專利名稱：一種污泥熱值控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢棄物燃料化處理方法，特別涉及一種用于污泥熱值控制 和燃料化生產(chǎn)的污泥熱值控制方法。
背景技術(shù)：
造紙廠、化工廠、水處理廠、食品廠等的生產(chǎn)中產(chǎn)生大量工業(yè)污泥，河道 疏浚和清淤工程、養(yǎng)殖場、日常生活產(chǎn)生各種生活污泥，這些廢棄物一般是進(jìn) 行填埋和焚燒處置，部分做堆肥、作磚瓦廠等建材企業(yè)生產(chǎn)原料等低價值的綜
合利用。中國專利CN98118046.9《利用污泥熱能燒制輕質(zhì)磚的方法》、 CN02137142.3《污泥燒結(jié)磚生產(chǎn)方法》及中國專利申請CN200710027328. 2《充 分利用污泥熱值燒結(jié)磚的生產(chǎn)方法》，都公開了利用污泥熱能燒結(jié)磚的方法， 這些方法起到了節(jié)省能源，減少環(huán)境污染的功能。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)均不涉 及充分利用污泥的熱值，將污泥能源化利用的范疇，無法解決各種熱值不同的 污泥燃料化生產(chǎn)的熱值控制關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能實(shí) 現(xiàn)污泥能源化利用，燃料化生產(chǎn)的污泥熱值控制方法。
本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是該污泥熱值控制方法，其特點(diǎn) 是通過在初步濃縮脫水的污泥中添加輔助燃料和進(jìn)行脫水干化控制熱值，所 述的添加輔助燃料包括輔助燃料添加量b計(jì)算，所述的輔助燃料的添加量b根 據(jù)添加輔助燃料脫水干化后污泥中的輔助燃料、純污泥、水分對熱值的影響，
按照要求的干化污泥發(fā)熱量Q和干度y%、脫水干化前進(jìn)料污泥干度x%、進(jìn)料 量a、輔助燃料干度2%，以及污泥燃燒系數(shù)kl、輔助燃料燃燒系數(shù)k2、水分 燃燒系數(shù)K3進(jìn)行熱值具體計(jì)算，所述的脫水干化采取機(jī)械壓搾脫水和干化除 水方法，在污泥進(jìn)行機(jī)械壓榨脫水和干化除水時添加輔助燃料，所述的機(jī)械壓 榨脫水時輔助燃料是采用鋪墊在機(jī)械壓榨脫水設(shè)備的張力壓榨或?qū)簤赫サ?過濾介質(zhì)上的方式添加到污泥中。本發(fā)明污泥熱值計(jì)算過程如下
污泥絕干含量為 a*x% 出料污泥總量為 (a*x%+b*z%) /y% 出料污泥含水量為 (1-y%) * (a*x+b*z) /y
出料污泥熱值Q=kl*a*x%+k2*b*z%-k3* (1- y%) * (a*x+b*z) /y 輔助燃料添加入b=/[k2*z%+k3*(1—y%)*z/y]
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的干化除水采取先加熱烘干、再自然風(fēng)干的 干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥先加熱烘干、再自 然風(fēng)干進(jìn)行干化除水。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的干化除水采取先自然風(fēng)干、再加熱烘干的 干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥先自然風(fēng)干、再加 熱烘干進(jìn)行干化除水。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的干化除水采取加熱烘干的干化除水工藝， 將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥再進(jìn)行加熱烘干的干化除水。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的干化除水采取自然風(fēng)干的干化除水工藝， 將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥再進(jìn)行自然風(fēng)干的干化除水。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的脫水干化前進(jìn)料污泥干度x%、輔助燃料干 度2%和脫水干化后出料污泥干度yW通過水分傳感器實(shí)時監(jiān)測，所述的污泥進(jìn) 料量a、輔助燃料添加量b通過分別控制污泥輸送機(jī)和輔助燃料輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速 來實(shí)時控制。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的機(jī)械壓搾脫水采用獨(dú)立過濾介質(zhì)進(jìn)行壓 搾壓強(qiáng)從低到高的兩級或兩級以上連續(xù)壓榨脫水，所述的輔助燃料在機(jī)械壓榨 脫水進(jìn)料口和高壓壓榨脫水進(jìn)料口鋪墊在機(jī)械壓榨脫水設(shè)備的過濾介質(zhì)上。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的輔助燃料采用木屑和/或粉煤灰和/或具有 較高熱值的其它顆粒狀固體物。
本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的加熱烘干根據(jù)加熱烘干進(jìn)料水分測定，以 及給定的加熱烘干出料水分，計(jì)算和控制加熱烘干時間。本發(fā)明污泥熱值控制方法所述的自然風(fēng)干通過水分傳感器檢測出料污泥 干度，對照設(shè)定出料污泥干度，控制風(fēng)干出料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明根據(jù)同種污泥，其熱值 主要由污泥的含水率和輔助燃料相對含量兩個參數(shù)決定，采用將污泥脫水干化 和控制輔助燃料添加量的技術(shù)方案來控制污泥的熱值；根據(jù)添加輔助燃料干化 后的污泥中各組成部分對熱值的影響和所需要的污泥燃燒熱值，具體計(jì)算輔助 燃料添加總量；并且采用機(jī)械壓搾脫水和干化除水來提高、控制污泥干度。該 污泥熱值控制方法科學(xué)、合理，能有效解決污泥能源化利用的熱值控制技術(shù)難 題。2、本發(fā)明在機(jī)械壓榨脫水中采取"一種污泥搭橋脫水方法"中的添加輔 助燃料的方法，既完成了輔助燃料的添加，又提高了機(jī)械壓榨脫水效率；采取 實(shí)時監(jiān)測和控制裝置實(shí)時調(diào)整輔助燃料的添加量、控制加熱烘干和自然風(fēng)干。 該污泥熱值控制方法可操作性強(qiáng)，便于實(shí)施污泥燃料產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，為提高日益 增量的工業(yè)污泥和生活污泥拓寬了高價值、深層次綜合利用路子，將會產(chǎn)生深 遠(yuǎn)的環(huán)境保護(hù)和能源利用意義。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1控制流程圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2控制流程圖。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。 實(shí)施例1:
該實(shí)施例通過在初步濃縮脫水的污泥中添加既能幫助污泥壓搾脫水又能 提供熱值的輔助燃料和進(jìn)行機(jī)械壓榨脫水、干化除水的脫水干化方法控制污泥 熱值，在污泥進(jìn)行機(jī)械壓榨脫水和干化除水時添加輔助燃料。機(jī)械壓榨脫水時 輔助燃料是采用鋪墊在機(jī)械壓搾脫水設(shè)備的張力壓搾或?qū)簤赫サ倪^濾介質(zhì) 上的方式添加到污泥中。此輔助燃料的添加方式同于本申請人在中國專利申請
200810059917.2 "—種污泥搭橋脫水方法"中公開的在過濾介質(zhì)與污泥之間 鋪設(shè)由一種或多種固體顆粒輔助物料構(gòu)成的架空層方法。通過加入輔助燃料既增強(qiáng)污泥的脫水性能，避免了粘性污泥被壓濾時堵塞過濾介質(zhì)，方便污泥內(nèi)水 分壓濾脫出，使得脫水速度和壓榨干度大幅度提高，能提高粘性比較大的活性 污泥的壓濾脫水效果；又能完成本發(fā)明添加具有較高熱值的輔助燃料，達(dá)到提 高污泥熱值的目的。對于工業(yè)污泥中又稀又粘的粘性污泥，比如造紙生化污泥， 機(jī)械壓搾脫水時，可以采用兩次或兩次以上的添加輔助燃料，通過輔助燃料在 污泥表面重新鋪加，進(jìn)一步增加污泥脫水量、提高出料干度。
輔助燃料添加量b根據(jù)添加輔助燃料前后和進(jìn)行脫水干化前后，污泥和輔
助燃料總的熱值平衡的原理，按照給定的絕干污泥發(fā)熱量Q、脫水干化前進(jìn)料 污泥干度x%、進(jìn)料量a、輔助燃料干度z%、脫水干化后出料污泥干度y%，以 及污泥燃燒系數(shù)kl、輔助燃料燃燒系數(shù)k2、水分燃燒系數(shù)K3等數(shù)據(jù)計(jì)算，輔 助燃料的添加量b= [Q-kl*a*x%+k3*a*x*(l-y%) /y]/[k2*z%+k3* (1-y%) *z/y]。
本實(shí)施例干化除水采取先加熱烘干、再自然風(fēng)干的干化除水工藝，將經(jīng)過 機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥先加熱烘干、再自然風(fēng)干進(jìn)行干化除水。 該污泥熱值控制流程參見圖1，污泥經(jīng)過污泥輸送機(jī)送入機(jī)械壓搾脫水設(shè)備進(jìn) 行機(jī)械壓榨脫水，實(shí)施例機(jī)械壓榨脫水設(shè)備采用獨(dú)立過濾介質(zhì)進(jìn)行壓榨壓強(qiáng)從 低到高的兩級或兩級以上連續(xù)壓榨脫水的帶式壓濾機(jī)；污泥進(jìn)料干度、輔助燃 料干度和脫水干化后出料污泥干度均通過水分傳感器測得；最終污泥熱值給定 和出料水分給定、加入的污泥量和由水分檢測的污泥含水量、以及水分檢測的 輔助燃料水分等信息一并送入熱值算法中進(jìn)行輔助燃料添加量計(jì)算，在壓榨脫 水、加熱烘干和自然風(fēng)干過程中按照計(jì)算的輔助燃料量控制添加輔助燃料。本 實(shí)施例輔助燃料在帶式壓濾機(jī)進(jìn)料口 、高壓壓榨脫水區(qū)進(jìn)料口和自然風(fēng)干之前 等三處加入。在經(jīng)過初步濃縮脫水的污泥餅未進(jìn)入帶式壓濾機(jī)進(jìn)行張力壓榨過 濾或?qū)簤赫ミ^濾脫水前，先通過1號輔助燃料輸送機(jī)按照添加量比例a在過 濾帶表面添加輔助燃料，2號輔助燃料輸送機(jī)按照添加量比例b在高壓壓榨脫 水區(qū)進(jìn)料口將輔助燃料鋪加在過濾帶表面，3號輔助燃料輸送機(jī)按照添加量比 例c將輔助燃料添加到要進(jìn)行自然風(fēng)干的污泥中；所加入的輔助燃料是一種或 多種固體顆粒，如木屑、粉煤灰和其它具有較高熱值的顆粒狀固體物。通過加 入輔助燃料增強(qiáng)污泥的脫水性能，又提高污泥熱值， 一般添加輔助燃料占污泥絕干量比例為1 20%;其中添加量比例a和添加量比例b根據(jù)添加輔助燃料后 機(jī)械壓榨能達(dá)到最佳脫水效果來調(diào)整確定，添加量比例a+添加量比例b+添加 量比例c等于10(m。由于污泥、輔助燃料進(jìn)料量和輸送機(jī)轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系，所 以實(shí)施例通過控制輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制污泥、輔助燃料進(jìn)料量。
機(jī)械壓榨脫水是最經(jīng)濟(jì)而且效率最高的提高污泥熱值的手段，所以要盡可 能提高壓榨脫水效果，按照壓榨脫水效果最佳的要求來控制壓榨脫水過程中添 加的輔助燃料量。
實(shí)施例加熱烘干通過控制烘干時間來基本控制烘干出料干度，檢測加熱烘 干進(jìn)料水分，以及給定的加熱烘干出料水分，計(jì)算和控制加熱烘干時間。如果 加熱烘干時間長，出料干度高，那就可以縮短風(fēng)干時間，從而減少對風(fēng)干場地 的需求。所以對烘干時間設(shè)定可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，因?yàn)楹娓商攸c(diǎn)是干 化速度相對快，但耗能高。如果沒有大的風(fēng)干場地，在能耗許可的條件下盡可 能提高烘干出料干度。如果有足夠大場地，可以縮短烘干時間。
污泥熱值控制方法中的自然風(fēng)干由于風(fēng)干速度要受到天氣條件和空間場 地等多種不確定因素影響，因此，通過風(fēng)干時間來控制成品干度，是很困難的， 實(shí)施例采用了水分傳感器來檢測污泥含水率，對照設(shè)定出料污泥干度，達(dá)到燃 燒條件對出料水分的要求時，控制系統(tǒng)發(fā)出出料信號，控制風(fēng)干出料。
本實(shí)施例脫水干化采取機(jī)械壓搾脫水一加熱烘干一自然風(fēng)干的工藝，根據(jù) 實(shí)際情況干化除水也可以采取先自然風(fēng)干、再加熱烘干的干化除水工藝，將經(jīng) 過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥先自然風(fēng)干、再加熱烘干，即脫水干化 采取機(jī)械壓榨脫水一自然風(fēng)干一加熱烘干的工藝。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例干化除水采取自然風(fēng)干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添 加有輔助燃料的污泥再進(jìn)行自然風(fēng)干的干化除水，該污泥熱值控制方法中包括 機(jī)械壓榨脫水和自然風(fēng)干，圖2就是機(jī)械壓榨脫水+自然風(fēng)干組合工藝控制方 法的控制流程，輔助燃料在帶式壓濾機(jī)進(jìn)料口、高壓壓榨脫水區(qū)進(jìn)料口和自然 風(fēng)干之前等三處加入。經(jīng)過前面機(jī)械壓搾脫水的污泥，其含水率基本滿足了進(jìn) 行壓制成型的條件，成型之前根據(jù)處理的工業(yè)污泥粘結(jié)性具體情況，添加輔助燃料，目的是進(jìn)一步提高污泥熱值和提高污泥剝離性。在風(fēng)干過程中可以將添 加輔助燃料的半干化污泥制作成空心磚等形狀，再進(jìn)行自然風(fēng)干。
本實(shí)施例的污泥和輔助燃料水分檢測，輔助燃料添加量計(jì)算以及具體添加 控制，自然風(fēng)干出料控制等等同于實(shí)施例l。
實(shí)施例3:
參見圖3，本實(shí)施例干化除水采取加熱烘干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械 壓榨脫水添加有輔助燃料的污泥再進(jìn)行加熱烘干的干化除水。輔助燃料在壓榨 進(jìn)料口和高壓壓榨脫水區(qū)進(jìn)料口加入。壓榨進(jìn)料口的加入量由壓榨工藝給定， 在高壓壓榨脫水區(qū)進(jìn)料口再加入輔助燃料有助于污泥進(jìn)一步脫水，在進(jìn)入烘干 前對污泥水分進(jìn)行檢測，根據(jù)所要求達(dá)到燃燒條件對出料水分的要求，通過工 藝數(shù)據(jù)就能知道所需要烘干的時間，在控制系統(tǒng)設(shè)定烘干時間，設(shè)定時間到， 控制系統(tǒng)發(fā)出出料信號。加熱烘干前是否要加輔助燃料，根據(jù)機(jī)械壓榨脫水時 的輔助燃料加入量，以及污泥混合燃料的最終水分控制在10 20%，混合燃料 熱值在3000大卡/公斤左右的給定要求考慮。
本實(shí)施例的污泥和輔助燃料水分檢測，輔助燃料添加量計(jì)算以及具體添加 控制、加熱烘干時間計(jì)算和控制等等同于實(shí)施例1。
加熱烘干耗能大，但可以達(dá)到高干度；自然風(fēng)干幾乎不耗能，但耗時長、 需要占用比較大的空間；機(jī)械壓榨脫水耗能低，干化效率高，占用空間小，但 不能達(dá)到很高的干度。因此，要把這三種工藝有機(jī)組合起來，根據(jù)用戶的需要， 進(jìn)行污泥熱值控制方法綜合優(yōu)化，使出料污泥熱值能控制到給定值，且使熱值 控制達(dá)到最高性價比。
本發(fā)明所述的水分檢測、烘干控制、出料控制等采用本行業(yè)技術(shù)人員能采 用的公知技術(shù)，熱值算法采用軟件支持。
權(quán)利要求
1、一種污泥熱值控制方法，其特征在于通過在初步濃縮脫水的污泥中添加輔助燃料和進(jìn)行脫水干化控制熱值，所述的添加輔助燃料包括輔助燃料添加量b計(jì)算，所述的輔助燃料的添加量b根據(jù)添加輔助燃料脫水干化后污泥中的輔助燃料、純污泥、水分對熱值的影響，按照要求的干化污泥發(fā)熱量Q和干度y％、脫水干化前進(jìn)料污泥干度x％、進(jìn)料量a、輔助燃料干度z％，以及污泥燃燒系數(shù)k1、輔助燃料燃燒系數(shù)k2、水分燃燒系數(shù)K3進(jìn)行熱值具體計(jì)算，所述的脫水干化采取機(jī)械壓榨脫水和干化除水方法，在污泥進(jìn)行機(jī)械壓榨脫水和干化除水時添加輔助燃料，所述的機(jī)械壓榨脫水時輔助燃料是采用鋪墊在機(jī)械壓榨脫水設(shè)備的張力壓榨或?qū)簤赫サ倪^濾介質(zhì)上的方式添加到污泥中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的干化除 水采取先加熱烘干、再自然風(fēng)干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓搾脫水添加有 輔助燃料的污泥先加熱烘干、再自然風(fēng)干進(jìn)行干化除水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的干化 除水采取先自然風(fēng)干、再加熱烘干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加 有輔助燃料的污泥先自然風(fēng)干、再加熱烘干進(jìn)行干化除水。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的干化除水采取加熱烘干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓搾脫水添加有輔助燃料的污 泥再進(jìn)行加熱烘干的干化除水。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的干化除水采取自然風(fēng)干的干化除水工藝，將經(jīng)過機(jī)械壓榨脫水添加有輔助燃料的污 泥再進(jìn)行自然風(fēng)干的干化除水。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的污泥熱值控制方法，其特征在 于所述的脫水干化前進(jìn)料污泥干度x%、輔助燃料干度2%和脫水干化后出料污 泥干度yW通過水分傳感器實(shí)時監(jiān)測，所述的污泥進(jìn)料量a、輔助燃料添加量b 通過分別控制污泥輸送機(jī)和輔助燃料輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)時控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的機(jī)械壓 榨脫水采用獨(dú)立過濾介質(zhì)進(jìn)行壓榨壓強(qiáng)從低到高的兩級或兩級以上連續(xù)壓榨脫水，所述的輔助燃料在機(jī)械壓搾脫水進(jìn)料口和高壓壓搾脫水進(jìn)料口鋪墊在機(jī)械 壓榨脫水設(shè)備的過濾介質(zhì)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的輔助燃 料采用木屑和/或粉煤灰和/或具有較高熱值的其它顆粒狀固體物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所述的加熱烘干根據(jù)加熱烘干進(jìn)料水分測定，以及給定的加熱烘干出料水分，計(jì) 算和控制加熱烘干時間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的污泥熱值控制方法，其特征在于所 述的自然風(fēng)干通過水分傳感器檢測出料污泥干度，對照設(shè)定出料污泥干度，控 制風(fēng)干出料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥熱值控制方法，該方法通過在初步濃縮脫水的污泥中添加輔助燃料和進(jìn)行脫水干化控制熱值；輔助燃料的添加量根據(jù)添加輔助燃料脫水干化后污泥中的輔助燃料、純污泥、水分對熱值的影響，按照要求干化污泥發(fā)熱量和干度進(jìn)行熱值具體計(jì)算；脫水干化采取機(jī)械壓榨脫水和干化除水方法，在污泥進(jìn)行機(jī)械壓榨脫水和干化除水時添加輔助燃料，機(jī)械壓榨脫水時輔助燃料采用鋪墊在脫水設(shè)備的過濾介質(zhì)上的方式添加到污泥中。本發(fā)明根據(jù)同種污泥其熱值主要由污泥的含水率和輔助燃料相對含量兩個參數(shù)決定，采用將污泥脫水干化和控制輔助燃料添加量的技術(shù)方案，科學(xué)、合理，可操作性強(qiáng)，能有效解決污泥能源化利用的熱值控制技術(shù)難題。
文檔編號C02F11/14GK101314514SQ20081006289
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月4日
發(fā)明者唐志超, 李曉整, 程劍冰 申請人:華章電氣(桐鄉(xiāng))有限公司