申请日2019.02.13
公开(公告)日2019.06.11
IPC分类号F23G7/00; F23G7/05; C10G3/00; C10G57/00
摘要
本发明公开了一种污泥和地沟油协同焚烧处置方法，包括：步骤1，分别进行污泥干化处理和地沟油制备生物燃油;步骤2，协同焚烧：对来自污泥干化单元的干化污泥和喷射进入的生物燃油制备单元制备的生物燃油，在系统的协同焚烧单元共同进行高温焚烧，并回收高温焚烧产生烟气的余热产生蒸汽或导热油分别回用供给至制备生物燃油的所述生物燃油制备单元和污泥干化处理的所述污泥干化单元，余热回收后的烟气经过多级净化处理后外排。该方法能将协同焚烧的余热，利用于地沟油制成生物燃油作为干化污泥焚烧的助燃剂的过程中，实现以废治废，节约能源，有效降低运行成本。
权利要求书
1.一种污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，采用污泥和地沟油协同焚烧处置系统，包括以下步骤：
步骤1，分别进行污泥干化处理和地沟油制备生物燃油，其中，
污泥干化处理：以含水率不超过85%的污泥为原料，输送入所述系统的污泥干化单元进行污泥干化处理，干化污泥所用的热量为由协同焚烧单元的污泥余热回用管路提供的热量，干化后污泥送入协同焚烧单元进行焚烧;
地沟油制备生物燃油：以含有50～70%水杂的地沟油为原料，输送入所述系统的生物燃油制备单元先进行脱水除杂预处理后，得到水杂含量不超过5%的地沟油，再进行间歇式中和脱酸反应处理，处理后进行静置分离处理，静置分离后的上层油品经油水分离处理后得到生物燃油，所述生物燃油送入所述协同焚烧单元作为焚烧干化污泥的助燃剂;其中，脱水除杂预处理和静置分离处理所用热量均为由协同焚烧单元经燃油余热回用管路提供的热量;
步骤2，协同焚烧：对来自所述污泥干化单元的干化污泥和喷射进入的所述生物燃油制备单元制备的生物燃油，在所述系统的协同焚烧单元共同进行高温焚烧，并回收高温焚烧产生烟气的余热产生蒸汽或导热油分别回用供给至制备生物燃油的所述生物燃油制备单元和污泥干化处理的所述污泥干化单元，余热回收后的烟气经过多级净化处理后外排。
2.根据权利要求1所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述方法的地沟油制备生物燃油中，制得的生物燃油，酸值小于1.5mgKOH/g，水杂小于1%。
3.根据权利要求1所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述方法的协同焚烧中，回收高温焚烧产生烟气的余热产生0.6～1.0MPa的蒸汽或220～240℃的导热油。
4.根据权利要求1至3任一项所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述方法中，采用的污泥和地沟油协同焚烧处置系统包括：
污泥干化单元、生物燃油制备单元和协同焚烧单元;其中，
所述协同焚烧单元分别设有干化污泥入口、生物燃油入口、污泥余热回用管路和燃油余热回用管路;
所述污泥干化单元设有污泥入口、干化污泥出口和余热入口，所述干化污泥出口与所述协同焚烧单元的干化污泥入口连接，所述余热入口与所述污泥余热回用管路连接;
所述生物燃油制备单元设有地沟油入口、生物燃油出口和余热接入口，所述生物燃油出口与所述协同焚烧单元的生物燃油入口连接，所述余热接入口与燃油余热回用管路连接。
5.根据权利要求4所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述系统中，生物燃油制备单元包括：
脱水除杂预处理装置、中和脱酸装置、静置装置和油水分离装置;其中，
所述脱水除杂预处理装置设置地沟油入口和地沟油出口，所述地沟油出口与中和脱酸装置、静置装置和油水分离装置顺次连接;
所述脱水除杂预处理装置和所述静置装置上分别设置所述余热接入口;
所述油水分离装置设有废水出口和所述生物燃油出口。
6.根据权利要求5所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述系统中，生物燃油制备单元还包括：
固液分离装置，分别设有混合液入口、废液出口和废渣出口，所述混合液入口与所述静置装置的下层混合液出口连接，所述废液出口与所述静置装置的入口端连接。
7.根据权利要求5或6所述的污泥和地沟油协同焚烧处置系统，其特征在于，所述中和脱酸装置采用其上设有加碱口的间歇式中和脱酸反应器。
8.根据权利要求5或6所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述油水分离装置的生物燃油出口还连接有所述石化柴油入口。
9.根据权利要求4所述的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其特征在于，所述系统中，协同焚烧单元包括：
流化床焚烧炉、余热回用装置和烟气净化装置;其中，
所述流化床焚烧炉分别设有干化污泥入口、生物燃油入口和烟气出口，所述烟气出口与余热回用装置和烟气净化装置顺次连接;
所述余热回用装置上分别设有污泥余热回用管路和燃油余热回用管路。
说明书
污泥和地沟油协同焚烧处置方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物处置领域，尤其涉及一种污泥和地沟油协同焚烧处置方法。
背景技术
城镇污水处理厂中初沉池与二沉池排出的剩余污泥经过浓缩、脱水后，含水率降至80%左右，这部分污泥常被称为湿污泥，作为原料被运送至污泥处理厂进行集中处理处置。污泥成分复杂，除了含有有机质、水、泥沙等成分外，还含有多种有害物质，包括微生物病菌、重金属及各种有机污染物等，这些特点造成了现有的各种污泥处理处置工艺都具有一定的局限性。世界范围来看，常见的污泥处理处置工艺有填埋、生化处理、焚烧、建材利用等，其中，填埋工艺占用大量土地并存在二次污染风险，厌氧或好氧等生化处理方式最主要的问题是减量化、无害化不明显，制砖、水泥窑协同处置等建材利用方式是污泥资源化的一个方向，但当前在国内面临市场认可度低和处理规模小等现实问题，技术欠成熟，推广受限。目前，焚烧是污泥处理处置相对最有效的方式，其减量化、无害化、资源化、稳定化效果最为明显，焚烧可以使有机质完全燃烧，病原体、重金属、烟气污染物妥善处置，炉渣综合利用，燃烧热能予以回收利用。干化焚烧正在成为污泥处理处置领域中占比最大的技术路线，另一方面，干化焚烧面对的主要问题是污泥热值低。污泥含水率大，且灰分含量高、有机质含量低，二者比例超过1：1，具体成分受地域、季节、水处理工艺影响大，表现在热值上甚至差别达数倍。以日本为例，市政污泥干基热值高达4000大卡/kg以上，而我国市政污泥干基热值多在1500-2500大卡/kg，不足以自持燃烧，往往需要添加柴油、天然气、煤等燃料作为助燃剂，这就大大提高了运行成本，制约污泥的有效处置。
地沟油是废弃食用油脂的俗称，指在食用天然植物油和动物脂肪、油脂深加工等过程中产生的失去食用价值的油脂废弃物。油脂经反复加热会发生反式异构化、氧化、裂解、聚合等多种反应，产物非常复杂，且温度越高、加热时间越长，多环芳烃类致癌物就积累越多，不仅是营养价值丢失，更重要的是对人体健康极为不利，一旦被不法商贩获取，经过简单炼制后混同食用油回流餐桌，则危害极大。地沟油前身是天然动植物油脂，具备一定的回收再利用价值，废弃油脂再利用方式主要有生产表面活性剂、生物柴油，国家也出台了生物柴油的相关标准(BD100、B5等)。目前，两种利用技术路线的研究多以单一的动物油脂或植物油脂为原料，产品的活性基团或脂肪酸碳链结构相对单一，例如，有实验研究以菜籽油、花生油等植物油作为柴油机燃料，或者与石化柴油掺混，测试结果表明其运转性能正常，基本没有受到低十六烷值的影响，烟气排放浓度降低。而地沟油原料往往是混合动植物油脂，且经过烹饪、加热等处理过程，成分变得更为复杂，回收再利用难度很大，检测数据表明，相对于花生油、大豆油，地沟油热值35～40MJ/kg，热值基本相当，运动粘度、酸值很高，分别超过花生油16倍、23倍。系统工艺流程长，能耗大，物料特性及工艺参数不稳定，一般要经过脱水除杂、酯化、酯交换、洗涤、精馏、精制等众多步骤才能满足生物柴油现行质量标准。从实际情况来看，市场小，经济性差，工艺复杂，运行不稳定，无论是生产表面活性剂还是生产生物柴油，都不能解决地沟油的处置问题。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种污泥和地沟油协同焚烧处置方法，能同时以地沟油和污泥，将地沟油处理成生物燃油作为污泥干化焚烧的助燃剂，实现与污泥的协同处理。
本发明实施方式提供一种污泥焚烧和地沟油协同焚烧处置方法，采用污泥和地沟油协同焚烧处置系统，包括以下步骤：
步骤1，分别进行污泥干化处理和地沟油制备生物燃油，其中，
污泥干化处理：以含水率不超过85%的污泥为原料，输送入所述污泥干化单元进行污泥干化处理，干化污泥所用的热量为由所述协同焚烧单元的污泥余热回用管路提供的热量，干化后污泥送入所述协同焚烧单元进行焚烧;
地沟油制备生物燃油：以含有50～70%水杂的地沟油为原料，输送入所述生物燃油制备单元先进行脱水除杂预处理后，得到水杂含量不超过5%的地沟油，再进行间歇式中和脱酸反应处理，处理后进行静置分离处理，静置分离后的上层油品经油水分离处理后得到生物燃油，所述生物燃油送入所述协同焚烧单元作为焚烧干化污泥的助燃剂;其中，脱水除杂预处理和静置分离处理所用热量均为由协同焚烧单元经燃油余热回用管路提供的热量;
步骤2，协同焚烧：对来自所述污泥干化单元的干化污泥和喷射进入的所述生物燃油制备单元制备的生物燃油，在所述系统的协同焚烧单元共同进行高温焚烧，并回收高温焚烧产生烟气的余热产生蒸汽或导热油分别回用供给至制备生物燃油的所述生物燃油制备单元和污泥干化处理的所述污泥干化单元，余热回收后的烟气经过多级净化处理后外排。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的污泥和地沟油协同焚烧处置方法，其有益效果为：
通过先分别将污泥进行干化处理，将地沟油制成生物燃油后，再进行协同焚烧，实现了在充分利用协同焚烧余热的前提下，将地沟油为原料制成生物燃油作为干化污泥焚烧的助燃剂，不仅有效处理和利用了地沟油，也减少了以往用石化柴油作为助燃剂的应用，实现了以协同方式的以废制废，其处理过程相对简单，操作方便，节约能源，有效降低运行成本，符合循环经济与资源节约型社会的要求。
