申请日2017.09.21
公开(公告)日2018.01.09
IPC分类号C02F11/12; C02F11/10; C04B7/36
摘要
本发明涉及污泥协同处置技术，公开一种水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置及控制方法。该装置主要包括污泥干化装置、储气罐、悬浮预热器、热分解炉、回转窑、余热锅炉、生料磨、窑尾烟囱。控制方法中包括水泥窑正常工况运行时和启停炉时的二恶英减排控制。通过利用该装置以及控制方法，能够有效抑制水泥窑正常运行及其启停炉过程中二恶英的生成量，确保二恶英达标排放;此外，该装置结构紧凑、布置合理、余热利用效率高，有效缓解了污泥无害化处置的困境。
权利要求书
1.一种水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置，其特征在于：包括污泥干化装置、储气罐、悬浮预热器、热分解炉、回转窑、余热锅炉、生料磨、窑尾烟囱;回转窑与热分解炉连接;热分解炉与悬浮预热器连接;悬浮预热器的第一级旋风筒顶部的出气口分为两路，其中一路通向污泥干化装置上部侧边的烟气进口，并且通向管路上设置有第一引风机，另一路通向余热锅炉;余热锅炉与生料磨连接;生料磨与窑尾烟囱连接，且生料磨与窑尾烟囱连接管路上依次设置有布袋和第三引风机;生料磨上设置有生料进口和生料出口，生料出口通向连接悬浮预热器的第一级旋风筒与第二级旋风筒的连接管;污泥干化装置底部侧边的干化气出口与储气罐的进气口连接，并且干化气出口与储气罐的进气口的连接管路上依次设置有第二引风机、第一阀门、第一流量计;储气罐的出气口管路上依次设置第二阀门、第二流量计，并且储气罐的出气口管路分为两条气路，其中第一条气路通向连接悬浮预热器的第一级旋风筒与第二级旋风筒的连接管，且第一条气路上设置有第四阀门，第二条气路通向热分解炉，且第二条气路上设置有第三阀门;污泥干化装置底部的干污泥出口与热分解炉连接。
2.根据权利要求1所述的水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置，其特征在于：所述的储气罐容积为50-100m3，常温常压，底部装有灰斗。
3.根据权利要求1所述的水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置，其特征在于：所述的悬浮预热器采用四级旋风筒预热器。
4.一种如权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置的控制方法，其特征在于：在第一引风机的作用下，悬浮预热器的第一级旋风筒出口烟气被抽至污泥干化装置作为干化热源;污泥干化装置中的湿污泥经干化后，变成废气、干化气、干污泥，其中干化气在第二引风机的作用下被抽取并暂存在储气罐内，干污泥被运至热分解炉作为水泥生产燃料;当水泥窑正常运行时， 第二阀门和第四阀门打开，第三阀门关闭，干化气直接作用于悬浮预热器的第一级旋风筒区域;当水泥窑启停炉时，第二阀门和第三阀门打开，第四阀门关闭，干化气通入热分解炉作用于整个燃后区域。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述的热分解炉内的温度为850-900°C。
说明书
水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置及控制方法
技术领域
本发明涉及污泥协同处置技术，具体地讲，涉及一种水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置及控制方法。
背景技术
据统计，我国水泥窑协同处置生活污水污泥约占污泥总量的10%左右，有效地缓解了污泥处置问题。但是，水泥生产行业是二恶英排放的重点行业，水泥窑协同处置污泥可能产生二恶英排放增量，阻碍和拖延全国二恶英削减工作的开展。因此，环保部门出台了《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》将二恶英的最高允许排放限值设定为0.1 ng I-TEQ/Nm3。
在燃烧工况稳定、烟气净化系统完备和合理运行前提下，大多数的水泥窑二恶英排放均能满足国家规定的排放限值。但是，启停炉过程中温度过低会导致水泥窑二恶英排放水平的急剧增加，这一点在危险废物和生活垃圾焚烧炉运行中也得到证实。另外，启停炉工况二恶英的异常排放具有“记忆效应”，不仅影响后续工况达标排放，且增加了二恶英的年排放总量。因此，在启停炉过程中阻滞二恶英生成，才能辅助“3T+E”、活性炭吸附等技术共同实现二恶英达标排放。申请号为201510729554.X的中国专利：一种利用水泥窑系统的余热干化含水垃圾的干化系统，该干化系统实现了对生活污水污泥等含水垃圾的处置，但是没有设计相关装置对污泥处置过程中以及启停炉时二恶英的生成进行抑制。
综上可知，寻找一种能够有效控制水泥窑协同处置污泥过程及启停炉时二恶英生成和排放量的装置及方法，实现二恶英达标排放显得很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，系统完善，实现水泥窑协同处置污泥正常运行和启停炉过程中二恶英达标排放的装置及控制方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种水泥窑协同处置污泥的二恶英减排装置，其特征在于：包括污泥干化装置、储气罐、悬浮预热器、热分解炉、回转窑、余热锅炉、生料磨、窑尾烟囱;回转窑与热分解炉连接;热分解炉与悬浮预热器连接;悬浮预热器的第一级旋风筒顶部的出气口分为两路，其中一路通向污泥干化装置上部侧边的烟气进口，并且通向管路上设置有第一引风机，另一路通向余热锅炉;余热锅炉与生料磨连接;生料磨与窑尾烟囱连接，且生料磨与窑尾烟囱连接管路上依次设置有布袋和第三引风机;生料磨上设置有生料进口和生料出口，生料出口通向连接悬浮预热器的第一级旋风筒与第二级旋风筒的连接管;污泥干化装置底部侧边的干化气出口与储气罐的进气口连接，并且干化气出口与储气罐的进气口的连接管路上依次设置有第二引风机、第一阀门、第一流量计;储气罐的出气口管路上依次设置第二阀门、第二流量计，并且储气罐的出气口管路分为两条气路，其中第一条气路通向连接悬浮预热器的第一级旋风筒与第二级旋风筒的连接管，且第一条气路上设置有第四阀门，第二条气路通向热分解炉，且第二条气路上设置有第三阀门;污泥干化装置底部的干污泥出口与热分解炉连接。
本发明所述的储气罐容积为50-100m3，常温常压，底部装有灰斗。
本发明所述的悬浮预热器采用四级旋风筒预热器。
本发明所述储气罐出口设置的两条气路，每条气路根据水泥窑的运行工况独立控制。
水泥窑协同处置污泥装置中抑制启停炉时二恶英生成的控制方法，其特征在于：在第一引风机的作用下，悬浮预热器的第一级旋风筒出口烟气被抽至污泥干化装置作为干化热源;污泥干化装置中的湿污泥经干化后，变成废气、干化气、干污泥，其中干化气在第二引风机的作用下被抽取并暂存在储气罐内，干污泥被运至热分解炉作为水泥生产燃料;当水泥窑正常运行时，第二阀门和第四阀门打开，第三阀门关闭，干化气直接作用于悬浮预热器的第一级旋风筒区域;当水泥窑启停炉时，第二阀门和第三阀门打开，第四阀门关闭，干化气通入热分解炉作用于整个燃后区域。
本发明所述的悬浮预热器的第一级旋风筒出口烟气温度为300°C左右。
本发明所述的热分解炉内的温度为850-900°C。
本发明所述的污泥干化装置中的湿污泥经干化后产生的干化气及废气重新返回天然碱性的水泥生产系统，对窑尾烟气污染物的排放浓度影响较小。
本发明所述的污泥干化装置中的湿污泥经干化后产生的干污泥经过干污泥出口直接被输送到热分解炉内，替代部分水泥生产所需的燃料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
(1)水泥窑正常运行及其启停炉过程中二恶英的生成量急剧减少，确保二恶英达标排放;
(2)干污泥热值达到8-12MJ/kg，可用作水泥生产的燃料，节约能源;
(3)干污泥焚烧处置后产生的底渣可作为水泥生产的原料，节约原料;
(4)装置结构紧凑、布置合理、余热利用效率高，有效缓解了污泥无害化处置的困境。
