申请日2014.09.28
公开(公告)日2014.12.17
IPC分类号C02F11/00; F23G7/00; C02F11/10; C02F11/12
摘要
一种污泥减量化资源化处理装置及污泥处理方法，脱水污泥喷雾干燥后掺入煤热解，热解炭焚烧的灰渣作为建材原料，热解油与热解气补充能源循环利用，热解炉排放的烟气经喷淋塔、脱雾装置和活性炭吸附床处理后达标排放，热解炉的低位热源供给焚烧炉使用。本发明的优点是：实现污泥资源化回收率达95%，污泥减量率96%以上，对重金属的固化率达95%以上，实现污染物零排放。全密闭无氧环境热解，抑制二噁英类物质等有害气体的产生，煤中的硫同样抵制了二噁英的生成;950℃以上焚烧，分解残余二噁英，整个系统反应过程中无二噁英生成及排放。烟气、低位热源、热解气、热解油混合物循环利用，降低能源消耗，降低处理成本。
权利要求书
1.一种污泥减量化资源化处理装置，其特征在于：它包括污泥泵、空压机 、喷雾干燥塔、煤箱、进料器、热解炉、耐高温风机、流化床焚烧炉、送风机 、喷淋塔、脱雾装置、活性炭吸附床;所述污泥泵和空压机与喷雾干燥塔顶部 的雾化喷嘴连接，喷雾干燥塔的排气口与烟气管连接，喷雾干燥塔底部的出料 口和煤箱与热解炉的进料器连接，热解炉返料出口与耐高温风机连接，耐高温 风机与热解炉返料进口连接，热解炉的热解炭出料口与焚烧炉进料口连接，焚 烧炉的烟气出口与喷雾干燥塔上方的进风口连接，焚烧炉底部设置灰渣出口， 热解炉的烟气出口与烟气管连接，烟气管依次与喷淋塔、脱雾装置、活性炭吸 附床连接，烟气管与送风机连接，送风机与焚烧炉下方的进风口连接。
2.如权利要求1所述的一种污泥减量化资源化处理装置，其特征在于：它 还包括旋风分离器，所述喷雾干燥塔的排气口与烟气管之间通过旋风分离器连 接，喷雾干燥塔的排气口与旋风分离器上方的进气口连接，旋风分离器顶部的 排气口与烟气管连接，旋风分离器底部的排料口与热解炉的进料器连接。
3.一种使用权利要求1污泥减量化资源化处理装置处理污泥的方法，其特 征在于：它包括如下步骤：
(1)、干燥：对含水率65%- 85%的脱水污泥600℃高温喷雾干燥，将污泥含水率降低到15%- 20%，得到含水率15%-20%的干化污泥;
(2)、热解：步骤(1)的含水率15%- 20%的干化污泥掺入5%的煤送入热解炉内热解，热解终温500℃，热解时间30分 钟，得到热解终产物热解炭，同时热解炉内产生热解油与热解气混合物;
(3)、焚烧：步骤(2)得到的热解终产物热解炭送入焚烧炉中焚烧， 焚烧温度保持950℃以上，停留3S以上，充分燃尽，得到灰渣;
(4)、步骤(3)焚烧炉焚烧污泥产生的高温烟气作为步骤(1)中喷雾 干燥的热风源，供给步骤(1)喷雾干燥使用;
(5)、步骤(2)热解炉中产生的热解油与热解气混合物作为补充能源送 回热解炉循环利用;
(6)、焚烧最终产生的灰渣作为建材原料使用;
(7)、热解炉排放的烟气经过喷淋塔、脱雾装置和活性炭吸附床处理后 达标排放;
(8)、热解炉产生的烟气低位热源经送风机将空气预热后作为补充能源 供给焚烧炉使用。
4.如权利要求3所述的一种污泥减量化资源化处理污泥的方法，其特征在 于：它还包括以下步骤：所述步骤(1)得到的部分干化污泥随烟气进入旋风 分离器，旋风分离器将干化污泥与烟气分离，分离后的干化污泥排出旋风分离 器，旋风分离器产生烟气的低位热源经送风机将空气预热后作为补充能源供给 焚烧炉。
5.如权利要求4所述的一种污泥减量化资源化处理污泥的方法，其特征在 于：所述旋风分离器排放的烟气经过喷淋塔、脱雾装置和活性炭吸附床处理后 达标排放。
说明书
污泥减量化资源化处理装置及处理方法
技术领域
本发明属于固体废弃物的处理领域，具体涉及到一种污泥减量化资源化处 理装置及处理方法。
背景技术
随着城市的发展，污水处理率的提高，污泥产量越来越大，污水处理厂污泥的 出路问题已经成为一个复杂的环境问题，并引起广泛的关注。城市污泥是城市 生活污水在进行净化处理过程中产生的高含水固体，是一种由有机残片、细菌 、各种病原体、难降解有机物、重金属以及有机、无机颗粒组成的极其复杂的 非均质体，是一类危害性极大的固体废弃物，如果不加以彻底处理与控制，将 会对环境造成严重的二次污染和极大危害。如何安全经济地处理处置城市污泥 已成为世界共同面临的环境难题。
目前，城市污泥的主要处理方法有土地利用、填埋、焚烧和海洋倾倒等。填 埋处理方法大量占用土地，处理不当很容易泄露而造成地表水和地下水的污染 。
由于污泥中成分复杂，有害物质较多，导致污泥堆肥在实际应用中存在较多的 限制;污泥填海会对海洋生物造成危害，严重污染海洋环境，已被国际公约所 禁止;传统的焚烧法最大优点是污泥体积的大量减少，并且可以达到杀菌稳定 的目的，同时改善热效率，但焚烧废气中含有二噁英等挥发性有机物，导致废 气处理费用非常高。这些方法都没有很好地解决污泥对环境的二次污染以及作 为资源加以合理利用的问题。
例如：中国专利，申请号为201210046929.9，一种一体化污泥干化焚烧处 理方法，它是用脱水机处理后使污泥含水率70-
90%，进行喷雾干燥，再进流化床焚烧，部分烟气返回流化床焚烧炉。干污泥含 水率5-25%，焚烧温度850-
900℃，焚烧炉中需要添加辅助燃料煤、油、天然气、生物质和废弃物。这种污 泥干化焚烧处理方法，污泥经干燥后直接进行焚烧，可能会产生二噁英等对人 体有害气体，污染环境;焚烧中还需添加辅助燃料，煤的燃烧会产生二氧化硫 等有害气体。
中国专利，申请号为201210585465.9，
一种焚烧及污泥干化工艺，它是热解焚烧固体可燃废料，产生的1100℃高温烟 气给回转窑提供热源，污泥在回转窑内充分干化、热解、燃烧，产生的废气进 入燃烧室，进行900℃-
1100℃的进一步提温灼烧，使其燃烧效果与破坏去除率达99.9%以上，气体停 留时间大于2S，有效破坏率达到99%，然后进入尾气的降温、脱酸、沉积、除 灰处理系统。这种焚烧及污泥干化工艺存在的缺陷是：回转窑的热源由热解焚 烧固体可燃废料产生的高温烟气提供，热解焚烧固体可燃废料会产生二氧化硫 、二噁英等有害气体，造成环境污染;同时，还要消耗大量的能源;另外，尾 气还需要经过降温、脱酸、沉积和除灰处理，过程较复杂。
因此，开发一种将污泥实现减量化、资源化处理的方法及使用结构合理的 污泥减量化、资源化处理装置具有重要的经济和社会意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述的缺陷，提供一种污泥减量化资源化处理装置 及处理方法，它实现污泥减量化、无害化、资源化利用，尾气清洁排放，焚烧 灰渣用作建材原料，减量率达96%以上，实现污染物零排放。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种污泥减量化资源化处理装 置，其特征在于：它包括污泥泵、空压机、喷雾干燥塔、煤箱、进料器、热解 炉、耐高温风机、流化床焚烧炉、送风机、喷淋塔、脱雾装置、活性炭吸附床 ;所述污泥泵和空压机与喷雾干燥塔顶部的雾化喷嘴连接，喷雾干燥塔的排气 口与烟气管连接，喷雾干燥塔底部的出料口和煤箱与热解炉的进料器连接，热 解炉返料出口与耐高温风机连接，耐高温风机与热解炉返料进口连接，热解炉 的热解炭出料口与焚烧炉进料口连接，焚烧炉的烟气出口与喷雾干燥塔上方的 进风口连接，焚烧炉底部设置灰渣出口，热解炉的烟气出口与烟气管连接，烟 气管依次与喷淋塔、脱雾装置、活性炭吸附床连接，烟气管与送风机连接，送 风机与焚烧炉下方的进风口连接。
所述喷雾干燥塔的排气口与烟气管之间通过旋风分离器连接，喷雾干燥塔 的排气口与旋风分离器上方的进气口连接，旋风分离器顶部的排气口与烟气管 连接，旋风分离器底部的排料口与热解炉的进料器连接。
一种使用污泥减量化资源化处理装置处理污泥的方法，其特征在于：它包 括如下步骤：
(1)、干燥：对含水率65%- 85%的脱水污泥600℃高温喷雾干燥，将污泥含水率降低到15%- 20%，得到含水率15%-20%的干化污泥;
(2)、热解：步骤(1)的含水率15%- 20%的干化污泥掺入5%的煤送入热解炉内热解，热解终温500℃，热解时间30分 钟，得到热解终产物热解炭，同时热解炉内产生热解油与热解气混合物;
(3)、焚烧：步骤(2)得到的热解终产物热解炭送入焚烧炉中焚烧， 焚烧温度保持950℃以上，停留3S以上，充分燃尽，得到灰渣;
(4)、步骤(3)焚烧炉焚烧污泥产生的高温烟气作为步骤(1)中喷雾 干燥的热风源，供给步骤(1)喷雾干燥使用;
(5)、步骤(2)热解炉中产生的热解油与热解气混合物作为补充能源送 回热解炉循环利用;
(6)、焚烧最终产生的灰渣作为建材原料使用;
(7)、热解炉排放的烟气经过喷淋塔、脱雾装置和活性炭吸附床处理后 达标排放;
(8)、热解炉产生的烟气低位热源经送风机将空气预热后作为补充能源 供给焚烧炉使用。
所述步骤(1)得到的部分干化污泥随烟气进入旋风分离器，旋风分离器 将干化污泥与烟气分离，分离后的干化污泥排出旋风分离器，旋风分离器产生 烟气的低位热源经送风机将空气预热后作为补充能源供给焚烧炉。
所述旋风分离器排放的烟气经过喷淋塔、脱雾装置和活性炭吸附床处理后 达标排放。
本发明的优点和有益效果是：
1、实现污泥干化、热解、焚烧相结合的资源化处理：运用喷雾干燥- 热解炭化-流化床焚烧- 产物资源化高值利用集成工艺，形成一整套集脱水、污泥干化、干化污泥热解 、热解产物高值利用、污泥炭焚烧减量化、实现能量回收、同时尾气净化等功 能于一体的新型污泥清洁处理和自我循环的绿色污泥处理处置装备，实现污泥 减量化、无害化、资源化利用，尾气清洁排放，焚烧灰渣用作建材原料，减量 率达96%以上，实现污染物零排放。
2、将焚烧炉高温烟气作为喷雾干燥直接能源，烟气低位热源作为焚烧热 风循环利用，排放尾气温度降到60℃以下，热能综合利用率达到95%，热解气 、热解油混合物回燃作为热解能源，降低整个系统的能源消耗，大大降低了处 理成本。
3、一方面热解采用全密闭设计在无氧环境下进行，抑制了二噁英类物质 等有害气体的产生，同时热解反应煤的掺入，不仅补充了能量，煤中的硫也同 样抵制了二噁英的生成;另一方面采用950℃以上焚烧温度，使残余二噁英分解 ，以确保整个系统反应过程中无二噁英生成及排放。
4、实现污泥资源化回收率达95%，污泥减量率96%以上，对重金属的固化 率达95%以上，无二次污染。
5、在热解反应前加入煤，而不是在焚烧前加入煤，既提高了热值，又不会 产生有害气体，避免了煤燃烧对大气的污染。
