申请日2019.08.22
公开(公告)日2019.11.29
IPC分类号F23G5/46; F23G5/02; F23G5/44; C02F11/13; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法和系统，涉及环保处理技术领域。首先利用垃圾焚烧系统中的回流烟气干化污泥，得到处于粘滞区污泥，再利用垃圾焚烧系统产生的锅炉灰对其进行干化，至得到满足与垃圾协同处理需要的造粒要求的污泥。该方法不仅有效的利用了垃圾焚烧系统的回流烟气和副产物锅炉灰，节省了干化污泥的尾气处理过程，而且通过分阶段干化，使用锅炉灰混合污泥的方式有效的解决了粘滞区污泥流动性差，干化速率低的问题，大大的降低了污泥干化需要消耗的能源。在实际应用中，只需要在现有的垃圾焚烧处理系统中，加入污泥干化处理系统以及两者之间的连接管线和输送设备即可，不需要额外配置污泥干化厂房，易于工业实现。
权利要求书
1.一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，利用垃圾焚烧系统的回流烟气对含水率为75～80%的污泥进行干化处理，得到含水率为60～65%的半干化污泥以及干化污泥尾气，干化污泥尾气返回至垃圾焚烧系统中;
S2，将垃圾焚烧系统产生的锅炉灰与含水率为60～65%的半干化污泥进行混合搅拌，得到含水率为40～41%的半干化污泥;
S3，含水率为40～41%的半干化污泥经过造粒后输送至垃圾焚烧系统，与垃圾混合焚烧。
2.根据权利要求1所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，S1中，所述干化处理在滚筒干燥机中进行。
3.根据权利要求2所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，S1之前还包括步骤S0，75～80%的污泥在污泥堆放场堆放3～5天，并用翻混机对污泥进行预处理。
4.根据权利要求1所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，S1中，所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量为500t/d，所述回流烟气的量为15000m3/h，温度为140～160℃，所述含水率为75～80%的污泥的处理量为22～25t/d。
5.根据权利要求4所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，S1中，所述回流烟气的量与所述含水率为75～80%的污泥的处理量按照如下方法确定：
确定所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量;
根据所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量确定回流烟气的量和温度;
根据干化处理后得到的所述半干化污泥的含水率60～65%和所述回流烟气的量确定待处理的含水率为75～80%的污泥的处理量。
6.根据权利要求1所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，S2中，所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量为500t/d，所述锅炉灰的量为7.5t/d，所述含水率为60～65%的半干化污泥的处理量为12.75～15.75t/d。
7.根据权利要求6所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，其特征在于，所述含水率为60～65%的半干化污泥的处理量与所述锅炉灰的量按照如下方法确定：
确定所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量;
根据所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量确定锅炉灰的量;
根据混合搅拌后得到的半干化污泥的含水率40～41%以及锅炉灰的量确定含水率为60～65%的半干化污泥的处理量。
8.一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理系统，其特征在于，包括垃圾焚烧系统和污泥干化系统，所述污泥干化系统按照污泥的流向依次包括：干化处理设备、混合搅拌设备和造粒设备，所述垃圾焚烧系统的回流烟气出口与所述干化处理设备的回流烟气进口连接，所述干化处理设备的尾气出口与所述垃圾焚烧系统的回流烟气进口连接，所述垃圾焚烧系统的锅炉灰出口与所述混合搅拌设备的锅炉灰进口连接，所述造粒设备的出口与所述垃圾焚烧系统的垃圾入口连接。
9.根据权利要求8所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理系统，其特征在于，所述垃圾焚烧系统包括依次连接的垃圾仓及上料系统、焚烧炉、锅炉和回流烟气净化系统，所述回流烟气净化系统的回流烟气出口与所述干化处理设备的回流烟气进口连接，所述干化处理设备的尾气出口与所述焚烧炉的回流烟气进口连接，所述锅炉的锅炉灰出口与所述混合搅拌设备的锅炉灰进口连接，所述造粒设备的出口与所述垃圾仓及上料系统的垃圾入口连接。
10.根据权利要求9所述的垃圾和污泥协同焚烧综合处理系统，其特征在于，还包括第一输送设备、第二输送设备和第三输送设备，所述第一输送设备设置在所述锅炉与所述混合搅拌设备之间用于输送锅炉灰;所述第二输送设备设置在污泥堆放场与所述干化处理设备之间用于输送含水率为75～80%的污泥;所述第三输送设备设置在所述造粒设备与所述垃圾仓及上料系统之间用于输送污泥颗粒。
说明书
一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法和系统
技术领域
本发明涉及环保处理技术领域，尤其涉及一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法和系统。
背景技术
城市市政设施运行与维护过程中产生的市政污泥中含有各种病原体、重金属等有害物质，如果污泥未经恰当处理处置直接进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。
目前，我国污泥处理处置主要方法中，污泥陆地填埋约占65%、污泥堆肥农用约占15%、自然干化约占6%、焚烧约占3%、其它处置约11%。其中污泥填埋存在很多问题，由于污泥含水率较高，渗滤液产生量大、渗滤液收集系统易堵塞，加剧了垃圾填埋场渗滤液的污染并使填埋操作困难等;此外污泥填埋过程消耗大量的土地资源，由于不少城市很难找到新的填埋场，污泥填埋使得本已有限的填埋场库容更加紧张。近年来发展出的垃圾协同焚烧处理污泥的方法，主要流程为将污泥运输至焚烧处理厂，单独的干化处理后再与生活垃圾掺烧。干化使用的能源通常为焚烧线产生的蒸汽。污泥需要利用蒸汽的热量通过蒸发和扩散过程的交替进行将污泥表面和内部的水分带走，最终被干化成含水率约为40%的半干化污泥。在该干化过程中，污泥会经历含水率约为60～40%的粘滞区，处于粘滞区的污泥流动性差，不利于蒸发和扩散过程的进行，因此，在粘滞区污泥的干化效率很低，需要消耗较多的能源，并会造成干化机械设备的运行故障率上升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法和系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法，包括如下步骤：
S1，利用垃圾焚烧系统产生的回流烟气对含水率为75～80%的污泥进行干化处理，得到含水率为60～65%的半干化污泥以及干化污泥尾气，干化污泥尾气返回至垃圾焚烧系统中;
S2，将垃圾焚烧系统产生的锅炉灰与含水率为60～65%的半干化污泥进行混合搅拌，得到含水率为40～41%的半干化污泥;
S3，含水率为40～41%的半干化污泥经过造粒后输送至垃圾焚烧系统，与垃圾混合焚烧。
优选地，S1中，所述干化处理在滚筒干燥机中进行。
优选地，S1之前还包括步骤S0，75～80%的污泥在污泥堆放场堆放3～5天，并用翻混机对污泥进行预处理。
优选地，S1中，所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量为500t/d，所述回流烟气的量为15000m3/h，温度为140～160℃，所述含水率为75～80%的污泥的处理量为22～25t/d。
优选地，S1中，所述回流烟气的量与所述含水率为75～80%的污泥的处理量按照如下方法确定：
确定所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量;
根据所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量确定回流烟气的量和温度;
根据干化处理后得到的所述半干化污泥的含水率60～65%和所述回流烟气的量确定待处理的含水率为75～80%的污泥的处理量。
优选地，S2中，所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量为500t/d，所述锅炉灰的量为7.5t/d，所述含水率为60～65%的半干化污泥的处理量为12.75～15.75t/d。
优选地，所述含水率为60～65%的半干化污泥的处理量与所述锅炉灰的量按照如下方法确定：
确定所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量;
根据所述垃圾焚烧系统的生活垃圾焚烧处理量确定锅炉灰的量;
根据混合搅拌后得到的半干化污泥的含水率40～41%以及锅炉灰的量确定含水率为60～65%的半干化污泥的处理量。
本发明另一方面提供了一种垃圾和污泥协同焚烧综合处理系统，包括垃圾焚烧系统和污泥干化系统，所述污泥干化系统按照污泥的流向依次包括：干化处理设备、混合搅拌设备和造粒设备，所述垃圾焚烧系统的回流烟气出口与所述干化处理设备的回流烟气进口连接，所述干化处理设备的尾气出口与所述垃圾焚烧系统的回流烟气进口连接，所述垃圾焚烧系统的锅炉灰出口与所述混合搅拌设备的锅炉灰进口连接，所述造粒设备的出口与所述垃圾焚烧系统的垃圾入口连接。
优选地，所述垃圾焚烧系统包括依次连接的垃圾仓及上料系统、焚烧炉、锅炉和回流烟气净化系统，所述回流烟气净化系统的回流烟气出口与所述干化处理设备的回流烟气进口连接，所述干化处理设备的尾气出口与所述焚烧炉的回流烟气进口连接，所述锅炉的锅炉灰出口与所述混合搅拌设备的锅炉灰进口连接，所述造粒设备的出口与所述垃圾仓及上料系统的垃圾入口连接。
回流烟气与锅炉灰均设置有旁路，用于污泥干化系统停止工作时，垃圾焚烧线能正常运行。
优选地，还包括第一输送设备、第二输送设备和第三输送设备，所述第一输送设备设置在所述锅炉与所述混合搅拌设备之间用于输送锅炉灰;所述第二输送设备设置在污泥堆放场与所述干化处理设备之间用于输送含水率为75～80%的污泥;所述第三输送设备设置在所述造粒设备与所述垃圾仓及上料系统之间用于输送污泥颗粒。
本发明的有益效果是：本发明提供的垃圾和污泥协同焚烧综合处理的方法和系统，首先利用垃圾焚烧系统的回流烟气，将污泥的含水率从市政污泥的75～80%降低到了60～65%，然后利用垃圾焚烧系统产生的锅炉灰与含水率60～65%的污泥进行混合，使污泥的含水率从60～65%降低到40～41%，满足了与垃圾协同处理需要的造粒污泥的要求。不仅有效的利用了垃圾焚烧系统的回流烟气和副产物锅炉灰，节省了对干化污泥的尾气的处理过程，而且通过分阶段干化，在污泥粘滞区，使用锅炉灰混合污泥的方式有效的解决了粘滞区污泥流动性差，污泥在粘滞区热干化速率低的问题，大大的降低了污泥干化需要消耗的能源，所以，本发明通过低能耗实现了垃圾和污泥协同焚烧的综合处理。在实际应用中，只需要在现有的垃圾焚烧处理系统中，加入污泥干化处理系统以及两者之间的连接管线和输送设备即可，不需要额外配置污泥干化厂房，可以用于新建的垃圾焚烧处理厂，也可以用于对现有垃圾处理厂的改造，易于实现。（发明人洪光;李期斌;祁司亮;张蒙雨;马津麟;王子铭;王鸿飞;邢晓娜;郝江涛;刘彦辉）
