一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)及污泥處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，包括儲(chǔ)運(yùn)裝置、預(yù)處理裝置、脈動(dòng)燃燒干燥裝置、物料收集及尾氣凈化裝置；預(yù)處理裝置包括管式反應(yīng)器以及預(yù)熱器，預(yù)熱器上連接有催化劑儲(chǔ)槽，管式反應(yīng)器上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口；脈動(dòng)燃燒干燥裝置包括通過干燥段以及位于干燥段上方的脈動(dòng)燃燒器，干燥段的出料口通過管路連接到物料收集及尾氣凈化裝置。本發(fā)明利用管式反應(yīng)器與預(yù)熱器相結(jié)合，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了熱效率，經(jīng)改性后的污泥流動(dòng)性和脫水性更好；脈動(dòng)燃燒器產(chǎn)生的高溫脈動(dòng)氣流及聲場(chǎng)，進(jìn)一步將物料霧化，增加傳熱面積，提高了干燥速率，有效降低能耗；本發(fā)明不僅降低了污泥的含水率，同時(shí)利用高溫殺滅了病原菌，實(shí)現(xiàn)物料的無害化處理。
【專利說明】一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)及污泥處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)以及對(duì)污水處理中剩余污泥的處理方法，也可對(duì)高含水率的有機(jī)固體廢棄物進(jìn)行處理。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠每年產(chǎn)生的污泥量約3000多萬噸(含水率80%)，并以每年10%的速度遞增。其中80%的污泥未能得到妥善的處置，對(duì)環(huán)境安全和公眾健康的影響日趨嚴(yán)重。在污泥處置的過程中，污泥的高含水率是處理的一個(gè)關(guān)鍵難題，降低污泥的含水率不僅可以更好的滿足后續(xù)處置要求，而且也是降低運(yùn)輸成本和污泥資源鐨的前提。
[0003]降低污泥含水率的主要的方法是熱干化法，根據(jù)熱量傳遞方式的不同，污泥干化設(shè)備分為直接加熱和間接加熱兩種方式。目前，應(yīng)用較多的污泥干化設(shè)備包括流化床干化、帶式干化、槳葉式干化、臥式轉(zhuǎn)盤式干化、立式圓盤式干化和噴霧干化等。而利用脈動(dòng)燃燒干燥的原理對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，與傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)相比，其具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)適應(yīng)物料氛圍廣，可用于食品、農(nóng)產(chǎn)品、化工及工業(yè)品等多種物料干化；(2)蒸發(fā)能力強(qiáng)、能耗低，脈動(dòng)燃燒干燥具有霧化作用，使物料霧化成細(xì)小的霧滴，極大地增加了蒸發(fā)表面積，大大提高了干燥速率，降低了能耗；(3)干燥產(chǎn)品質(zhì)量高，干燥物料停留時(shí)間短，物料升溫一般不超過50 V，適合處理熱敏性物料，并能保護(hù)其干燥后的品質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高效、快速的污泥脈動(dòng)燃燒干化方法，以降低污泥的含水率，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和無害化。
[0005]本發(fā)明的一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，包括依次相連接的儲(chǔ)運(yùn)裝置、預(yù)處理裝置、脈動(dòng)燃燒干燥裝置、物料收集及尾氣凈化裝置；所述預(yù)處理裝置包括通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置的管式反應(yīng)器以及與管式反應(yīng)器相連接的預(yù)熱器，所述預(yù)熱器上連接有催化劑儲(chǔ)槽，所述管式反應(yīng)器上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口 ；所述脈動(dòng)燃燒干燥裝置包括通過管路連接到預(yù)熱器的干燥段以及位于干燥段上方的脈動(dòng)燃燒器，所述干燥段的出料口通過管路連接到物料收集及尾氣凈化裝置。
[0006]所述管式反應(yīng)器包括混合段和反應(yīng)段，所述混合段進(jìn)料口通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置，混合段出料口連接到反應(yīng)段，所述混合段上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口。
[0007]在所述預(yù)熱器與干燥段之間的管路上設(shè)有高溫輸送泵。所述干燥段可以采用滾筒、流化床、固定床等多種形式。
[0008]所述儲(chǔ)運(yùn)裝置包括料倉，所述料倉通過管路連接管式反應(yīng)器的混合段。
[0009]所述物料收集及尾氣凈化裝置包括連接干燥段底部出料口的旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器的上部連接到尾氣凈化塔，旋風(fēng)分離器的下方設(shè)有出料倉。
[0010]所述預(yù)熱器內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置。
[0011]本發(fā)明的一種采用上述所述的污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理的方法，包括下述步驟:
(1)將污泥送入管式反應(yīng)器并與低壓蒸汽混合后進(jìn)行初步加熱反應(yīng)，控制管式反應(yīng)器出料溫度80°C?90°C，
(2)初步加熱反應(yīng)后的污泥送入預(yù)熱器，并在催化劑作用下混合改性反應(yīng)20?40min，
(3)將混合改性反應(yīng)后的污泥送入脈動(dòng)燃燒干燥裝置，通過燃燒高溫尾氣將污泥霧化除水干化，脈動(dòng)燃燒干燥裝置的燃燒尾氣溫度在700°C?900°C，污泥與燃燒尾氣接觸時(shí)間1?8min,出料干化后的污泥溫度在95?105°C,
(4 )干化后的污泥送入物料收集及尾氣凈化裝置進(jìn)行分離物料以及尾氣的凈化處理。
[0012]本發(fā)明步驟(2)所述催化劑槽內(nèi)可根據(jù)所處理污泥的理化性質(zhì)而貯備酸或堿類的催化劑，其中酸類催化劑可以為硫酸、硝酸、磷酸等，堿類催化劑可以為純堿、石灰等。
[0013]現(xiàn)行污泥處理時(shí)，污泥經(jīng)污水處理廠的帶式壓濾機(jī)或者臥螺離心機(jī)脫水后初步脫水后，含水率約為80%，脫水性及流動(dòng)性均較差，不利于后續(xù)的處理處置。本發(fā)明為進(jìn)一步提高脈動(dòng)燃燒干燥的效率，對(duì)進(jìn)入脈動(dòng)燃燒干燥系統(tǒng)的污泥可利用物理化學(xué)方法進(jìn)行調(diào)質(zhì)，改善污泥的脫水性及流動(dòng)性，有利于后續(xù)的干化處理。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明的污泥脈動(dòng)燃燒干化工藝的預(yù)處理系統(tǒng)，利用管式反應(yīng)器與預(yù)熱器相結(jié)合，縮短了反應(yīng)時(shí)間，提高了熱效率，經(jīng)改性后的污泥流動(dòng)性和脫水性更好。
[0015]2、脈動(dòng)燃燒器產(chǎn)生的高溫脈動(dòng)氣流及聲場(chǎng)，進(jìn)一步將物料霧化，增加傳熱面積，提高了干燥速率，有效降低能耗。
[0016]3、在處理的過程中不僅降低了污泥的含水率，同時(shí)利用高溫殺滅了病原菌，實(shí)現(xiàn)了物料的無害化處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，101、料倉；102、輸送泵；201、管式反應(yīng)器；202、預(yù)熱器；203、高溫輸送泵；204、催化劑儲(chǔ)槽；211、混合段；212、反應(yīng)段；301、脈動(dòng)燃燒器；302、干燥段；401、旋風(fēng)分離器；402、出料倉；403、尾氣凈化塔。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，包括依次相連接的儲(chǔ)運(yùn)裝置、預(yù)處理裝置、脈動(dòng)燃燒干燥裝置、物料收集及尾氣凈化裝置；所述預(yù)處理裝置包括通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置的管式反應(yīng)器201以及與管式反應(yīng)器201相連接的預(yù)熱器202，所述預(yù)熱器202上連接有催化劑儲(chǔ)槽204，所述管式反應(yīng)器201上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口 ；所述脈動(dòng)燃燒干燥裝置包括通過管路連接到預(yù)熱器202的干燥段302以及位于干燥段302上方的脈動(dòng)燃燒器301，所述干燥段302的出料口通過管路連接到物料收集及尾氣凈化裝置；所述管式反應(yīng)器201包括混合段211和反應(yīng)段212，所述混合段211進(jìn)料口通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置，混合段211出料口連接到反應(yīng)段212，所述混合段211上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口 ；在所述預(yù)熱器202與干燥段302之間的管路上設(shè)有高溫輸送泵203 ;所述儲(chǔ)運(yùn)裝置包括料倉101，所述料倉101通過管路連接管式反應(yīng)器201的混合段211 ;所述物料收集及尾氣凈化裝置包括連接干燥段302底部出料口的旋風(fēng)分離器401，所述旋風(fēng)分離器401的上部連接到尾氣凈化塔403，旋風(fēng)分離器401的下方設(shè)有出料倉402 ;所述預(yù)熱器202內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置221。
[0020]實(shí)施例1
一種采用上述所述的污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理的方法，包括下述步驟: 首先，用低壓蒸汽對(duì)整個(gè)管路進(jìn)行吹掃，特別是對(duì)管式反應(yīng)器201，預(yù)熱器202進(jìn)行預(yù)熱。
[0021]料倉101中的污泥通過輸送泵102進(jìn)入管式反應(yīng)器201，其流量大小通過輸送泵102進(jìn)行調(diào)節(jié)。在管式反應(yīng)器201的混合段211內(nèi)，污泥與低壓蒸汽混合后進(jìn)入反應(yīng)段212，快速反應(yīng)后進(jìn)入預(yù)熱器202。此過程完成了污泥的初步加熱改性。根據(jù)輸送泵出口溫度及流量調(diào)節(jié)進(jìn)入混合段211的低壓蒸汽流量，以保證反應(yīng)段212出口溫度在80°C?90°C。污泥進(jìn)入預(yù)熱器202后，開啟攪拌裝置221，以保證污泥進(jìn)入預(yù)熱器202后與催化劑混合均勻。根據(jù)污泥的不同理化性質(zhì)要求，催化劑儲(chǔ)槽204向預(yù)熱器中注入催化劑，目的是改變污泥的理化性質(zhì)，更易脫水。本例中所述污泥為經(jīng)城市污水處理廠的帶式壓濾機(jī)初步脫水后，含水率為80-82%、有機(jī)質(zhì)含量在40-50%的脫水污泥，所用催化劑為濃硫酸。污泥在預(yù)熱器202中的停留時(shí)間為20?40分鐘，確保污泥與催化劑充分混合及受熱均勻。高溫輸送泵203將改性后的污泥輸送至干燥段302，開啟脈動(dòng)燃燒器301。燃燒高溫尾氣快速進(jìn)入干燥段302將污泥霧化，使水分蒸發(fā)，降低物料含水率。燃燒尾氣溫度在700°C?900°C，污泥出口溫度在100°C左右。污泥與燃燒尾氣接觸時(shí)間可根據(jù)出口物料含水率要求進(jìn)行調(diào)整。以干化含水率80%的污泥為例，接觸時(shí)間一般在5分鐘，其干化后的含水率即可降至50%以下。欲獲得含水率較低的污泥，接觸時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。干化后的污泥進(jìn)入旋風(fēng)分離器401，分離后的干料經(jīng)出料倉402接收，尾氣經(jīng)尾氣凈化塔403凈化后達(dá)標(biāo)排放。
【權(quán)利要求】
1.一種污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，包括依次相連接的儲(chǔ)運(yùn)裝置、預(yù)處理裝置、脈動(dòng)燃燒干燥裝置、物料收集及尾氣凈化裝置；所述預(yù)處理裝置包括通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置的管式反應(yīng)器(201)以及與管式反應(yīng)器(201)相連接的預(yù)熱器(202)，所述預(yù)熱器(202)上連接有催化劑儲(chǔ)槽(204)，所述管式反應(yīng)器(201)上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口 ；所述脈動(dòng)燃燒干燥裝置包括通過管路連接到預(yù)熱器(202)的干燥段(302)以及位于干燥段(302)上方的脈動(dòng)燃燒器(301 )，所述干燥段(302)的出料口通過管路連接到物料收集及尾氣凈化>j-U ρ?α裝直。
2.如權(quán)利要求1所述污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，所述管式反應(yīng)器(201)包括混合段(211)和反應(yīng)段(212)，所述混合段(211)進(jìn)料口通過管路連接儲(chǔ)運(yùn)裝置，混合段(211)出料口連接到反應(yīng)段(212)，所述混合段(211)上設(shè)有低壓蒸汽進(jìn)口。
3.如權(quán)利要求1所述污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，在所述預(yù)熱器(202)與干燥段(302 )之間的管路上設(shè)有高溫輸送泵(203 )。
4.如權(quán)利要求1所述污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)運(yùn)裝置包括料倉(101)，所述料倉(101)通過管路連接管式反應(yīng)器(201)的混合段(211)。
5.如權(quán)利要求1所述污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，所述物料收集及尾氣凈化裝置包括連接干燥段(302)底部出料口的旋風(fēng)分離器(401)，所述旋風(fēng)分離器(401)的上部連接到尾氣凈化塔(403)，旋風(fēng)分離器(401)的下方設(shè)有出料倉(402)。
6.如權(quán)利要求1所述污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)熱器(202)內(nèi)部設(shè)有攪拌裝置(221)。
7.采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的污泥脈動(dòng)燃燒干化系統(tǒng)進(jìn)行污泥處理的方法，包括下述步驟: (1)將污泥送入管式反應(yīng)器并與低壓蒸汽混合后進(jìn)行初步加熱反應(yīng)，控制管式反應(yīng)器出料溫度80°C?90°C， (2)初步加熱反應(yīng)后的污泥送入預(yù)熱器，并在催化劑作用下混合改性反應(yīng)20?40min， (3)將混合改性反應(yīng)后的污泥送入脈動(dòng)燃燒干燥裝置，通過燃燒高溫尾氣將污泥霧化除水干化，脈動(dòng)燃燒干燥裝置的燃燒尾氣溫度在700°C?900°C，污泥與燃燒尾氣接觸時(shí)間I?8min,出料干化后的污泥溫度在95?105°C, (4 )干化后的污泥送入物料收集及尾氣凈化裝置進(jìn)行分離物料以及尾氣的凈化處理。
【文檔編號(hào)】C02F11/00GK104276740SQ201410492959
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】董獻(xiàn)彬, 張強(qiáng), 王晶, 張興華 申請(qǐng)人:安徽國(guó)禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司