專利名稱：高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理在污水處理場等產(chǎn)生的污泥、食品加工殘 渣、畜產(chǎn)糞尿等的高含水有機(jī)物的碳化處理系統(tǒng)中的熱分解氣體處理方法 及其裝置。
背景技術(shù)：
為了對以污水污泥為代表的含有高水分的有機(jī)物進(jìn)行碳化處理， 一般 的，對原料即含有水分的有機(jī)物進(jìn)行干燥處理后，在碳化爐中進(jìn)行碳化處 理。
這里，作為碳化處理的熱源，采用的是使由該碳化處理生成的熱分解 氣體在分解氣體燃燒爐中燃燒的燃燒廢氣。
與本案申請人的申請相關(guān)的專利文獻(xiàn)l(日本特開2005 — 199157號公 報)的發(fā)明提供了一種在上述分解氣體燃燒爐中燃燒時抑制NOx生成的 高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理方法及其裝置。
圖3是在所述發(fā)明中的高含水有機(jī)物的碳化處理裝置的系統(tǒng)圖。
在圖3中，該碳化處理裝置，主要由以下部分構(gòu)成對污水污泥進(jìn)行 脫水的脫水機(jī)10、使污水污泥直接與熱風(fēng)接觸而進(jìn)行干燥的干燥爐20、 對干燥了的污水污泥進(jìn)行碳化處理的外熱式旋轉(zhuǎn)窯(rotary kiln)型的碳化 爐l、主要燃燒由該碳化爐1生成的熱分解氣體的燃燒爐40、以及向該碳 化爐1輸送加熱氣體的燃燒爐50。
上述脫水機(jī)10和干燥爐20由管道110連接，該干燥爐20和碳化爐1 由管道21連接，該干燥爐20和燃燒爐40，經(jīng)由循環(huán)氣體預(yù)熱器22由管 道23連接。
上述碳化爐1的內(nèi)部和燃燒爐40，由在碳化爐1內(nèi)生成的熱分解氣體 的配管即管道31連接。在該管道31上設(shè)置有從熱分解氣體中分離并除去
碳化物的旋風(fēng)分離器(cyclone) 32。在該旋風(fēng)分離器32的底部和碳化爐 1的碳化物出口分別設(shè)置有排出碳化物6的管道34和管道33。
上述燃燒爐40和干燥爐20，由用于將來自該燃燒爐40的燃燒廢氣作 為干燥用氣體進(jìn)行供給的管道43連接。管道43分支為管道44、管道45， 來自經(jīng)過了循環(huán)氣體預(yù)熱器22的內(nèi)部的管道45的氣體流路合流到管道 37，之后該管道37作為順次連結(jié)空氣預(yù)熱器38、廢氣處理裝置8、及煙 囪17的配管而構(gòu)成。
在上述燃燒爐40設(shè)置風(fēng)扇48，構(gòu)成為可以通過該風(fēng)扇48將燃燒用空 氣送入到燃燒爐40內(nèi)部。而且，向該燃燒爐40供給來自上述風(fēng)扇48的 燃燒用空氣、經(jīng)過上述旋風(fēng)分離器32的熱分解氣體、在上述干燥爐20干 燥處理后的干燥廢氣、由LNG(天然氣)或者柴油等的化石燃料構(gòu)成的輔助 燃料，該熱分解氣體被燃燒盡。
另外，向上述燃燒爐50中供給作為燃燒用空氣通過管道53循環(huán)的氣 體、及來自管道61的被預(yù)熱的空氣及輔助燃料。
在利用該高含水有機(jī)物的碳化處理裝置對污泥進(jìn)行碳化處理時，首 先，向脫水機(jī)10導(dǎo)入污水污泥，進(jìn)行脫水使該污水污泥的水分到約80% 左右。
接著，將脫水了的污水污泥送入干燥爐20。在該干燥爐20中，進(jìn)行 干燥使污泥的水分到約30%處。在該干燥爐20中的干燥，通過使從管道 44導(dǎo)入的燃燒廢氣與污泥直接接觸來進(jìn)行。另外，向管道45的系統(tǒng)輸送 干燥所需的必要量以上的燃燒廢氣。被干燥了的污泥經(jīng)由管道21被導(dǎo)入 碳化爐1 。
在上述碳化爐1中，將污泥在缺氧的環(huán)境中加熱到約300 600'C進(jìn)行 碳化處理，生成熱分解氣體和固體燃料即碳化物6。熱分解氣體經(jīng)由管道 31被導(dǎo)入上述燃燒爐40,進(jìn)行如后述的燃燒。
在上述碳化爐1中的加熱，是在上述燃燒爐50中利用來自管道61及 循環(huán)管道53的燃燒用空氣燃燒輔助燃料，由此得到的加熱氣體通過管道 51向該碳化爐1的外筒供給，不與污泥直接接觸而通過間接加熱進(jìn)行的。
另外，來自管道61的空氣，通過在上述空氣預(yù)熱器38中的與廢氣的 熱交換而被加熱。
在上述燃燒爐40中進(jìn)行兩個階段的燃燒處理。
在該燃燒爐40的第l段燃燒部40a中，通過以空氣比<1.0、禾U用燃 燒空氣在900 1100'C下使熱分解氣體與輔助燃料一起在高溫還原氣體環(huán) 境中燃燒，從而分解熱分解氣體中的NH3、分解N20、還原NOx。接著， 將該熱分解氣體導(dǎo)入第2段燃燒部40b，在該第2段然燒部40b中，吹入 燃燒空氣，通過以空氣比>1.0、在850 1000'C的低溫氧化氣體環(huán)境中燃 燒，使未然氣體完全燃燒。
專利文獻(xiàn)l:日本特開2005 — 199157號公報。
在專利文獻(xiàn)l (日本特開2005 — 199157號公報)的發(fā)明中的高含水有 機(jī)物碳化處理系統(tǒng)中，在燃燒處理熱分解氣體的燃燒爐40內(nèi)，由于在上 述碳化爐1內(nèi)的碳化處理工序及上述干燥爐20中的干燥處理工序中產(chǎn)生 的NH;，在該燃燒爐40內(nèi)燃燒時成為容易因上述NH3的氧化而生成N0x 的狀態(tài)。
作為抑制從含有所述NH3氣體到NOx的轉(zhuǎn)換的燃燒方法，基于利用 由化石燃料構(gòu)成的輔助燃料的高溫還原燃燒的低NOx燃燒是有效的，但 是此情況下需要較多的輔助燃料，輔助燃料的燃料消耗率容易變多，在這 點上具有改良的余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于此現(xiàn)狀提出的，其目的在于提供一種使在碳化爐中的碳 化處理后的熱分解氣體在分解氣體燃燒爐內(nèi)的燃燒，在使輔助燃料的使用 達(dá)到最低限且保持低的燃料消耗率的同時，實現(xiàn)伴隨NOx量的降低的完 全燃燒的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置。
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)具有的課題，本發(fā)明提供一種高含水有機(jī)物碳 化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理方法，在干燥裝置中對高含水有機(jī)物進(jìn)行干 燥處理，在碳化爐中對經(jīng)過了該干燥處理后的高含水有機(jī)物進(jìn)行碳化處 理，對通過該碳化處理生成的熱分解氣體進(jìn)行燃燒處理，其特征在于，向 分解氣體燃燒爐導(dǎo)入在上述碳化爐中生成的熱分解氣體，在該分解氣體燃 燒爐中第一次投入在上述干燥裝置的干燥處理后的干燥廢氣的一部分，并 且供給1次燃燒空氣進(jìn)行在還原氣體環(huán)境下的燃燒處理，接著，向該還原
氣體環(huán)境下的燃燒氣體供給2次燃燒空氣，進(jìn)行在氧化氣體環(huán)境下的燃燒 處理，接著，向該氧化氣體環(huán)境下的燃燒氣體第二次投入上述干燥廢氣， 進(jìn)行最終的燃燒處理(第一發(fā)明)。 在上述發(fā)明中最好如下構(gòu)成。
(1) 在上述最終的燃燒處理中，向燃燒氣體分多段地投入上述干燥 廢氣，使兩者進(jìn)行高溫燃燒(第二發(fā)明)。
(2) 將向上述分解氣體燃燒爐投入的上述干燥廢氣的10% 30%作 為上述第一次投入氣體量，將上述干燥廢氣的70 90%作為上述第二次投 入氣體量(第三發(fā)明)。
(3) 上述1次燃燒空氣及2次燃燒空氣，利用的是在空氣預(yù)熱器中 由在上述碳化爐的碳化處理后排出的碳化處理廢氣預(yù)熱的空氣，由空氣量 調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整該1次燃燒空氣和2次燃燒空氣的供給空氣量的比例來向上 述分解氣體燃燒爐供給(第四發(fā)明)。
另外，實施上述熱分解氣體處理方法的裝置的發(fā)明是高含水有機(jī)物碳 化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置，在干燥裝置中對高含水有機(jī)物進(jìn)行干 燥處理，在碳化爐中對經(jīng)過了該干燥處理后的高含水有機(jī)物進(jìn)行碳化處 理，對通過該碳化處理生成的熱分解氣體進(jìn)行燃燒處理，所述高含水有機(jī) 物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置的特征在于，具有分解氣體燃燒 爐，所述分解氣體燃燒爐具有導(dǎo)入在上述碳化爐生成的熱分解氣體的熱 分解氣體導(dǎo)入口、導(dǎo)入在上述干燥裝置的干燥處理后的干燥廢氣的多段干 燥廢氣導(dǎo)入口、導(dǎo)入燃燒用空氣的多段燃燒用空氣導(dǎo)入口、和送出燃燒廢 氣的燃燒廢氣送出口，該分解氣體燃燒爐形成為，上述熱分解氣體導(dǎo)入口 設(shè)置在最上游側(cè)，上述熱分解氣體從該熱分解氣體導(dǎo)入口向上述燃燒廢氣 送出口在長度方向上可以流動，上述多段干燥廢氣導(dǎo)入口的一方在上述燃 燒用空氣導(dǎo)入口的上游側(cè)部位開口 ，可以在還原氣體環(huán)境下進(jìn)行熱分解氣 體的燃燒處理，其他的干燥廢氣導(dǎo)入口在上述燃燒用空氣導(dǎo)入口的下游側(cè) 開口，在上述燃燒用空氣及上述干燥廢氣的作用下，可以對在上述還原氣 體環(huán)境下的燃燒后的爐內(nèi)氣體進(jìn)行燃燒處理(第五發(fā)明)。
在本發(fā)明中，最好的是，上述分解氣體燃燒爐由如下的筒狀體構(gòu)成， 所述筒狀體沿上述熱分解氣體的流動方向，在最上游側(cè)配置上述熱分解氣
體導(dǎo)入口及多段的燃燒用空氣導(dǎo)入口之中的1次空氣導(dǎo)入口，并沿長度方 向配置多段的上述干燥廢氣導(dǎo)入口的一方、上述多段的燃燒用空氣導(dǎo)入口
之中的2次空氣導(dǎo)入口、上述多段的上述干燥廢氣導(dǎo)入口的另一方、以及 上述燃燒廢氣送出口 (第六發(fā)明)。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，分解氣體燃燒爐構(gòu)成為具有導(dǎo)入在碳化爐生成的熱分解 氣體的熱分解氣體導(dǎo)入口、導(dǎo)入在干燥裝置的干燥處理后的干燥廢氣的多 段干燥廢氣導(dǎo)入口、導(dǎo)入燃燒用空氣的多段燃燒用空氣導(dǎo)入口、和送出燃 燒廢氣的燃燒廢氣送出口 (第五、六發(fā)明)，在該分解氣體燃燒爐中的熱 分解氣體燃燒區(qū)域中將在干燥裝置的千燥處理后的干燥廢氣的一部分(最 好是干燥廢氣的10 30%:第三發(fā)明)從在燃燒用空氣導(dǎo)入口上游側(cè)部位 開口的干燥廢氣導(dǎo)入口第一次投入，并且從1次空氣導(dǎo)入口以空氣比0.7 0.8左右的低空氣比供給1次燃燒空氣，通過進(jìn)行在還原氣體環(huán)境下的燃 燒處理(第一 四發(fā)明)，可以由上述干燥廢氣中的NH3還原在熱分解氣 體的燃燒區(qū)域產(chǎn)生的NOx，能降低在熱分解氣體燃燒時的NOx量。
另外，在上述還原氣體環(huán)境中，將溫度比熱分解氣體低的干燥廢氣適 量地吹入分解氣體燃燒爐內(nèi)，通過將該分解氣體燃燒爐內(nèi)的溫度保持在 120(TC以下，能保護(hù)分解氣體燃燒爐的爐壁，能提高分解氣體燃燒爐的耐 久性。
另外，通過向在上述熱分解氣體燃燒區(qū)域的還原氣體環(huán)境中的低NOx 燃燒后的爐內(nèi)氣體供給2次燃燒空氣來進(jìn)行氧化氣體環(huán)境下的燃燒處理 (第一發(fā)明)，能完全燃燒上述還原氣體環(huán)境中的未燃?xì)怏w。
并且向該氧化氣體環(huán)境下的燃燒氣體第二次投入在上述還原氣體環(huán) 境中的在燃燒區(qū)域消費了的干燥廢氣的殘留干燥廢氣(最好是干燥廢氣的 70 90%:第三發(fā)明)，通過進(jìn)行最終的燃燒處理(第一發(fā)明)，在基于 大量的干燥廢氣中的NH3的自脫硝作用下，還原在上述熱分解氣體燃燒區(qū) 域的氧化氣體環(huán)境下燃燒時生成的NOx，在進(jìn)行低NOx燃燒的同時，通 過上述干燥廢氣以及2次燃燒空氣能進(jìn)行除臭及完全燃燒。
因此，根據(jù)本發(fā)明，不用在1200'C左右的高溫下使干燥廢氣全部量燃 燒，在爐內(nèi)氣體的最終燃燒處理時只在950'C左右根據(jù)需要采用輔助燃料，
因此，使輔助燃料的使用為最低限，保持低的燃料消費率，同時使在碳化 爐中碳化處理后的熱分解氣體在分解氣體燃燒爐內(nèi)的燃燒能夠以伴隨
NOx量的降低的完全燃燒而實現(xiàn)。


圖1是說明與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的高含水有機(jī)物的碳化處理裝置
的系統(tǒng)圖2是說明圖1的實施方式采用的分解氣體燃燒爐的位置實施方式的 縱截面構(gòu)成圖3說明現(xiàn)有的高含水有機(jī)物的碳化處理裝置，是對應(yīng)于圖1的系統(tǒng)圖。
圖中，l一碳化爐；2—分解氣體燃燒爐；2d—爐內(nèi)；201—熱分解氣 體入口； 202—1次空氣入口； 203—干燥廢氣上部導(dǎo)入口； 204—2次空氣 導(dǎo)入口； 205—2次空氣導(dǎo)入口； 206—干燥廢氣下部導(dǎo)入口； 207—干燥廢 氣下部導(dǎo)入口； 208 —燃燒廢氣排出口； 210 —外殼；3 —碳化爐用燃燒裝 置；6—碳化物；7—熱交換器；10—脫水機(jī)；20—干燥爐；38—空氣預(yù)熱器。
具體實施例方式
以下，基于圖示的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
圖1是涉及本發(fā)明的實施方式的高含水有機(jī)物的碳化處理裝置的系統(tǒng)
圖，圖2是分解氣體燃燒爐的縱截面構(gòu)成圖。
在該實施方式中，將高含水有機(jī)物、尤其是將作為高含水含氮有機(jī)物 的污水污泥作為其處理對象。
如圖l所示，與本實施方式相關(guān)的碳化處理裝置主要由以下部分構(gòu)成-
對污水污泥進(jìn)行脫水的脫水機(jī)10、使熱風(fēng)直接接觸于脫水了的污水污泥而 對其進(jìn)行干燥的干燥爐20、對被干燥了的污水污泥進(jìn)行碳化處理的碳化爐 1、主要燃燒在該碳化爐1生成了的熱分解氣體的分解氣體燃燒爐2、將來 自該分解氣體燃燒爐2的高溫的燃燒氣體進(jìn)一步燃燒加熱并送入碳化爐1 的碳化爐用燃燒裝置3等。
上述干燥爐20適合使熱風(fēng)直接接觸的方式，但是不限定于此，只要 不燃燒脫水污泥就可以進(jìn)行干燥即可。另外，上述碳化爐l最好為外熱式 旋轉(zhuǎn)窯型，但是只要適于本發(fā)明的目的，也可以采用其他形式的碳化爐。
上述脫水機(jī)10和干燥爐20通過管道110連接，該管道110優(yōu)選是通 過壓送泵(圖示省略)能壓送污泥的配管等。上述干燥爐20和碳化爐1 通過管道21連接，該管道21優(yōu)選是能搬送干燥了的污泥的輸送機(jī)等。
上述碳化爐1的內(nèi)部和上述分解氣體燃燒爐2，通過在該碳化爐1內(nèi) 生成了的熱分解氣體的配管即管道19連接，在該管道19上設(shè)置有從熱分 解氣體中分離除去碳化物的旋風(fēng)分離器32。
在該旋風(fēng)分離器32的底部及上述碳化爐1的碳化物出口分別設(shè)置有 排出碳化物6的管道34和管道33。
關(guān)于上述分解氣體燃燒爐2的詳細(xì)說明后述。
連接于上述分解氣體燃燒爐2出口的燃燒廢氣管道41分支為通向 碳化爐用燃燒裝置3的燃燒廢氣管道4、通向上述干燥爐20的燃燒廢氣管 道5、通向后述的熱交換器7的燃燒廢氣管道9這三個加熱用燃燒廢氣管 道，通過在該分解氣體燃燒爐2內(nèi)的燃燒升溫到95(TC左右(通常900 IOOO'C)的燃燒廢氣，通過上述各燃燒廢氣管道4、 5、 9被送入碳化爐用 燃燒裝置3、干燥爐20、熱交換器7。
在上述碳化爐用燃燒裝置3中，來自上述分解氣體燃燒爐2的950°C 左右(通常900 100(TC)的高溫的燃燒廢氣，在由LNG (天然氣)或者 柴油等化石燃料構(gòu)成的輔助燃料、與由后述的空氣預(yù)熱器38預(yù)熱并通過 空氣管道61被供給的燃燒用空氣的作用下進(jìn)行燃燒，升溫到ll(TC左右 (通常1050 115(TC)，供給到碳化爐l。
18是用于排出來自上述碳化爐1的碳化爐廢氣的碳化爐廢氣管道，連 接于對流向上述分解氣體燃燒爐2的燃燒用空氣進(jìn)行預(yù)熱的空氣預(yù)熱器 38，通過該碳化爐廢氣將上述燃燒用空氣預(yù)熱到38(TC左右(通常360 40(TC)，從燃燒用空氣管道38a分支到后述三個燃燒用空氣管道39、 76、 77并送入上述分解氣體燃燒爐2。在上述三個燃燒用空氣管道39、 76、 77 上設(shè)置有對各個燃燒用空氣管道39、 76、 77進(jìn)行開閉的流量調(diào)節(jié)閥39a、 76a、 77a。
13是用于向上述空氣預(yù)熱器38供給燃燒用空氣的風(fēng)扇。80、 82是用 于向上述分解氣體燃燒爐2內(nèi)供給輔助燃料的輔助燃料供給管道。該輔助 燃料供給管道根據(jù)需要而設(shè)置。
另外，在上述空氣預(yù)熱器38將燃燒用空氣預(yù)熱后的碳化爐廢氣、由 風(fēng)扇14通過廢氣管道81被送入廢氣處理裝置8，進(jìn)行了所需的凈化處理 后，從煙囪17排出到大氣中。
11是將在上述干燥爐20中干燥污泥并降溫到20(TC左右(通常180 220°C)后的氣體(熱風(fēng))送給加熱該氣體的熱交換器7的干燥爐廢氣管 道，12是設(shè)置在該干燥爐廢氣管道11上的循環(huán)用的風(fēng)扇。
向上述熱交換器7，通過從上述分解氣體燃燒爐2出口的燃燒廢氣管 道41分支了的燃燒廢氣管道9，導(dǎo)入95(TC左右(通常卯0 100(TC)的 高溫氣體，將從上述干燥爐20通過干燥爐廢氣管道11供給的干燥爐廢氣 加熱到530'C左右(通常510 550°C)，通過干燥爐廢氣管道71及從干 燥爐廢氣管道71分支了的三個干燥爐廢氣管道73、 74、 75回流到上述分 解氣體燃燒爐2。
從上述熱交換器7出口的干燥爐廢氣管道71流向上述三個干燥爐廢 氣管道73、 74、 75的干燥爐廢氣流量的分配比例，由設(shè)置在該三個干燥 爐廢氣管道73、 74、 75上的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
15是利用在上述熱交換器7將回流到上述燃燒爐2的氣體(上述降溫 氣體)加熱了的高溫廢氣的排熱，制造防止白煙用的高溫空氣的熱交換器， 對由風(fēng)扇16供給的空氣進(jìn)行加熱。由該熱交換器15冷卻后的上述廢氣， 與經(jīng)過了上述空氣預(yù)熱器38的廢氣合流而供給到上述廢氣處理裝置8。
在表示上述分解氣體燃燒爐2的縱截面構(gòu)成圖的圖2中，在該分解氣 體燃燒爐2的最上部設(shè)置有與上述熱分解氣體管道19連接的熱分解氣體 入口 201，來自上述碳化爐1的熱分解氣體通過熱分解氣體管道19而被導(dǎo) 入分解氣體燃燒爐2的爐內(nèi)2d。
另外，在上述分解氣體燃燒爐2的外殼210的上側(cè)部設(shè)置有與從燃燒 用空氣管道38a分支了的燃燒用1次空氣管道39連接的1次空氣入口 202， 通過從上述空氣預(yù)熱器38出口的燃燒用空氣管道38a分支了的1次空氣 管道(燃燒用空氣管道)39供給1次空氣。 并且，在該分解氣體燃燒爐2的圓筒狀的外殼210的側(cè)部，在熱分解 氣體的流動方向即從上述熱分解氣體入口 201向下方向上，分別設(shè)置有干 燥廢氣上部導(dǎo)入口 203、兩個2次空氣導(dǎo)入口 (三個以上也可)204及205、 兩個干燥廢氣下部導(dǎo)入口 (一個也可、三個以上也可)206及207、和燃 燒廢氣送出口 208。
在上述熱交換器7中被加熱到530'C左右(通常510 55(TC)的干燥 爐廢氣，通過上述干燥爐廢氣管道71及從該干燥爐廢氣管道71分支了的 干燥爐廢氣管道73供給向上述干燥廢氣上部導(dǎo)入口 203。另外，干燥爐廢 氣分別通過從上述干燥爐廢氣管道71分支了的干燥爐廢氣管道74及75 供給向上述兩個干燥廢氣下部導(dǎo)入口 206及207。
并且，向上述兩個2次空氣導(dǎo)入口 204及205，通過從空氣預(yù)熱器38 出口的燃燒用空氣管道38a分支了的2次空氣管道(燃燒用空氣管道)76 及77，分別供給2次空氣。
另外，上述燃燒廢氣送出口 208連接于上述燃燒廢氣管道41，通過在 該分解氣體燃燒爐2內(nèi)的燃燒升溫到95(TC左右(通常900 1000°C)的 燃燒廢氣，被送入該燃燒廢氣管道41。
另外，在上述分解氣體燃燒爐2的外殼210的、上述干燥爐廢氣管道 73的附近，及上述兩個干燥廢氣下部導(dǎo)入口 206及207的附近，根據(jù)需要 設(shè)置與輔助燃料管道80、 82連接的輔助燃料導(dǎo)入口 (圖示省略)，可以 將通過了輔助燃料管道80、 82的輔助燃料投入到上述分解氣體燃燒爐2 的上部或者下部的燃燒域。
接著，對于利用與該實施方式相關(guān)的高含水有機(jī)物的碳化處理裝置對 污泥進(jìn)行碳化處理的方法及熱分解氣體的處理方法進(jìn)行說明。
首先，向脫水機(jī)10導(dǎo)入污水污泥，進(jìn)行脫水直到污水污泥的水分到 約80%。接著，將脫水后的污水污泥送入干燥爐20。在干燥爐20中將污 泥的水分干燥到約30%。
在該干燥爐20的干燥，是通過使來自上述分解氣體燃燒爐2的通過 從管道41分支了的管道5被導(dǎo)入的燃燒廢氣與污泥直接接觸而進(jìn)行的。 這種情況下，來自上述分解氣體燃燒爐2的燃燒廢氣的溫度如上所述，為 95(TC左右(通常900 100(TC)的高溫，因此，通過上述風(fēng)扇12使該燃
燒廢氣在連接該干燥爐20的燃燒廢氣出入口和上述管道5的循環(huán)管道50 內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，同時通過在該干燥爐20中與低溫的上述污水污泥進(jìn)行熱交 換而降溫到83(TC左右(通常810 850'C)，使這樣的燃燒廢氣在該千燥 爐20中起作用。
這里，來自上述分解氣體燃燒爐2的燃燒廢氣的溫度，為了使燃燒廢 氣在上述碳化爐用燃燒裝置3起作用而需要保持在95(TC左右(通常900 IOO(TC)的高溫，但如果使該高溫的燃燒廢氣就這樣直接在干燥爐20內(nèi) 起作用，則由于該干燥爐20的耐久性降低，所以通過上述風(fēng)扇12使燃燒 廢氣在連接干燥爐20的燃燒廢氣出入口和上述管道5的循環(huán)管道50進(jìn)行 循環(huán)，同時降溫到83(TC左右(通常810 85(TC)，使這樣的燃燒廢氣在 該干燥爐20內(nèi)起作用。
在上述干燥爐20中被干燥了的污水污泥，通過管道21被導(dǎo)入碳化爐1。
在碳化爐1中，將污水污泥在缺氧的環(huán)境下加熱到約300 60(TC進(jìn)行 碳化處理，生成熱分解氣體和固體燃料即碳化物6。該碳化物6通過管道 33被排出。
在該碳化爐1中的加熱，通過將在上述碳化爐用燃燒裝置3中升溫到 IIOO'C左右(通常1050 1150'C)的燃燒廢氣供給到該碳化爐1的外筒， 通過使該燃燒廢氣不直接接觸污水污泥的間接加熱進(jìn)行。
在該碳化爐1中不進(jìn)行污水污泥的碳化處理而降溫到70(TC左右(通 常680 72(TC)的碳化爐廢氣，通過管道18被導(dǎo)入空氣預(yù)熱器38。在該 空氣預(yù)熱器38中，由風(fēng)扇13供給的燃燒用空氣在碳化爐廢氣的作用下被 預(yù)熱到380。C左右(通常360 40(TC)并被送入上述分解氣體燃燒爐2。
此時，來自上述空氣預(yù)熱器38的燃燒用空氣，從該空氣預(yù)熱器38出 口的燃燒用空氣管道38a分支到上述三個燃燒用空氣管道39、 76、 77并 被導(dǎo)入上述分解氣體燃燒爐2的1次空氣導(dǎo)入口 202、兩個2次空氣導(dǎo)入 口 204及205，對上述1次空氣導(dǎo)入口 202、兩個2次空氣導(dǎo)入口 204及 205供給的燃燒用空氣量的供給量通過使分別設(shè)置在上述燃燒用空氣管道 39、 76、 77上的流量調(diào)節(jié)閥39a、 76a、 77a的開度變化而進(jìn)行改變。
通過在上述空氣預(yù)熱器38中的燃燒用空氣的預(yù)熱降溫到30(TC左右
(通常280 32(TC)的碳化爐廢氣，由風(fēng)扇14送入廢氣處理裝置8，進(jìn) 行所需的凈化處理后，從煙囪17排出到大氣中。
一方面，在上述碳化爐1中生成的熱分解氣體，通過管道19被送入 上述旋風(fēng)分離器32，在該旋風(fēng)分離器32中分離除去碳化物6后，被導(dǎo)入 上述分解氣體燃燒爐2中。在該旋風(fēng)分離器32中被分離的碳化物6通過 管道34被排出。
接著，基于圖2，對本發(fā)明的要旨即分解氣體燃燒爐2的動作進(jìn)行說明。
從設(shè)置在上述分解氣體燃燒爐2最上部的熱分解氣體入口 201導(dǎo)入爐 內(nèi)2d的來自上述碳化爐1的熱分解氣體，在該爐內(nèi)2d朝下方流動。另外， 從上述分解氣體燃燒爐2的上側(cè)部的1次空氣入口 202導(dǎo)入在上述空氣預(yù) 熱器38中被預(yù)熱的1次空氣(燃燒用空氣)。
并且，從上述熱分解氣體入口 201經(jīng)過上述干燥廢氣上部導(dǎo)入口 203 到上述上側(cè)的2次空氣導(dǎo)入口 204的領(lǐng)域Zl是還原域，從1次空氣入口 202向該還原域Z1供給的1次空氣，以空氣比0.7 0.8、滯留時間為1.5 秒以上的條件供給。另外，向該還原域Z1從上述干燥廢氣上部導(dǎo)入口 203 投入的空氣比0.1左右(通常0.05 0.15)的干燥機(jī)廢氣，以在上述干燥 爐20中干燥處理后的干燥機(jī)廢氣的10 30%的流量，以吹入流速30m/s 左右(通常15 45m/s)被吹入上述還原域Z1內(nèi)。
因此，在上述還原域Z1中，通過向如上述那樣的熱分解氣體中供給 低空氣比0.7 0.8的1次空氣及供給干燥機(jī)廢氣，通過在還原氣體環(huán)境下 進(jìn)行燃燒處理，可利用上述干燥機(jī)廢氣中的NH3還原在熱分解氣體的燃燒 區(qū)域產(chǎn)生的NOx，能降低熱分解氣體燃燒時的NOx量。
另外，在上述還原域Z1中i向分解氣體燃燒爐2內(nèi)適量地吹入溫度 比熱分解氣體低的干燥機(jī)廢氣，通過將該分解氣體燃燒爐2內(nèi)的溫度保持 在1200'C以下，能保護(hù)分解氣體燃燒爐的爐壁，能提高該分解氣體燃燒爐 2的耐久性。
接著，在氧化域Z2中，對在上述還原域Z1的還原氣體環(huán)境下的燃燒 處理后的熱分解氣體，從2次空氣導(dǎo)入口 204供給空氣比入=0.25 0.35 的2次空氣(投入氧量入=1.05 1.15)，對上述還原域Z1中的未燃部分
以1200'C左右(通常1150 1250°C)進(jìn)行燃燒。
如此，對在上述還原域Z1的還原氣體環(huán)境中的低NOx燃燒后的爐內(nèi) 氣體(熱分解氣體)在氧化域Z2供給2次空氣進(jìn)行氧化氣體環(huán)境下的燃 燒處理，由此能完全燃燒上述還原氣體環(huán)境中的未燃?xì)怏w。
接著，在干燥機(jī)廢氣燃燒區(qū)域Y中，對在上述氧化域Z2的燃燒處理 后的爐內(nèi)氣體(熱分解氣體)，從上述2次空氣導(dǎo)入口 205以吹入流速30m/s 左右(通常25 35m/s)投入空氣比入=0.35左右(通常0.3 0.4)的2 次空氣，確?；诟稍餀C(jī)廢氣的自脫硝所必要的氧濃度(3 4%以上)。
之后，從上述干燥廢氣下部導(dǎo)入口 206及207，以在上述干燥爐20 中的干燥處理后的干燥機(jī)廢氣的70 90%的流量，以流速30m/s左右(通 常25 35m/s)將干燥機(jī)廢氣吹入上述干燥機(jī)廢氣燃燒區(qū)域Y。這里的燃 燒溫度最好是95(TC以上，滯留時間最好是2秒以上。
通過以上的處理，將上述燃燒廢氣送出口 208出口的燃燒廢氣的溫度 保持在950。C左右(通常900 1000。C)。
在不能將上述燃燒廢氣的溫度保持在95(TC左右(通常900 100(TC) 的情況下，通過將通過了輔助燃料管道80、 82的輔助燃料投入到上述熱 分解氣體燃燒區(qū)域Z或者投入干燥機(jī)廢氣燃燒區(qū)域Y，能進(jìn)行除臭及完全 燃燒。
因此，在上述干燥機(jī)廢氣燃燒區(qū)域Y中，向來自熱分解氣體燃燒區(qū)域 Z的上述氧化域Z2的燃燒氣體，第二次投入在上述還原域Z1的燃燒中消 耗了的干燥廢氣的殘留干燥機(jī)廢氣(干燥機(jī)廢氣的70 90%)，通過進(jìn)行 最終的燃燒處理，在基于大量的干燥廢氣中的NH3的自脫硝作用下，還原 在熱分解氣體燃燒區(qū)域Z的氧化氣體環(huán)境中燃燒時生成的NOx，能實現(xiàn)低 NOx燃燒。
因此，根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，利用干燥廢氣及2次燃燒空氣的 爐內(nèi)氣體的最終的燃燒處理時，根據(jù)需要利用輔助燃料，因此使輔助燃料 的使用為最低限且保持低的燃料消耗率，同時能使在碳化爐1中的碳化處 理后的熱分解氣體在分解氣體燃燒爐2內(nèi)的燃燒實現(xiàn)伴隨NOx量的降低 的完全燃燒。
返回圖1，在上述分解氣體燃燒爐2中生成的95(TC左右(通常900
IOO(TC)的燃燒廢氣，從該分解氣體燃燒爐2出口的燃燒廢氣管道41分 支為三個加熱用燃燒廢氣管道4、 5、 9，通過各燃燒廢氣管道4、 5、 9分 別被送到碳化爐用燃燒裝置3、干燥爐20、熱交換器7。 實施例
試制分解氣體燃燒爐，對投入干燥廢氣的情況和不投入干燥廢氣的情 況進(jìn)行比較。當(dāng)燃燒溫度約為90(TC時，在出口的NOx濃度，在不投入干 燥廢氣的情況下為225ppm，但是在投入干燥廢氣的情況下，降低到87ppm， NO轉(zhuǎn)換率從13.2%降低到7.2%。另夕卜，NOx濃度為12%換算值。
權(quán)利要求
1.一種高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理方法，在干燥裝置中對高含水有機(jī)物進(jìn)行干燥處理，在碳化爐中對經(jīng)過了該干燥處理后的高含水有機(jī)物進(jìn)行碳化處理，對通過該碳化處理生成的熱分解氣體進(jìn)行燃燒處理，其特征在于，向分解氣體燃燒爐導(dǎo)入在上述碳化爐中生成的熱分解氣體，在該分解氣體燃燒爐中第一次投入在上述干燥裝置的干燥處理后的干燥廢氣的一部分，并且供給1次燃燒空氣進(jìn)行在還原氣體環(huán)境下的燃燒處理，接著，向該還原氣體環(huán)境下的燃燒氣體供給2次燃燒空氣，進(jìn)行在氧化氣體環(huán)境下的燃燒處理，接著，向該氧化氣體環(huán)境下的燃燒氣體第二次投入上述干燥廢氣，進(jìn)行最終的燃燒處理。
2. 如權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處 理方法，其特征在于，在上述最終的燃燒處理中，向燃燒氣體分多段地投入上述干燥廢氣， 使兩者進(jìn)行高溫燃燒。
3. 如權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處 理方法，其特征在于，將向上述分解氣體燃燒爐投入的上述干燥廢氣的10% 30%作為上述 第一次投入氣體量，將上述干燥廢氣的70 90%作為上述第二次投入氣體
4. 如權(quán)利要求1所述的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處 理方法，其特征在于，上述1次燃燒空氣及2次燃燒空氣，利用的是在空氣預(yù)熱器中由在上 述碳化爐的碳化處理后排出的碳化處理廢氣預(yù)熱的空氣，由空氣量調(diào)整機(jī) 構(gòu)調(diào)整該1次燃燒空氣和2次燃燒空氣的供給空氣量的比例來向上述分解 氣體燃燒爐供給。
5. —種高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置，在干燥裝 置中對高含水有機(jī)物進(jìn)行干燥處理，在碳化爐中對經(jīng)過了該干燥處理后的高含水有機(jī)物進(jìn)行碳化處理，對通過該碳化處理生成的熱分解氣體進(jìn)行燃 燒處理，所述高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置的特征在于，具有分解氣體燃燒爐，所述分解氣體燃燒爐具有導(dǎo)入在上述碳化爐 生成的熱分解氣體的熱分解氣體導(dǎo)入口、導(dǎo)入在上述干燥裝置的干燥處理 后的干燥廢氣的多段干燥廢氣導(dǎo)入口 、導(dǎo)入燃燒用空氣的多段燃燒用空氣 導(dǎo)入口、和送出燃燒廢氣的燃燒廢氣送出口，該分解氣體燃燒爐形成為，上述熱分解氣體導(dǎo)入口設(shè)置在最上游側(cè)， 上述熱分解氣體從該熱分解氣體導(dǎo)入口向上述燃燒廢氣送出口在長度方 向上可以流動，上述多段干燥廢氣導(dǎo)入口的一方在上述燃燒用空氣導(dǎo)入口 的上游側(cè)部位開口，可以在還原氣體環(huán)境下進(jìn)行熱分解氣體的燃燒處理， 其他的干燥廢氣導(dǎo)入口在上述燃燒用空氣導(dǎo)入口的下游側(cè)開口，在上述燃 燒用空氣及上述干燥廢氣的作用下，可以對在上述還原氣體環(huán)境下的燃燒 后的爐內(nèi)氣體進(jìn)行燃燒處理。
6.如權(quán)利要求5所述的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處 理裝置，其特征在于，上述分解氣體燃燒爐由如下的筒狀體構(gòu)成，所述筒狀體沿上述熱分解 氣體的流動方向，在最上游側(cè)配置上述熱分解氣體導(dǎo)入口及多段的燃燒用 空氣導(dǎo)入口之中的1次空氣導(dǎo)入口，并沿長度方向配置多段的上述干燥廢 氣導(dǎo)入口的一方、上述多段的燃燒用空氣導(dǎo)入口之中的2次空氣導(dǎo)入口、上述多段的上述干燥廢氣導(dǎo)入口的另一方、以及上述燃燒廢氣送出口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使在碳化爐中的碳化處理后的熱分解氣體在分解氣體燃燒爐內(nèi)的燃燒，在使輔助燃料的使用達(dá)到最低限且保持低的燃料消耗率的同時，實現(xiàn)伴隨NOx量的降低的完全燃燒的高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣體處理裝置。所述高含水有機(jī)物碳化處理系統(tǒng)的熱分解氣處理裝置的特征在于將在碳化爐中從高含水有機(jī)物生成的熱分解氣體導(dǎo)入分解氣體燃燒爐，第一次投入干燥處理后的干燥廢氣的一部分，同時供給1次燃燒空氣進(jìn)行還原氣體環(huán)境下的燃燒處理，向該還原氣體環(huán)境下的燃燒氣體供給2次空氣進(jìn)行氧化氣體環(huán)境下的燃燒處理，接著向該氧化氣體環(huán)境下的燃燒氣體第二次投入干燥廢氣并進(jìn)行最終的燃燒處理。
文檔編號F23G7/06GK101373070SQ200710141748
公開日2009年2月25日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者一晃加倉田, 衛(wèi)荒岡, 敏奧野, 猛甘利, 雅治吉良 申請人:三菱重工業(yè)株式會社