申请日2011.12.08
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号C04B35/64; C04B33/32
摘要
本发明公开了一种减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，包括以下步骤：(1)烧结的低温阶段：在室温至250℃的烧结温度下，向炉窑内通入空气;(2)烧结的中温阶段：在250℃至700℃的烧结温度下，向炉窑内通入N2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为4%～8%;(3)烧结的中高温阶段和高温阶段：在700℃至950℃的中高温阶段和950℃至最高烧成温度的高温阶段，向炉窑内通入O2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为30%～80%;所述高温阶段的烧结时间为8～12h。本发明的烧结方法有效减少了二噁英等有害气体的生成，保护环境，降低成本。
权利要求书
1.一种减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)烧结的低温阶段：在室温至250℃的烧结温度下，向炉窑内通入空气;
(2)烧结的中温阶段：在250℃至700℃的烧结温度下，向炉窑内通入N2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为4%～8%;
(3)烧结的中高温阶段和高温阶段：在700℃至950℃的中高温阶段和950℃至最高烧成温度的高温阶段，向炉窑内通入O2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为30%～80%;所述高温阶段的烧结时间为8～12h。
2.根据权利要求1所述的减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，其特征在于：所述最高烧成温度为1000℃。
3.根据权利要求1所述的减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，其特征在于：所述步骤(2)中O2的含量为5%～6%。
4.根据权利要求1所述的减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，其特征在于：所述步骤(3)中O2的含量为40%～60%。
说明书
一种减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法
技术领域
本发明涉及一种减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，具体涉及一种通过控制含氧量来减少有害尾气产生的烧结方法。
背景技术
如何处理江河湖泊中的淤泥以及城市污泥，是一直困扰许多国家的环保问题，江河湖泊的淤泥也一直未得到充分有效的利用，特别是没有得到资源化利用，主要原因在于一方面淤泥治理的规模还较少，江河湖泊的淤泥处理压力不大，另一方面，处理技术特别是资源化技术不过关。污水处理厂排放的污泥，自然堆积会产生的恶臭气体，焚烧就会产生二恶英、氢化合物、氮氧化物等有害气体，污染环境危害人类健康，如何对它进行合理利用已越来越受人们关注。
利用淤泥污泥制砖是一种对固体废物进行高温热化学处理的较好方法。中国专利(CN200910184633.1 江河湖泊淤泥及城市污泥烧结砖及其生产方法)将淤泥污泥和内燃料混合制成砖坯送入窑炉内燃烧，在950℃～1000℃的高温条件下，淤泥污泥中的可燃组分及有机分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，分解释放出热量并转化为高温的燃烧气体和少量的性质稳定的固体残渣。淤泥污泥砖坯经过高温焙烧处理，淤泥污泥中的细菌、病毒等有毒素能被彻底消灭，各种恶臭气体及有机物得到高温分解。然而，在其烧结过程中，容易产生二噁英等有害气体，破坏环境，同时需要对排放的尾气进行后处理，工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种有效减少有害尾气的烧结方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法，包括以下步骤：
(1)烧结的低温阶段：在室温至250℃的烧结温度下，向炉窑内通入空气;
(2)烧结的中温阶段：在250℃至700℃的烧结温度下，向炉窑内通入N2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为4%～8%，优选含量为5%～6%;
(3)烧结的中高温阶段和高温阶段：在700℃至950℃的中高温阶段和950℃至最高烧成温度的高温阶段，向炉窑内通入O2和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为30%～80%，优化含量为40%～60%;所述高温阶段的烧结时间为8～12h。其中，最高烧成温度为1000℃。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明淤泥污泥烧结砖的烧结方法通过控制通入气体，控制炉窑中的氧气含量，减少二噁英的产生：在低温阶段(室温～250℃左右)，该过程主要是自由水与结合水的排除，此阶段温度下，有毒成分如二噁英等尚未大量产生，此时只需通入空气助燃;在烧结的中温阶段(250～700℃)，坯体中固体颗粒逐渐靠拢，坯体发生轻微的收缩，气孔率增加，此时向炉窑中通入N2和空气的混合气体，并控制O2的含量为4%～8%，优选含量为5%～6%，保持缺氧的环境，抑制了二噁英的生成;在中高温阶段(700℃～950℃)和高温阶段(950℃～最高烧成温度)，向炉窑中通入O2气体和空气的混合气体，使得炉窑内O2的含量为30%～80%，优化含量为40%～60%, 通过过量氧气以促使淤泥污泥中的可燃组分及有机分与氧进行剧烈的化学反应，分解释放出热量并转化为高温的燃烧气体和少量的性质稳定的固体残渣，并控制高温阶段中烧结时间8～12h，同时在过量氧气环境中保持烟气停留时间大于2s，可使有毒成分如二噁英等成分完全燃烧生成无毒物质。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明减少有害尾气的淤泥污泥烧结砖的烧结方法进行详细说明。
本发明淤泥污泥烧结砖的烧结过程分为四个阶段：低温阶段(室温～250℃左右)，中温阶段(250～700℃左右)，中高温阶段(700℃～950℃)，高温阶段(950℃～1000℃)。
在低温阶段下，主要烧结过程是自由水与结合水的排除，此阶段温度下，有毒成分如二噁英等尚未大量产生，此时只需通入空气助燃，加快水的排出。
在中温阶段(250～700℃)，坯体中固体颗粒逐渐靠拢，坯体发生轻微的收缩，气孔率增加，此时向炉窑中通入N2(通过工业制氧机制得)和空气的混合气体，并控制O2的含量为5%～6%，保持缺氧的环境，抑制了二噁英的生成。
在中高温阶段(700℃～950℃)，有毒成分如二噁英聚合物的反应速度远小于二噁英的分解速度;坯体内部发生较复杂的物理化学变化，坯体内含有的有机质，碳酸盐、硫酸盐及铁的化合物等，氧化和分解过程大多数在这个阶段发生的，此阶段通入较多氧气，以帮助淤泥污泥可燃成分燃烧产生大量热能。
在高温阶段(950℃～1000℃)，由于淤泥污泥是属于多矿物组成的物质，没有固定的熔点，并在相当大的温度范围内逐渐发生软化。当温度达到900℃后，就可此时开始有低熔物出现，低熔物的液相填充在其它颗粒之间的空隙中，在表面张力作用下，使得未熔的颗粒再次靠近，体积开始出现明显收缩，体积密度提高，气孔率下降。当温度进一步升高时，淤泥的气孔率不断降低，收缩不断变大，其体积密度达到最大值时，称为完全烧结，对应的温度叫烧结温度。从完全烧结开始，温度继续上升，出现一个稳定的阶段，该阶段中，体积密度与收缩率不发生显著变化。此阶段通入过量氧气(氧气(通过工业制氧机制得)和空气的混合气体，控制氧气的含量为40%～60%)以促使淤泥污泥中的可燃组分及有机分与氧进行剧烈的化学反应，分解释放出热量并转化为高温的燃烧气体和少量的性质稳定的固体残渣。同时控制高温阶段的烧结时间为8～12h，并保持烟气停留时间大于2s，可使有毒成分如二噁英等成分完全燃烧生成无毒物质。
