一种污泥处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种污泥处理系统及处理方法，包括热解炉、焚烧炉、制氮系统；所述制氮系统包括吸附塔，吸附塔底部设有空气入口，上部设有氮气出口，顶部设有剩余气体出口；吸附塔的氮气出口与热解炉相通，所述吸附塔的剩余气体出口与焚烧炉的助燃气体入口相通。该污泥处理系统将制氮系统排出的氧含量为85％的富氧空气与空气混合至氧含量为22‑25％后通入焚烧炉内，可将焚烧炉的燃烧温度从1200℃提高到1400℃，不仅减少了空气需要量，还降低了焚烧炉过剩空气量，使得焚烧炉废气排放量减少；此外，还可提高热解气的燃尽率。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥处理系统及处理方法
本专利技术涉及污泥处理
，特别是涉及一种利用富氧空气对污泥进行处理的系统及处理方法。
技术介绍
污泥处理是指污泥经过一系列的物理、化学或生物处理，以降解其中的有机物、杀灭细菌，使污泥减量化、无害化、资源化的过程。减量化主要体现在降低污泥中的水份；无害化主要体现在杀灭污泥中的虫卵病菌；资源化主要体现在利用污泥的热值替代部分燃料，减少燃料的使用量。减量化可以利用机械脱水(如离心机)或蒸汽间接加热(即干燥过程)来实现。无害化可利用蒸汽热水解杀灭虫卵病菌。资源化可采用污泥热解技术(如热解炉)，在绝氧条件下将污泥分解成热解气和碳土，热解气作为加热蒸汽的热源，在焚烧炉内经焚烧产生高温气体，以将蒸汽发生器中的水加热成蒸汽，碳土可用于制砖或作为园林土使用。现有的污泥处理系统，结构如图2所示，按污泥走向，包括依次连接的离心机1、干燥机2和热解炉3；其中，离心机1的入口用来通入原始污泥，离心机1的污泥出口与干燥机2的污泥入口连接，将脱水后的半干污泥排入干燥机2中。干燥机2的污泥出口与热解炉3的污泥入口连接，用来将干燥后的粉末状污泥排入热解炉3内。该系统还包括焚烧炉4和蒸汽发生器5。热解炉3上设有热解气出口和碳土出口，热解气出口与焚烧炉4的热解气燃烧器42相连，热解气燃烧器42还与鼓风机41连接，由鼓风机41将外界空气鼓入热解气燃烧器42内，与热解气混合通入焚烧炉4内。在空气的助燃作用下，热解气在焚烧炉4内燃烧(燃烧温度为1200℃左右)，产生高温气体(温度为800℃-850℃)。焚烧炉4上设有高温气体出口，高温气体出口与蒸汽发生器5的热源入口连接，用高温气体加热蒸汽发生器5中的水，使水蒸发形成蒸汽，得到汽水混合物，并由蒸汽发生器5的蒸汽出口排出。蒸汽出口与蒸汽汽包51相连，用来将汽水混合物中的蒸汽和水分离，并对蒸汽进行净化，分离得到的水返回蒸汽发生器5，蒸汽与干燥机2的干燥热源入口相连，用作干燥机2的热源，干燥换热后冷凝成水返回蒸汽发生器5。由于干燥机2会把污泥中的水份降低至8％左右，使得干燥机2出口处的污泥呈粉末状，易发生尘爆，此处需要保持惰性气氛，以防止粉末状污泥发生粉尘爆炸，因此污泥处理系统还包括制氮系统7，用来保持干燥机2污泥出口处及后续管路内的惰性气氛。制氮系统7的入口经空气压缩机6与外界空气连通，从空气中分离得到氮气后，将氮气由氮气出口排出，氮气出口与干燥机2的污泥出口连通，为干燥机2的污泥出口及后续管路提供惰性气氛；分离出氮气后的空气(大部分是氧气，氧气的体积百分含量约为85％)则直接排放。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，第一方面，提供一种提高焚烧温度的污泥处理系统，包括：用来将粉末状污泥燃烧分解成热解气和碳土的热解炉(3)；用来燃烧热解气，产生高温气体的焚烧炉(4)；以及为热解炉提供惰性气氛的制氮系统(7)；所述制氮系统(7)包括吸附塔，吸附塔底部设有空气入口，上部设有氮气出口，顶部设有剩余气体出口；吸附塔的氮气出口与热解炉相通，所述吸附塔的剩余气体出口与焚烧炉的助燃气体入口相通。所述焚烧炉上设有热解气燃烧器(42)，热解气燃烧器(42)上设有助燃气体入口和燃料热解气入口；所述剩余气体出口与助燃气体入口之间的管路上设有用阀门(74)，用来向剩余气体中定量补入空气。所述阀门与剩余气体出口之间的管路上还设有气体流量计(73)，用来计量通入剩余气体的流量，以计算需要补入的空气的量，使剩余气体与空气混合形成富氧空气；优选的，调整所述富氧空气中的氧含量为22％-25％；可选的，所述阀门与助燃气体入口之间的管路上还设有鼓风机(41)，用来将富氧空气鼓入热解气燃烧器。还包括蒸汽发生器(5)，蒸汽发生器包括热源入口、水入口和蒸汽出口；所述焚烧炉的高温气体出口与蒸汽发生器的热源入口相连，用来将蒸汽发生器内的水加热蒸发得到蒸汽。还包括用来将污泥干燥成粉末状污泥的干燥机(2)，干燥机上设有污泥入口、污泥出口、干燥热源入口；制氮系统的氮气出口分别与干燥机的污泥出口和热解炉的污泥出口相连，蒸汽发生器的蒸汽出口与干燥机的干燥热源入口相连，用来将蒸汽排入干燥机中作为热源对污泥进行干燥。第二方面，本专利技术提供一种污泥处理方法，使用上述污泥处理系统，包括以下过程：制氮系统(7)从空气中分离出氮气，然后由氮气出口排出氮气，氮气经热解炉的污泥入口进入热解炉，为热解炉及其管路内提供惰性气氛和绝氧条件，同时粉末状污泥经热解炉(3)的污泥入口进入热解炉，并在热解炉的绝氧条件下进行分解，形成碳土和热解气；碳土经热解炉的碳土出口排出用于制砖或用作园林土，热解气经热解炉的热解气出口排出至焚烧炉(4)的热解气燃烧器(42)内；制氮系统从空气中分离出氮气后，空气中的剩余气体由剩余气体出口排出至焚烧炉的热解气燃烧器内，与热解气燃烧器中的热解气混合，进入焚烧炉进行燃烧，剩余气体在燃烧中为热解气助燃。所述剩余气体在进入热解气燃烧器前，先与空气混合形成富氧空气，再进入热解气燃烧器；所述富氧空气中氧含量优选为22-25％。所述剩余气体中的氧含量在85％以上。所述焚烧炉内的燃烧温度为1400℃以上。所述粉末状污泥由干燥机干燥得到，其含水量不高于10％；焚烧炉燃烧产生的高温气体排入蒸汽发生器，将蒸汽蒸发器中的水加热蒸发，以形成蒸汽；蒸汽排入干燥机中作为热源对污泥进行干燥；制氮系统产生的氮气由干燥机的污泥出口排入干燥机内，为干燥机及其后续管路内提供惰性气氛。本专利技术提供的污泥处理系统向焚烧炉通入的助燃气体不是单纯的空气，而是氧含量为22％-25％的富氧空气，且该富氧空气来自制氮系统，分离出氮气的空气(即吸附塔的剩余气体)中含有85％左右的氧气，将剩余气体与空气混合形成氧含量为22％-25％的富氧空气，作为助燃气体通入焚烧炉，可以有效地提高焚烧炉内热解气的燃烧温度，燃烧温度可从1200℃提高至1400℃，燃烧温度提高使得热解气的燃烧速度加快，进而提高热解气的燃烬率；另一方面，由于焚烧炉内热解气的燃烧温度提高，燃烧产生的高温气体的温度也提高至接近1000℃，该高温气体作为蒸汽发生器的热源，加热效率得以提高。不仅如此，富氧空气的通入可降低焚烧炉内空气的通入量，且由于通入的助燃气体中只有其中的氧气参与燃烧，其他气体作为过剩空气排出，由于空气的通入量降低，过剩空气量也随之减少，焚烧炉排出的废气量也减少，减轻了后续烟气处理系统的处理负荷。总之，使用本专利技术的污泥处理系统对污泥进行处理，整个处理系统的运行成本和污泥的处理成本都能得到显著的降低。附图说明图1所示为本专利技术污泥处理系统的结构示意图；图2所示为现有污泥处理系统的结构示意图。图中：1：离心机；2：干燥机；3：热解炉；4：焚烧炉，41：鼓风机，42：热解气燃烧器；5：蒸汽发生器，51：蒸汽汽包；6：空气压缩机；7：制氮系统，71：第一吸附塔，72：第二吸附塔，73：气体流量计，74：阀门。具体实施方式以下结合具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥处理系统，包括：/n用来将粉末状污泥燃烧分解成热解气和碳土的热解炉(3)；/n用来燃烧热解气，产生高温气体的焚烧炉(4)；/n以及为热解炉提供惰性气氛的制氮系统(7)；/n所述制氮系统(7)包括吸附塔，吸附塔底部设有空气入口，上部设有氮气出口，顶部设有剩余气体出口；吸附塔的氮气出口与热解炉相通，所述吸附塔的剩余气体出口与焚烧炉的助燃气体入口相通。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥处理系统，包括：
用来将粉末状污泥燃烧分解成热解气和碳土的热解炉(3)；
用来燃烧热解气，产生高温气体的焚烧炉(4)；
以及为热解炉提供惰性气氛的制氮系统(7)；
所述制氮系统(7)包括吸附塔，吸附塔底部设有空气入口，上部设有氮气出口，顶部设有剩余气体出口；吸附塔的氮气出口与热解炉相通，所述吸附塔的剩余气体出口与焚烧炉的助燃气体入口相通。


2.根据权利要求1所述污泥处理系统，其特征在于，所述焚烧炉上设有热解气燃烧器(42)，热解气燃烧器(42)上设有助燃气体入口和燃料热解气入口；所述剩余气体出口与助燃气体入口之间的管路上设有用阀门(74)，用来向剩余气体中定量补入空气。


3.根据权利要求2所述污泥处理系统，其特征在于，所述阀门与剩余气体出口之间的管路上还设有气体流量计(73)，用来计量通入剩余气体的流量，以计算需要补入的空气的量，使剩余气体与空气混合形成富氧空气；优选的，调整所述富氧空气中的氧含量为22％-25％；可选的，所述阀门与助燃气体入口之间的管路上还设有鼓风机(41)，用来将富氧空气鼓入热解气燃烧器。


4.根据权利要求1-3任一所述污泥处理系统，其特征在于，还包括蒸汽发生器(5)，蒸汽发生器包括热源入口、水入口和蒸汽出口；所述焚烧炉的高温气体出口与蒸汽发生器的热源入口相连，用来将蒸汽发生器内的水加热蒸发得到蒸汽。


5.根据权利要求4所述污泥处理系统，其特征在于，还包括用来将污泥干燥成粉末状污泥的干燥机(2)，干燥机上设有污泥入口、污泥出口、干燥热源入口；制氮系统的氮气出口分别与干燥机的污泥出口和热解炉的污泥出口相连，蒸汽发生器的蒸汽出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明亮，魏文荣，尚宏伟，时红霞，彭延松，陈萌，单言芳，沈文婷，
申请(专利权)人：北京凯盛建材工程有限公司，中建材行业生产力促进中心有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11