CN111318132A - 一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法,尤其涉及废气的净化处理领域。该***包括：污泥干化机、除尘器、活性炭吸附装置、冷凝器、水质在线检测器和汽轮机；所述污泥干化机用于对污泥进行干化处理；所述除尘器用于对污泥干化机在干化污泥过程中所产生的尾气进行除尘；所述活性炭吸附装置与除尘器相连，用于对除尘器除尘后的尾气内含有的有毒有害物质进行吸附；所述冷凝器与除尘器相连，用于活性炭吸附后的尾气冷凝；所述水质在线检测器用于冷凝废水的监测，最后排入废水管网；所述汽轮机供给污泥干化机和活性炭吸附装置蒸汽；经过该***处理的干化尾气通入炉膛焚烧。该***及方法可减少污泥干化后冷凝废水处理装置。

Description

一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法
技术领域
本发明涉及废气的净化处理领域，尤其是涉及一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法。
背景技术
污水处理厂处理市政污水过程中会产生大量的污泥。污泥中含有大量病原菌、寄生虫、致病微生物、重金属及其他有毒有害物质，如果处置不当，将会对生态环境造成巨大危害。因此，采用合理的方法处理处置污泥对保护我国生态环境具有重要意义。
利用现有燃煤电厂掺烧污泥被认为是最佳可行技术之一。在有条件的地区将污泥作为低质燃料在燃煤电厂掺烧，能够将污泥最大程度地减量化，同时回收废物资源，减少污泥对环境的危害。同时，基于燃煤电厂现有焚烧装置和烟气净化装置进行合理改造，相较于新建污泥焚烧厂，具有投资小、建设周期短、运行成本低等明显优势。
目前，我国污水处理厂所产生污泥的含水率通常为80％或60％,直接进入燃煤电厂掺烧通常会引起负面影响，例如堵塞输煤***；增加烟气***磨损；影响锅炉热效率等。因此，燃煤电厂污泥掺烧前需要采用干化或深度脱水工艺，将污泥含水率降低，减少高含水率污泥掺烧对燃煤电厂正常运行工况的影响。
目前，我国中央部门(如住房和城乡***、生态环境部等)推荐采用间接式污泥干化设备干化污泥。该工艺路线主要为：在干化装置内使蒸汽通过加热管与污泥间接接触，通过传热使污泥水分蒸发，而污泥干化过程中产生的尾气经除尘、冷凝处理后经风机送入锅炉焚烧，冷凝废水则通过生化处理后达标排放。
在污泥干化过程中，污泥中有机质在高温条件下降解并释放氨气、硫化氢、有机酸等气体，这些气体在冷凝处理阶段会不同程度地溶解于冷凝废水中，造成冷凝废水COD、氨氮等指标超标。因此，燃煤电厂建立污泥干化生产线时还需配套冷凝废水处理装置，增加投资及后续运行成本。
现有燃煤电厂利用间接式干化设备干化污泥后，污泥干化尾气通常需要经过除尘、冷凝等处理后再通入炉膛焚烧。冷凝过程产生的冷凝废水中 COD、氨氮含量超标，需要经过处理后才能排入城市管网或运输回污水处理厂。该工艺路线存在一些问题，例如：
(1)投资及运行成本较高。需构筑冷凝废水处理装置，增加投资成本；
(2)冷凝废水中COD、氨氮等参数影响废水C/N比，进而影响废水的可生化处理性能；
(3)冷凝废水中磷及其他微生物生产所需的微量元素含量较少，影响废水的可生化处理能力；
上述(2)(3)原因导致实际废水处理过程中，需要额外添加很多药剂以促进废水的处理效果，增加运行成本。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法，该燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法能够利用活性炭吸附装置，处理污泥干化后尾气，显著降低冷凝设备入口前尾气中氨气、硫化氢、有机酸等气体的含量，降低冷凝废水的COD和氨氮含量，使冷凝废水符合污水排放标准，以便于冷凝废水的外排；
本发明的第二目的在于提供一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法，旨在解决投资及运行成本较高。现有技术需构筑冷凝废水处理装置，增加投资成本；冷凝废水中COD、氨氮等参数影响废水C/N比，进而影响废水的可生化处理性能；额外添加很多药剂以促进废水的处理效果，增加运行成本的问题。
本发明提供一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，包括：污泥干化机、除尘器、活性炭吸附装置、冷凝器、水质在线检测器和汽轮机；
所述污泥干化机用于对污泥进行干化处理，干化后的污泥加入燃煤电厂的燃烧炉掺烧；
所述除尘器与污泥干化机相连，用于对污泥干化机在干化污泥过程中所产生的尾气进行除尘；
所述活性炭吸附装置与除尘器相连，用于对除尘器除尘后的尾气内含有的有毒有害物质进行吸附；
所述冷凝器与除尘器相连，用于活性炭吸附后的尾气冷凝，冷凝成水；
所述水质在线检测器与冷凝器相连，用于冷凝废水的监测；
所述汽轮机为燃煤电厂汽轮机，所述汽轮机的后端排出的蒸汽供给污泥干化机和活性炭吸附装置。
其中，所述污泥干化机为圆盘式或桨叶式间接污泥干化机。
其中，所述除尘器为旋风除尘器。
其中，所述活性炭吸附装置为横向或竖向的活性炭吸附塔。
其中，所述冷凝器为水冷式冷凝器。
其中，所述水质在线检测器为能够连续对水质进行监测的水质检测器。
一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法，包括如下步骤：
步骤1：污泥干化机干化污泥过程中产生尾气经过除尘后进入活性炭吸附装置；
步骤2：活性炭吸附装置温度保持在100-150度，吸附尾气中含有的有毒有害气体；
步骤3：吸附后的尾气由冷凝器冷凝成废水；
步骤4：废水通过水质在线检测器监测；
步骤5：水质在线检测器监测合格的废水排至污水管网。
其中，所述步骤1中污泥干化机和活性炭吸附装置工作所需热能由燃煤电厂汽轮机后端蒸汽提供。
其中，所述步骤2中活性炭吸附装置吸附尾气中氨气、硫化氢和有机酸等气体组分。
本发明的有益效果为：一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***及方法，由污泥干化机、除尘器、活性炭吸附装置、冷凝器、水质在线检测器等设备组成，取消了原有的消了冷凝废水处理装置，增加了活性炭吸附装置，无需另外构筑污水处理装置，可有效降低投资成本和后期运行成本。
本发明还具有如下有益效果：可有效降低污泥干化尾气中氨气、有机酸类等气体的含量，从而降低冷凝废水中氨氮、COD等，使冷凝废水符合排放标准，可直接排入城市管网。采用本发明提供的***及方法，可减少污泥干化后冷凝液处理装置，降低投资及后续运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***；
图2为本发明一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法。
附图标记说明：
1：污泥干化机；2：除尘器；3：活性炭吸附装置；4：冷凝器；5：水质在线检测器。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、" 长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一 "、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1，一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，包括：污泥干化机1、除尘器2、活性炭吸附装置3、冷凝器4、水质在线检测器5和汽轮机6；
所述污泥干化机1用于对污泥进行干化处理，干化后的污泥加入燃煤电厂的燃烧炉掺烧；
所述除尘器2与污泥干化机1相连，用于污泥干化机1在污泥干化过程中所产生的尾气除尘；
所述活性炭吸附装置3与除尘器2相连，用于对除尘器2除尘后的尾气内含有的有毒有害物质进行吸附；
所述冷凝器4与除尘器2相连，用于活性炭吸附后的尾气冷凝，冷凝成水；
所述水质在线检测器5与冷凝器4相连，用于冷凝废水的监测；
所述汽轮机6为燃煤电厂汽轮机，所述汽轮机6的后端排出的蒸汽供给污泥干化机1和活性炭吸附装置3。
具体的，所述污泥干化机1为圆盘式或桨叶式间接污泥干化机1。
污泥干化机1主要包括：单轴圆盘或双轴桨叶、含夹套的外壳。
单轴圆盘或双轴桨叶、含夹套的外壳均设有蒸汽入口和凝结水出口。污泥干化机1所用蒸汽从电厂汽轮机尾部引出，经降压后温度约为150℃。
圆盘(或桨叶)及外壳内的热蒸汽加热输送进入污泥干化机1的污泥，使污泥温度升高，促进污泥中水分的蒸发。
污泥干化机1中的污泥在圆盘或桨叶的转动下向前移动，同时不断搅拌污泥，替换与圆盘及外壳直接接触的污泥，加速污泥水分蒸发。圆盘或桨叶的转速控制在5～10r/min。
污泥干化机1通过抽风机维持微负压，避免恶臭气体向外逃逸。
污泥干化机1含湿尾气通过抽风机送至除尘器2。
污泥蒸发出的水汽通过抽风机送至除尘器2。
具体的，所述除尘器2为旋风除尘器2。
除尘器2为蜗壳式旋风除尘器2。
除尘器2利用离心原理对尾气进行除尘，然后送至活性炭吸附装置3。
具体的，所述活性炭吸附装置3为横向或竖向的活性炭吸附塔。
活性炭吸附装置3包括：活性炭层和承托层；活性炭层设置在承托层上方。
活性炭具有发达的空隙，比表面积大，具有很高的吸附能力。本发明利用活性炭的这一特性来对干化尾气组分进行去除。
干化尾气由风机提供动力，正压或负压进入活性炭吸附装置3内，由于活性炭固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学健力，因此当活性炭表面与尾气接触时，就能吸引蒸汽内的有毒有害气体分子，使其浓聚并保持在活性炭，尾气经过活性炭吸附装置3处理后，进入冷凝器4。
具体的，所述冷凝器4为水冷式冷凝器。
水冷式冷凝器4主要包括：换热管、冷却水分水箱及收集箱、外壳等。
水冷式冷凝器4所用冷却水为电厂循环冷却水。
在水冷式冷凝器4内布置有多条换热管，干化尾气与冷却水通过换热管间接接触换热，使干化尾气降温除湿。
在水冷式冷凝器4内，干化尾气经过除湿后产生的冷凝废水经收集后通往水质在线检测器5。
具体的，所述水质在线检测器5为能够连续对水质进行监测的水质检测器。
水质在线检测器5为能够连续监测并能够将监测结果形成图表的水质检测器，水质检测器为常规的水质检测器，水质在线检测器5对水质进行监测，并形成图表，方便工作人员观察，观察水质的不断变化，进而调整污泥干化机1、除尘器2、活性炭吸附装置3和冷凝器4工作方式，避免排出不符合排放标准的废水。
参阅图2，一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法，包括如下步骤：
步骤1：圆盘式或桨叶式间接污泥干化机干化污泥过程中产生尾气经过除尘后进入活性炭吸附装置；
步骤2：活性炭吸附装置温度保持在100度以上，优选120度，吸附尾气中含有的有毒有害气体，例如蒸汽尾气中所含有的氨气、硫化氢、有机酸等气体组分；
步骤3：活性炭吸附装置吸附后的尾气由冷凝器冷凝成废水，冷凝阶段产生的废水COD和氨氮等指标符合污水排放标准；
步骤4：废水通过水质在线检测器监测，根据排放标准对废水的各项指标进行监测，监测的过程中形成图表，图表中能够观察废水中指标的变化，工作人员可以通过变化的数值或曲线来调整步骤1-3中各个组件的工作方式，及时的组件调整能够避免水质在线检测器监测废水不达标所产生的不必要损失；
步骤5：水质在线检测器监测合格的废水排至污水管网。
具体的，所述步骤1中污泥干化机1和活性炭吸附装置3工作所需热能由燃煤电厂汽轮机6后端蒸汽提供。
污泥干化机1和活性炭吸附装置3均需要利用燃煤电厂汽轮机6后端蒸汽提供的热能。
活性炭吸附装置3需要保持优选的100度是为了避免污泥排出的蒸汽型尾气凝结，堵塞活性炭的气体通路，影响活性炭的吸附效果。
汽轮机6为燃煤电厂汽轮机，汽轮机6在工作时会利用大量的蒸汽用于发电，发电后的蒸汽用于污泥干化机1和活性炭吸附装置3加热使用，蒸汽加热于干化机1外部和干化机1内的圆盘或桨叶(蒸汽加热圆盘或桨叶是根据干化机选用单轴圆盘或双轴桨叶的结构而定)。
具体的，所述步骤2中活性炭吸附装置3吸附尾气中氨气、硫化氢和有机酸等气体组分。
活性炭吸附装置3中的活性炭能够吸附尾气中所含有的氨气、有机酸类等气体，降低其含量，从而降低冷凝废水中氨氮、COD等，使冷凝废水符合排放标准。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，包括：污泥干化机、除尘器、活性炭吸附装置、冷凝器、水质在线检测器和汽轮机；
所述污泥干化机用于对污泥进行干化处理，干化后的污泥加入燃煤电厂的燃烧炉掺烧；
所述除尘器与污泥干化机相连，用于对污泥干化机在干化污泥过程中所产生的尾气进行除尘；
所述活性炭吸附装置与除尘器相连，用于对除尘器除尘后的尾气内含有的有毒有害物质进行吸附；
所述冷凝器与除尘器相连，用于活性炭吸附后的尾气冷凝，冷凝成水；
所述水质在线检测器与冷凝器相连，用于冷凝废水的监测；
所述汽轮机为燃煤电厂汽轮机，所述汽轮机的后端排出的蒸汽供给污泥干化机和活性炭吸附装置。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，所述污泥干化机为圆盘式或桨叶式间接污泥干化机。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，所述除尘器为旋风除尘器。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，所述活性炭吸附装置为横向或竖向的活性炭吸附塔。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，所述冷凝器为水冷式冷凝器。
6.根据权利要求1所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的***，其特征在于，所述水质在线检测器为能够连续对水质进行监测的水质检测器。
7.一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理装置的***，包括如下步骤：
步骤1：污泥干化机干化污泥过程中产生尾气经过除尘后进入活性炭吸附装置；
步骤2：活性炭吸附装置温度保持在100-150度，吸附尾气中含有的有毒有害气体；
步骤3：吸附后的尾气由冷凝器冷凝成废水；
步骤4：废水通过水质在线检测器监测；
步骤5：水质在线检测器监测合格的废水排至污水管网。
8.根据权利要求7所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法，其特征在于，所述步骤1中污泥干化机和活性炭吸附装置工作所需热能由燃煤电厂汽轮机后端蒸汽提供。
9.根据权利要求7所述的一种燃煤电厂内污泥干化尾气处理的方法，其特征在于，所述步骤2中活性炭吸附装置吸附尾气中氨气、硫化氢和有机酸等气体组分。
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