一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法及系统，所述方法首先对湿污泥进行机械脱水降低污泥干化焚烧运行成本并增加焚烧炉对污泥的适应性，避免含水率高的污泥无法通过焚烧炉干化或干化成本高的问题，并且对流化床产生的第一高温烟气、第二高温烟气均进行了再次利用，实现了最大先动节省能耗。实现了最大先动节省能耗。实现了最大先动节省能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法及系统


[0001]本专利技术涉及固体废物资源化
，特别是涉及一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法及系统。

技术介绍

[0002]城市污水处理厂的污泥是污水厂将城市地区的污水收集处理、出水达标排放后剩余的残留物。这类污泥一般泛指含水率为80％左右的脱水污泥，主要由低级的有机物如氨基酸、腐植酸、细菌及其代谢产物、多环芳烃、杂环类化合物、有机硫化物、挥发性异臭物、有机氟化物等组成。此外，还含有无机砂和汞、镉、铅等重金属物质，对大气、水体、土壤都造成污染和危害，其危害的程度和持久性远大于废水，如不进行适当处置，将导致在处理污水的同时制造出新的更为严重的污染，使环境进一步恶化并难以修复。2021年中国市政污泥的产生量初步核算为5552万吨，较2020年同比增多8.23％，因此，污泥无害化处置迫在眉睫。
[0003]根据中国的《城镇污水处理厂污泥处置分类》(GB23484
‑
2009)中的规定，污泥处理方式包括卫生填埋、好氧堆肥、污泥焚烧和土地利用等。目前中国的污水厂污泥的主要去向是垃圾填埋场，与城市垃圾一起混埋，还没有污泥单独填埋处置场。随着污水处理率的不断提高，污泥大量的产出给垃圾填埋场带来巨大负担，缩短了使用年限，进而给城市垃圾处理又造成了影响，并使得适宜填埋的场所显得越来越有限。污泥好氧堆肥技术充分利用污泥中营养元素及有机质，实现了资源化利用。但我国工业废水和生活废水混合处理的情况较为普遍，污泥中的重金属含量相对较高，采用肥料利用技术，污泥中的重金属通过土壤、地下水等途径进入食物链，危害人体健康的风险较大。污泥建材利用同样会使重金属进入建材产品，制成的建材产品的应用有一定的局限性。同时，以脱水污泥为原料制出来的产品在销售方面存在一定的劣势，主要是公众心理上较难接受，以及产品的质量受到一些影响。若采用上述处理工艺，很难实现污泥的无害化、减量化及资源化处理，另外经济效益差，不能实现污泥的集中化处置。
[0004]传统的污泥干化系统需热量大，焚烧系统提供的废热不足以将高含水率的湿污泥干化到自持燃烧的程度，导致运行成本过高。因此，如何降低污泥干化焚烧运行成本，最大限度节省能耗，增加焚烧炉对污泥的适应性，是污泥干化焚烧处置的难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法及系统，以降低污泥干化焚烧运行成本，最大限度节省能耗，增加焚烧炉对污泥的适应性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，所述方法包括如下步骤：
[0008]对湿污泥进行机械脱水，得到脱水污泥和压滤水；
[0009]对所述脱水污泥进行热干化，得到干化污泥和废烟气；
[0010]对所述干化污泥进行流化床焚烧，得到第一高温烟气、第二高温烟气和炉渣；
[0011]将所述第二高温烟气与常温空气进行换热处理，得到中温烟气和预热空气；所述预热空气用于为流化床焚烧提供氧气和热量；
[0012]对所述中温烟气进行余热回收，得到第一蒸汽、第二蒸汽及低温烟气；
[0013]将所述废烟气与所述低温烟气进行净化处理，排出净化后的烟气；
[0014]对所述压滤水进行污水处理，排出处理后的水；
[0015]将所述第一高温烟气及所述第一蒸汽作为热干化的热源；
[0016]将所述第二蒸汽的热量进行回收利用。
[0017]可选的，所述湿污泥的含水率范围为70％～98％，所述脱水污泥的含水率范围为40％～65％，所述干化污泥的含水率范围为20％～40％。
[0018]可选的，所述第一高温烟气和第二高温烟气的温度范围为850℃～1050℃，所述中温烟气的温度范围为500℃～700℃，所述低温烟气的温度范围为150℃～250℃，所述第一蒸汽和所述第二蒸汽的温度范围为180℃～200℃，所述常温空气的温度范围为10℃～30℃，所述预热空气的温度范围为400℃～600℃。
[0019]可选的，在对湿污泥进行机械脱水，得到脱水污泥和压滤水的过程中：
[0020]当所述湿污泥的含水率范围≥92％时，机械脱水需添加的药剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝中的一种或两种组合；
[0021]当所述湿污泥的含水率范围＜92％时，机械脱水需添加的药剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝和三氯化铁中的一种或几种组合。
[0022]可选的，在对所述干化污泥进行流化床焚烧，得到第一高温烟气、第二高温烟气和炉渣的过程中：
[0023]当所述干化污泥的含水率范围＜30％时，无需在进行流化床焚烧的流化床焚烧炉内添加辅助燃料；
[0024]当所述干化污泥的含水率范围≥30％时，需在进行流化床焚烧的流化床焚烧炉内添加辅助燃料；所述辅助燃料为生物质、煤炭、碳基固废、柴油和天然气中的一种或几种组合。
[0025]一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的系统，所述系统包括：高压压滤机、回转式干化炉、流化床焚烧炉、气气换热器、余热回收装置、烟气净化处理装置及污水处理装置；
[0026]所述高压压滤机的脱水污泥出口与所述回转式干化炉的脱水污泥入口连接，所述高压压滤机的压滤水出口与所述污水处理装置的压滤水入口连接；所述高压压滤机用于对湿污泥进行机械脱水，所述污水处理装置用于对机械脱水产生的压滤水进行污水处理；
[0027]所述回转式干化炉的干化污泥出口与所述流化床焚烧炉的干化污泥入口连接，所述回转式干化炉的废烟气出口与所述烟气净化处理装置的废烟气入口连接；所述回转式干化炉用于对机械脱水产生的脱水污泥进行热干化；
[0028]所述流化床焚烧炉的第一高温烟气出口与所述回转式干化炉的第一高温烟气入口连接，所述流化床焚烧炉的第二高温烟气出口与所述气气换热器的第二高温烟气入口连接；所述流化床焚烧炉用于对热干化产生的干化污泥进行流化床焚烧，流化床焚烧产生的第一高温烟气作为热干化的第一热源；
[0029]所述气气换热器的常温空气入口用于输入常温空气，所述气气换热器的预热空气出口与所述流化床焚烧炉的预热空气入口连接，所述气气换热器的中温烟气出口与所述余
热回收装置的中温烟气入口连接；所述气气换热器用于将流化床焚烧产生的第二高温烟气与常温空气进行换热处理；换热处理产生的预热空气为流化床焚烧提供氧气和热量；
[0030]所述余热回收装置的低温烟气出口与所述烟气净化处理装置的低温烟气入口连接，所述余热回收装置的第一蒸汽出口与所述回转式干化炉的第一蒸汽入口连接，所述余热回收装置的第二蒸汽出口用于排出第二蒸汽，所述余热回收装置用于对换热处理产生的中温烟气进行余热回收；所述烟气净化处理装置用于对余热回收产生的低温烟气和热干化产生的废烟气进行净化处理，余热回收得到的第一蒸汽作为热干化的第二热源。
[0031]可选的，所述高压压滤机的滤板的材质为增强聚丙烯，所述高压压滤机的滤布的材质为PP
‑
TPE，所述滤布上部设置有滤布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：对湿污泥进行机械脱水，得到脱水污泥和压滤水；对所述脱水污泥进行热干化，得到干化污泥和废烟气；对所述干化污泥进行流化床焚烧，得到第一高温烟气、第二高温烟气和炉渣；将所述第二高温烟气与常温空气进行换热处理，得到中温烟气和预热空气；所述预热空气用于为流化床焚烧提供氧气和热量；对所述中温烟气进行余热回收，得到第一蒸汽、第二蒸汽及低温烟气；将所述废烟气与所述低温烟气进行净化处理，排出净化后的烟气；对所述压滤水进行污水处理，排出处理后的水；将所述第一高温烟气及所述第一蒸汽作为热干化的热源；将所述第二蒸汽的热量进行回收利用。2.根据权利要求1所述的污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，其特征在于，所述湿污泥的含水率范围为70％～98％，所述脱水污泥的含水率范围为40％～65％，所述干化污泥的含水率范围为20％～40％。3.根据权利要求1所述的污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，其特征在于，所述第一高温烟气和第二高温烟气的温度范围为850℃～1050℃，所述中温烟气的温度范围为500℃～700℃，所述低温烟气的温度范围为150℃～250℃，所述第一蒸汽和所述第二蒸汽的温度范围为180℃～200℃，所述常温空气的温度范围为10℃～30℃，所述预热空气的温度范围为400℃～600℃。4.根据权利要求1所述的污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，其特征在于，在对湿污泥进行机械脱水，得到脱水污泥和压滤水的过程中：当所述湿污泥的含水率范围≥92％时，机械脱水需添加的药剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝中的一种或两种组合；当所述湿污泥的含水率范围＜92％时，机械脱水需添加的药剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝和三氯化铁中的一种或几种组合。5.根据权利要求1所述的污泥机械脱水耦合热干化焚烧的方法，其特征在于，在对所述干化污泥进行流化床焚烧，得到第一高温烟气、第二高温烟气和炉渣的过程中：当所述干化污泥的含水率范围＜30％时，无需在进行流化床焚烧的流化床焚烧炉内添加辅助燃料；当所述干化污泥的含水率范围≥30％时，需在进行流化床焚烧的流化床焚烧炉内添加辅助燃料；所述辅助燃料为生物质、煤炭、碳基固废、柴油和天然气中的一种或几种组合。6.一种污泥机械脱水耦合热干化焚烧的系统，其特征在于，所述系统包括：高压压滤机、回转式干化炉、流化床焚烧炉、气气换热器、余热回收装置、烟气净化处理装置及污水处理装置；所述高压压滤机的脱水污泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳绍军，刘璐，刘嘉鹏，夏双全，张南竹，刘姣姣，刘文洲，
申请(专利权)人：中科合肥煤气化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：