一种污泥间接热干化尾气利用系统和干化方法

摘要

本发明涉及一种污泥间接热干化尾气利用系统和干化方法，由螺杆泵(1)，圆盘干化机(2)，袋式过滤器(3)，冷凝器(4)，引风机(5)，蓄热式焚烧器(6)，余热锅炉(7)，除氧器(8)构成，将含水率为60-80％的湿污泥输入圆盘干化机(2)，引风机(5)将污泥蒸汽抽出，经袋式除尘器(3)去除粉尘和颗粒物，进入冷凝器(4)使污泥蒸汽成为冷凝液和富含挥发性有机物的废气，废气进入蓄热式焚烧器(6)高温氧化为二氧化碳和水，氧化产出热量给余热锅炉(7)生产余热蒸汽，注入干化机，经检测圆盘干化机连续产出的干化污泥含水率为35-40％质量百分比。本发明通过燃烧的实现污泥干化过程中的环保排放和余热回收利用双重目的，蒸汽消耗量降低20-30％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥间接热干化尾气利用系统和干化方法，属于污水处理厂污泥 干化技术领域。

背景技术

污泥间接热干化法的特点是湿污泥与载热介质(热油、蒸汽等)不直接接触， 而是由载热介质加热特定的受热面，再由受热面将热量传导给湿污泥，湿污泥受 热干化后产生的污泥蒸汽，通过系统的漏风口排出，或引入少量空气将污泥蒸汽 与其一同排出。

湿污泥受热后产生的污泥蒸汽中有大量挥发性有机物，其中绝大部分挥发性 有机物都含有生物毒性，因此，这些含挥发性有机物的污泥蒸汽需要无害化处置 后才能排放到大气中。由于生物毒性的制约，采用生物滤池吸附处理工艺，运行 效果很差。而采用活性炭吸附的工艺，由于活性炭需要活化再生使用，而活化再 生工艺使用天然气灼烧再生，燃料成本高，而且再生过程往往不在污泥干化的现 场进行，因此再生时产生的高温烟气也无法回收利用，导致能源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥间接热干化尾气利用系统，本发明的另一目的 是公开其干化工艺。

为实现上述目的，本发明将污泥间接热干化的余热进行利用，以此获得经济、 社会效益。

本发明的污泥间接热干化尾气利用系统如下：

由螺杆泵，圆盘干化机，袋式过滤器，冷凝器，引风机，蓄热式焚烧器， 余热锅炉，除氧器构成，作为蒸气通道的圆盘干化机内筒一端设有干化机蒸汽进 口，干化机蒸汽进口分别与给干化机注入饱和蒸汽的蒸汽管道，以及注入余热蒸 汽的余热蒸汽管道连接，另一端设有与除氧器连接的干化机冷凝水出口，除氧器 与余热锅炉软化水进水口连接；圆盘干化机外筒与内筒之间的空间作为污泥通 道，圆盘干化机外筒一端设有与螺杆泵连接的干化机污泥进料口，外筒另一端设 有干化机污泥蒸汽出口，外筒底端设有干化污泥出口；干化机污泥蒸汽出口依次 与袋式除尘器、冷凝器、引风机、蓄热式焚烧器和余热锅炉连接，余热锅炉的余 热蒸汽出口通过余热蒸汽管道与干化机蒸汽进口连接；

上述螺杆泵、圆盘干化机、袋式除尘器、引风机、蓄热式焚烧器和余热锅炉 均为市售商品。

本发明的污泥间接热干化尾气利用的工艺是：

A.通过蒸汽管道从干化机蒸汽进口将压力为0.6Mpa、温度为158.8℃的饱和 蒸汽输入圆盘干化机；同时通过螺杆泵将含水率为60-80％质量百分比的湿污泥 从圆盘干化机污泥进料口输入圆盘干化机中；

B.点燃蓄热式焚烧器的助燃燃料(柴油)，将蓄热式焚烧器的温度升为 500-700℃；

C.开启引风机，将圆盘干化机产生的污泥蒸汽通过干化机污泥蒸汽出口抽 出，当引风机启动时空气会从圆盘干化机的负压进风口自动被吸入圆盘干化机， 抽出的污泥蒸汽与空气混合后先经过袋式除尘器去除粉尘和颗粒物，然后进入冷 凝器，经冷凝器冷凝，污泥蒸汽成为冷凝液和富含挥发性有机物的废气，冷凝液 进入污水处理装置处理，达标后排放，废气进入蓄热式焚烧器内，废气中烷烃、 烯烃、一氧化碳、氢气等被蓄热式焚烧器高温氧化为二氧化碳和水，氧化时放出 的热量被吸收，从而保持蓄热式焚烧器内温度为500-700℃，当温度低于500℃ 时，喷入助燃燃料，维持氧化过程的进行，蓄热式焚烧器将吸收的热量送给余热 锅炉加热锅炉水成为余热蒸汽，并通过余热蒸汽管道从余热蒸汽出口送入干化机 蒸汽进口，控制余热蒸汽压力略微高于饱和蒸汽压力0.6Mpa，以便余热蒸汽与 饱和蒸汽一同进入圆盘干化机，防止饱和蒸汽串回余热蒸汽管道；最后，通过控 制饱和蒸汽阀门开启程度，逐渐减少饱和蒸汽的用量，使余热蒸汽和饱和蒸气总 量达到圆盘干化机污泥干化处理所需要的量；当圆盘干化机的湿污泥进料量：干 化污泥出料量＝3：1质量比时，经检测，干化机外筒的底端的干化污泥出口连续 产出的半干污泥含水率为35-40％质量百分比；

控制上述袋式除尘器清灰压力0.5Mpa，风阻＜1200pa，处理量3000m³/h， 出口粉尘浓度＜50mg/m³；

D.分流干化机冷凝水出口产生的蒸汽冷凝水，按照余热锅炉水位要求,控制 部分蒸汽冷凝水进入除氧器除氧，除氧后的冷凝水，进入余热锅炉软化水进口， 多余的冷凝水直接排放。

本发明具有以下特点：

1.本发明最大的优点是通过燃烧的方式，实现污泥干化过程中的环保排放 和余热回收利用的双重目的：湿污泥在圆盘干化机内受热产生大量由水蒸汽和含 挥发性有机物气体(VOC)组成的污泥蒸汽，经过过滤、冷凝后，VOC进入蓄 热式焚烧器，被分解转化为二氧化碳和水，燃烧过程释放出的高温烟气进入余热 锅炉，为生产蒸汽提供热量，冷凝水进入污水处理装置处理，达标后排放。

2.由于本发明回收了高温烟气的热量，与现有的没有回收高温烟气的污泥 间接热干化工艺相比，蒸汽消耗量可以降低约20-30％。

3.由于本发明圆盘干化机内筒排放的蒸汽冷凝水没有受到污染，可以直接 作为蒸汽锅炉补充水，因此，进一步提高了能源利用率。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

其中

1—螺杆泵，2—圆盘干化机，3—袋式过滤器，4—冷凝器，5—引风机，6 —蓄热式焚烧器，7—余热锅炉，8—除氧器；

a—干化机污泥进料口，b—干化机污泥蒸汽出口，c—余热锅炉软化水进口， d—余热蒸汽出口，e—干化机蒸汽进口，f—干化机冷凝水出口，g—干化污泥出 口，h—负压进口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，污泥间接热干化尾气余热利用系统，包括螺杆泵1，圆盘干化 机2，袋式过滤器3，冷凝器4，引风机5，蓄热式焚烧器6，余热锅炉7，除氧 器8。圆盘干化机2的处理量为11219.8kg/h、上海天通控股股份有限公司生产。 圆盘干化机2的内筒为蒸气通道，外筒与内筒之间的空间作为污泥通道，圆盘干 化机外筒一端设有与污泥通贯通的干化机污泥进料口a，干化机污泥进料口a 与螺杆泵1连接，螺杆泵1的污泥输送量11219.8kg/h，螺杆泵转数190转/分钟， 扬程10米，品牌不限。外筒另一端设有干化机污泥蒸汽出口b，干化机污泥蒸 汽出口b依次与袋式除尘器3、冷凝器4、引风机5、蓄热式焚烧器6和余热锅 炉7连接，余热锅炉7的余热蒸汽出口d通过余热蒸汽管道与干化机蒸汽进口e 连接，干化机冷凝水出口f通过除氧器8与余热锅炉软化水进口c连接。

本发明的污泥间接热干化尾气余热利用工艺如下：

A.打开余热锅炉7的余热蒸汽出口d。通过蒸汽管道从干化机蒸汽进口e将 压力为0.6Mpa、温度为158.8℃的饱和蒸汽3385kg/h输入圆盘干化机2，同时用 螺杆泵1(扬程20m，转数180转/分钟，最高流量5t/h)将含水率为60-80％质 量百分比的湿污泥(用量4167kg/h)输入圆盘干化机2(处理能力5t/h)中干化。

B.启动蓄热式焚烧器6。蓄热式焚烧器6的助燃燃料为0号轻质柴油，使用 量15L/h，蓄热式焚烧器内温度为500℃。

C.开启引风机5(500m³/h、压力范围-15kpa～+20kpa)，将圆盘干化机2产 生的污泥蒸汽抽出，圆盘干化机2设置有负压进风口h，当引风机5启动时，空 气会自动被吸入圆盘干化机2(空气进气量1500m³/h)，抽出的污泥蒸汽与空 气混合后依次经过袋式除尘器3(脉冲袋式除尘器，清灰压力0.5Mpa，风阻＜ 1200pa，最大处理量3500m³/h，出口粉尘浓度＜50mg/m³)、冷凝器4(换热量 7*10⁶kj)，进入蓄热式焚烧器6。去除了粉尘和经过冷凝去除水蒸汽的富含挥发 性有机物的废气，在蓄热式焚烧器6内以燃烧的方式被氧化分解转化为二氧化碳 和水，其中气态烷烃、烯烃、一氧化碳、氢气燃烧氧化时放出热量，蓄热器吸收 该热量，从而保持焚烧器内温度不低于500℃。当温度低于500℃时，喷入柴油 维持氧化过程的进行。

蓄热式焚烧器6排出的高温烟气(500m³,500℃)，进入余热锅炉7，高温 烟气将余热锅炉7内水加热为余热蒸汽，余热蒸汽产量为176kg/h。余热蒸汽压 力略微为高于0.6Mpa，以便余热蒸汽与饱和蒸汽一同进入圆盘干化机2，防止饱 和蒸汽串入余热蒸汽管道。余热蒸汽进入圆盘干化机2后，通过控制饱和蒸汽阀 门开启程度，逐渐减少饱和蒸汽的用量，使余热蒸汽和饱和蒸气总量达到圆盘干 化机污泥干化处理所需要的量6200kg/h；

圆盘干化机2产生的半干污泥从干化污泥出口g连续产出，控制圆盘干化机 的湿污泥进料质量：干化污泥出料质量＝3：1时，经检测，干化机外筒的底端的 干化污泥出口连续产出的干化污泥含水率为35-40％质量百分比；

D.圆盘干化机2产生的蒸汽冷凝水(90℃，3204kg/h)，按照余热锅炉7 的需要量，部分进入除氧器除氧(176kg/h进入除氧器)，除氧后的冷凝水，进 入余热锅炉补水口。多余的冷凝水直接排放。

E.冷凝器4产生的冷凝水(2278kg/h)，由于含有有机物，需要排放至污水 厂进行处理。

以本实施例的通过燃烧的方式，实现污泥干化过程中的环保排放和余热回收 利用的双重目的运行数据作为对照，与不使用将污泥蒸汽通过燃烧的方式进行余 热回收的运行数据相比，同样的湿污泥进料，湿污泥含水率，温度，干化污泥出 料，干化污泥含水率，两者相比，本发明蒸汽消耗量降低20-30％。