申请日2007.04.18
公开(公告)日2008.10.22
IPC分类号F23G5/027; F23G7/14
摘要
本发明涉及一种湿污泥干化焚烧处理系统，包括：低温热解反应装置，用于将湿污泥与饱和水蒸汽进行低温热解反应，使湿污泥中的高分子有机物转换成低分子有机物，破坏污泥持水结构;离心过滤装置，用于将热解后的湿污泥进行离心过滤;蒸汽冷凝装置，用于将低温热解反应装置中由饱和水蒸汽转换的乏蒸汽进行冷凝收集;滤液回收装置，用于收集在离心过滤装置中产生的滤液，以及收集来自蒸汽冷凝装置中的冷凝液;污泥焚烧装置，用于将离心过滤装置中脱水后的半干污泥和蒸汽冷凝装置中残余的不溶性气体用作燃料焚烧。本发明同时也涉及采用该处理系统进行湿污泥干化焚烧处理的工艺。本发明的系统与工艺能够以环保、节能、高资源利用率、低运行成本的方式解决污泥资源再生问题。
権利要求書
1.一种湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，包括：
低温热解反应装置，用于将湿污泥与饱和水蒸汽进行低温热解反应， 使湿污泥中的高分子有机物转换成低分子有机物，破坏污泥持水结构;
离心过滤装置，用于将热解后的湿污泥进行机械分离方式离心过滤， 获得含水率在55～60%的半干污泥;
污泥焚烧装置，用于将离心过滤装置中脱水后的半干污泥用作燃料 焚烧;
余热锅炉系统，用于将污泥焚烧装置中焚烧产生的热量收集生产饱 和蒸汽，并将饱和蒸汽供给低温热解反应装置。
2.根据权利要求1所述的湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，还包括 蒸汽冷凝装置，用于将低温热解反应装置中由饱和水蒸汽转换的乏蒸汽 进行冷凝收集。
3.根据权利要求1或2所述的湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，还 包括过滤液回收装置，用于收集在离心过滤装置中对湿污泥机械分离脱 水而产生的过滤液，以及收集来自蒸汽冷凝装置中的冷凝液。
4.根据权利要求1所述的湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，还包括 设置在离心过滤装置与污泥焚烧装置之间的干燥装置，用于干燥脱除经 离心过滤后的半干污泥中的水分，获得含水率在10～40%的干化污泥型 固体燃料。
5.根据权利要求2或4所述的湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，还 包括设置在蒸汽冷凝装置与污泥焚烧装置之间的气体洗涤装置，用于将 来自蒸汽冷凝装置和/或干燥装置的残余气体进行洗涤处理之后再送入 污泥焚烧装置。
6.根据权利要求3所述的湿污泥干化焚烧处理系统，其特征在于，还包括 污水处理装置，用于处理由所述过滤液回收装置产生的污水，和/或设置 在所述污泥焚烧装置上的烟气处理装置，用于处理焚烧所排放的有害烟 气。
7.根据权利要求1、2、4、6中任意一项所述的湿污泥干化焚烧处理系统， 其特征在于，所述低温热解反应装置的工作条件为温度150～300℃，压 力1.50～3.00MPa。
8.一种污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将湿污泥原料注入低温热解反应装置，同时通入温度为150～300 ℃、压力为1.50～3.00MPa的饱和蒸汽，并搅拌使蒸汽与湿污泥混合均匀， 湿污泥中的高分子有机物被低温热解成低分子有机物，破坏污泥持水结 构;
(2)将热解后的湿污泥送入离心过滤装置进行机械分离式脱水，获得 含水率在55～60%的半干污泥;
(3)将来自离心过滤装置中脱水后的半干污泥送入污泥焚烧装置焚 烧，并利用焚烧产生的热量生产水蒸汽，供给低温热解反应装置;
(4)将污泥焚烧装置中焚烧产生的热量收集在余热锅炉系统中生产 饱和蒸汽，并将饱和蒸汽供给低温热解反应装置。
9.根据权利要求8所述的污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，还包括步 骤(11)：将低温热解反应装置中由饱和蒸汽转化而成的乏蒸气通入蒸汽 冷凝装置进行冷凝处理。
10.根据权利要求9所述的污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，还包括步 骤(21)：将离心过滤装置中对湿污泥离心脱水而产生的过滤液以及经冷 凝处理后的冷凝液进行收集，获得富含有机质的液体有机肥料。
11.根据权利要求8所述的污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，还包括步 骤(2’)：将步骤(2)中经过离心过滤后的半干污泥进行干燥处理，得到含 水率在10～40%的干化污泥型固体燃料。
12.根据权利要求9或11所述的污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，还 包括步骤(22)：将来自蒸汽冷凝装置或干燥装置的残余气体进行洗涤处 理之后再送入污泥焚烧装置。
13.根据权利要求10所述的污泥干化焚烧处理工艺，其特征在于，还包括 步骤(211)：将收集到的过滤液以及冷凝液进行污水处理，除去其中的有 害物质。
说明书
湿污泥干化焚烧处理系统与工艺
发明领域
本发明涉及一种有机废弃物处理装置与工艺，特别涉及一种湿污泥的 干化焚烧处理系统与处理工艺。
背景技术
湿污泥是污水处理过程中产生的副产品，污泥的成分极为复杂，主要 含有大约80～90%的水分，以及其他可被回收利用的有机质、各类有机物、 多种微量元素以及可能对环境造成不良影响的病原微生物、寄生虫卵、重 金属等。将湿污泥进行无害化、资源化处理，是世界范围内生态环境保护 的一个重要课题。
传统的湿污泥处理方法包括投海(或直接排放)、填埋以及堆肥化，但 是都存在对环境的负面影响(水质污染、土层污染以及空气污染等)以及 空间资源(土地和水场)的占用和浪费等缺点，已经被越来越多的工业国 家所禁止或废弃。近年来，污泥的焚烧处理得到日益推广，通过焚烧能将 污泥中的绝大部分有机物质和微生物处理掉，并将污泥完全矿化，且能达 到大规模的处理而无需占用大量的空间资源，且对环境的负面影响相对容 易控制。中国专利申请CN200410086312.5公开了一种湿污泥焚烧处理方法 及焚烧处理装置，其将湿污泥的干燥、焚烧和烟气无害化处理集中在单一 装置中同时进行，简化了处理工艺;但是该处理装置和方法中需要将湿污 泥在焚烧炉中以800～950℃的温度进行焚烧，对设备的要求相当高而且能耗 相对较大。采用该装置和工艺存在前期投入较大，运行成本较高的缺陷。
日本专利JP3613567公开了一种燃料制造装置以及燃料制造方法，是 将高湿润废弃物置入特定的处理容器中并通以高压蒸汽，然后将处理容器 内的温度和压力在给定范围内保持给定的时间，使结合分子分离，而制造 微细化燃料。实施该专利所公开的装置及方法往往存在得到的燃料产物含 水较高，不能直接使用的缺点;而且在用于处理湿污泥时，得到的产物采 用传统工艺及废物处理行业常用的脱水装置均不易脱水干化，而采取自然 放置方式脱水，这样的放置处理一方面占地较多，尤其是在大规模处理废 物中，另一方面放置物在放置过程中流淌的污水和蒸发的气体对环境极不 友好，往往会产生后续的对这些放置物的再一次处理，增加了处理成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种湿污泥的干 化处理系统和处理方法，以环保、节能、高资源利用率、低运行成本的方 式解决污泥资源再生问题。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案是，提供一种湿污泥干化焚 烧处理系统，包括：低温热解反应装置，用于将湿污泥与饱和水蒸汽进行 低温热解反应，使湿污泥中的高分子有机物转换成低分子有机物，破坏污 泥持水结构;离心过滤装置，用于将热解后的湿污泥进行机械分离方式离 心过滤，获得含水率在55～60%的半干污泥;污泥焚烧装置，用于将离心过 滤装置中脱水后的半干污泥用作燃料焚烧;余热锅炉系统，用于将污泥焚 烧装置中焚烧产生的热量收集生产饱和蒸汽，并将饱和蒸汽供给低温热解 反应装置。
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，还包括蒸汽冷凝装置，用 于将低温热解反应装置中由饱和水蒸汽转换的乏蒸汽进行冷凝收集。
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，还包括过滤液回收装置， 用于收集在离心过滤装置中对湿污泥机械分离脱水而产生的过滤液，以及 收集来自蒸汽冷凝装置中的冷凝液;
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，还包括设置在离心过滤装 置与污泥焚烧装置之间的干燥装置，用于干燥脱除经离心过滤后的半干污 泥中的水分，获得含水率在10～40%的干化污泥型固体燃料。
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，还包括设置在蒸汽冷凝装 置与污泥焚烧装置之间的气体洗涤装置，用于将来自蒸汽冷凝装置和/或干 燥装置的残余气体进行洗涤处理之后再送入污泥焚烧装置。
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，还包括污水处理装置，用 于处理由所述过滤液回收装置产生的污水，和/或设置在所述污泥焚烧装置 上的烟气处理装置，用于处理焚烧所排放的有害烟气。
本发明所提供的湿污泥干化焚烧处理系统，所述低温热解反应装置的 工作条件为温度150～300℃，压力1.50～3.00MPa。
一种污泥干化焚烧处理工艺，包括以下步骤：
(1)将湿污泥原料注入低温热解反应装置，同时通入温度为150～300 ℃、压力为1.50～3.00MPa的饱和蒸汽，并搅拌使蒸汽与湿污泥混合均匀， 湿污泥中的高分子有机物被低温热解成低分子有机物，破坏污泥持水结 构;
(2)将热解后的湿污泥送入离心过滤装置进行机械分离式脱水，获得 含水率在55～60%的半干污泥;
(3)将来自离心过滤装置中脱水后的半干污泥送入污泥焚烧装置焚 烧，并利用焚烧产生的热量生产水蒸汽，供给低温热解反应装置;
(4)将污泥焚烧装置中焚烧产生的热量收集在余热锅炉系统中生产 饱和蒸汽，并将饱和蒸汽供给低温热解反应装置。
上述污泥干化焚烧处理工艺中，还包括步骤(11)：将低温热解反应装置 中由饱和蒸汽转化而成的乏蒸汽通入蒸汽冷凝装置进行冷凝处理。
上述污泥干化焚烧处理工艺中，还包括步骤(21)：将离心过滤装置中对 湿污泥离心脱水而产生的过滤液以及经冷凝处理后的冷凝液进行收集，获 得富含有机质的液体有机肥料。
上述污泥干化焚烧处理工艺中，还包括步骤(2’)：将步骤(2)中经过离心 过滤后的半干污泥进行干燥处理，得到含水率在10～40%的干化污泥型固体 燃料。
上述污泥干化焚烧处理工艺中，还包括步骤(22)：将来自蒸汽冷凝装置 或干燥装置的残余气体进行洗涤处理之后再送入污泥焚烧装置。
上述污泥干化焚烧处理工艺中，还包括步骤(211)：将收集到的过滤液 以及冷凝液进行污水处理，除去其中的有害物质。
实施本发明提供的湿污泥干化处理系统和处理工艺，具有的有益效果 是：1)环保。在密闭反应釜中通过低温热解过程，迅速完成杀菌消毒过程， 乏蒸汽及干化尾气等通过密闭容器和管道进行负压回收与传送，经冷凝后 送焚烧炉焚烧，彻底除臭。半干污泥经焚烧后，彻底实现无害化。。
2)资源化。污泥经处理可转化为优质液体有机肥料和固体肥料或燃 料，燃料可以独立燃烧，可以送本系统焚烧炉生产饱和蒸汽，也可以单 独出售。
3)减量化。由污泥制得的燃料燃烧后仅形成少量灰渣，使污泥的最终 填埋量减少90%以上。
4)节能。通过低温热解过程，破坏有机物高分子结构、胶状絮体等固 相物质持水结构，大幅度改善污泥脱水干燥性能，后续脱水干燥过程可以 省略加热烘干过程，仅通过自然风干或者鼓风干燥，即可将水分降低至40～ 10%，大幅减少能源消耗。同时，得到的干化或半干化污泥被送入焚烧装 置中用作燃料焚烧，产生的热量用于生产蒸汽，该蒸汽又被提供给低温热 解装置和干燥装置，这样整套系统在运作中基本不需要额外的燃料消耗， 大大降低了能源消耗。
5)模块化。日处理能力以10吨、50吨、100吨、200吨为单位可任意 调整，适合于各种规模城市的市政污泥(含污水厂污泥)处理。
6)高效益。与烘干、焚烧相比，污泥处理成本明显降低。此外，燃料 和肥料可以上市销售，使用效果良好，获得良好的环境效益和经济效益。
7)多功能。同时适用于对各种固体有机废弃物(如厨余物、城市垃圾、 动物粪便等)的资源化和无害化处理。
