【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境工程，具体涉及一种工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统及其工艺。
技术介绍
1、市政污泥是城市生活污水处理的副产物，成分构成复杂，水分和有机物含量较高，含有重金属、有毒物质以及致病微生物等污染物，若处置不当，会造成严重的环境污染。城镇污水排放量增长导致污泥产量不断提升，污泥的安全处理处置问题日益突出。
2、目前，市政污泥的处置大多采用填埋、好氧堆肥、厌氧消化、焚烧以及工业炉窑协同处置等方式。填埋占地面积大，填埋容量日益枯竭，污泥脱水成本高，且存在环境风险隐患，填埋工艺已不能满足污泥无害化处置的需要。好氧堆肥和厌氧消化虽然能够充分利用污泥所含的有机质与营养元素，但由于运行周期长和有毒重金属与持久有机污染物无法减量或消除等原因，资源化使用面较窄，制约了该技术的发展。单一污泥焚烧需专门建造焚烧炉，投资较大，运行成本高，且存在残渣二次处置问题。近年来，工业炉窑协同处置污泥等固废成为重要的污泥处置方式之一，污泥可以替代部分燃料，工业炉窑可充分焚烧污泥中的有机物且具有较为完备的烟气净化系统，相较于污泥单独焚烧，投资和运行成本大幅降低，但由于污泥成分复杂，含重金属、氯等有害元素，直接在水泥窑、砖瓦窑等工业炉窑中协同处置时，会富集在水泥、砖瓦等产品中，影响产品品质，还会导致烟气污染物治理难度加大和成本提高。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统及其工艺，解决由于污泥成分复杂，含重金属、
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，包括：
4、工业炉窑生产单元，工业炉窑生产单元的烟气作为热源和氧化介质进入污泥处置单元，其余的烟气输送到除尘单元；
5、污泥处置单元，污泥处置单元用于接收污泥，污泥从污泥处置单元的顶部向底部流动，工业炉窑生产单元传输的热源和氧化介质从污泥处置单元的底部向顶部流动，通过烟气与污泥逆向流动，使污泥在流动过程中依次经历干燥阶段、热解阶段和活化阶段，得到活化污泥炭；污泥处置单元具有吸附剂制备单元，吸附剂制备单元利用活化污泥炭制备吸附剂；
6、除尘单元，除尘单元与工业炉窑生产单元连通，除尘单元能够对工业炉窑生产单元输送的烟气进行除尘；
7、多污染物协同控制单元，多污染物协同控制单元包括填料、喷淋装置、除雾段、吸附段、吸收液循环单元、配药单元和尾液处理单元，填料、喷淋装置、除雾段和吸附段依次设置，除尘单元输送的烟气依次流向填料、喷淋装置、除雾段和吸附段；
8、配药单元和尾液处理单元均与吸收液循环单元连接，配药单元用于制造吸收剂供给到吸收液循环单元，吸收液循环单元用于将吸收液供给到喷淋装置循环使用，喷淋装置喷洒吸收液去除烟气中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、hcl、重金属、vocs、二噁英和恶臭物质；
9、尾液处理单元用于接收喷淋装置喷洒的饱和吸收尾液，吸附剂制备单元供给吸附剂到尾液处理单元中吸附饱和吸收尾液的f-、cl-、so42-、no3-、重金属离子以及有机物，经过吸附剂吸附之后的吸收液输送到吸收液循环单元循环使用；
10、吸附剂制备单元供给吸附剂到吸附段，通过吸附剂吸附烟气中的氟化物、hcl、重金属、vocs、二噁英以及恶臭物质；
11、吸附剂制备单元供给吸附剂到工业炉窑生产单元内原位去除部分氟化物、hcl、重金属以及二噁英；
12、排气单元，排气单元用于排出通过吸附段后的烟气。
13、作为一种优选，污泥处置单元设有污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口，工业炉窑生产单元设有出气管和进气管，第一烟气入口与出气管连通；热解气出口和进气管连通；污泥从污泥入口进入污泥处置单元内，污泥在经历热解时产生co、ch4和焦油，将co、ch4和焦油从热解气出口输送到工业炉窑生产单元内作为燃料；工业炉窑生产单元制造的烟气从出气管分别输送到污泥处置单元和除尘单元。
14、作为一种优选，污泥处置单元的内部设有炭化室，炭化室分别与污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口连通，炭化室中心设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的旋转炉箅，污泥处置单元的内侧壁设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的固定炉箅，固定炉箅与旋转炉箅的面积均小于污泥处置单元内部的横截面面积，固定炉箅与旋转炉箅相间且交错分布，固定炉箅与旋转炉箅均倾斜设置。
15、作为一种优选，吸附剂制备单元与污泥炭出口连接用以接收活化污泥炭；工业炉窑生产单元设有燃烧段和吸附剂喷入口，燃烧段分别与进气管和出气管连通，吸附剂喷入口与燃烧段对应，吸附段设有第一吸附剂入口，尾液处理单元设有第二吸附剂入口，吸附剂制备单元分别与吸附剂喷入口、第一吸附剂入口和第二吸附剂入口连通。
16、作为一种优选，吸附剂的制备方法为：制备羟基磷灰石，将羟基磷灰石进行表面处理，将表面处理后的羟基磷灰石负载于活化污泥炭上获得吸附剂；
17、其中，羟基磷灰石的制备方法为：采用化学沉淀法、水热合成法、固相反应法或机械化学球磨法制备；
18、其中，羟基磷灰石表面处理的方法为：采用柠檬酸和十二烷基苯磺酸钠的复配物质，柠檬酸和十二烷基苯磺酸钠的质量比例为1-5：5-12，通过复配物质对羟基磷灰石表面改性；
19、其中，将表面处理后的羟基磷灰石负载与活化污泥炭上的方法为：采用浸渍法或机械球磨法将表面改性后的羟基磷灰石负载到活化污泥炭上获得颗粒状吸附剂；或将活化污泥炭制备成蜂窝状、柱状或板式状活化污泥炭，然后将表面改性后的羟基磷灰石通过浸渍法负载到活化污泥炭上，获得吸附剂。
20、作为一种优选，填料设置有除尘烟气入口，除尘烟气入口与除尘单元连接，填料为陶瓷填料或不锈钢填料；
21、喷淋装置包括横向设置的喷淋管以及设置在喷淋管上的喷头，喷淋管与吸收液循环单元连接；
22、除雾段包括除雾器和吸附材料，除雾器为波形板式，吸附材料设置在除雾器表面，吸附材料为活化污泥炭；
23、吸附段采用吸附剂，烟气在吸附段的停留时间为0.5-10 s，吸附反应温度为30-60℃。
24、作为一种优选，除尘单元为塔体或箱体结构，采用静电除尘或旋风除尘方式对流经除尘单元的烟气进行除尘，除尘单元设有对称分布的第二烟气入口和烟气出口在侧壁，第二烟气入口与出气管连通，烟气出口与除尘烟气入口连接。
25、作为一种优选，吸收剂由以下质量百分比的组分组成：0.3-8%碱、0.2-6%氧化剂、0.01-2%活性添加剂、0.01-1%助剂、0.01-1%电解质及余量水。
26、作为一种优选，碱为氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于，包括：工业炉窑生产单元，工业炉窑生产单元的烟气作为热源和氧化介质进入污泥处置单元，其余的烟气输送到除尘单元；
2.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：污泥处置单元设有污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口，工业炉窑生产单元设有出气管和进气管，第一烟气入口与出气管连通；热解气出口和进气管连通；污泥从污泥入口进入污泥处置单元内，污泥在经历热解时产生CO、CH4和焦油，将CO、CH4和焦油从热解气出口输送到工业炉窑生产单元内作为燃料；工业炉窑生产单元制造的烟气从出气管分别输送到污泥处置单元和除尘单元。
3.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：污泥处置单元的内部设有炭化室，炭化室分别与污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口连通，炭化室中心设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的旋转炉箅，污泥处置单元的内侧壁设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的固定炉箅，固定炉箅与旋转炉箅的面积均小于污泥处置单元内部
4.按照权利要求2所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：吸附剂制备单元与污泥炭出口连接用以接收活化污泥炭；工业炉窑生产单元设有燃烧段和吸附剂喷入口，燃烧段分别与进气管和出气管连通，吸附剂喷入口与燃烧段对应，吸附段设有第一吸附剂入口，尾液处理单元设有第二吸附剂入口，吸附剂制备单元分别与吸附剂喷入口、第一吸附剂入口和第二吸附剂入口连通。
5.按照权利要求4所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于，吸附剂的制备方法为：制备羟基磷灰石，将羟基磷灰石进行表面处理，将表面处理后的羟基磷灰石负载于活化污泥炭上获得吸附剂；
6.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：填料设置有除尘烟气入口，除尘烟气入口与除尘单元连接，填料为陶瓷填料或不锈钢填料；
7.按照权利要求6所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：除尘单元为塔体或箱体结构，采用静电除尘或旋风除尘方式对流经除尘单元的烟气进行除尘，除尘单元设有对称分布的第二烟气入口和烟气出口在侧壁，第二烟气入口与出气管连通，烟气出口与除尘烟气入口连接。
8.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于，吸收剂由以下质量百分比的组分组成：0.3-8%碱、0.2-6%氧化剂、0.01-2%活性添加剂、0.01-1%助剂、0.01-1%电解质及余量水。
9.按照权利要求8所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：碱为氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠中的任意一种；氧化剂为过硫酸钠、高锰酸钾、双氧水中的任意一种；活性添加剂为十六烷酸钾、十二烷基苯磺酸钠和活性成分的一种或多种；助剂为甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠、异丙基苯磺酸钠、对甲基异丙基苯磺酸钠、1-羟基-2-萘甲酸盐、2-羟基-1-萘磺酸盐、2-乙基己基硫酸钠的一种或多种；电解质为硫酸钙、硫酸钾、醋酸钠中的任意一种。
10.工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳工艺，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于，包括：工业炉窑生产单元，工业炉窑生产单元的烟气作为热源和氧化介质进入污泥处置单元，其余的烟气输送到除尘单元；
2.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：污泥处置单元设有污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口，工业炉窑生产单元设有出气管和进气管，第一烟气入口与出气管连通；热解气出口和进气管连通；污泥从污泥入口进入污泥处置单元内，污泥在经历热解时产生co、ch4和焦油，将co、ch4和焦油从热解气出口输送到工业炉窑生产单元内作为燃料；工业炉窑生产单元制造的烟气从出气管分别输送到污泥处置单元和除尘单元。
3.按照权利要求1所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：污泥处置单元的内部设有炭化室，炭化室分别与污泥入口、第一烟气入口、热解气出口以及污泥炭出口连通，炭化室中心设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的旋转炉箅，污泥处置单元的内侧壁设有多个在污泥处置单元底部到顶部之间间隔分布的固定炉箅，固定炉箅与旋转炉箅的面积均小于污泥处置单元内部的横截面面积，固定炉箅与旋转炉箅相间且交错分布，固定炉箅与旋转炉箅均倾斜设置。
4.按照权利要求2所述的工业炉窑处置污泥的多介质协同减污降碳系统，其特征在于：吸附剂制备单元与污泥炭出口连接用以接收活化污泥炭；工业炉窑生产单元设有燃烧段和吸附剂喷入口，燃烧段分别与进气管和出气管连通，吸附剂喷入口与燃烧段对应，吸附段设有第一吸附剂入口，尾液处理单元设有第二吸附剂入口，吸附剂制备单元分别与吸附剂喷入口、第一吸附剂入口和第二吸附剂入口连通。
5.按照权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆鹏，叶绿萌，闫显辉，岑超平，唐志雄，黄建航，
申请(专利权)人：生态环境部华南环境科学研究所生态环境部生态环境应急研究所，
类型：发明
国别省市：
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