申请日2014.11.19
公开(公告)日2015.02.04
IPC分类号F23G7/00; F23L15/00; F23J15/00
摘要
本发明公开了一种流化床污泥焚烧系统 及处理方法， 流化床污泥焚烧系统，包括污泥焚烧装置、两级换热装置、洗涤除尘装置、二次燃烧装置，污泥焚烧装置包括流化床焚烧炉，两级换热装置包括一级换热器和二级换热器，一级换热器的热量通道与流化床焚烧炉的顶部出气口连通，一级换热器的热量通道还与二级换热器的热量通道串通连接，二级换热器的热量通道与洗涤除尘装置连接，洗涤除尘装置还与二次燃烧装置连接，一级换热器的冷量通道与流化床焚烧炉连通，二级换热器的冷量通道与二次燃烧装置连通。设置有多级换热，达到热回收利用，同时利用热回收加热系统，同时对废气先进行废气固化吸收，然后二次燃烧，使得二次燃烧装置的成本和体积都达到最小化。
权利要求书
1.流化床污泥焚烧系统，其特征在于：包括污泥焚烧装置、两级换热装置、洗涤除尘装置、二次燃烧装置，污泥焚烧装置包括流化床焚烧炉(4)，两级换热装置包括一级换热器(11)和二级换热器，一级换热器(11)的热量通道与流化床焚烧炉(4)的顶部出气口连通，一级换热器(11)的热量通道还与二级换热器的热量通道串通连接，二级换热器的热量通道与洗涤除尘装置连接，洗涤除尘装置还与二次燃烧装置连接，一级换热器(11)的冷量通道与流化床焚烧炉(4)连通，二级换热器的冷量通道与二次燃烧装置连通。
2.根据权利要求1所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：污泥焚烧装置还包括依次连通的污泥池(1)、污泥脱水机(2)、污泥干燥机(3)，流化床焚烧炉(4)包括连通流化床焚烧炉(4)内部的预热器(6)，预热器(6)与污泥干燥机(3)连通，预热器(6)与一级换热器(11)的冷量通道连通，流化床焚烧炉(4)还连通有存砂罐(7)。
3.根据权利要求2所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：流化床焚烧炉(4)连通有空压机(8)。
4.根据权利要求1所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：洗涤除尘装置包括依次连通的文丘里洗涤器(17)、托盘洗涤器(18)、湿式静电除尘器(19)，文丘里洗涤器(17)与二级换热器的热量通道连通，还包括连通苛性碱仓(21)的苛性碱供料泵(22)，苛性碱供料泵(22)同时与文丘里洗涤器(17)和湿式静电除尘器(19)连通，托盘洗涤器(18)的底部和湿式静电除尘器(19)的底部同时连通到灰斗(23)，湿式静电除尘器(19)的顶部与二次燃烧装置连通。
5.根据权利要求4所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：湿式静电除尘器(19)的顶部连通有清污风机(20)。
6.根据权利要求1所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：二次燃烧装置包括依次连通的燃烧器(14)、碳吸收器(15)、烟囱(16)，燃烧器(14)与洗涤除尘装置连通，燃烧器(14)与二级换热器的冷量通道连通。
7.根据权利要求1所述的流化床污泥焚烧系统，其特征在于：还包括互相连通的预热风机(9)、流化风机(10)，流化风机(10)与一级换热器(11)冷量通道的输入端连通，流化风机(10)与一级换热器(11)冷量通道的输出端连通，预热风机(9)与一级换热器(11)冷量通道的输出端连通，预热风机(9)与流化床焚烧炉(4)连通。
8.基于权利要求1至7中任意一项流化床污泥焚烧系统的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、污泥干燥步骤：污泥池内的污泥通过污泥脱水机、污泥干燥机后进行干燥;
B、污泥焚烧步骤：将上一步骤中的干燥污泥送入到流化床焚烧炉(4)内进行燃烧;
C、换热步骤：将流化床焚烧炉(4)顶部出气口输出的废气颗粒混合物输入到一级换热器(11)的热量通道内，通过一级换热器(11)的热量通道和冷量通道的热交换，将废气颗粒混合物的热量吸收，吸收后的热量回流到流化床焚烧炉(4)内，冷却后的废气颗粒混合物流到下二级换热器的热量通道内，通过二级换热器的热量通道和冷量通道的热交换，将废气颗粒混合物的热量吸收，吸收后的热量流到二次燃烧装置内;
D、洗涤除尘步骤：将二级换热器热量通道内的废气颗粒混合物输入到洗涤除尘装置内，经过文丘里洗涤器、托盘洗涤器、湿式静电除尘器的洗涤除尘处理;
E、二次燃烧步骤：将湿式静电除尘器输出的废气输入到二次燃烧装置内再次进行燃烧。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于：洗涤除尘步骤中，文丘里洗涤器和湿式静电除尘器都要引入尘埃式的苛性碱与废气颗粒混合物混合，吸收废气颗粒混合物中的酸性气体。
说明书
流化床污泥焚烧系统及处理方法
技术领域
本发明涉及垃圾的分类处理装置及处理方法，属于环保污泥处理技术领域。
背景技术
目前，城市工业废水与生活污水的排放量日益增多，污水处理量越来越多，污水处理厂的污泥产量也急剧增加。在采用物化、生物方法处理污水的同时，会产生大量剩余污泥，其中有机含量很高的污泥必须及时得到处理和处置，否则会造成二次污染，污泥最终解决方式主要采用：填埋、农用、干化和焚烧。由于工业发展，污泥中的重金属含量多数情况都已超标，无法直接进行农用，同时由于填埋场面积的不断缩小，污泥运输距离又越来越遥远。而污泥虽经脱水处理，但其含水率仍然较高，致使填埋场难以接受，进而导致无法填埋或填埋费用不断上升。传统的污泥处理方法，即简单地在污水处理厂内进行机械性浓缩和脱水处理，已经不能满足现阶段的处理要求和处理标准。
传统技术中，有专利名称为污泥和垃圾联合焚烧热电处理系统的专利文件，污泥和垃圾联合焚烧热电处理系统包括垃圾焚烧系统、污泥焚烧系统、废气处理系统，其中，垃圾焚烧系统包括炉排炉，炉排炉的热气排出通道连通有锅炉，锅炉的蒸汽出口连通有蒸汽集箱，蒸汽集箱的蒸汽输出口分为蒸汽输出口A、蒸汽输出口B、蒸汽输出口C、蒸汽输出口D，蒸汽输出口A通过除氧器后回流连接到锅炉，蒸汽输出口B通过蒸汽凝结器连接到除氧器后回流连接到锅炉，蒸汽输出口C经过蒸汽轮机发电机后连接到除氧器，蒸汽输出口D经过余热利用装置后连接到除氧器;污泥焚烧系统包括依次连接的湿污泥仓、污泥回转干化机、流化床污泥焚烧炉，污泥回转干化机的供热端与余热利用装置连接，污泥回转干化机的污泥输出端口与流化床污泥焚烧炉和湿污泥仓连接，流化床污泥焚烧炉的热废气经过分离后形成热烟气和废尘气，热烟气进入锅炉，废尘气进入废气处理系统，废气处理系统包括依次连接的蒸发反应塔、布袋反应器、蒸汽烟气加热器、脱硫脱硝装置、引风机、烟囱;蒸发反应塔和布袋反应器的连接管道上连通有投药装置，蒸汽烟气加热器连接有加氨装置，蒸发反应塔的固化物出口和布袋反应器的固化物出口同时连接到飞灰固化仓，流化床污泥焚烧炉的废尘气进入布袋反应器，锅炉的废气进入蒸发反应塔。
污水污泥的成分很复杂，除含有大量的水分外，还含大量有用资源，经过干化后的污泥，可运用于土地改良，建材利用等，但是一般要求含水率在55%以下。污泥干化方式有：自然风干、直接加热以及间接加热。如何降低污泥的含水率，降低能耗，降低二次污染，这是污泥处理的关键技术。传统污泥焚烧的方式是：先将含水率高达99%以上的污泥经过脱水浓缩后使得污泥的含水率达到80%以下，此时采用脱水浓缩的方式不能进一步的降低污泥的含水率，此时需要借助干化机，通过电加热或天然气加热的方式蒸发污泥中的水分，使得污泥的含水率进一步的降低到60%以下，此时的污泥可以通过高温加热燃烧对污泥中的物质进行燃烧处理，待处理后的烟气直接或间接处理后排出，因此在传统的焚烧污泥的技术中，还需要独立的设置烟气处理设备，这无疑增加设备成本和维护成本，有时业主为了降低成本，直接将产生的烟气直接排出，造成二次污染，不符合国家对环保的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流化床污泥焚烧系统及处理方法，设置有多级换热，达到热回收利用，同时利用热回收加热系统，同时对废气先进行废气固化吸收，然后二次燃烧，使得二次燃烧装置的成本和体积都达到最小化，降低投入成本和运行成本。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：流化床污泥焚烧系统，包括污泥焚烧装置、两级换热装置、洗涤除尘装置、二次燃烧装置，污泥焚烧装置包括流化床焚烧炉，两级换热装置包括一级换热器和二级换热器，一级换热器的热量通道与流化床焚烧炉的顶部出气口连通，一级换热器的热量通道还与二级换热器的热量通道串通连接，二级换热器的热量通道与洗涤除尘装置连接，洗涤除尘装置还与二次燃烧装置连接，一级换热器的冷量通道与流化床焚烧炉连通，二级换热器的冷量通道与二次燃烧装置连通。
本发明的结构原理为：湿度较大的污泥经过污泥焚烧装置的前期干化处理，然后经过污泥焚烧装置中的流化床焚烧炉的燃烧，形成废气颗粒混合物，然后通过两级换热装置的一级换热器将废气颗粒混合物中的热量回收到流化床焚烧炉，为流化床焚烧炉提供热量，同时，两级换热装置的二级换热器再次对废气颗粒混合物进行热量回收，同时将热量输入到二次燃烧装置位二次燃烧装置进行预热，起到回收热量，节约能源的目的，然后采用洗涤除尘装置对废气颗粒混合物进行洗涤除尘处理，将废气颗粒混合物中的酸性气体和尘埃颗粒物洗涤成固体物质排出，剩余的气体进入到二次燃烧装置内，预热后的气体经过再次燃烧和吸收处理最终才被排入到大气层。这样设置后的系统，对空气污染小，没有颗粒物质排入到大气中，有效缓解雾霾的生成。
优选的，污泥焚烧装置还包括依次连通的污泥池、污泥脱水机、污泥干燥机，流化床焚烧炉包括连通流化床焚烧炉内部的预热器，预热器与污泥干燥机连通，预热器与一级换热器的冷量通道连通，流化床焚烧炉还连通有存砂罐。
存放在污泥池内的污泥先经过污泥脱水机进行脱水，将污泥中的大部分水分脱出，然后再经过污泥干燥机的干燥处理，最终形成含水量较少的污泥，该污泥送入到流化床焚烧炉内进行燃烧处理，使得污泥中的可燃物质分解，形成热量，热量又被一级换热器的冷量通道回收利用，利用预热器吸收冷量通道回收的热量，然后对污泥加热，使得进入流化床焚烧炉的污泥容易被点燃。
优选的，为了提供充足的氧气，流化床焚烧炉连通有空压机。
优选的，洗涤除尘装置包括依次连通的文丘里洗涤器、托盘洗涤器、湿式静电除尘器，文丘里洗涤器与二级换热器的热量通道连通，还包括连通苛性碱仓的苛性碱供料泵，苛性碱供料泵同时与文丘里洗涤器和湿式静电除尘器连通，托盘洗涤器的底部和湿式静电除尘器的底部同时连通到灰斗，湿式静电除尘器的顶部与二次燃烧装置连通。
二级换热器输出的废气颗粒混合物进入到文丘里洗涤器、托盘洗涤器、湿式静电除尘器内进行废气和颗粒物洗涤沉淀，在本结构中，利用苛性碱供料泵将苛性碱仓中的苛性碱吹到文丘里洗涤器和湿式静电除尘器中与废气反应吸收其中的酸性气体，利用苛性碱供料泵可以将粉末状的苛性碱均匀的分布到文丘里洗涤器和湿式静电除尘器中，可以极大的吸收酸性气体，颗粒物也可以被吸收，同时过多的颗粒物可以被湿式静电除尘器吸附，最终从湿式静电除尘器输出的气体中不再含有酸性气体和颗粒物。有效的分离了酸性气体和颗粒物。
湿式静电除尘器的顶部连通有清污风机。
被分离的废气进入到二次燃烧装置进行二次燃烧处理，二次燃烧装置包括依次连通的燃烧器、碳吸收器、烟囱，燃烧器与洗涤除尘装置连通，燃烧器与二级换热器的冷量通道连通。燃烧器点燃其燃气，燃烧废气中未燃烧的物质，然后经过碳吸收器吸附，最终废气排放。
优选的，还包括互相连通的预热风机、流化风机，流化风机与一级换热器冷量通道的输入端连通，流化风机与一级换热器冷量通道的输出端连通，预热风机与一级换热器冷量通道的输出端连通，预热风机与流化床焚烧炉连通。
基于上述流化床污泥焚烧系统的处理方法，包括如下步骤：
A、污泥干燥步骤：污泥池内的污泥通过污泥脱水机、污泥干燥机后进行干燥;
B、污泥焚烧步骤：将上一步骤中的干燥污泥送入到流化床焚烧炉内进行燃烧;
C、换热步骤：将流化床焚烧炉顶部出气口输出的废气颗粒混合物输入到一级换热器的热量通道内，通过一级换热器的热量通道和冷量通道的热交换，将废气颗粒混合物的热量吸收，吸收后的热量回流到流化床焚烧炉内，冷却后的废气颗粒混合物流到下二级换热器的热量通道内，通过二级换热器的热量通道和冷量通道的热交换，将废气颗粒混合物的热量吸收，吸收后的热量流到二次燃烧装置内;
D、洗涤除尘步骤：将二级换热器热量通道内的废气颗粒混合物输入到洗涤除尘装置内，经过文丘里洗涤器、托盘洗涤器、湿式静电除尘器的洗涤除尘处理;
E、二次燃烧步骤：将湿式静电除尘器输出的废气输入到二次燃烧装置内再次进行燃烧。
洗涤除尘步骤中，文丘里洗涤器和湿式静电除尘器都要引入尘埃式的苛性碱与废气颗粒混合物混合，吸收废气颗粒混合物中的酸性气体。
综上所述，本发明的有益效果是：可有效的、大批量的处理污泥，将燃烧后的废气进行有效的分离，分离效果好，成本低，达到低碳环保排放的目的。
