害物質和與煙氣中殘留的酸性氣體進行反應，另外石灰粉能有效的吸收煙氣中的水分，防止水汽造成布袋潮溼糊袋。
39.在一種實施方式中，經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
40.袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻，然後緩慢進入各氣室，大顆粒粉塵靠重力自然沉降至灰鬥底部，懸浮細微粉塵顆粒隨氣流轉折向上進入過濾室，由濾袋外壁通過濾布，進入濾袋內部。經過濾袋時，氣體進入濾袋內部，粉塵被阻留在濾袋錶面，中和裝置噴入的活性炭和消石灰在濾袋錶面形成一層濾膜，既能起到加強過濾的作用，又能讓沒有發生作用的活性炭和消石灰繼續與吸附煙氣中的重金屬及二噁英。淨化後的氣體經濾袋口(花板孔上)進入清潔室，經過預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
41.優選的，所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
42.進一步優選的，所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持110-120℃。
43.由於布袋內部為一個很大的空腔，表面積很大，容易受外界溫度的影響，遇到低溫天氣時，煙氣中的水分會凝結，腐蝕除塵器鋼板壁。所以，本發明所述的布袋除塵器與煙氣接觸部分，使用耐酸膠泥做內襯，隔離煙氣與鋼板，同時在布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持在一個比較高的溫度環境內，可有效降低布袋滴水的情況，防止煙氣中的水分在低溫情況下凝結出來，損壞布袋及防腐膠泥。
44.有益效果
45.1、本發明使用迴轉窯，採用順流式焚燒方式，使物料在窯內不停的翻騰，與煙氣和氧氣充分接觸，有效的去除了廢棄物中的有機物和有毒有害物質，焚燒效率大於99.9％，焚毀去除率大於99.99％。
46.2、本發明控制鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000pa，給迴轉窯提供必須的氧氣量，降低顆粒物帶出量，延長物料在在高溫環境下停留的停留時間，可以確保灼減率《5％，保證排放達標。
47.3、使用本發明所述的迴轉窯焚燒汙泥有以下優點：傳動機理簡單，設備維修簡單；對焚燒物形狀、含水率要求不高；良好的密封措施和爐膛負壓，保證有害氣體不外洩；設備運轉率高，年運轉率一般可達90％；操作維護方便；迴轉窯內增設物料翻轉裝置，在提高焚燒效率的同時擴大了焚燒爐對廢物的適應性。
48.4、本發明向乾式反應器噴入粒度為100-300目的活性炭粉，利用活性炭多孔易吸附的特性，吸附煙氣中的重金屬氣體及二噁英。
49.5、本發明將消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔，去除酸性氣體，另外石灰粉能有效的吸收煙氣中的水分，防止水汽造成布袋潮溼糊袋。
50.6、本發明在袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻，既能起到加強過濾的作用，又能讓沒有發生作用的活性炭和消石灰繼續與吸附煙氣中的重金屬及二噁英。
51.7、本發明布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯，隔離煙氣與鋼板，所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持110-120℃，可有效降低布袋滴水的情況，防止煙氣中的水分在低溫情況下凝結出來，損壞布袋及防腐膠泥。
具體實施方式
52.本發明所述工業汙泥來自於烏海市瑞德化工廠。
53.實施例1
54.本實施例1公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，步驟如下：
55.(1)將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至30％，送入迴轉窯
56.(2)迴轉窯焚燒：將經過步驟(1)處理後的汙泥在迴轉窯中採用順流式焚燒方式進行焚燒。
57.所述迴轉窯焚燒步驟如下：
58.s1：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
59.s2：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
60.將汙泥投入迴轉窯燃燒，迴轉窯焚燒溫度為450℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間2小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-50pa。
61.所述迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制。
62.所述鼓風機向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。
63.所述鼓風機的風量為10000m3/h，風壓為3000pa。
64.所述迴轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
65.所述冷卻風機風量為4000m3/h，風壓為3000pa。
66.(3)經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
67.(4)煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
68.所述乾式反應器噴入粒度為100目的活性炭粉。
69.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
70.經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
71.所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
72.所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持110℃。
73.實施例2
74.本實施例2公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，步驟如下：
75.(1)將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至35％，送入迴轉窯
76.(2)迴轉窯焚燒：將經過步驟(1)處理後的汙泥在迴轉窯中採用順流式焚燒方式進行焚燒。
77.所述迴轉窯焚燒步驟如下：
78.s1：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
79.s2：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
80.將汙泥投入迴轉窯燃燒，迴轉窯焚燒溫度為550℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間0.5小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-100pa。
81.所述迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制。
82.所述鼓風機向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。
83.所述鼓風機的風量為11000m3/h，風壓為4000pa。
84.所述迴轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
85.所述冷卻風機風量為6000m3/h，風壓為4000pa。
86.(3)經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
87.(4)煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
88.所述乾式反應器噴入粒度為300目的活性炭粉。
89.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
90.經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
91.所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
92.所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持120℃。
93.實施例3
94.本實施例3公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，步驟如下：
95.(1)將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至32％，送入迴轉窯
96.(2)迴轉窯焚燒：將經過步驟(1)處理後的汙泥在迴轉窯中採用順流式焚燒方式進行焚燒。
97.所述迴轉窯焚燒步驟如下：
98.s1：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
99.s2：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣
機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
100.將汙泥投入迴轉窯燃燒，迴轉窯焚燒溫度為500℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間1小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-75pa。
101.所述迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制。
102.所述鼓風機向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。
103.所述鼓風機的風量為10500m3/h，風壓為3500pa。
104.所述迴轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
105.所述冷卻風機風量為5000m3/h，風壓為3050pa。
106.(3)經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
107.(4)煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
108.所述乾式反應器噴入粒度為200目的活性炭粉。
109.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
110.經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
111.所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
112.所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持115℃。
113.對比例1
114.本對比例1公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，步驟如下：
115.(1)將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至32％，送入迴轉窯
116.(2)迴轉窯焚燒：將經過步驟(1)處理後的汙泥在迴轉窯中採用順流式焚燒方式進行焚燒。
117.所述迴轉窯焚燒步驟如下：
118.s1：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
119.s2：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
120.將汙泥投入迴轉窯燃燒，迴轉窯焚燒溫度為800℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間1小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力常壓。
121.所述迴轉窯配有鼓風機，採用變頻控制。
122.所述鼓風機向迴轉窯中補充助燃風和補氧風。
123.所述鼓風機的風量為10500m3/h，風壓為3500pa。
124.所述迴轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
125.所述冷卻風機風量為5000m3/h，風壓為3050pa。
126.(3)經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
127.(4)煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴
淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
128.所述乾式反應器噴入粒度為200目的活性炭粉。
129.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
130.經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
131.所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
132.所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持115℃。
133.對比例2
134.本對比例2公開了一種工業汙泥的幹化焚燒處理方法，步驟如下：
135.(1)將汙泥送入雙螺旋烘乾機中，含水率降低至32％，送入迴轉窯
136.(2)迴轉窯焚燒：將經過步驟(1)處理後的汙泥在迴轉窯中採用順流式焚燒方式進行焚燒。
137.所述迴轉窯焚燒步驟如下：
138.s1：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
139.s2：迴轉窯達到指定溫度時，將汙泥投入迴轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，進行下一步處理。
140.將汙泥投入迴轉窯燃燒，迴轉窯焚燒溫度為500℃，將汙泥投入迴轉窯燃燒，停留時間1小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-75pa。
141.(3)經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁餘熱鍋爐，收集熱能後送入中和塔。
142.(4)煙氣經過乾式反應器，中和反應塔，布袋除塵器後，除塵後的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最後將煙氣送入煙囪排放。
143.所述乾式反應器噴入粒度為200目的活性炭粉。
144.消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
145.經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
146.所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
147.所述布袋下箱體採用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持115℃。
148.性能測試
149.1、對經過實施例1-3處理過排放的煙氣進行檢測：《大氣汙染物綜合排放標準》(gb16297-1996)，在表1，符合評價準則，記為合格，否則記為不合格，測試結果記入表2。
150.表1
[0151][0152][0153]
表2
[0154][0155]
2、對實施例1-3和對比例1-2的焚燒效率、焚毀去除率、焚燒殘渣的熱灼減率進行計算，焚燒效率≥99.9％、焚毀去除率≥99.99％、焚燒殘渣的熱灼減率＜5％記為合格，否則記為不合格，結果見下表3。
[0156]
焚燒效率ce計算公式：
[0157][0158]
式中：[co2]-燃燒後排氣中co2的體積濃度。
[0159]
[co]-燃燒後排氣中co的體積濃度。
[0160]
焚毀去除率dre計算公式：
[0161]
dre(％)＝(wi-wo)/wi
×
100％
[0162]
式中：wi－被焚燒物中某有機物質的重量；
[0163]
wo－煙道排放氣和焚燒殘餘物中與wi相應的有機物質的重量之和。焚燒殘渣的熱灼減率p計算公式：
[0164]
p＝(a-b)/a*100％
[0165]
式中：a——焚燒殘渣經110℃乾燥2h後在室溫下的質量/g；
[0166]
b——焚燒殘渣經600℃(正負25℃)3h灼熱後冷卻至室溫的質量/g。
[0167]
表3
[0168] 實施例1實施例2實施例3對比例1對比例2焚燒效率合格合格合格不合格不合格焚毀去除率合格合格合格不合格不合格焚燒殘渣的熱灼減率合格合格合格不合格不合格