CN113603332A - 一种利用高温烟气处置污泥的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污泥处理及处置技术领域，为一种利用高温烟气处置污泥的装置及方法。包括与锅炉连接的污泥干化设备；污泥干化设备的顶部设置有物料入口，底部通过物料出口依次连接风扇磨、炉烟风机和锅炉的污泥燃烧器，内部自上而下依次设有链条传送带和旋翼；所述链条传送带上方的污泥干化设备侧壁上设置有烟气入口；烟气入口沿链条传送带传输方向设置，所述的烟气入口与锅炉低温过热器出口烟道处的高温取烟口和省煤器入口烟道的中温取烟口连接；链条传送带包括一级链条传送带和二级链条传送带；一级链条传送带设置在二级链条传送带上方；一级链条传送带与二级链条传送带的输送方向相反，且一级链条传送带与二级链条传送带交错设置。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理及处置技术领域，具体为一种利用高温烟气处置污泥的装置及方法。
背景技术
近年来我国城镇化水平不断提高，污泥的产量也大幅度增加，有数据统计，2020年我国市政污泥年产量达到6000万～9000万吨。由于污泥中含有病原微生物、寄生虫、重金属等有害物质。若处置不合理将会对地下水、土壤等造成污染，严重危害到人类健康，所以污泥的处置方式已成为行业关注焦点。
现有污泥处理和处置技术，如污泥堆肥农用、填埋、填海以及焚烧等都难以很好解决污泥问题，不能达到污泥处置“减量化、无害化、资源化”的要求。利用现有锅炉掺烧处置污泥可实现污泥的无害化处置，目前典型技术路线为通过旋筒式干化机，旋筒内布置钢球，实现污泥的干化和破碎，破碎后的污泥可送入锅炉内燃烧处置。但旋筒式干化机的换热效率较低，大量处置污泥时旋筒体积巨大，且旋筒内布置钢球容易造成干化机损坏，干化机检修维护工作量较大。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种利用高温烟气处置污泥的装置及方法，结构简单，设计合理，安全可靠，能有效增加有效换热面积，减小设备占地面积。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种利用高温烟气处置污泥的装置，包括与锅炉连接的污泥干化设备；
所述污泥干化设备的顶部设置有物料入口，底部通过物料出口依次连接风扇磨、炉烟风机和锅炉的污泥燃烧器，内部自上而下依次设置有链条传送带和旋翼；所述链条传送带上方的污泥干化设备侧壁上设置有烟气入口；烟气入口沿链条传送带传输方向设置，所述的烟气入口与锅炉低温过热器出口烟道处的高温取烟口和省煤器入口烟道处的中温取烟口连接。
进一步的，所述链条传送带包括一级链条传送带和二级链条传送带；所述的一级链条传送带设置在二级链条传送带上方；所述的一级链条传送带与二级链条传送带的输送方向相反，且一级链条传送带与二级链条传送带交错设置。
更进一步的，所述烟气入口包括第一烟气入口和第二烟气入口；所述的第一烟气入口设置在一级链条传送带输入端对应的污泥干化设备内壁上方；所述的第二烟气入口设置在二级链条传送带输入端对应的污泥干化设备内壁上方。
再进一步的，所述第一烟气入口通过管路连接锅炉烟道的高温取烟口和中温取烟口。
再进一步的，所述第二烟气入口通过管路连接锅炉烟道的高温取烟口和中温取烟口。
进一步的，所述旋翼呈柱状体，其上均匀布设有若干旋杆；所述旋翼的一端连接电机，另一端正对污泥干化设备的物料出口。
进一步的，所述高温取烟口和中温取烟口的出口处均设置有控制阀，其通过汇合管路与烟气入口连接。
更进一步的，所述汇合管路与烟气入口连接的管路上设置有控制阀。
一种利用高温烟气处置污泥的方法，包括如下步骤：
首先，利用炉烟风机分别从锅炉高温取烟口和中温取烟口取高温烟气和中温烟气，将两种烟气混合后通过烟气入口送入污泥干化设备中；同时，将污泥通过物料入口送入污泥干化设备内；
其次，进入污泥干化设备内的污泥先落在链条传送带上，污泥随一级链条传送带一边向前移动一边被烟气入口进入的热烟气干燥，干燥后的污泥从二级链条传送带落在旋翼上，被旋翼破碎并向上抛洒，使污泥内部水分进一步蒸干形成小颗粒干污泥；
最后，小颗粒干污泥被烟气携带进入风扇磨内，在风扇磨内小颗粒干污泥被破碎成细粉末，污泥细粉末由烟气携带送入布置在锅炉炉膛上的污泥燃烧器，最终污泥细粉末在高温炉膛内完成燃烧处置。
进一步的，污泥首先落在一级链条传送带上，随一级链条传送带一边向前移动一边被第一烟气入口进入的热烟气干燥；然后从一级链条传送带落入二级链条传送带，随二级链条传送带继续一边向前移动一边被第二烟气入口进入的热烟气干燥；最后从二级链条传送带落在旋翼上，污泥被旋翼破碎并向上抛洒；
通过控制阀分别控制高温烟气和中温烟气的抽取量，调节进入烟气入口混合烟气的温度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明装置通过在污泥干化设备内布置链条传送带，增加污泥在干化设备内的停留时间和有效换热面积，增加污泥水分蒸干效率，并增加污泥干化设备的空间利用率，有效减小设备占地面积，可防止污泥在干化过程中板结成块；而且通过烟气入口将锅炉的高温、中温烟气混合后送入污泥干化设备内，对污泥进行干燥，高效可靠；同时，通过布置旋翼和风扇磨，使污泥完成两级破碎，污泥破碎成细粉末可以在煤粉锅炉内悬浮燃烧，使污泥可以被烟气携带直接送入锅炉内燃烧处置，没有干污泥倒运过程，无二次污染。
进一步，本发明装置采用的链条传送带为上下交错布置的两级链条传送带，使污泥依次通过一级链条传送带和二级链条传送带，能进一步增加污泥在干化设备内的停留时间和有效换热面积。
进一步，本发明装置通过在不同位置设置两个烟气入口，将干化烟气分级送入污泥干化设备内，可减少从第一烟气入口送入污泥干化设备内的烟气流量，降低烟气流速，使烟气在一级链条传送带上与污泥间换热更充分；在第二烟气入口补充高温烟气，提高二级链条传送带处的烟气温度，强化污泥在二级链条传送带上的干化效果。
进一步，本发明装置采用控制阀来分别控制锅炉高温、中温烟气的抽取量，从而控制混合烟气的温度；同时还可通过控制阀分别控制进入第一烟气入口和第二烟气入口的混合烟气的量，灵活可靠，能保证处理效果。
本发明方法根据污泥高水分的特点，从锅炉抽取高温烟气到污泥干化设备内，通过在污泥干化设备中布置链条传送带，增加污泥在干化设备中的停留时间和有效换热面积，在干化设备中布置旋翼，使半干污泥初步破碎，使污泥进一步释放内部水分，通过在干化设备后布置风扇磨，将污泥破碎成可供锅炉燃烧的细小粉末，污泥粉末由烟气携带送回锅炉内燃烧处置，该方法高效可靠，安全可行，检修维护方便，处理效果较好。
附图说明
图1为本发明实施例所述装置的结构示意图。
图中：1.污泥干化设备，2.风扇磨，3.炉烟风机，4.污泥燃烧器，5.一级链条传送带，6.二级链条传送带，7.物料入口，8.第一烟气入口，9.第二烟气入口，10.旋翼，11.高温取烟口，12.中温取烟口。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种利用高温烟气处置污泥的装置，如图1所示，包括污泥干化设备1、风扇磨2、炉烟风机3、污泥燃烧器4、一级链条传送带5、二级链条传送带6、物料入口7、第一烟气入口8、第二烟气入口9、旋翼10、高温取烟口11、中温取烟口12；
所述物料入口7设置在污泥干化设备1的顶部；所述污泥干化设备1底部的物料出口依次连接风扇磨2、炉烟风机3和锅炉的污泥燃烧器4；所述旋翼10呈柱状体且其上均匀布设有若干旋杆，旋翼10设置在污泥干化设备1底部内，其一端连接电机，另一端端正对物料出口；所述一级链条传送带5和二级链条传送带6依次自上而下交错设置在旋翼10上方的污泥干化设备1内；所述的一级链条传送带5输入端靠近污泥干化设备1的内壁上方设置有第一烟气入口8，二级链条传送带6输入端靠近污泥干化设备1的内壁上方设置有第二烟气入口9；所述高温取烟口11和中温取烟口12设置在锅炉低温过热器出口和省煤器入口处的烟道上，其上分别设置有控制阀，并通过汇合管路与第一烟气入口8和第二烟气入口9分别连接；
其中，第一烟气入口8和第二烟气入口9与汇合管路连接的管路上分别设置有控制阀。
在实际应用过程中，具体的实施步骤如下：
1)利用炉烟风机3从锅炉高温取烟口11抽取高温烟气，从锅炉中温取烟口12抽取中温烟气，高温烟气和中温烟气混合成混合烟气作为污泥的干燥介质，混合烟气通过污泥干化设备上的第一烟气入口8和第二烟气入口9送入污泥干化设备1内；通过调节高温烟气和中温烟气的用量可调节混合烟气温度；
2)污泥通过物料入口7进入污泥干化设备1内，首先落在一级链条传送带5上，污泥随一级链条传送带5向前移动，从第一烟气入口8进入的混合烟气对一级链条传送带5上的污泥进行干化；一级链条传送带5能增加污泥在污泥干化设备1内的停留时间和有效换热面积，而第一烟气入口8中的混合烟气能增加污泥水分蒸干效率，防止污泥在干化过程中板结成块；
3)一级链条传送带5上的污泥再次落到二级链条传送带6上，再随二级链条传送带6向前移动，从第二烟气入口9进入的混合烟气对污泥继续进行干化；一级链条传送带5上的污泥在下落时会翻面落到二级链条传送带6上，而二级链条传送带6能再次增加污泥在污泥干化设备1内的停留时间和有效换热面积，第二烟气入口9中的混合烟气能再次增加污泥水分蒸干效率；
4)二级链条传送带6上的污泥最后落在旋翼10上，通过旋翼10的旋转，若干旋杆将污泥撞击破碎成小颗粒，并将污泥颗粒抛向上方，污泥小颗粒弥散在旋翼10上方，能增大有效换热面积，进一步被烟气干化；
5)干化后的污泥小颗粒被烟气携带，在风扇磨2及炉烟风机3的抽吸作用下进入风扇磨2内，在风扇磨2内干化后的污泥破碎成细粉末状，污泥细粉末被烟气携带送入布置在锅炉炉膛上的污泥燃烧器4内，污泥细粉末通过污泥燃烧器4进入炉膛内焚烧处置。
基于上述的任意一项装置，本发明还提供一种利用高温烟气处置污泥的方法，包括如下步骤，
首先，利用炉烟风机3分别从锅炉高温取烟口11和中温取烟口12取高温烟气和中温烟气，将两种烟气混合后通过烟气入口送入污泥干化设备1中；同时，将污泥通过物料入口7送入污泥干化设备1内；
其次，进入污泥干化设备1内的污泥先落在链条传送带上，污泥随一级链条传送带5一边向前移动一边被烟气入口进入的热烟气干燥，干燥后的污泥从二级链条传送带6落在旋翼10上，被旋翼10破碎并向上抛洒，使污泥内部水分进一步蒸干形成小颗粒干污泥；
最后，小颗粒干污泥被烟气携带进入风扇磨2内，在风扇磨2内小颗粒干污泥被破碎成细粉末，污泥细粉末由烟气携带送入布置在锅炉炉膛上的污泥燃烧器4，最终污泥细粉末在高温炉膛内完成燃烧处置。
其中，
污泥首先落在一级链条传送带5上，随一级链条传送带5一边向前移动一边被第一烟气入口8进入的热烟气干燥；然后从一级链条传送带5落入二级链条传送带6，随二级链条传送带6继续一边向前移动一边被第二烟气入口9进入的热烟气干燥；最后从二级链条传送带6落在旋翼10上，污泥被旋翼10破碎并向上抛洒；
通过控制阀分别控制高温取烟口11和中温取烟口12中烟气的抽取量，调节进入烟气入口的混合烟气温度。
Claims (10)
1.一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，包括与锅炉连接的污泥干化设备(1)；
所述污泥干化设备(1)的顶部设置有物料入口(7)，底部通过物料出口依次连接风扇磨(2)、炉烟风机(3)和锅炉的污泥燃烧器(4)，内部自上而下依次设置有链条传送带和旋翼(10)；所述链条传送带上方的污泥干化设备(1)侧壁上设置有烟气入口；烟气入口沿链条传送带传输方向设置，所述的烟气入口与锅炉低温锅炉热出口烟道处的高温取烟口(11)和省煤器入口中温取烟口(12)连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述链条传送带包括一级链条传送带(5)和二级链条传送带(6)；所述的一级链条传送带(5)设置在二级链条传送带(6)上方；所述的一级链条传送带(5)与二级链条传送带(6)的输送方向相反，且一级链条传送带(5)与二级链条传送带(6)交错设置。
3.根据权利要求2所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述烟气入口包括第一烟气入口(8)和第二烟气入口(9)；所述的第一烟气入口(8)设置在一级链条传送带(5)输入端对应的污泥干化设备(1)内壁上方；所述的第二烟气入口(9)设置在二级链条传送带(6)输入端对应的污泥干化设备(1)内壁上方。
4.根据权利要求3所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述第一烟气入口(8)通过管路连接锅炉烟道的高温取烟口(11)和中温取烟口(12)。
5.根据权利要求3所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述第二烟气入口(9)通过管路连接锅炉烟道的高温取烟口(11)和中温取烟口(12)。
6.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述旋翼(10)呈柱状体，其上均匀布设有若干旋杆；所述旋翼(10)的一端连接电机，另一端正对污泥干化设备(1)的物料出口。
7.根据权利要求1所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述高温取烟口(11)和中温取烟口(12)的出口处均设置有控制阀，其通过汇合管路与烟气入口连接。
8.根据权利要求6所述的一种利用高温烟气处置污泥的装置，其特征在于，所述汇合管路与烟气入口连接的管路上设置有控制阀。
9.一种利用高温烟气处置污泥的方法，其特征在于，基于上述权利要求1-8任意一项所述装置，包括如下步骤：
首先，利用炉烟风机(3)分别从锅炉高温取烟口(11)和中温取烟口(12)取高温烟气和中温烟气，将两种烟气混合后通过烟气入口送入污泥干化设备(1)中；同时，将污泥通过物料入口(7)送入污泥干化设备(1)内；
其次，进入污泥干化设备(1)内的污泥先落在链条传送带上，污泥随一级链条传送带(5)一边向前移动一边被烟气入口进入的热烟气干燥，干燥后的污泥从二级链条传送带(6)落在旋翼(10)上，被旋翼(10)破碎并向上抛洒，使污泥内部水分进一步蒸干形成小颗粒干污泥；
最后，小颗粒干污泥被烟气携带进入风扇磨(2)内，在风扇磨(2)内小颗粒干污泥被破碎成细粉末，污泥细粉末由烟气携带送入布置在锅炉炉膛上的污泥燃烧器(4)，最终污泥细粉末在高温炉膛内完成燃烧处置。
10.根据权利要求9所述的一种利用高温烟气处置污泥的方法，其特征在于，
污泥首先落在一级链条传送带(5)上，随一级链条传送带(5)一边向前移动一边被第一烟气入口(8)进入的热烟气干燥；然后从一级链条传送带(5)落入二级链条传送带(6)，随二级链条传送带(6)继续一边向前移动一边被第二烟气入口(9)进入的热烟气干燥；最后从二级链条传送带(6)落在旋翼(10)上，污泥被旋翼(10)破碎并向上抛洒；
通过控制阀分别控制高温烟气和中温烟气的抽取量，调节进入烟气入口混合烟气的温度。
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