CN103435244A - 利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法。它的步骤如下：1)将热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂排放的烟气，通过引风机，送入两个并联的污泥干化成粒装置，进行污泥低温干化和成粒过程；2)将来自污水处理厂或河湖疏浚污泥，通过污泥输送车，倒入污泥料斗；3)污泥料斗底部的双螺旋推进器，将污泥通过设置在出泥口的隔离板，均分送入两个输送设备；4）输送设备分别将污泥连续定量地送入两个并联的污泥干化成粒装置，与热烟气直接接触，进行热交换反应，使污泥水分蒸发，并自然成粒；5)干化后的污泥颗粒通过输送设备送入成品库；6)经过污泥干化后排放的尾气，通过干湿多级除尘和脱硫，达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法。
背景技术
城市生活污水和工业废水经过处理达标排放，是保护生态环境建设必不可少的环境工程措施。至2010年我国城市污水处理率不低于70%，至2012年6月底，全国城镇污水处理量已达到1.39亿立方米/天。城市生活污水和工业废水在得到净化的过程中，会产生大量的污泥，我国由此而产生的污泥数量已达3480万吨/年，并每年以10～15%的增长率而增加。城市污水处理厂产生的污泥，由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等复杂的非均质体所组成，经过机械脱水后，污泥的含水率在75％～85％之间，由于它含水率高而体积庞大，并含有多种有毒有害物质，因此，是一类危害性极大的固体废弃物，如果不加以彻底的处理与控制，将会对环境造成严重的二次污染。如何安全经济地处理城市污水处理厂污泥是世界各国共同面临的环境难题。
国外经过数十年实践所建立的污泥处理方法，主要有卫生填埋、焚烧和土地利用等。这些方法得以实施依赖于以下必要的条件：污泥卫生填埋需要有足够的填埋空间；污泥焚烧需要昂贵的设备投资和很高的运行费用；土地利用对污泥中有害物质如重金属的含量等有严格的限制条件。我国污泥处理的具体国情：一是污泥的数量和体积特别大，根本没有适合污泥填埋的空间；二是在经济上无法承受高额的处理费用；三是由于生活污水和工业废水合并处理，从而使污泥的成分非常复杂，特别是重金属含量很高，土地利用对生态环境存在负面影响的潜在风险。显然易见，国外的污泥处理技术难以在中国实施，目前我国大部分污泥只经过初步处理后，便进行无序地临时堆存或简单填埋，不仅占用大面积的土地资源，而且破坏生态环境和污染地下水资源，对人体健康带来严重的不良影响。随着我国经济的快速发展和城市人口的迅速增长，城市污水和工业废水处理量在不断地增加，这意味着污水处理厂污泥的数量将与日俱增。面对以上现实，开辟一条符合中国国情的污泥无害化、减量化、资源化处理的新途径势在必行。
污泥成分的测定结果显示，污泥中含有大量的有机物质，根据污泥有机质与热值之间的相关性分析，我国污泥的平均热值在1500～2500Kcal/kg之间，这说明了污泥中较高的有机质含量使污泥具有可利用的热值，正是这种热值使污泥具有可资源化利用的价值。然而，当污泥的含水率大于80%时，污泥不具有热值的，只有当含水率降至30%以下，污泥的热值才具有可利用的价值。这是由于水分蒸发需要吸收的平均热量为2675.9kJ/kg，而非绝干污泥在放热之前，必须要吸收热量去蒸发水分，因此，含水率80%的污泥要将水分蒸发所吸收的热量，大大超过污泥本身所具有的热值。
污水处理厂经过机械脱水，污泥的含水率一般在80%左右，降低污泥的含
水率和减小污泥的体积，首先实现减量化是污泥最终得到无害化和资源化处理的关键，而“热干化”是污泥深度脱水和减少体积最有效的方法，它不仅可以杀灭污泥中的细菌，而且可以使污泥中的有害物质向稳定态转化。为了保证污泥在干化时，水分蒸发污泥有效减量，有机质不被破坏而保存95%以上原始热值，污泥干化必须在低温条件下进行。因此，“低温干化”是污泥得到最终处理的技术核心。所谓的“污泥低温干化”是指热源提供低于绝干污泥燃点（250℃）的热量，使污泥中的水分蒸发达到减量效果而有机质不受破坏的过程。但是，污泥热干化是能量净消耗的过程，能耗费用通常占污泥处理总费用的百分之八十以上，因而形成“能耗瓶颈”。
中国的能源结构以燃煤为主，全国各地遍布着大大小小的热电厂，水泥是国民经济的基础原材料，水泥生产需要消耗大量能源，热电厂和水泥厂每时每刻都在排出大量的烟气，烟气温度一般在120～200℃之间。另外，垃圾焚烧是城市垃圾处理的主要方法之一，垃圾焚烧炉内温度一般控制在980℃左右，近年来，垃圾焚烧处理与高温(1650-1800℃)热分解、融熔处理结合，垃圾经焚烧处理后，消灭了各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物，并能回收热能，现代垃圾焚烧炉配有良好的烟尘净化装置，防止大气污染，烟气排放的指标与一般燃煤电厂相同，垃圾焚烧时排放的烟气温度较高，一般在200℃左右。由此可见，热电厂和水泥厂以及垃圾焚烧厂排放的烟气蕴藏着巨大的潜能，正是污泥低温干化最理想的热源。如果利用这些烟气余热进行污泥干化，必然使污泥处理的运行成本大大降低，从而彻底克服了污泥热干化的“能耗瓶颈”。干化后的污泥颗粒作为辅助燃料，与煤和垃圾一起焚烧发电，作为水泥生产的原料，也可以烧制轻质节能砖和陶粒，以及生产水泥压制品，真正实现以废治废、废弃物循环利用的污泥无害化、减量化、资源化处理。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用烟气余热的并联式
污泥低温干化方法。
利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法的步骤如下：
1)将热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂排放的烟气，通过引风机，分别送入两个并联的污泥干化成粒装置，进行污泥低温干化和成粒过程，烟气温度为120～200℃，烟气风量为8×104～20×104m3，烟气送入污泥干化成粒装置的方向有两种，一种是与干化污泥前进的方向一致，另一种是与干化污泥前进的方向相反；
2)将来自污水处理厂或河湖疏浚污泥，污泥质量百分含水率为75～85%，通过污泥输送车，倒入楔形或上半部为柱状下半部为楔形的污泥料斗，污泥料斗的容积为15～60m3，当装满污泥后，料斗上部的盖板自动关闭；
3)污泥料斗底部的双螺旋推进器，将污泥通过设置在出泥口的隔离板，均分送入两个输送设备；
4)输送设备分别将污泥连续定量地送入两个并联的污泥干化成粒装置，与热烟气直接接触，进行热交换反应，使污泥水分蒸发，并自然形成粒径为1～10mm的污泥颗粒，污泥干化成粒装置长22～30m，直径1.8～2.5m，转速为3～6转/min，倾斜度为1.5～2°，污泥和烟气之间的热交换时间为55～65min，干化污泥30～100t/d,质量百分含水率从75～85%降至40～45%以下；
5)将干化后的污泥颗粒通过输送设备送入成品库，在冷却过程中进一步脱水，直至质量百分含水率降至30%以下，作为辅助燃料与煤一起焚烧，或综合利用，释放的异味气体通过生物滤床消除；
6)经过污泥干化后，从两个并联的污泥干化成粒装置中排放出的尾气，通过引风机送入多管旋风除尘器，去除90%以上的粉尘，然后再进入多级水幕除尘和脱硫装置，除尘除气后达标排放。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1)利用热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂排放的烟气余热（120～200℃），为污水厂污泥和疏浚污泥干化提供理想的低温干化热源，在不消耗新能源的情况下，使污泥得到有效干化而减量，为无害化和资源化处理奠定关键性基础，不仅彻底克服了污泥干化的“能源瓶颈”，而且提高了发电和水泥生产的能量利用效率，真正开辟了一条以废治废、节能减排和绿色环保的污泥无害化、减量化和资源化处理的新途径；
2)利用烟气余热的低温干化污泥，热烟气与湿污泥直接接触，一方面使污泥的干化效率达到最大化，另一方面污泥在干化成粒过程中，在降低热污染的同时，吸附烟气中的大部分烟尘和20～25%的二氧化硫，因减少大气污染负荷而使除尘除气的效率大大提高；
3)利用烟气余热进行污泥低温干化，使污泥中水分蒸发而有机物不被破坏，不仅保存了95%以上的污泥原始热值，而且从源头控制了有害气体的释放，少量异味气体释放在大量烟气的背景下，通过稀释作用和化学反应，保证尾气达标排放；
4)利用来干化污泥的烟气，从热电厂、水泥厂或垃圾焚烧厂末端的烟道截取，截取的烟气量大小，通过风门来控制，当污泥干化成粒***需要检修等操作时，关闭风门，烟气通过原排烟***顺利排出，因此，不影响热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂的正常运行。
附图说明
附图是利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法总的流程图。
具体实施方式
如附图所示，利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法的步骤如下：
1)将热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂排放的烟气，通过引风机，分别送入两个并联的污泥干化成粒装置，进行污泥低温干化和成粒过程，烟气温度为120～200℃，烟气风量为8×104～20×104m3，烟气送入污泥干化成粒装置的方向有两种，一种是与干化污泥前进的方向一致，另一种是与干化污泥前进的方向相反；
2)将来自污水处理厂或河湖疏浚污泥，污泥质量百分含水率为75～85%，通过污泥输送车，倒入楔形或上半部为柱状下半部为楔形的污泥料斗，污泥料斗的容积为15～60m3，当装满污泥后，料斗上部的盖板自动关闭；
3)污泥料斗底部的双螺旋推进器，将污泥通过设置在出泥口的隔离板，均分送入两个输送设备；
4)输送设备分别将污泥连续定量地送入两个并联的污泥干化成粒装置，与热烟气直接接触，进行热交换反应，使污泥水分蒸发，并自然形成粒径为1～10mm的污泥颗粒，污泥干化成粒装置长22～30m，直径1.8～2.5m，转速为3～6转/min，倾斜度为1.5～2°，污泥和烟气之间的热交换时间为55～65min，干化污泥30～100t/d,质量百分含水率从75～85%降至40～45%以下；
5)将干化后的污泥颗粒通过输送设备送入成品库，在冷却过程中进一步脱水，直至质量百分含水率降至30%以下，作为辅助燃料与煤一起焚烧，或综合利用，释放的异味气体通过生物滤床消除；
6)经过污泥干化后，从两个并联的污泥干化成粒装置中排放出的尾气，通过引风机送入多管旋风除尘器，去除90%以上的粉尘，然后再进入多级水幕除尘和脱硫装置，除尘除气后达标排放。
应用实例1。
浙江江阴热电厂利用烟气余热的污泥干化工程。该工程利用75t燃煤锅炉排放的热烟气（烟气温度130～180℃、烟气量15×104m3 /h），每天干化约80吨印染污泥，含水率从80%左右降至40%以下。污泥运输车将来自污水处理厂含水率为80%左右的印染污泥送入污泥储存库，由吊斗将污泥装入定量进泥装置的料斗，楔形料斗底部的双螺旋将污泥推进至出泥口，在出泥口设有的隔离板，把污泥均分为两部分，分别由两个螺旋输送机，连续地将定量的污泥送入两个并联的污泥干化成粒装置，与此同时，引风机在电除尘器之前将通过风门的热烟气，送入两个并联的污泥干化成粒装置，污泥干化成粒装置长25m，直径2.4m，倾斜度为1.5°，热烟气与湿污泥直接接触，在污泥干化成粒装置以4转/min的速度转动下，进行60min的热交换反应，烟气中的大部分烟尘和20～25%的二氧化硫被湿污泥吸附，并被固定在污泥颗粒中，直至完成污泥干化成粒过程，经过干化后，污泥的含水率从80%左右降至45%左右，体积降至原污泥体积的三分之一，并自然形成粒径为1～10mm的污泥颗粒。经过污泥干化后排放的尾气，首先进入多管旋风除尘器，然后再进入电除尘和脱硫装置，经过除尘除气，达标排放。干化后的污泥颗粒通过输送设备，送入成品库，在自然冷却的过程中，进一步脱水，最后使含水率降至30%以下，无异味气体释放，印染污泥的平均热值为2105kcal/kg,干化后污泥颗粒直接送入热电厂，作为辅助燃料与煤一起燃烧，贡献热能，使印染污泥得到彻底地无害化和资源化处理。
应用实例2。
浙江德清利用垃圾焚烧发电厂烟气余热的污泥干化工程。该工程利用35T垃圾焚烧炉排放的烟气（烟气温度150～170℃，烟气量10×104m3 /h），每天干化污泥50吨，含水率从80%左右降至40%以下。污泥运输车将来自污水处理厂含水率为80%左右的污泥，直接倒入定量进泥装置上半部为圆柱体下半部为楔形的料斗，料斗底部的双螺旋将污泥推进至出泥口，在出泥口设有的隔离板，把污泥均分为两部分，分别由两个螺旋输送机，连续地将定量的污泥送入两个并联的污泥干化成粒装置，与此同时，引风机在布袋除尘器之后将通过风门的热烟气，送入两个并联的污泥干化成粒装置，污泥干化成粒装置长26m，直径2.5m，倾斜度为1.5°，热烟气与湿污泥直接接触，在污泥干化成粒装置以3.5转/min的速度转动下，进行65min的热交换反应，直至完成污泥干化成粒过程，经过干化后，污泥的含水率从80%左右降至45%左右，体积降至原污泥体积的三分之一，并自然形成粒径为1～10mm的污泥颗粒。经过污泥干化后排放的尾气，首先进入多管旋风除尘器，然后再进入两级水幕除尘除气装置，达标排放。干化后的污泥颗粒通过输送设备，送入成品库，在自然冷却的过程中，进一步脱水，最后使含水率降至30%以下，释放的异味气体通过生物滤床消除，污泥的平均热值为2087kcal/kg,干化后污泥颗粒与垃圾一起焚烧发电，使污泥得到彻底地无害化和资源化处理。
Claims (1)
1.一种利用烟气余热的并联式污泥低温干化方法，其特征在于它的步骤如下：
1)将热电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂排放的烟气，通过引风机，分别送入两个并联的污泥干化成粒装置，进行污泥低温干化和成粒过程，烟气温度为120～200℃，烟气风量为8×104～20×104m3，烟气送入污泥干化成粒装置的方向有两种，一种是与干化污泥前进的方向一致，另一种是与干化污泥前进的方向相反；
2)将来自污水处理厂或河湖疏浚污泥，污泥质量百分含水率为75～85%，通过污泥输送车，倒入楔形或上半部为柱状下半部为楔形的污泥料斗，污泥料斗的容积为15～60m3，当装满污泥后，料斗上部的盖板自动关闭；
3)污泥料斗底部的双螺旋推进器，将污泥通过设置在出泥口的隔离板，均分送入两个输送设备；
4)输送设备分别将污泥连续定量地送入两个并联的污泥干化成粒装置，与热烟气直接接触，进行热交换反应，使污泥水分蒸发，并自然形成粒径为1～10mm的污泥颗粒，污泥干化成粒装置长22～30m，直径1.8～2.5m，转速为3～6转/min，倾斜度为1.5～2°，污泥和烟气之间的热交换时间为55～65min，干化污泥30～100t/d,质量百分含水率从75～85%降至40～45%以下；
5)将干化后的污泥颗粒通过输送设备送入成品库，在冷却过程中进一步脱水，直至质量百分含水率降至30%以下，作为辅助燃料与煤一起焚烧，或综合利用，释放的异味气体通过生物滤床消除；
6)经过污泥干化后，从两个并联的污泥干化成粒装置中排放出的尾气，通过引风机送入多管旋风除尘器，去除90%以上的粉尘，然后再进入多级水幕除尘和脱硫装置，除尘除气后达标排放。
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Cited By (4)
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| CN107572740A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-12 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | 一种利用烟气余热的污泥低温干化焚烧一体化方法及*** |
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| CN101643307A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-10 | 浙江大学 | 利用水泥厂烟气余热干化污泥与污泥烧制水泥的方法 |
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2013
- 2013-08-12 CN CN201310348472.1A patent/CN103435244B/zh active Active
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