專利名稱：一種帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法
技術領域：
本發明涉及一種廢棄物(濕污泥)的處理方法，特別是涉及一種采用帶粒子干燥器的干化與焚燒相結合的濕污泥處理方法。
背景技術：
污泥是污水處理后的固體殘留物，污泥量約占污水處理量的3‰～5‰(以含水率97％計)。我國的工業和生活污水處理量正在迅速增加，隨著污水處理廠的不斷興建，必將產生更多的污泥。污泥的成分非常復雜，除含有大量的水分外，還含有大量的有機質、難降解的有機物、多種微量元素、病原微生物和寄生蟲卵、重金屬等成分。
以焚燒為核心的污泥處理方法能夠達到減量化、穩定化和無害化的目標。但是現有的污泥焚燒方法，大都要求先使用專門的設備對污泥進行干化等預處理后再進行焚燒，干化與焚燒在兩套設備中完成，系統復雜；干化設備能耗大，運行成本高，安全性要求高；而且焚燒干化污泥，會產生大量NOx，需在焚燒爐后配備脫氮裝置；同時，由于污泥中含硫，還需在焚燒爐后配備脫硫裝置。這使得污泥焚燒系統復雜、無害化處理成本高昂。
直接向焚燒爐內添加未經干化的濕污泥進行焚燒，可以將污泥的干燥、焚燒甚至煙氣的無害化處理等單元工藝集中在單一裝置中同時進行，簡化污泥焚燒處理工藝，降低處理成本；但濕污泥中所含的水分將隨焚燒所產生的煙氣一起排出爐膛，帶走大量熱量，增加了輔助燃料消耗。
發明內容
本發明的目的是提供一種帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，該方法將污泥的干化和焚燒有機結合起來，集中在單一循環流化床裝置中進行，濕污泥干化所需熱量直接來自于污泥以及輔助燃料的燃燒，干化后的污泥送回爐膛焚燒。
本發明的技術方案如下本發明提供的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，在循環流化床焚燒爐或循環流化床鍋爐中干化焚燒含水率在60-90％之間的濕污泥，其特征在于，在循環流化床高溫循環灰回路中設置粒子干燥器，旋風分離器分離下來的高溫循環灰，一部分經返料器直接返回爐膛，另一部分進入粒子干燥器；經打散裝置打散的濕污泥送入粒子干燥器，在粒子干燥器中與高溫循環灰直接摻混，被加熱、干燥成為含水率為5-20％的干化污泥后，再與循環灰一起返回爐膛焚燒。
所述的粒子干燥器為鼓泡流化床式，其底部通入流化氣體。通過熱灰分配閥調節進入粒子干燥器的高溫循環灰量，將粒子干燥器的排氣溫度控制在80-150℃。可以通過向循環回路中添加沙子以增加總循環灰量的方式，增強熱灰分配閥對粒子干燥器的排氣溫度的調節。所述的粒子干燥器排氣經除塵和除濕后，送回粒子干燥器作為流化氣體循環使用，或者送入爐膛焚燒。
本發明在循環流化床焚燒爐或循環流化床鍋爐的高溫循環灰循環回路中設置粒子干燥器，旋風分離器分離下來的高溫循環灰經機械式或氣動控制式熱灰分配閥，一部分進入返料器直接返回爐膛，另一部分進入粒子干燥器；含水率在60-90％之間的濕污泥經打散裝置打散后從設在粒子干燥器上的濕污泥加入口加入；粒子干燥器為鼓泡流化床式，底部通入流化氣體；通過熱灰分配閥調節進入粒子干燥器的高溫循環灰量，可以將粒子干燥器排氣溫度控制在80-150℃，以保證濕污泥不會發生熱解、氣化，抑制CO的產生，防止發生爆炸，此外還可以通過向循環回路中添加沙子以增加總循環灰量的方式，增大熱灰分配閥的調節范圍，增強其對粒子干燥器排氣溫度的調節能力；濕污泥在粒子干燥器中與循環灰直接摻混，并被加熱，所含水分蒸發，濕污泥被干燥至含水率為5-20％的干化污泥，與循環灰一起通過機械輸送方式或者氣力方式返回爐膛焚燒；對于采用帶絕熱爐膛的循環流化床焚燒爐干化焚燒濕污泥，當所加入的濕污泥含水率低于72％左右時(具體數值根據污泥特性確定)，可以不加輔助燃料，單純干化焚燒濕污泥，即可使爐膛保持能夠保證污泥完全燃燒的800-950℃的高溫；當濕污泥含水率高于72％左右時(具體數值根據污泥特性確定)，一般需要加入煤、油、氣等輔助燃料，才能使爐膛保持800-950℃的高溫；由于送入爐膛焚燒的是含水率較低的干化污泥，因此焚燒產生的煙氣中只含有少量水蒸氣，排出爐膛的熱量大大減少；濕污泥所含水分大部分在粒子干燥器中被蒸發出來，隨粒子干燥器流化氣體從其頂部引出；粒子干燥器排氣經細粉分離器分離出細粉和灰塵、冷卻器冷凝出冷凝水后，再經風機加壓，作為粒子干燥器流化氣體送回粒子干燥器循環使用，或者送入爐膛焚燒；細粉分離器分離出的細粉和灰塵通過機械輸送方式或者氣力方式送回爐膛焚燒，冷卻器冷凝出的冷凝水送回污水處理廠處理。
本發明的方法也可用于常規循環流化床燃煤鍋爐摻燒濕污泥，在循環流化床鍋爐中增設粒子干燥器以及熱灰分配閥，將濕污泥從粒子干燥器加入，通過熱灰分配閥從高溫循環灰回路中分流出部分熱灰送入粒子干燥器中，與濕污泥直接摻混，干化濕污泥，再將干化污泥與循環灰一起送回爐膛焚燒；引出粒子干燥器排氣進行除塵、除濕，循環使用或者送入爐膛焚燒。
其原理是濕污泥的干化過程在粒子干燥器中進行，利用高溫循環灰帶入的污泥以及輔助燃料的燃燒產生的熱量直接干化濕污泥，濕污泥在與高溫循環灰充分摻混、被加熱的同時完成造粒，成為含水率為5-20％的顆粒狀干化污泥，具有較好的流動性，與循環灰一起返回爐膛焚燒，焚燒產生的高溫煙氣中只含有少量水蒸氣；濕污泥中的大部分水分以水蒸氣的形式隨溫度較低的粒子干燥器排氣排出，水蒸氣在冷卻器中冷凝成水，可送回污水處理廠處理，經過除塵除濕的粒子干燥器排氣可在封閉循環中循環使用，也可送入爐膛焚燒處理，都能夠避免污泥干化時產生的有異味的氣體排放到環境中。
本發明提供的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法具有如下優點突破先干化再焚燒、兩個過程各自獨立進行的模式，將污泥的干化和焚燒有機結合起來，集中在單一裝置中進行，大大簡化了濕污泥的干化焚燒處理工藝，簡化了干化焚燒設備；濕污泥干化所需熱量直接來自于污泥以及輔助燃料的燃燒，熱粒子與濕污泥在粒子干燥器中直接接觸，充分摻混，強化了傳熱，使濕污泥迅速被加熱、干燥。濕污泥中所含的水分大部分不再隨焚燒產生的高溫煙氣排放，而是集中在粒子干燥器排出的低溫氣體中，減少了系統的熱量損失，減少了焚燒爐輔助燃料的消耗量，或者使能夠不添加輔助燃料、單獨干化焚燒的濕污泥含水率的上限提高；污泥干化中產生的氣體經處理后可循環使用或者送入爐膛焚燒，使處理過程中不排放有異味的氣體。
附圖1是本發明實施例1的方法示意圖。
附圖2是本發明實施例2的方法示意圖。
其中爐膛1 旋風分離器2熱灰分配閥3返料器4 粒子干燥器5打散裝置6濕污泥加入口7細粉分離器8冷卻器9風機10 濕污泥A干化污泥B粉塵D冷凝水E煙氣G粒子干燥器排氣C經除塵除濕的氣體F具體實施方式
實施例1在循環流化床焚燒爐中單獨干化焚燒含水率為60％的濕污泥A，將濕污泥A從設在粒子干燥器5上的濕污泥加入口7加入，加入時被裝在加入口7上的打散裝置6打散；粒子干燥器5設置在循環流化床焚燒爐循環灰循環回路中，旋風分離器2分離下來的高溫循環灰經機械式熱灰分配閥3，一部分進入返料器4直接返回爐膛1，另一部分進入粒子干燥器5；粒子干燥器5為鼓泡流化床式，底部通入流化氣體；從爐膛1下部加入沙子，增加總循環量，并通過熱灰分配閥3調節進入粒子干燥器5的高溫循環灰量，將粒子干燥器排氣C溫度控制在80℃左右；濕污泥A在粒子干燥器5中與循環灰直接摻混，并被加熱，所含水分蒸發，濕污泥A被干燥至含水率為20％的干化污泥B，與循環灰一起通過氣力方式返回爐膛1焚燒；粒子干燥器排氣C從其頂部引出，經細粉分離器8分離出粉塵D、冷卻器9冷凝出冷凝水E后，再經風機10加壓，作為粒子干燥器流化氣體送回粒子干燥器5循環使用；細粉分離器8分離出的粉塵D送回爐膛焚燒，冷卻器9冷凝出的冷凝水E送回污水處理廠處理。
實施例2在循環流化床焚燒爐中添加煤作為輔助燃料干化焚燒含水率為90％的濕污泥A，將濕污泥A從設在粒子干燥器5上的濕污泥加入口7加入，加入時被裝在加入口7上的打散裝置6打散；粒子干燥器5設置在循環流化床焚燒爐循環灰循環回路中，旋風分離器2分離下來的高溫循環灰經氣動控制式熱灰分配閥3，一部分進入返料器4直接返回爐膛1，另一部分進入粒子干燥器5；粒子干燥器5為鼓泡流化床式，底部通入流化氣體；通過熱灰分配閥3調節進入粒子干燥器5的高溫循環灰量，將粒子干燥器排氣C溫度控制在120℃左右；濕污泥A在粒子干燥器5中與循環灰直接摻混，并被加熱，所含水分蒸發，濕污泥A被干燥至含水率為15％的干化污泥B，與循環灰一起通過機械輸送方式返回爐膛1焚燒；粒子干燥器排氣C從其頂部引出，經細粉分離器8分離出粉塵D、冷卻器9冷凝出冷凝水E后，再經風機10加壓，送入爐膛1焚燒；細粉分離器8分離出的粉塵D送回爐膛1焚燒，冷卻器9冷凝出的冷凝水E送回污水處理廠處理。
實施例3在循環流化床燃煤鍋爐中，摻燒含水率為80％的濕污泥A，在鍋爐高溫循環灰回路上增設粒子干燥器5和氣動控制式熱灰分配閥3，使一部分高溫循環灰進入返料器4直接返回爐膛，另一部分進入粒子干燥器5，通過熱灰分配閥3調節進入粒子干燥器5的高溫循環灰量，將粒子干燥器排氣C溫度控制在150℃左右；濕污泥A從粒子干燥器5加入，在粒子干燥器5中與循環灰直接摻混，并被加熱，所含水分蒸發，濕污泥A被干燥至含水率為5％的干化污泥B，與循環灰一起通過機械輸送方式返回爐膛1焚燒；粒子干燥器排氣C從其頂部引出，經細粉分離器8分離出粉塵D、冷卻器9冷凝出冷凝水E后，再經風機10加壓，作為粒子干燥器流化氣體送回粒子干燥器5循環使用；細粉分離器8分離出的粉塵D送回爐膛1焚燒，冷卻器9冷凝出的冷凝水E送回污水處理廠處理。
權利要求
1.一種帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，在循環流化床焚燒爐或循環流化床鍋爐中干化焚燒含水率在60-90％之間的濕污泥，其特征在于，在循環流化床高溫循環灰回路中設置粒子干燥器，旋風分離器分離下來的高溫循環灰，一部分經返料器直接返回爐膛，另一部分進入粒子干燥器；經打散裝置打散的濕污泥送入粒子干燥器，在粒子干燥器中與高溫循環灰直接摻混，被加熱、干燥成為含水率為5-20％的干化污泥后，再與循環灰一起返回爐膛焚燒。
2.按權利要求1所述的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，其特征在于，所述的粒子干燥器為鼓泡流化床式，其底部通入流化氣體。
3.按權利要求1所述的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，其特征在于，通過熱灰分配閥調節進入粒子干燥器的高溫循環灰量，將粒子干燥器排氣溫度控制在80-150℃。
4.按權利要求3所述的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，其特征在于，通過向循環回路中添加沙子以增加總循環灰量方式，增強熱灰分配閥對粒子干燥器排氣溫度的調節能力。
5.按權利要求1所述的帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，其特征在于，所述的粒子干燥器排氣經除塵和除濕后，送回粒子干燥器作為流化氣體循環使用，或者送入爐膛焚燒。
全文摘要
本發明涉及一種帶粒子干燥器的循環流化床濕污泥干化焚燒處理方法，在循環流化床焚燒爐或循環流化床鍋爐中干化焚燒含水率在60－90％之間的濕污泥，將濕污泥的干化和焚燒集中在單一裝置中進行，濕污泥在粒子干燥器中完成干化后與循環灰一起返回爐膛焚燒，使濕污泥所含的大量水分不隨爐膛高溫煙氣一起進入尾部煙道，而是隨粒子干燥器流化氣體引出，減少系統的熱量損失；粒子干燥器排氣經除塵除濕后，作為粒子干燥器流化氣體循環使用或送入爐膛焚燒，處理過程中不排放有異味的氣體。
文檔編號F23G5/02GK1880849SQ20051001194
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月16日 優先權日2005年6月16日
發明者呂清剛, 那永潔, 高鳴, 包紹麟, 贠小銀, 孫運凱, 賀軍, 矯維紅, 馬人熊, 王東宇, 雍玉梅 申請人:中國科學院工程熱物理研究所