CN112441718A - 一种锅炉协同处理污泥的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锅炉协同处理污泥的***及方法，***包括气化炉和燃煤流化床锅炉，气化炉开设污泥进料口，以及气化后气体出口，气化炉连通有天然气源以及空分装置，气化炉的排渣口连通燃煤流化床锅炉的锅炉进料口，锅炉进料口还连通气化后气体出口以及燃煤流化床锅炉燃料供应***，锅炉排烟通道连通原生污泥存储装置；本发明可以实现直接处理原生污泥，利用锅炉排烟的加热降低污泥含水率使其可以维持较高温度气化，同时也利用了锅炉烟气热量，提高了锅炉效率，污泥气化时使用纯氧可以减少气化炉气体输入量，而且能高温分解二噁英等有毒物质，去除污泥臭味，并增加污泥中可燃物的转化率，使污泥中剩余可燃物燃烧放热，减少灰渣可燃物含量。

Description

一种锅炉协同处理污泥的***及方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理领域，具体涉及一种锅炉协同处理污泥的***及方法。

背景技术

随着科技的发展，人类生活水平的提高，大量的资源被消耗，各类污染物如污水的产生量与日俱增，作为污水处理的副产物，浓缩后污泥的产量只有污水处理量的0.3％-0.5％，但是污泥的处理处置费用却达到了全部设施建设费用的20％-50％，甚至更高，污泥的处理难度可见一斑，而且城镇污泥的产量高速增加。

污泥含水率很高，污水处理厂进行机械脱水后污泥的含水率一般为80％，其余的20％含有寄生虫、虫卵、病原微生物、重金属及很难降解的有机物等，并伴随恶臭，处置不当会对环境产生二次污染，在污泥的处理方法中，与填埋、堆肥等处理方法相比，利用高温焚烧将污泥中的有机物氧化，彻底去除臭味，使污泥完全转化为灰烬是最彻底的无害化处理方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种锅炉协同处理污泥的***，充分利用污泥自身热量以减少外部能量投入，并高效地分解污泥中有害物质如二噁英等有机物和去除臭味以无害化处理污泥的***。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锅炉协同处理污泥的***，包括气化炉和锅炉，气化炉开设污泥进料口，以及气化后气体出口，气化炉连通有天然气源以及空分装置，气化炉的排渣口连通锅炉的锅炉进料口，锅炉进料口还连通气化后气体出口以及锅炉燃料供应***，锅炉排烟通道连通原生污泥存储装置。

气化炉的顶部开设污泥进料口，污泥进料口连接有污泥供给装置，污泥供给装置包括沿污泥流向依次连通的原生污泥存储装置、污泥进料斗和污泥给料机。

原生污泥存储装置的气体输出口还连通锅炉进料口，污泥存储装置的气体输出口连通锅炉进料口的管路上设置除水器；气化后气体出口至锅炉进料口的气体管路上设置有除水器。

气化后气体出口开设在气化炉的上部，气化炉的燃气入口和氧化气体入口开设在下部，燃气入口连通天然气罐，氧化气体入口连通空分装置的气体出口。

锅炉采用燃煤流化床锅炉、炉排炉或链条炉，其燃料为燃煤、生物质燃料或可焚烧垃圾。

锅炉至原生污泥存储装置的烟气管路上设置烟气净化装置。

本发明还提供一种煤流化床协同处理污泥的方法，经过高温烟气加热的原生污泥成为脱水污泥，脱水污泥从污泥进料口进入气化炉，气化炉燃烧天然气高温作用及氧化气体辅助氧化作用下，脱水污泥在气化炉中气化反应，脱水污泥气化后的高温炉渣送入锅炉二次燃烧；污泥气化后气体混合物进入锅炉燃烧；锅炉燃烧产生的烟气加热原生污泥。

原生污泥经高温烟气加热后含水量下降至65％以下。

天然气的投入量根据不同种类脱水污泥热值调节。

锅炉进行富氧燃烧；污泥气化后气体混合物与加热污泥后的烟气混合并经过除水后送入锅炉燃烧。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

使用锅炉燃烧后的烟气通入原生污泥存储装置，实现对原生污泥加热脱水，脱水污泥进入气化炉气化后产生的炉渣进入燃煤流化床锅炉燃烧，污泥气化后的混合气体同时进入燃煤流化床锅炉燃烧，燃烧后产生的烟气持续输入原生污泥存储装置，有助于实现无害化处理污泥，气化对污泥的臭味去除十分高效，以燃煤流化床锅炉***协同的方式分级处理，充分利用现有设备，处理较彻底且高效，还可以实现充分利用锅炉排烟热量，进一步降低成本。

采用本发明所述锅炉***协同处理原生污泥的方法，对污泥特有的臭味有很好的处理效果，利用锅炉排烟的加热降低污泥含水率使其可以维持较高温度气化，同时也利用锅炉烟气热量，提高了锅炉效率，污泥气化时使用空分装置提供纯氧可以减少气化炉气体输入量，加之燃烧天然气的调节作用，能提高气化炉温度，高温分解二噁英等有毒物质，去除污泥臭味，并增加污泥中可燃物的转化率，气化后气体与炉渣送入锅炉，可以使污泥中剩余可燃物燃烧放热，减少灰渣可燃物含量，同时，高温炉渣加入燃煤流化床锅炉有利于提高温度，促进煤的着火与燃烧，流化床采用富氧燃烧，可以减少低温空气加入量及飞灰可燃物含量，提高锅炉效率；

污泥自身热值较低，无外热源输入的情况下不能依靠自身能量自行高温分解，采用本发明所述流化床协同的方式进行，预干燥后，污泥可以利用自身热量自行气化，利用纯氧气化的方式可以减少加热氮气等气体造成的热量浪费，提高气化炉温度，高温有利于有毒物质的分解、去除臭味，考虑到部分污泥热值较低可能导致气化温度不够，天然气的加入增加了***的稳定性，与直接燃烧相比，气化对去除污泥的恶臭更为有效，且减少了对锅炉的腐蚀，也增加了分解有毒物质如二噁英的效率。

进一步的，流化床采用富氧燃烧，以提高锅炉排烟温度，满足污泥一级脱水热量需求。

附图说明

图1是本发明一种可实施的原理示意图。

图中：1-原生污泥、2-水蒸气等气体、3-脱水污泥、4-污泥进料斗、5-污泥给料机、6-气化炉、7-天然气储罐、8-天然气、9-空分装置、10-空气、11-纯氧、12-气化后气体出口、13- 除水器、14-炉渣、15-给煤器、16-磨煤机、17-燃煤流化床锅炉、18-锅炉进料口、19-锅炉排烟、20-烟气净化装置、21-高温烟气。

具体实施方式

参考图1，一种锅炉协同处理污泥的***，包括气化炉6和燃煤流化床锅炉，气化炉6的顶部开设污泥进料口，污泥进料口连通有污泥给料机5的出口，污泥给料机5的入口连通污泥进料斗4的出口，污泥进料斗4的入口连通污泥存储装置的出口，气化炉6的上部开设气化后气体出口12，气化炉6下部连通有天然气源以及空分装置9，气化炉6的排渣口连通燃煤流化床锅炉的锅炉进料口18，锅炉进料口18还连通气化后气体出口12以及燃煤流化床锅炉燃料供应***，燃煤流化床锅炉排烟通道连通原生污泥存储装置；

天然气罐7作为天然气源之一，本申请气化炉6还可以连通工业燃气管道。

原生污泥存储装置的气体输出口还连通锅炉进料口18，污泥存储装置的气体输出口连通锅炉进料口18的管路上设置除水器13；气化后气体出口12至锅炉进料口18的气体管路上设置有除水器13；

作为优选实施方式，原生污泥存储装置的气体与气化后气体通入同一管道中混合后经过除水器13除水，再进入锅炉进料口18；当然也可以分别经过除水器13除水再混合后进入锅炉进料口18。

气化后气体出口12开设在气化炉6的上部，气化炉6的燃气入口和氧化气体入口开设在下部，燃气入口连通天然气罐7，氧化气体入口连通空分装置9的气体出口，空分装置9用于为气化炉6提供纯氧。

作为另一种可选的实时方式，气化炉6还可以直接连通氧气输送管道。

锅炉17优选采用燃煤流化床锅炉，燃煤流化床锅炉采用既有/现有燃料供给***，锅炉进料口18连通磨煤机16的出口，磨煤机16入口连接给煤机15。

当然，本领域普通技术人员可以根据实际采用规划设计采用炉排炉或链条炉，并且采用炉排炉和链条炉对应的锅炉供料***进行供料。

燃煤流化床锅炉至原生污泥存储装置的烟气管路上设置烟气净化装置20。

一种煤流化床协同处理污泥的方法，经过高温烟气加热的原生污泥1成为脱水污泥3，脱水污泥3从污泥进料口进入气化炉6，气化炉6燃烧天然气高温作用及氧化气体辅助氧化作用下，脱水污泥3在气化炉6中气化反应，脱水污泥3气化后的高温炉渣14送入燃煤流化床锅炉二次燃烧；污泥气化后气体混合物12进入燃煤流化床锅炉燃烧；燃煤流化床锅炉燃烧产生的烟气19加热原生污泥1；原生污泥1经高温烟气21加热脱水后含水量下降至65％以下。

天然气8的投入量根据不同种类脱水污泥3热值调节；流化床17进行富氧燃烧；污泥气化后气体混合物12与加热污泥后的烟气混合并经过除水后送入燃煤流化床锅炉燃烧。

下面结合一台65吨的燃煤流化床锅炉运行案例对本发明的具体实施方式进行说明。

某65t循环燃煤流化床锅炉，燃用劣质煤热值约18000KJ/kg，煤耗量9t/h，含水率达75％- 85％的原生污泥1在锅炉烟气21的加热下含水量下降至65％以下，锅炉烟气加热后的脱水污泥3在污泥进料斗4及污泥给料机5的作用下进入气化炉6，在纯氧11的辅助氧化作用下反应放热以干燥并气化污泥，维持气化炉温度在1200℃以上，不同种类脱水污泥3热值不同，为了维持气化炉6的温度，在脱水污泥热值较低时通过加入天然气8提高温度，天然气8投入量可以根据需要调节，脱水污泥3气化后的高温炉渣14送入燃煤流化床锅炉二次燃烧，以提高燃尽率，污泥气化后气体混合物12含大量水蒸气及CO、H₂、CO₂等，将其与烟气加热污泥时产生的混合气体2混合，经过除水器13除去大部分水分后，加入燃煤流化床锅炉燃烧，燃煤流化床锅炉燃烧产生的烟气19经过烟气净化装置20后用来加热原生污泥1，当燃煤流化床锅炉使用氧气浓度达到30％的富氧燃烧方式时，助燃气体量仅为使用空气助燃的70％，原生污泥处理量可以达到5t/h以上。

以上所述，仅为本发明专利的实施说明示例，并非对本发明专利任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本本发明专利方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明专利的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明专利的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明专利的等效实施例；同时，凡依据本发明专利的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明专利的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：包括气化炉(6)和锅炉(17)，气化炉(6)开设污泥进料口以及气化后气体出口(12)，气化炉(6)连通有天然气源以及空分装置，气化炉(6)的排渣口连通锅炉(17)的锅炉进料口(18)，锅炉进料口(18)还连通气化后气体出口(12)以及锅炉燃料供应***，锅炉(17)排烟通道连通原生污泥存储装置。

2.根据权利要求1所述的锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：气化炉(6)的顶部开设污泥进料口，污泥进料口连接有污泥供给装置，污泥供给装置包括沿污泥流向依次连通的原生污泥存储装置、污泥进料斗(4)和污泥给料机(5)。

3.根据权利要求1所述的锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：原生污泥存储装置的气体输出口还连通锅炉进料口(18)，污泥存储装置的气体输出口连通锅炉进料口(18)的管路上设置除水器(13)；气化后气体出口(12)至锅炉进料口(18)的气体管路上设置有除水器(13)。

4.根据权利要求1所述的锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：气化后气体出口(12)开设在气化炉(6)的上部，气化炉(6)的燃气入口和氧化气体入口开设在下部，燃气入口连通天然气罐(7)，氧化气体入口连通空分装置(9)的气体出口。

5.根据权利要求1所述的锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：锅炉采用燃煤流化床锅炉、炉排炉或链条炉，其燃料为燃煤、生物质燃料或可焚烧垃圾。

6.根据权利要求1所述的锅炉协同处理污泥的***，其特征在于：锅炉(17)至原生污泥存储装置的烟气管路上设置烟气净化装置(20)。

7.一种煤流化床协同处理污泥的方法，其特征在于：经过高温烟气加热的原生污泥(1)成为脱水污泥(3)，脱水污泥(3)从污泥进料口进入气化炉(6)，气化炉(6)燃烧天然气高温作用及氧化气体辅助氧化作用下，脱水污泥(3)在气化炉(6)中气化反应，脱水污泥(3)气化后的高温炉渣(14)送入锅炉(17)二次燃烧；污泥气化后气体混合物(12)进入锅炉(17)燃烧；锅炉燃烧产生的烟气(19)加热原生污泥(1)。

8.根据权利要求7所述的煤流化床协同处理污泥的方法，其特征在于：原生污泥(1)经高温烟气(21)加热后含水量下降至65％以下。

9.根据权利要求7所述的煤流化床协同处理污泥的方法，其特征在于：天然气(8)的投入量根据不同种类脱水污泥(3)热值调节。

10.根据权利要求7所述的煤流化床协同处理污泥的方法，其特征在于：锅炉(17)进行富氧燃烧；污泥气化后气体混合物(12)与加热污泥后的烟气混合并经过除水后送入锅炉(17)燃烧。

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