TWI793683B - 熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

一種乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化的製程及裝置,包括如下步驟:1)渣球混合均熱,高溫熔渣與鋼球充分混合、換熱,高溫熔渣的熱量被鋼球快速吸收而冷卻,並被破碎形成粒狀渣,鋼球吸收高溫熔渣熱量而升溫;2)污泥乾化,將高溫鋼球輸送至污泥乾化裝置,與注入的污泥混合,乾化污泥,當污泥含水率達到設定值後鋼球和污泥分離,鋼球和污泥分別排出。本發明利用高溫熔渣餘熱使鋼球升溫,並通過升溫後的鋼球乾化污泥,實現熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的協同處理,解決了熔渣冷卻和污泥乾化兩大難題,而且大大提高高溫熔渣餘熱回收利用率。

Description

熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的方法及裝置
本發明涉及冶金熔渣餘熱回收技術領域,特別涉及一種乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化的製程及裝置。
中國目前是全球最大的鋼鐵生產國,中國鋼鐵產量已連續16年保持世界第一,並且遙遙領先於其他國家。2019年中國大陸鋼產量9.96億噸,冶煉鋼鐵過程中產生的熔渣蘊含的熱量是巨大的,從節能與環保以及提高鋼鐵廠的經濟效益的角度來看,對高爐渣的熱量進行回收和高爐渣的資源化利用是十分必要的。高爐渣的出爐溫度一般在1400~1550℃之間。每噸渣含(1260~1880)×103kJ的顯熱,相當於60kg標準煤的熱值。每生產1噸生鐵要副產0.3噸高爐渣,每生產1噸鋼要副產0.13噸鋼渣,以鋼鐵產量9.96億噸進行計算,可產生4.28億噸以上的高爐渣和轉爐渣,其顯熱量相當於2570萬噸標準煤。
目前處理高爐渣的方法有乾渣坑冷卻法和水沖渣法。乾渣坑冷卻法將熔融的高爐渣倒入乾渣坑空冷,凝固後水冷。此法污染地下水源,降溫時放出大量水蒸氣,同時釋放大量的H2S和SO2氣體,腐蝕建築、破壞設備和惡化工作環境,一般只在事故處理時使用。我國90%的高爐渣都採用水沖渣法處理,得到的水渣用於生產水泥、渣磚、礦渣微粉和隔熱填料。高爐渣水淬方式很多,主要處理製程有:底濾法、因巴法、拉薩法、圖拉法、明特克法等。儘管沖渣製程在不斷的發展,但其技術的核心還是對高爐熔渣進行噴水水淬,冷卻、粒化成水渣,然後進行水渣分離,沖渣的水經過沉澱過濾後再迴圈使用。
水沖渣法無法從根本上改變粒化渣耗水的製程特點,爐渣物理熱基本全部散失,沖渣過程中SO2 、H2 S等污染物的排放不但影響作業環境而且對空氣造成污染。水淬渣方式存在以下諸多弊端: 1、浪費了高爐渣所含有的高品質餘熱資源:1350℃~1450℃的液態高爐渣由出渣口排出,靠高壓水將其破碎並冷卻,在如此高的溫度下,大部分的液態水迅速氣化成水蒸氣排放到大氣中,浪費了該部分水蒸氣含有的大量熱量,從能量利用效率的角度看,液態高爐渣的餘熱品質非常高,極具利用價值。 2、浪費大量水資源:水沖渣過程中水壓大於0.2MPa,渣水之比為1:10,每噸渣需消耗新水0.8~1.2噸。中國目前高爐生鐵產量超過6.8億噸,全年高爐渣產量約2億噸,用於水淬渣的新水消耗量約2億噸。 3、產生SO2 及H2 S等有害氣體,污染環境:水沖渣過程中產生大量的H2 S和SOx ,隨水蒸氣排入大氣中,聚集到一定程度就成為酸雨的誘因。
在高爐渣餘熱回收方面,水沖渣餘熱回收利用僅限於沖渣水餘熱供暖、浴室供熱水等,餘熱回收率低,僅為10%左右,且受時間和地域限制,在夏季和無取暖設施的地區,這部分能量只能浪費,因此推廣應用受到了限制。目前,高爐渣顯熱回收技術開發的熱點是乾式回收法,這與現有水淬渣方法相比更為節水和環保,符合發展理念。
較早並取得一定效果的主要有日本的內冷轉鼓法、轉輪粒化法、風淬法、機械攪拌法、連鑄連軋法及英國的離心轉盤法等。目前技術存在以下問題: 1、粒化效果不好,不利於繼續利用:內冷轉鼓法得到的冷渣是以片狀的形式排出,這樣就不利於對其繼續利用。風淬法得到的粒化渣的顆粒直徑分佈範圍較寬,也不利於後續處理。連鑄連軋法得到的平板式爐渣為大的片狀,不利於對其繼續利用。 2、換熱氣體品質不高:離心轉盤法採用流化床來進行換熱,床層返混劇烈,出口溫度不高為400-500℃,能量品質較低,高溫熱源沒有得到有效利用。 3、熱回收效率偏低:內冷轉鼓法中的內熱媒介物吸收熱量約為熔渣顯熱的40%,連鑄連軋法得到的平板式高溫渣的透氣性嚴重影響冷空氣和水冷壁的換熱效率。 4、玻璃化程度不高,附加值較低:轉輪粒化法屬於半急冷處理,得到的產品是混凝土骨料,附加值較低。機械攪拌法得到的渣粒尺寸大且不均勻,玻璃化程度不高,只能用作鋪路材料。 5、設備運行成本高,投資大:風淬法在粒化過程中動力消耗很大,風淬冷卻速度較慢,為了防止粒化渣在固結之前粘連到設備表面上,需較大的設備尺寸,增加了投資費用。
目前採用的冶金渣水淬處理技術,不僅浪費了高爐渣所含有的高品質餘熱資源,而且浪費了大量的新水資源,同時對環境造成非常嚴重的污染。這種方法已經遠不能適應新型工業化和迴圈經濟的發展模式,必須從根本上加以改變或廢棄。而目前的高爐渣乾式粒化方法技術還不成熟,有的效率低,有的影響爐渣性能降低附加值,有的設備投資大等等,並不能有效解決這一問題。
近年來,污泥產量增長趨勢明顯。目前,我國年廢水排放總量超過400×108 t,每年排放乾污泥約為5.50×106 ~6.00×106 t,且不斷增加。一方面是因為污水管網的服務人口不斷增加,另一方面是因為水質排放標準越來越嚴格。
國內普遍定義污泥為汙水處理過程中產生的半固態或者固態物質,由有機物、細菌、無機顆粒、膠體組成的複雜非均質體。按污泥源頭分類,主要有給水污泥、工業廢水污泥和生活污水污泥。按汙水處理製程,污泥則可分為以下幾類:初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥、化學污泥等。污泥的含水率主要取決於污泥中固體的種類及其顆粒大小。通常,固體顆粒越細小,其含有機物越多,污泥的含水率越高。污泥的含水率或固體含量與污泥體積密切相關,例如,污泥含水率從95%降至90%時,污泥體積將會減少一半,所以降低污泥中含水率具有十分重要的意義。
污泥乾化技術是實現污泥處置和資源化的前提和基礎,傳統污泥乾化技術能耗成本高,污泥含水率從80%降至20%每噸污泥乾化能耗就超過740度電,約合90kg標煤,嚴重制約污泥乾化技術的發展和應用。
本發明目的在於提供一種乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化的製程及裝置,利用高溫熔渣餘熱乾化污泥,實現熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的協同處理,解決了高溫熔渣冷卻和污泥乾化兩個難題,而且大大提高了高溫熔渣餘熱回收利用率。
為達到上述目的,本發明採用的技術方案是: 一種熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的方法,其包括如下步驟: 1) 渣球混合均熱 在熔渣冷卻處理裝置內混合重量比為1:50~100的高溫熔渣和鋼球,通過高溫熔渣和鋼球的滾動,使兩者充分均勻混合、換熱,鋼球吸收高溫熔渣的熱量,高溫熔渣被鋼球逐漸冷卻、破碎形成粒徑≤150mm、溫度低於400℃的粒狀渣;其中,所述吸收熱量後的鋼球溫度為200~400℃; 2)渣球分離 經排渣機構排出粒狀渣,吸收熱量後的鋼球排入高溫鋼球溜槽; 3)污泥乾化 吸收熱量後的鋼球經高溫鋼球溜槽輸送至污泥乾化裝置,與注入的污泥混合,污泥乾化裝置在驅動裝置的帶動下轉動,使其中的污泥和鋼球滾動,充分均勻混合、換熱,吸收熱量後的鋼球使污泥乾化;當污泥含水率達到設定值後,分離鋼球和乾化的污泥;其中,乾化的污泥經乾泥排放裝置排出,降溫後的鋼球經出口排出;其中,所述鋼球與注入的污泥品質比為2~10:1。
在一些實施方案中,本發明提供一種乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化的製程,其包括如下步驟: 1)渣球混合均熱 將高溫熔渣和鋼球分別輸送至一熔渣冷卻處理裝置內,熔渣冷卻處理裝置在驅動裝置的帶動下轉動,使其中的高溫熔渣和鋼球滾動,充分均勻混合、換熱,鋼球吸收高溫熔渣的熱量,高溫熔渣被鋼球逐漸冷卻、破碎形成粒徑小於等於150mm、溫度低於400℃的粒狀渣,粒狀渣和鋼球分離,粒狀渣經排渣機構排出,吸收熱量後的鋼球排入高溫鋼球溜槽;所述高溫熔渣和鋼球的重量比為1:50~100,所述吸收熱量後的鋼球溫度為200~400℃; 2)污泥乾化 吸收熱量後的鋼球經高溫鋼球溜槽輸送至污泥乾化裝置,與注入的污泥混合,污泥乾化裝置在驅動裝置的帶動下轉動,使其中的污泥和鋼球滾動,充分均勻混合、換熱,吸收熱量後的鋼球使污泥實現乾化,當污泥含水率達到設定值後,鋼球和乾化的污泥分離,乾化的污泥經乾泥排放裝置排出,降溫後的鋼球經出口排出;所述鋼球與注入的污泥品質比為2~10:1。
進一步,所述降溫後的鋼球輸送、返回至熔渣冷卻處理裝置內,形成一個迴圈處理過程。
較佳地,所述污泥初始含水率為30~95%,乾化後污泥含水率為3~10%。
進一步,粒狀渣經排渣機構排出後,經冷渣收集裝置收集並轉運到下方的冷渣料倉,供後續資源化處理和利用。
進一步,所述排渣機構設置在熔渣冷卻處理裝置的尾部。
進一步,乾化的污泥經乾泥排放裝置排出,由乾泥收集器收集後送入下方的乾化污泥料倉,供後續資源化處理和利用。
本發明對鋼球的尺寸無特殊限制,只要其能將高溫熔渣破碎,形成粒徑≤150mm的粒狀渣即可。示例性的鋼球的直徑可為80mm~200mm。
在本發明乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化的方法和製程中: 高溫熔渣通過熔渣進料漏斗進入熔渣冷卻處理裝置內,作為熔渣冷卻介質的鋼球從熔渣進料漏斗輸送到熔渣進料漏斗內,與高溫熔渣混合。熔渣冷卻處理裝置內壁設置渣、球推進機構(如螺旋抄板),鋼球和高溫熔渣隨著熔渣冷卻處理裝置的轉動均勻混合,高溫熔渣被鋼球逐漸冷卻破碎,並將熱量傳遞給鋼球,高溫熔渣冷卻、破碎後形成粒徑小於等於150mm、溫度低於400℃的粒狀渣,冷卻固化的粒狀渣在熔渣冷卻處理裝置的尾部通過排渣機構排出,經冷渣收集裝置收集並轉運到下方的冷渣料倉,供後續資源化處理和利用。吸收熱量後的鋼球繼續隨熔渣冷卻處理裝置轉動前行並被排出到高溫鋼球溜槽。
吸收熱量後的鋼球溫度為200~400℃,經過高溫鋼球溜槽輸送,與經過污泥輸送裝置輸送的污泥混合進入污泥乾化裝置內,污泥乾化裝置內壁同樣設置泥、球推進機構(如螺旋抄板),鋼球和污泥在泥、球推進機構(如螺旋抄板)作用下,一邊混合乾化一邊往前輸送,污泥乾化達到設定的含水率後在污泥乾化裝置尾端的乾泥排放裝置排出,由乾泥收集器收集後送入下方的乾化污泥料倉,供後續資源化處理和利用。根據使用者不同需求對乾化後的污泥含水率進行設定,通過調整製程參數可使乾化後污泥含水率滿足要求。通常,污泥初始含水率為30~95重量%,乾化後污泥含水率能夠達到3~10重量%。
從污泥乾化裝置排出的鋼球進入低溫鋼球溜槽,輸送至鋼球輸送裝置內,在重力及推動機構的推動作用下,鋼球從鋼球輸送裝置出口排出進入熔渣冷卻處理裝置的熔渣進料漏斗內,這樣鋼球的運動可以形成一個迴圈,反復利用。
本發明所述的乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化製程的裝置包括: 熔渣冷卻處理裝置,其為一筒體結構,內壁設推進機構,其進口處設熔渣進料漏斗,出口處設排渣機構;所述熔渣冷卻處理裝置設有可帶動其轉動的第一驅動裝置; 若干鋼球及鋼球輸送裝置,該鋼球輸送裝置連接至所述熔渣冷卻處理裝置進口;高溫鋼球溜槽,其一端與所述熔渣冷卻處理裝置出口連接; 污泥乾化裝置,其為一筒體結構,內壁設推進機構,其進口處設污泥輸送裝置,出口處設乾泥排放裝置;所述污泥乾化裝置連接一可帶動其轉動的第二驅動裝置;所述污泥乾化裝置進口與所述高溫鋼球溜槽另一端相連。
本文中,熔渣冷卻處理裝置用於冷卻熔渣;污泥乾化裝置用於乾化污泥。高溫鋼球溜槽用於從熔渣冷卻處理裝置接收與粒狀渣分離後的高溫鋼球,以使其被傳送至污泥乾化裝置。低溫鋼球溜槽用於從污泥乾化裝置接收與乾化污泥分離後的鋼球,以使其被傳送至鋼球輸送裝置。
進一步,本發明所述的乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化製程的裝置還包括低溫鋼球溜槽,其一端與污泥乾化裝置出口相連,一端與鋼球輸送裝置的鋼球進口相連。
進一步,所述鋼球輸送裝置鋼球進口通過低溫鋼球溜槽與污泥乾化裝置出口相連,所述鋼球輸送裝置鋼球出口與所述熔渣冷卻處理裝置熔渣進料漏斗相連,所述熔渣冷卻處理裝置通過高溫鋼球溜槽與污泥乾化裝置進口相連。
進一步,所述鋼球輸送裝置鋼球進口通過低溫鋼球溜槽與污泥乾化裝置出口相連,所述鋼球輸送裝置鋼球出口與所述熔渣冷卻處理裝置熔渣進料漏斗相連,使熔渣冷卻處理裝置、鋼球輸送裝置、污泥乾化裝置形成頭尾銜接的三角形佈置。
較佳地,所述鋼球輸送裝置與水平面呈出口端向上的傾斜設置,傾角為25∘-80∘。
較佳地,所述鋼球輸送裝置為一筒體結構,內壁設推進機構,所述鋼球輸送裝置連接一可帶動其轉動的驅動裝置。
較佳地,所述熔渣冷卻處理裝置與所述污泥乾化裝置呈銳角設置。
較佳地,所述熔渣冷卻處理裝置為水準設置或進口端向下傾斜設置,傾角為0∘-45∘,最佳為5∘-15∘。
較佳地,所述污泥乾化裝置為水準設置或出口端向下傾斜設置,傾角為0∘-15∘。
較佳地,所述排渣機構和乾泥排放裝置上設尾氣收集排放裝置。
較佳地,所述第一驅動裝置和第二驅動裝置均分別包括設置於所述熔渣冷卻處理裝置或所述污泥乾化裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
較佳地,所述第三驅動裝置包括設置於所述鋼球輸送裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
較佳地,所述推進機構為螺旋抄板。
在本發明所述的乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化製程的裝置設計中:
本發明通過設置熔渣冷卻處理裝置、污泥乾化裝置和鋼球輸送裝置,不僅可以實現高溫熔渣的快速粒化和餘熱回收,同時也可以實現對污泥的乾化,不但解決了鋼鐵行業巨量熔渣餘熱的有效利用難題,而且對城市污泥的治理和資源化利用開闢了廣闊前景;而且,作為較佳的設計,可將三者頭尾銜接、呈三角形佈置,形成一個迴圈處理系統,使整體裝置更加緊湊、處理效率更高。
本發明還在排渣機構上設尾氣收集排放裝置,收集高溫熔渣冷卻破碎過程中產生的粉塵,通過後續相應的尾氣淨化裝置處理達標後排放。乾泥排放裝置上設尾氣收集排放裝置,收集污泥乾化過程中產生的含塵和水蒸氣的尾氣,通過後續相應的尾氣淨化裝置處理達標後排放,進而實現環保化處理。
熔渣冷卻處理裝置、污泥乾化裝置和鋼球輸送裝置兩端均設有支撐裝置,支撐裝置包括托圈和托輪支撐機構,通過調節支撐裝置實現對各個裝置與水平面的傾角調節。
本文中,所述高溫熔渣的溫度通常≥1300℃,例如為1350℃~1500℃。與污泥充分換熱後,高溫鋼球的溫度通常降低到150℃以下(即本文所述的低溫鋼球)。
本發明的有益效果: 1、熔渣冷卻和污泥乾化協同處置。 本發明將熔渣處理和污泥乾化兩個不同的技術領域和行業有機聯繫起來,熔渣既實現了高效冷卻、粒化處理,其餘熱也得到高效回收利用;並利用回收熔渣的餘熱實現污泥的低成本乾化,不但解決了鋼鐵行業巨量熔渣餘熱的有效利用難題,而且對城市污泥的治理和資源化開闢了廣闊前景,可同時解決熔渣冷卻和污泥乾化兩大難題。 2、本發明整體製程快速、穩定、連續。 本發明將鋼球作為高效冷卻介質和蓄熱體,不斷將熔渣的熱量進行回收,並將熱量轉移到低溫污泥中,而且,通過迴圈傳送實現鋼球的反復利用,從而可以穩定、連續的處理熔渣和污泥。 3、熔渣處理效率高。 熔渣被連續、動態的冷卻、粒化,克服了常規製程長時間靜態冷卻、緩慢換熱的不足,熔渣的處理效率大幅度提升。 4、熔渣熱能利用率高。 熔渣溫度高,攜帶熱能的品質高,但熔渣類似耐火材料,熱導率非常小,放熱緩慢,其所攜帶熱能很難通過常規製程加以回收、利用。因為鋼的熱導率比較大,可以快速的吸熱和放熱,所以採用鋼球作為傳熱介質,鋼球和熔渣接觸、混合過程中,能夠快速的吸收熔渣的熱量變成高溫鋼球,當高溫鋼球與污泥混合時,能將高溫鋼球自身熱量快速的釋放出來,傳遞給污泥,實現污泥的乾化。 5、污泥乾化效率高。 本發明吸收熱量後的鋼球和污泥直接接觸、反復攪動,換熱面積大,乾化效率高。 6、乾化污泥的品種多、範圍廣。 本發明利用吸收熱量後的鋼球乾化污泥,鋼球作為傳熱介質,其表面乾淨,熔渣和污泥不接觸,熔渣和污泥之間不會互相污染,因此,污泥的乾化不受熔渣的種類和污泥的類別制約,高爐熔渣、轉爐熔渣或其它熔渣都能提供熱量,無機污泥、有機污泥都能被乾化。
參見圖1~圖4,本發明所述的乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化裝置包括: 熔渣冷卻處理裝置1,其為一筒體結構,內壁設推進機構11,熔渣進口處設熔渣進料漏斗12,出口處設排渣機構13;所述熔渣冷卻處理裝置1連接一可帶動其轉動的第一驅動裝置14; 若干鋼球2及鋼球輸送裝置3,該鋼球輸送裝置3連接至所述熔渣冷卻處理裝置1進口; 高溫鋼球溜槽4,其一端與所述熔渣冷卻處理裝置1出口連接; 污泥乾化裝置5,其為一筒體結構,內壁設推進機構51,污泥進口處設污泥輸送裝置52,出口處設乾泥排放裝置53;所述污泥乾化裝置5連接一可帶動其轉動的第二驅動裝置54;所述污泥乾化裝置5進口與所述高溫鋼球溜槽4另一端相連。
進一步,所述鋼球輸送裝置3鋼球進口通過低溫鋼球溜槽6與污泥乾化裝置5出口相連,所述鋼球輸送裝置3鋼球出口通過鋼球溜槽7與所述熔渣冷卻處理裝置1熔渣進料漏斗12相連,使熔渣冷卻處理裝置1、鋼球輸送裝置3、污泥乾化裝置5形成頭尾銜接的三角形佈置。
較佳地,所述鋼球輸送裝置3與水平面呈出口端向上的傾斜設置,傾角為25∘-80∘。
較佳地,所述鋼球輸送裝置3為一筒體結構,內壁設推進機構31,所述鋼球輸送裝置3連接一可帶動其轉動的第三驅動裝置32。
較佳地,所述熔渣冷卻處理裝置1與水平面呈進口端向下的傾斜設置,傾角為0∘-45∘,優選5∘-15∘。
較佳地,所述污泥乾化裝置5水準設置或與水平面呈出口端向下的傾斜設置,傾角為0∘-15∘。
較佳地,所述排渣機構13和乾泥排放裝置53上設尾氣收集排放裝置8。
較佳地,所述第一驅動裝置14和第二驅動裝置54均分別包括設置於所述熔渣冷卻處理裝置或所述污泥乾化裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
較佳地,所述第三驅動裝置32包括設置於所述鋼球輸送裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
較佳地,所述推進機構11、51、31為螺旋抄板。
較佳地,所述熔渣冷卻處理裝置1、污泥乾化裝置5和鋼球輸送裝置3兩端均設有支撐裝置9。
較佳地,所述排渣機構13與一冷渣收集裝置16連接,所述冷渣收集裝置16下方設有冷渣料倉17。
較佳地,所述乾泥排放裝置53與一干泥收集器18連接,所述乾泥收集器18下方設有乾化污泥料倉19。
本發明的乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化製程,包括如下步驟: 1)渣球混合均熱 高溫爐渣100和若干鋼球2首先由熔渣進料漏斗12送進轉動的熔渣冷卻處理裝置1進行渣球混合,高溫熔渣100被鋼球2逐漸冷卻破碎,並將熱量傳遞給鋼球2,高溫熔渣100被鋼球逐漸冷卻、破碎形成粒徑小於等於150mm、溫度低於400℃的粒狀渣,粒狀渣在熔渣冷卻處理裝置1的尾部通過排渣機構13排出,經冷渣收集裝置16收集並轉運到下方的冷渣料倉17,供後續資源化處理和利用;吸收熱量後的高溫鋼球2繼續隨熔渣冷卻處理裝置1轉動前行並被排出到高溫鋼球溜槽4,所述高溫熔渣和鋼球的重量比為1:50~100,所述吸收熱量後的鋼球溫度為200~400℃。 2)污泥乾化 高溫鋼球2經高溫鋼球溜槽4輸送至污泥乾化裝置5,與經由污泥輸送裝置52注入的污泥200在進口處混合,所述鋼球與注入的污泥品質比為2~10:1,污泥乾化裝置5在第二驅動裝置54的帶動下轉動,使其中的污泥200和鋼球2滾動,充分均勻混合、換熱,高溫鋼球2使污泥200實現乾化,當污泥200含水率達到設定值後,鋼球2和污泥200分離,污泥200經乾泥排放裝置53排出,由乾泥收集器18收集後送入下方的乾化污泥料倉19,供後續資源化處理和利用。降溫後的鋼球2經出口排出。
進一步,從污泥乾化裝置5排出的鋼球2進入低溫鋼球溜槽6,輸送至鋼球輸送裝置3內,在重力及推進機構31的推動作用下,鋼球2從鋼球輸送裝置3出口排出進入熔渣冷卻處理裝置1的熔渣進料漏斗12內,形成一個迴圈處理過程。
本發明實施例製程控制參數詳見表1。 表1
序號 高溫熔渣與鋼球重量比 熔渣 溫度 ℃ 粒狀渣 粒徑 mm 粒狀渣 溫度 ℃ 吸收熱量後鋼球溫度 ℃ 鋼球與注入污泥重量比 污泥初始含水率 % 污泥乾化後含水率 %
實施例1 1:50 1500 150 385 365 2:1 30 5.8
實施例2 1:60 1500 120 378 350 2:1 48 8.5
實施例3 1:70 1450 100 350 335 6:1 45 3.5
實施例4 1:75 1450 80 353 337 3:1 75 6.6
實施例5 1:80 1500 50 367 343 7:1 75 5.2
實施例6 1:85 1450 70 345 321 4:1 82 7.5
實施例7 1:90 1400 90 335 306 6:1 82 7.3
實施例8 1:100 1350 80 305 268 8:1 95 4.8
1:熔渣冷卻處理裝置 2:鋼球 3:鋼球輸送裝置 4:高溫鋼球溜槽 5:污泥乾化裝置 6:低溫鋼球溜槽 7:鋼球溜槽 8:尾氣收集排放裝置 9:支撐裝置 11,31,51:推進機構 12:熔渣進料漏斗 13:排渣機構 14:第一驅動裝置 16:冷渣收集裝置 17:冷渣料倉 18:乾泥收集器 19:乾化污泥料倉 52:污泥輸送裝置 53:乾泥排放裝置 54:第二驅動裝置 32:第三驅動裝置 100:高溫爐渣 200:污泥
圖1為本發明所述乾式粒化熔渣與污泥耦合乾化裝置的結構示意圖。 圖2為圖1的A向視圖。 圖3為圖1的B向視圖。 圖4為圖1的C向視圖。

Claims (18)

  1. 一種熔渣冷卻、粒化和污泥乾化的方法,其包括如下步驟:1)渣球混合均熱在熔渣冷卻處理裝置內混合重量比為1:50~100的高溫熔渣和鋼球,通過高溫熔渣和鋼球的滾動,使兩者充分均勻混合、換熱,鋼球吸收高溫熔渣的熱量,高溫熔渣被鋼球逐漸冷卻、破碎形成粒徑
    Figure 110126578-A0305-02-0017-1
    150mm、溫度低於400℃的粒狀渣;其中,所述吸收熱量後的鋼球溫度為200~400℃;2)渣球分離經排渣機構排出粒狀渣,吸收熱量後的鋼球排入高溫鋼球溜槽;3)污泥乾化吸收熱量後的鋼球經高溫鋼球溜槽輸送至污泥乾化裝置,與注入的污泥混合,污泥乾化裝置在驅動裝置的帶動下轉動,使其中的污泥和鋼球滾動,充分均勻混合、換熱,吸收熱量後的鋼球使污泥乾化;當污泥含水率達到設定值後,分離鋼球和乾化的污泥;其中,乾化的污泥經乾泥排放裝置排出,降溫後的鋼球經出口排出;其中,所述鋼球與注入的污泥品質比為2~10:1。
  2. 如請求項1所述的方法,其特徵是,所述降溫後的鋼球輸送、返回至熔渣冷卻處理裝置內,形成一個迴圈處理過程。
  3. 如請求項1所述的方法,其特徵是,所述污泥初始含水率為30~95%,乾化後污泥含水率為3~10%。
  4. 一種用於如請求項1~3任一項所述的方法的裝置,其特徵在於,包括:熔渣冷卻處理裝置,其為一筒體結構,內壁設推進機構,其進口處設熔渣進料漏斗,出口處設排渣機構;所述熔渣冷卻處理裝置設有可帶動其轉動的第一驅動裝置; 若干鋼球及鋼球輸送裝置,該鋼球輸送裝置連接至所述熔渣冷卻處理裝置進口;高溫鋼球溜槽,其一端與所述熔渣冷卻處理裝置出口連接;污泥乾化裝置,其為一筒體結構,內壁設推進機構,其進口處設污泥輸送裝置,出口處設乾泥排放裝置;所述污泥乾化裝置設一可帶動其轉動的第二驅動裝置;所述污泥乾化裝置進口與所述高溫鋼球溜槽另一端相連。
  5. 如請求項4所述裝置,其特徵在於,所述裝置還包括低溫鋼球溜槽,其一端與污泥乾化裝置出口相連,一端與鋼球輸送裝置的鋼球進口相連。
  6. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述鋼球輸送裝置鋼球進口通過低溫鋼球溜槽與污泥乾化裝置出口相連,所述鋼球輸送裝置鋼球出口與所述熔渣冷卻處理裝置熔渣進料漏斗相連,使熔渣冷卻處理裝置、鋼球輸送裝置、污泥乾化裝置形成頭尾銜接的三角形佈置。
  7. 如請求項4-6中任一項所述的裝置,其特徵在於,所述鋼球輸送裝置的出口端向上傾斜設置,傾角在25°到80°的範圍內。
  8. 如請求項4~6任一項所述的裝置,其特徵在於,所述鋼球輸送裝置為一筒體結構,內壁設推進機構,所述鋼球輸送裝置設有一可帶動其轉動的第三驅動裝置。
  9. 如請求項7所述的裝置,其特徵在於,所述鋼球輸送裝置為一筒體結構,內壁設推進機構,所述鋼球輸送裝置設有一可帶動其轉動的第三驅動裝置。
  10. 如請求項4-6中任一項所述的裝置,其特徵在於,所述熔渣冷卻處理裝置與所述污泥乾化裝置呈銳角設置。
  11. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述熔渣冷卻處理裝 置為水準設置或進口端向下傾斜設置,傾角在0°到45°的範圍內。
  12. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述熔渣冷卻處理裝置為水準設置或進口端向下傾斜設置,傾角在5°到15°的範圍內。
  13. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述污泥乾化裝置為水準設置或出口端向下傾斜設置,傾角在0°到15°的範圍內。
  14. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述排渣機構和乾泥排放裝置上設尾氣收集排放裝置。
  15. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述第一驅動裝置和第二驅動裝置均分別包括設置於所述熔渣冷卻處理裝置或所述污泥乾化裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
  16. 如請求項8所述的裝置,其特徵在於,所述第三驅動裝置包括設置於所述鋼球輸送裝置上的齒圈、與齒圈嚙合的驅動齒輪,所述驅動齒輪設置於聯接電機的減速機輸出端上。
  17. 如請求項4所述的裝置,其特徵在於,所述推進機構為螺旋抄板。
  18. 如請求項8所述的裝置,其特徵在於,所述推進機構為螺旋抄板。
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