一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统和方法

摘要

本发明提供一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统，包括煤粉制备系统、投料系统、煅烧系统、余热回收系统、烟气环保达标排放处理系统和生石灰回收系统；本发明将原料煤制成煤粉作为辅助燃料，将粗制糖滤泥破碎，两者同时加入至煅烧炉中，煅烧后产生的灰渣排出，冷却，作为生石灰材料；煅烧后产生的烟气进入余热锅炉进行热量回收利用，产生饱和蒸汽，换热后的烟气进入脱硝装置进行脱硝处理，脱硝后的烟气与空气换热后进行除尘，得到洁净烟气；经烟气加热后的空气作为助燃风通入煅烧炉中，整体提高助燃风入炉温度。本发明实现制糖滤泥的减量化、无害化处理，同时回收高温煅烧过程即高温分解反应过程中产生的生石灰实现资源化的目的，并将煅烧产生的高温烟气余热加以回收利用产生饱和蒸汽，达到环保处理过程中的节能目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种将制糖行业生产过程中产生的制糖滤泥进行减量化、无害化、资源化环保处理的系统和方法，属于环保技术领域。

背景技术

我国制糖行业采取的澄清工艺主要分为亚硫酸法和碳酸法两种。其中采取亚硫酸法生产出的糖色值高、易变色，不利于长期储存，品质较差，极大地影响了产品的外观和销售；采取碳酸法所制得的糖纯度高、色值低且储存时间相对较长，有利于产品的销售。因此，在现有的市场经济条件下，亚硫酸法逐渐被碳酸法取代。

但采取碳酸法作为澄清工艺进行生产就会不可避免的产生大量的制糖滤泥，制糖滤泥是糖厂在制糖过程中产生的以CaCO

目前制糖行业针对制糖滤泥的处理主要采取以下几种方法：

1.填埋：对制糖滤泥直接进行填埋处理是制糖行业前期普遍采用的方法，由于其投资执行成本低、无需增加额外的处理装置、便于实施，在行业发展前期受到普遍的认可。但由于该方法为纯支出型处理方法，无任何经济效益产生，企业生产成本增加的同时也造成了环境的污染和破坏。在环保要求日益严格的今天，该方法已不再被认可。

2.生产肥料、饲料：制糖滤泥的另一种处理方法是将滤泥出售给其他企业作为原料使用，主要用于生产有机复合肥、生态肥、有机营养土以及生产猪、牛、鸡、鸭、鱼等动物的饲料。

使用滤泥生产制造肥料的主要方法是在滤泥中添加秸秆、粪便、污泥等进行混合，通过长时间的发酵，产出有机肥料或营养土。但该处理方法在发酵阶段如采用传统的敞开式露天发酵，在发酵、翻堆等过程中会产生大量的臭气，对环境影响较大；如采用密闭式自动化发酵，则投资、运行成本过高，难以保证企业生产的经济效益；且使用制糖滤泥生产的有机肥料中营养成分含量低、施用量大、价格高，只能做基肥使用，使用过程中仍需补充施用化学肥料，推广难度较大。使用制糖滤泥生产制造饲料的方法也由于营养成分含量低、需添加大量的辅助原料等原因，难以大面积推广。

3.混合焚烧处理：专利CN105132071A提出了将滤泥和原煤分别进行预处理后混合，然后作为燃料加入到循环流化床锅炉中进行燃烧，回收燃烧产生的热量。具体方法为：(1)向滤泥中加入质量为滤泥质量0.05％-0.1％的生物菌(枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、嗜热毛杆菌和尖孢镰刀菌中的一种或几种)，搅拌均匀，用木棒在滤泥上打孔，之后在滤泥表面覆盖一层薄膜，当滤泥中心温度为45℃后，发酵2-4天，翻动滤泥，覆盖薄膜，发酵3天后，再次翻动滤泥，覆盖薄膜，发酵3-5天，得到发酵后的滤泥；(2)将氧化钙和发酵后的滤泥按质量比0.05-0.1:1的比例混合均匀后放入浸泡液(由氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和高锰酸钾中的任意一种或几种在40-50℃的水中溶解后形成)中浸泡2-5小时；(3)将处理后的滤泥干燥至含水率为10-15％，得到干燥后的滤泥；(4)将干燥后的滤泥与煤油和柴油按质量比1:0.2:0.3的比例进行混合后，研磨，得到50-100目的滤泥粉末；(5)将滤泥粉末、碳酸钠和氯化钠按质量比1:0.01:0.02的比例进行混合，混合过程中边搅拌边喷洒质量为滤泥粉末质量2％的助燃剂和3％的消烟剂，之后搅拌10-20min，其中助燃剂由一下重量份数的组分组成：水5-10份、酒精1-2份、乙二醇1份和软脂酸0.5-1份；(6)将原煤粉碎至30-150目后与质量为原煤质量1％的硝酸钡、0.5％的硝酸铈、2％的高氯酸钾、1％的膨润土和2％的粘结剂混合，在混合过程中以雾化的形式喷洒质量为原煤质量0.5％的含水率为30-40％的酒精废醪液；(7)在原煤与干燥后的滤泥混合过程中添加质量为干燥后滤泥质量的1.5-2.0倍的秸秆混合物，秸秆混合物为芦苇杆和稻草按质量比1:2的比例进行混合后，边粉碎边添加质量为芦苇杆质量2％的柴油；(8)将煤粉与干燥后滤泥混合后的混合物作为燃料投入到循环流化床锅炉中进行燃烧，通过锅炉受热面回收烟气中的热量。

此专利所述的处理方法主要有以下缺点：(1)预处理工序复杂，处理步骤过多，实际应用到生产过程中较为困难；(2)人工操作工作量过大，每个工序都有严格的操作要求，需对每个工序的操作人员进行专业的培训，并投入大量的人工对不同步骤进行专业的操作；(3)投入的辅助原料种类及投入量均过多，极大的增加了处理成本；(4)投入的辅助原料成分复杂，比例要求严格，需配备大量专业人员进行跟踪调配；(5)投入辅助原料中不仅含有多种金属元素，还含有N、Cl等元素，燃烧及余热回收过程中会额外产生NO

发明内容

本发明的目的在于，针对上述制糖滤泥处理过程中存在操作繁杂，人工工作量大，不能高效资源化利用等问题，提出一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统和方法，以实现制糖滤泥的减量化、无害化处理，同时回收高温煅烧过程即高温分解反应过程中产生的生石灰实现资源化的目的，并将煅烧产生的高温烟气余热加以回收利用产生饱和蒸汽，达到环保处理过程中的节能目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明第一方面的技术目的是提供一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统，包括煤粉制备系统、投料系统、煅烧系统、余热回收系统、烟气环保达标排放处理系统和生石灰回收系统；

所述煤粉制备系统包括除尘器、磨煤机、必要的暂时储存设备和煤块煤粉传递输送设备；

所述煤粉制备系统连接投料系统，所述投料系统包括煤粉仓、煤粉输送设备、制糖滤泥料仓和制糖滤泥输送设备；

所述投料系统连接煅烧系统，所述煅烧系统包括煅烧炉；

所述煅烧系统的排渣口连接生石灰回收系统，所述生石灰回收系统包括冷渣机和生石灰输送设备；

所述煅烧系统的排烟口连接余热回收系统，所述余热回收系统包括余热锅炉、空气预热器和助燃风机，空气预热器的空气入口连接有助燃风机；

所述余热锅炉的排气口连接烟气环保达标排放处理系统的SCR脱硝装置，所述SCR脱硝装置连接一个喷淋泵，喷淋泵连接氨水储罐；所述SCR脱硝装置的排气口通过空气预热器后连接布袋除尘器，之后通过引风机排放。

进一步地，作为更具体的实施方式之一，所述煤粉制备系统包括依次连接的原料煤斗、原煤皮带输送机、原煤斗式提升机、仓顶除尘器、原煤仓、给煤机、磨煤机、煤粉收集器、煤粉输送机、煤粉仓和仓泵输送机。所述仓顶除尘器和煤粉收集器还分别连接有仓顶除尘器风机和制粉风机。

进一步地，作为更具体的实施方式之一，所述投料系统包括依次连接的煤斗和煤粉螺旋输送机，所述煤粉螺旋输送机前还外接罗茨风机，所述煤斗前连接煤粉制备系统的仓泵输送机；所述投料系统还包括依次连接的制糖滤泥皮带输送机、制糖滤泥斗式提升机、制糖滤泥料仓、双轴搅拌器和无轴螺旋输送机，所述煤粉螺旋输送机和无轴螺旋输送机连接煅烧系统。

进一步地，作为更具体的实施方式之一，所述煅烧系统与煤粉螺旋输送机连接处还设置有煤粉燃烧器，煤粉燃烧器还连接空气预热器的空气出口。

进一步地，所述煅烧炉为回转窑煅烧炉。

进一步地，作为更具体的实施方式之一，所述余热回收系统还包括分汽缸、排污膨胀器、锅炉给水罐、锅炉给水泵和加药装置。来自界区外的除氧水进入锅炉给水罐内缓存后，由锅炉给水泵输送至余热锅炉内，余热锅炉换热后产生的蒸汽通过管道进入分汽缸内，由分汽缸上的连接管道输送至管网和各用汽设备；余热锅炉排污水排至排污膨胀器内降压降温后排出界区；在煮炉时，加药装置向余热锅炉内输送煮炉所需药液。

进一步地，余热锅炉由三级方形冷却室加对流管束受热面组成，三级冷却室均由膜式水冷壁构成，以保证炉膛在任何运行工况下的严密性；高温烟气先经过三级冷却室换热后，进入对流管束受热面内进行换热降温后排出余热锅炉。

进一步地，作为更具体的实施方式之一，所述烟气环保达标排放处理系统包括依次连接的：氨水罐、氨水喷淋泵、SCR脱硝装置，SCR脱硝装置通过余热回收系统的空气预热器连接布袋除尘器，后连接引风机和烟囱，所述布袋除尘器前还连接布袋用压缩空气缓冲罐。

进一步地，所述烟气环保达标排放处理系统还包括水冷刮板输送机，其连接余热锅炉底部的灰斗和除尘器的排渣口。

本发明的另一个目的还公开了一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的方法，包括以下内容：

将原料煤制成煤粉作为辅助燃料，将粗制糖滤泥破碎，两者同时加入至煅烧炉中，煅烧后产生的灰渣排出，冷却，作为生石灰材料；煅烧后产生的烟气进入余热锅炉进行热量回收利用，产生饱和蒸汽，换热后的烟气进入脱硝装置进行脱硝处理，脱硝后的烟气与空气换热后进行除尘，得到洁净烟气；经烟气预热后的空气作为助燃风通入煅烧炉中，整体提高助燃风入炉温度。

进一步地，上述方法还包括将部分洁净烟气输送至原料煤制煤粉过程，作为热风使用，使用后的烟气与其余部分的洁净烟气统一排放的过程。

进一步地，煤粉和制糖滤泥在煅烧炉内煅烧温度≥1100℃。制糖滤泥在煅烧炉内经过干燥、预热、分解、煅烧等过程，其中含有的有机成分彻底析出焚毁，将有害的有机物转化为无害的CO

进一步地，所述脱硝装置为SCR脱硝装置，通过向烟气内喷入脱硝还原剂，将烟气中含有的氮氧化物还原为氮气随烟气排出。

本发明制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统和方法，与现有技术相比较具有以下优点：

1)制糖滤泥入炉煅烧处理前只需进行粗破碎，无需进行其他预处理，可直接送入煅烧炉进行高温煅烧，处理步骤简洁，易应用到实际生产过程中；

2)人工操作工作量低，各个系统均为自动化系统，操作人员在中控室即可实现整个系统的操作及实时监控；

3)仅投入煤粉作为辅助燃料，节约系统运行成本；且投入的辅助燃料种类单一，便于采购及储存，制粉系统为全自动系统，节省人工成本；

4)投入辅助燃料仅为煤粉，无多余有害物质产生，烟气易处理，处理后的烟气完全符合国家相关环保标准要求；

5)不仅回收煅烧产生的烟气热量，还可回收大部分生石灰进行储存再利用，经计算可产生较高的经济效益，为企业节约生产成本。

6)本发明的方法和系统实现了制糖滤泥的减量化、无害化处理，同时回收高温煅烧过程即热分解反应过程中产生的生石灰实现资源化的目的，并将煅烧产生的高温烟气中携带的大量热量加以回收利用达到环保处理过程中的节能目的。

附图说明

图1为实施例1的制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统示意图；

其中1.原料煤斗，2.原煤皮带输送机，3.原煤斗式提升机，4.仓顶除尘器，5.仓顶除尘器风机，6.原煤仓，7.给煤机，8.磨煤机，9.煤粉收集器，10.制粉风机，11.煤粉输送机，12.煤粉仓，13.仓泵输送机，14.煤斗，15.煤粉螺旋输送机，16.罗茨风机，17.制糖滤泥皮带输送机，18.制糖滤泥斗式提升机，19.制糖滤泥料仓，20.双轴搅拌器，21.煤粉燃烧器，22.无轴螺旋输送机，23.回转窑煅烧炉，24.冷渣机，25.2#水冷刮板输送机，26.余热锅炉，27.3#水冷刮板输送机，28.SCR脱硝装置，29.氨水缓冲罐，30.氨水喷淋泵，31.空气预热器，32.布袋除尘器，33.布袋用压缩空气缓冲罐，34.引风机，35.烟囱，36.煤粉制备系统，37.投料系统，38.煅烧系统，39.生石灰回收系统，40.余热回收系统，41.烟气环保达标排放处理系统，42.助燃风机，43.1#水冷刮板输送机。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的系统，如图1所示，包括煤粉制备系统36、投料系统37、煅烧系统38、余热回收系统40、烟气环保达标排放处理系统41和生石灰回收系统39；

所述煤粉制备系统36包括依次连接的原料煤斗1、原煤皮带输送机2、原煤斗式提升机3、仓顶除尘器4、原煤仓6、给煤机7、磨煤机8、煤粉收集器9、煤粉输送机11、煤粉仓12和仓泵输送机13。所述仓顶除尘器4和煤粉收集器9还分别连接有仓顶除尘器风机5和制粉风机10；

所述投料系统37包括依次连接的煤斗14和煤粉螺旋输送机15，所述煤粉螺旋输送机15前还外接罗茨风机16，所述煤斗14前连接煤粉制备系统36的仓泵输送机13；所述投料系统37还包括依次连接的制糖滤泥皮带输送机17、制糖滤泥斗式提升机18、制糖滤泥料仓19、双轴搅拌器20和无轴螺旋输送机22，所述煤粉螺旋输送机15和无轴螺旋输送机22连接煅烧系统38。

所述煅烧系统38包括回转窑煅烧炉23；煤粉螺旋输送机15通过煤粉燃烧器21连接回转窑煅烧炉23，煤粉燃烧器21还连接空气预热器31的空气出口；

所述回转窑煅烧炉23的排渣口连接生石灰回收系统39，所述生石灰回收系统包括冷渣机24和2#水冷刮板输送机25；

所述回转窑煅烧炉23的排烟口连接余热回收系统40，所述余热回收系统40包括余热锅炉26和空气预热器31；空气预热器31的空气入口连接助燃风机42，空气预热器31的空气出口连接煤粉燃烧器21。

所述余热锅炉26的排气口连接烟气环保达标排放处理系统41的SCR脱硝装置28，所述SCR脱硝装置28连接一个氨水喷淋泵30，氨水喷淋泵30连接氨水缓冲罐29；所述SCR脱硝装置28的排气口通过空气预热器31后连接布袋除尘器32，之后部分通过引风机34进入烟囱35排放，部分回用至煤粉制备系统，布袋除尘器32还外接布袋用压缩空气缓冲罐33。

所述余热锅炉26和布袋除尘器32的固体出口还连接3#水冷刮板输送机27。

另外，所述余热回收系统40还包括分汽缸、排污膨胀器、锅炉给水罐、锅炉给水泵、加药装置等装置，用以辅助回收烟气中的热量产生饱和蒸汽。

实施例2

本实施例公开了一种利用上述系统进行制糖滤泥煅烧处理及资源化利用的方法，包括以下内容：

(1)原料煤由原料煤斗1通过原煤皮带输送机2输送至原煤斗式提升机3内，再通过原煤斗式提升机3送至原煤仓6内进行缓冲存储，再由原煤仓6底部的封闭式定量给煤机7送至立式磨煤机8内破碎制粉，制得的煤粉有专用脉冲煤粉收集器9进行收集，收集后的煤粉通过煤粉输送机10送至煤粉仓12内进行存储，通过仓泵输送机13输送至煤斗14内，再通过煤粉螺旋输送机15进入煤粉燃烧器21内进行辅助燃烧，为回转窑煅烧炉23提供所需热量。

(2)制糖滤泥通过制糖滤泥皮带输送机17由存储库房内输送至制糖滤泥斗式提升机18中，由制糖滤泥斗式提升机18提升输送至布置在高位的制糖滤泥料仓19中缓冲存储，制糖滤泥料仓19底部布置的双轴搅拌器20对制糖滤泥进行搅拌、粗破碎后由无轴螺旋输送机22输送进入回转窑煅烧炉23窑头内进行高温煅烧处理。

(3)煤粉及制糖滤泥在回转窑煅烧炉23内进行高温绝热煅烧，煅烧温度≥1100℃，制糖滤泥在回转窑煅烧炉23内经过干燥、预热、分解、煅烧等过程，其内含有的有机成分彻底析出焚毁，将有害的有机物转化为无害的CO

(4)煅烧后产生的高温烟气经烟道进入D型余热锅炉40内进行热量回收，产出饱和蒸汽供给生产使用；D型余热锅炉40由三级方形冷却室加对流管束受热面组成，三级冷却室均由膜式水冷壁构成，以保证炉膛在任何运行工况下的严密性；高温烟气先经过三级冷却室换热后，进入对流管束受热面内进行换热降温后排出余热锅炉40。

(5)烟气从余热锅炉40排出后进入SCR脱硝装置28内进行脱硝处理，通过氨水喷淋泵30向烟气内喷入脱硝还原剂，将烟气中含有的氮氧化物还原为氮气随烟气排出。

(6)脱硝后的烟气进入空气预热器31内与空气进一步换热降温，助燃空气由助燃风机42送入空气预热器31内，换热后的高温助燃空气再通过风道送至回转窑煅烧炉23内，用于回收烟气中的热量的同时提高助燃风入炉温度，节省辅助燃料煤粉的消耗量的同时降低烟气温度，保护后续设备的安全稳定运行。

(7)经空气预热器31换热后的烟气进入布袋除尘器32内进行除尘处理，将烟气中携带的粉尘捕捉下来，使烟气含尘量达到国家相关环保标准的要求。

(8)除尘后的洁净烟气一部分送至煤粉制备系统36，为煤粉制备系统36提供所需热风，另一部分由引风机34引至烟囱35后排空；煤粉制备系统36使用后的洁净烟气也将由煤粉制备系统36内的制粉风机10引至烟囱35，与原烟气混合后统一排放。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。