用于污泥焚烧的组合式进料系统及污泥焚烧的方法

摘要

本发明公开了一种用于污泥焚烧的组合式进料系统及污泥焚烧的方法，所述组合式进料系统对不同湿度的污泥采用对应的输送线以将其送入焚烧炉，所述组合式进料系统包括分别与所述焚烧炉相连通的浓浆输送线、螺旋输送线、气力输送线；所述浓浆输送线用于对含水率为60～85％的湿污泥进行输送，所述螺旋输送线用于对含水率为20～60％的半干污泥进行输送，所述气力输送线用于对含水率为0～20％的干污泥进行输送。本发明有效解决了之前对多种来源和不同含水率的污泥直接进行炉内混合焚烧的输送问题，以确保焚烧炉稳定运行。另外各输送线之间可以进行协调控制，能够有效调节各类污泥的入炉配比，使焚烧炉保持在稳定高效的运行状态。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于污泥焚烧的组合式进料系统及污泥焚烧的方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的不断加速，城市污水量呈指数级增长，处理深度不断提高，对应的污泥产量亦有大幅度的增加。污泥含有大量有机质、重金属、病原菌、寄生虫(卵)等污染物，如不妥善处置将成为环境污染的一项重大隐患。相对于其他处置方式，污泥焚烧具有处理速度快、处理量大、占地面积小等优点，可以达到最为彻底的减量化、稳定化和无害化目的。同时，污泥焚烧后产生的热量以及性能稳定的残渣可进一步回收利用，从而达到污泥资源化的目的。近年来，全国有大量污泥干化焚烧工程开工建设，在可以预计的将来，污泥干化焚烧将是全国污泥处理的主流工艺。

污泥干化焚烧工程造价相对较高，需要一定的规模效应，因此往往将某一区域多个污水处理厂的污泥进行集中处置。但是每个污水厂的污水和污泥处理工艺有所不同，造成不同来源的污泥性状差别巨大。

污泥干化焚烧过程中所用到的焚烧炉其稳定运行的先决条件就是给料要稳定，污泥相对于其他常规燃料，不同来源污泥性状差别大，会造成焚烧炉运行的波动。大量工程经验表明，污泥输送方式选择不合理，设备选型不恰当，会造成污泥输送的瓶颈或者故障频发，甚至造成整个项目的瘫痪。污泥输送环节一直是污泥处理处置工程的一个难点，也是该项目是否成功的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的对多种来源和不同含水率的污泥直接进行炉内混合焚烧的输送缺陷，提供一种用于污泥焚烧的组合式进料系统及污泥焚烧的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于污泥焚烧的组合式进料系统，其特点在于，所述组合式进料系统对不同湿度的污泥采用对应的输送线以将其送入焚烧炉，所述组合式进料系统包括分别与所述焚烧炉相连通的浓浆输送线、螺旋输送线、气力输送线；所述浓浆输送线用于对含水率为60～85％的湿污泥进行输送，所述螺旋输送线用于对含水率为20～60％的半干污泥进行输送，所述气力输送线用于对含水率为0～20％的干污泥进行输送。

本发明中的组合式进料系统适用范围不仅涵盖了污泥含水率从0％～85％的各种来源、不同性状污泥的输送和给料，同时有效解决了之前对多种来源和不同含水率的污泥直接进行炉内混合焚烧的输送问题，以确保焚烧炉稳定运行。另外由于本组合式进料系统的三种输送线可以独立运行，使得各种输送线之间可以进行协调控制，能够有效调节各类污泥的入炉配比，使焚烧炉保持在稳定高效的运行状态。本发明根据不同含水率污泥的物理性状特点，采用了与之相适应的输送方式，具有灵活性好，稳定性高，适应性广的优点。

较佳地，所述浓浆输送线包括依次连接的湿污泥进料仓、湿污泥进料泵和湿污泥喷枪，所述湿污泥进料仓的出料口与所述湿污泥进料泵的进口相连通，所述湿污泥喷枪的进口与所述湿污泥进料泵的出口相连通，所述湿污泥喷枪的出口伸入所述焚烧炉内。

较佳地，在所述湿污泥喷枪的进口之前设有关断阀，所述关断阀用于阻断所述湿污泥进入所述焚烧炉。

较佳地，所述组合式进料系统还包括蒸汽破碎装置，所述蒸汽破碎装置与所述湿污泥喷枪相连通。

较佳地，所述湿污泥进料泵采用螺杆泵或柱塞泵。

在本方案中，该螺杆泵或柱塞泵带有变速器，其能够实现对湿污泥的给料和计量。蒸汽破碎装置产生低压蒸汽通过专用出口实现对大块污泥的切碎和均匀分配，连接在湿污泥喷枪上的进风装置产生一次风用于湿污泥喷枪的冷却，防止湿污泥喷枪超温、内部污泥结块。同时在湿污泥喷枪的上游还设置有关断阀，可根据需要切断燃料供给。

较佳地，所述螺旋输送线包括依次连接的半干污泥缓存仓、半干污泥给料输送机和半干污泥喷枪，所述半干污泥缓存仓的出料口与所述半干污泥给料输送机的进口相连通，所述半干污泥喷枪的进口与所述半干污泥给料输送机的出口相连通，所述半干污泥喷枪的出口伸入所述焚烧炉内。

较佳地，所述半干污泥给料输送机采用螺旋输送机。

在本方案中半干污泥给料输送机采用螺旋输送机，在输送过程中实现对污泥的挤压、破碎，并利于防止半干污泥架桥以及大块污泥堵塞输送通道和避免焚烧炉内的燃烧不均匀。半干污泥给料输送机还带有变频控制，通过变频控制以实现对半干污泥输送量的调控。

较佳地，所述气力输送线包括干污泥缓冲仓、干污泥给料机、干污泥喷枪，所述干污泥缓冲仓的出料口与所述干污泥给料机的进口相连通，所述干污泥喷枪的进口与所述干污泥给料机的出口相连通，所述干污泥喷枪的出口伸入所述焚烧炉内。

较佳地，所述干污泥给料机采用转子给料器。

较佳地，在所述干污泥缓冲仓的出口安装有震动模块。

在本方案中，采用上述结构形式，使得气力输送线具有故障保护功能，在出现故障时能够安全的中断对焚烧炉的燃料输送。为了防止干污泥堵塞和架桥，在干污泥缓冲仓出口上安装有震动模块，以实现对干仓内干污泥进行及时震落。

较佳地，所述浓浆输送线、所述螺旋输送线和所述气力输送线的出口分别设有喷枪，所述组合式进料系统还包括进风装置，所述进风装置分别与所述浓浆输送线、所述螺旋输送线和所述气力输送线的喷枪相连通。

在本方案中，进入焚烧炉内焚烧的干污泥、半干污泥和湿污泥可以根据焚烧炉的运行工况进行配比调节，以保证焚烧炉稳定的运行工况。

一种污泥焚烧的方法，其特点在于，所述污泥焚烧的方法采用上述所述用于污泥焚烧的组合式进料系统，所述污泥焚烧的方法包括：S1、分别将不同含水率的污泥通入所述组合式进料系统中对应的浓浆输送线、螺旋输送线和气力输送线；S2、获得各对应输送线内的污泥的实际含水率；S3、根据所述焚烧炉的设定工况和各输送线内的污泥的实际含水率对各对应输送线的污泥输送量进行调节后将污泥送入所述焚烧炉。

在本方案中，该系统会自动对各输送线的污泥输送量和输送速度进行调节，以使得各含水率污泥的配比与焚烧炉的工况相适宜，这样不仅能够满足对焚烧炉的稳定供料和灵活调节的要求，确保整个污泥焚烧过程的稳定和高效运行。

较佳地，在步骤S3中，所述浓浆输送线采用带有变速器的螺杆泵来实现所述湿污泥的给料和计量；所述螺旋输送线采用变频控制的螺旋输送机通过速度控制来实现所述半干污泥的给料和计量；所述气力输送线采用带有变速驱动装置的旋转给料器来实现所述干污泥的给料和计量。

在本方案中，各输送线均为独立运行，同时均能实现对污泥的给料和计量，进入焚烧炉内焚烧的干污泥、半干污泥和湿污泥可以根据焚烧炉运行工况进行配比调节，本发明解决了污泥输送、计量困难、输送设备故障率高等问题，适用于多种污泥来源的污泥集中焚烧厂，且具有灵活性好，稳定性高，适应性广的优点。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中的组合式进料系统适用范围不仅涵盖了污泥含水率从0％～85％的各种来源、不同性状污泥的输送和给料，同时有效解决了之前对多种来源和不同含水率的污泥直接进行炉内混合焚烧的输送问题，以确保焚烧炉稳定运行。另外由于本组合式进料系统的三种输送线可以独立运行，使得各种输送线之间可以进行协调控制，能够有效调节各类污泥的入炉配比，使焚烧炉保持在稳定高效的运行状态。本发明根据不同含水率污泥的物理性状特点，采用了与之相适应的输送方式，具有灵活性好，稳定性高，适应性广的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的用于污泥焚烧的组合式进料系统的结构示意图。

图2为本发明实施例的污泥焚烧的方法的步骤示意图。

附图标记说明：

湿污泥进料仓1

湿污泥进料泵2

湿污泥喷枪3

半干污泥缓存仓4

半干污泥给料输送机5

半干污泥喷枪6

干污泥缓冲仓7

震动模块71

干污泥给料机8

干污泥喷枪9

焚烧炉10

后燃烧室101

悬浮段102

流化段103

启动燃烧器104

砂投加口105

第二通道106

第三通道107

过热器108

干污泥接收系统11

半干污泥接收系统12

湿污泥接收系统13

蒸汽破碎装置14

进风装置15

具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在实施例范围之中。

本发明实施例提供一种用于污泥焚烧的组合式进料系统，如图1所示，组合式进料系统对不同湿度的污泥采用对应的输送线以将其送入焚烧炉10，组合式进料系统包括分别与焚烧炉10相连通的浓浆输送线、螺旋输送线、气力输送线；浓浆输送线用于对含水率为60～85％的湿污泥进行输送，螺旋输送线用于对含水率为20～60％的半干污泥进行输送，气力输送线用于对含水率为0～20％的干污泥进行输送。

采用上述结构形式，组合式进料系统分为浓浆输送线、螺旋输送线、气力输送线三种输送线，三种输送线的一端均与焚烧炉10相连通，三种输送线的另一端分别与对应含水率的污泥输入端相连接。多种来源和不同含水率的污泥运送到本系统，本系统根据污泥含水率的不同对污泥采用对应的输送线运送到焚烧炉10，含水率在60～85％的湿污泥分配到浓浆输送线，含水率为20～60％的半干污泥分配到螺旋输送线，含水率为0～20％的干污泥分配到气力输送线。本发明中的组合式进料系统适用范围不仅涵盖了污泥含水率从0％～85％的各种来源、不同性状污泥的输送和给料，同时有效解决了之前对多种来源和不同含水率的污泥直接进行炉内混合焚烧的输送问题，以确保焚烧炉10稳定运行。另外由于本组合式进料系统的三种输送线可以独立运行，使得各种输送线之间可以进行协调控制，能够有效调节各类污泥的入炉配比，使焚烧炉10保持在稳定高效的运行状态。本发明根据不同含水率污泥的物理性状特点，采用了与之相适应的输送方式，具有灵活性好，稳定性高，适应性广的优点。

如图1所示，浓浆输送线包括依次连接的湿污泥进料仓1、湿污泥进料泵2和湿污泥喷枪3，湿污泥进料仓1的出料口与湿污泥进料泵2的进口相连通，湿污泥喷枪3的进口与湿污泥进料泵2的出口相连通，湿污泥喷枪3的出口伸入焚烧炉10内。同时，如图1所示，组合式进料系统还包括蒸汽破碎装置14，蒸汽破碎装置14与湿污泥喷枪3相连通。在本实施例中，湿污泥进料泵2采用螺杆泵或柱塞泵。在湿污泥喷枪3的进口之前设有关断阀，关断阀用于阻断湿污泥进入焚烧炉10。

具体地，湿污泥通过泵送形式进入到湿污泥进料仓1，湿污泥进料仓1顶部设置除臭风管，臭气被吸到生物除臭系统。湿污泥进料仓1底部安装液压滑架，将湿污泥进料仓1中的污泥输送至湿污泥进料泵2的入口，湿污泥进料泵2通过专用污泥管道和湿污泥喷枪3连接，湿污泥通过湿污泥进料泵2泵送至湿污泥喷枪3进入焚烧炉10内焚烧。其中湿污泥进料泵2采用螺杆泵或柱塞泵，并且该螺杆泵或柱塞泵带有变速器，其能够实现对湿污泥的给料和计量。湿污泥进料泵2将湿污泥送至湿污泥喷枪3的进口处，并且在湿污泥喷枪3上还连接有蒸汽破碎装置14和进风装置15，蒸汽破碎装置14产生低压蒸汽通过专用出口实现对大块污泥的切碎和均匀分配，连接在湿污泥喷枪3上的进风装置15产生一次风用于湿污泥喷枪3的冷却，防止湿污泥喷枪3超温、内部污泥结块。同时在湿污泥喷枪3的上游还设置有关断阀，可根据需要切断燃料供给。

如图1所示，螺旋输送线包括依次连接的半干污泥缓存仓4、半干污泥给料输送机5和半干污泥喷枪96，半干污泥缓存仓4的出料口与半干污泥给料输送机5的进口相连通，半干污泥喷枪96的进口与半干污泥给料输送机5的出口相连通，半干污泥喷枪96的出口伸入焚烧炉10内。在本实施例中，半干污泥给料输送机5采用螺旋输送机。

如图1所示，进入半干污泥缓冲仓7中的半干污泥，通过设置在仓底部的半干污泥给料输送机5卸载及计量半干污泥的输送量，污泥经过半干污泥给料输送机5后通过溜槽进入半干污泥喷枪96，半干污泥喷枪96的出口伸入焚烧炉10炉膛内，其中半干污泥给料输送机5采用螺旋输送机，在输送过程中实现对污泥的挤压、破碎，并利于防止半干污泥架桥以及大块污泥堵塞输送通道和避免焚烧炉10内的燃烧不均匀。半干污泥喷枪96的进口连接有进风装置15，通过进风装置15产生的一次风将污泥喷射入焚烧炉10内的流化床，一次风同时也起到了为半干污泥喷枪96冷却的作用。半干污泥给料输送机5还带有变频控制，通过变频控制以实现对半干污泥输送量的调控。

如图1所示，气力输送线包括干污泥缓冲仓7、干污泥给料机8、干污泥喷枪9，干污泥缓冲仓7的出料口与干污泥给料机8的进口相连通，干污泥喷枪9的进口与干污泥给料机8的出口相连通，干污泥喷枪9的出口伸入焚烧炉10内。在本实施例中，干污泥给料机8采用转子给料器。同时，在干污泥缓冲仓7的出口安装有震动模块71。

干污泥是污泥焚烧燃料中最重要的部分，因为其热值很高并且可以给其它低热值的污泥提供热量以保证焚烧炉10内污泥的正常燃烧。干污泥输送过程中由于粉尘的存在会有爆炸的风险，为了避免干污泥缓冲仓7中大气的进入导致爆炸风险，运行期间在系统中充入氮气作为惰性保护，系统中的压力传感器连接到锅炉保护系统(BPS)。当焚烧炉10内燃烧在进行的时候，超出的惰性气体连接到二次风的入口烟道。为了检测仓中污泥的氧化性，在系统内还安装了一氧化碳的探测仪。干污泥缓冲仓7中的干污泥通过设置在缓冲仓下部的干污泥给料机8给料，并且干污泥给料机8采用转子给料器。离开干污泥给料机8的干污泥在重力作用下落入干污泥喷枪9，干污泥喷枪9的出口伸入焚烧炉10炉膛内，干污泥喷枪9的进口连接有进风装置15，通过进风装置15产生的一次风将落入干污泥喷枪9中的干污泥送至焚烧炉10的炉膛内燃烧。其中干污泥给料机8带有变速驱动装置以实现对干污泥的给料进行测量，这样使得气力输送线具有故障保护功能，在出现故障时能够安全的中断对焚烧炉10的燃料输送。为了防止干污泥堵塞和架桥，在干污泥缓冲仓7出口上安装有震动模块71，以实现对干仓内干污泥进行及时震落。

在本实施例中，如图1所示，浓浆输送线、螺旋输送线和气力输送线的出口分别设有喷枪，组合式进料系统还包括进风装置15，进风装置15分别与浓浆输送线、螺旋输送线和气力输送线的喷枪相连通。

如图1所示，在干污泥喷枪9、半干污泥喷枪96和湿污泥喷枪3的进口端均连接有进风装置15，进风装置15产生的一次风作为湿污泥、半干污泥和干污泥的输送载气，将干污泥、半干污泥和湿污泥均匀输送至焚烧炉10内焚烧，确保焚烧炉10内燃烧稳定，温度分布均匀。同时进入焚烧炉10内焚烧的干污泥、半干污泥和湿污泥可以根据焚烧炉10的运行工况进行配比调节，以保证焚烧炉10稳定的运行工况。

本发明实施例提供一种污泥焚烧的方法，如图1-2所示，污泥焚烧的方法采用上述用于污泥焚烧的组合式进料系统，污泥焚烧的方法包括：S1、分别将不同含水率的污泥通入组合式进料系统中对应的浓浆输送线、螺旋输送线和气力输送线；S2、获得各对应输送线内的污泥的实际含水率；S3、根据焚烧炉10的设定工况和各输送线内的污泥的实际含水率对各对应输送线的污泥输送量进行调节后将污泥送入焚烧炉10。

为了让焚烧炉10处于最佳的运行工况，和获得污泥焚烧时最佳的处理效果，在该系统中还安装有反馈调节传感器，当该系统在采用对应的输送线对不同含水率的污泥进行输送时，传感器会对各输送线内污泥的实际含水率进行实时检测，该系统根据焚烧炉10所设定的工况以及各输送线上污泥实际含水率的数据反馈，该系统会自动对各输送线的污泥输送量和输送速度进行调节，以使得各含水率污泥的配比与焚烧炉10的工况相适宜，这样不仅能够满足对焚烧炉10的稳定供料和灵活调节的要求，确保整个污泥焚烧过程的稳定和高效运行。

其中，如图2所示，在步骤S3中，浓浆输送线采用带有变速器的螺杆泵来实现湿污泥的给料和计量；螺旋输送线采用变频控制的螺旋输送机通过速度控制来实现半干污泥的给料和计量；气力输送线采用带有变速驱动装置的旋转给料器来实现干污泥的给料和计量。

各输送线均为独立运行，同时均能实现对污泥的给料和计量，进入焚烧炉10内焚烧的干污泥、半干污泥和湿污泥可以根据焚烧炉10运行工况进行配比调节，本发明解决了污泥输送、计量困难、输送设备故障率高等问题，适用于多种污泥来源的污泥集中焚烧厂，适用于0～85％各种来源不同形状污泥的输送和给料，具有灵活性好，稳定性高，适应性广的优点。

本实施例中的焚烧炉10采用鼓泡流化床污泥焚烧炉10，如图1所示，该焚烧炉10主要分为四个通道，一通道由膜式水冷壁作为壳体，内部浇筑耐火材料，为污泥焚烧的主要部位，底部设有布风管；一通道前后墙共设有两台燃烧器，用于焚烧炉10启动、污泥处理量低、污泥热值低的情况下维持焚烧炉10运行所需的温度；一通道的焚烧炉10底部设有链式输送机，用于排出污泥焚烧剩余的炉渣。污泥在一通道内燃烧，燃烧后的烟气经二通道、三通道和四通道和锅炉水、风进行换热，回收利用烟气余热，使得污泥生物质能源得到利用。二、三通道亦由膜式水冷壁构成(无耐火材料)，内部安装屏式水冷壁和过热器108，利用污泥焚烧产生烟气和锅炉水换热，实现热量回收利用。由于烟气中灰分含量较高，二、三通道设有水冷卸灰装置，收集沉积的烟气灰分。焚烧炉10顶部设有汽包，焚烧炉10给水被焚烧后产生的高温烟气加热后在此转化为蒸汽。蒸汽供给干化机、除氧器、烟气再热器及其他用户。四通道包括空预器(一级空预器、二级空预器)、蒸发器和省煤器，继续利用烟气余热分别加热一次风、二次风和焚烧炉10给水，进一步提高烟气余热的利用效率。四通道底部同样设有输灰装置，与二三通道中的烟气沉淀灰分汇总后送入输灰系统，输送至灰仓。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。