一种城市污泥焚烧处理装置

摘要

本发明公开了一种城市污泥焚烧处理装置，包括污泥干化装置、流化床焚烧炉、烟气净化系统和烟囱，污泥干化装置包括污泥入口、干化污泥出口、干化气体出口以及蓄热工质第一管路；流化床焚烧炉包括干化污泥入口、气体入口、烟气出口以及蓄热工质第二管路；干化污泥出口与污泥入口连接，蓄热工质第一管路与蓄热工质第二管路连接形成循环回路，在烟气出口依次连接所述的烟气净化系统和烟囱，在干化气体出口连接有一吸收式制冷或热泵机组，在吸收式制冷或热泵机组的出口连接有一气液分离装置，该气液分离装置的出气口与气体入口连接。与现有技术相比，本发明无需喷淋塔，节省了水资源，同时提高了排放标准，更环保。

权利要求

1.一种城市污泥焚烧处理装置，包括污泥干化装置、流化床焚烧炉、烟气净化系统和烟囱，所述的污泥干化装置包括污泥入口、干化污泥出口、干化气体出口以及蓄热工质第一管路；所述的流化床焚烧炉包括干化污泥入口、气体入口、烟气出口以及蓄热工质第二管路；

所述的干化污泥出口与所述的污泥入口连接，所述的蓄热工质第一管路与所述的蓄热工质第二管路连接形成循环回路，在所述的烟气出口依次连接所述的烟气净化系统和烟囱，其特征在于：在所述的干化气体出口连接有一吸收式制冷或热泵机组，在所述的吸收式制冷或热泵机组的出口连接有一气液分离装置，该气液分离装置的出气口与所述的气体入口连接。

说明书

一种城市污泥焚烧处理装置

技术领域

[0001] 本发明属于能源技术领域，涉及一种利用城市污泥焚烧来实现区域冷热联产，实现能源循环利用的装置及方法。

背景技术

[0002] 20世纪70年代以后，城市污泥产生的环境问题日益突出。在我国城市化进程加快、城市人口急剧增加、国家对环保事业投入不断增长的推动下，我国污水处理厂数量连年增加，污水处理能力不断提高，由此产生的污泥也将保持较大幅度的增长。据中国环境科学研究院测算，到2010年，我国各城市污水处理厂产生的湿污泥将达5000多万吨，占我国年总固体废弃物排放量的5％以上。在全球资源紧张的大背景下，改变传统的污泥处理和利用方式，减少污泥的二次污染，发展污泥资源化利用技术，已成为中国乃至全世界环保界广泛关注的课题之一。

[0003] 城市污泥中含有大量的重金属，由于重金属不能被微生物分解，并可在生物体内富集，对生态环境的危害较大。目前主要的污泥处理方式是经简单脱水后进行填埋，但其很容易造成对环境的二次污染，同时占用大量的土地资源。以焚烧为核心的污泥处理方法是比较彻底的处理方法，它的优点在于其产物为无菌、无臭的无机残渣，迅速实现无菌化和减量化(80％～90%)的目的。

[0004] 城市污泥处理完全可以实现变废为宝，走上循环经济之路。城市污泥因含有大量的有机物质而具有较高的热值这奠定了污泥具有资源化利用的潜在价值，也就决定了城市污泥无害化与资源化处理的可能性。城市污泥贡献热值的基本条件是，污泥的含水率必须从污水处理厂出来时的80％左右降至30％以下，污泥中含有大量的有机物质，在干化过程中污泥的部分有机物会发生分解，并释放出各种气体。在低于200℃的温度下，污泥释放的气体除最主要的水蒸气外，还有大量的烃类物质，它们在大气中很不稳定，容易被氧化或分解。所以在送入流化床焚烧炉之前需要去除气体中的水蒸气，从而提高焚烧的效率和安全性，现在采用的方式如图1所示，利用喷淋塔的方式冷却和吸收气体中的水蒸气，然后水蒸气变成液体排出。若能充分利用这部分热量，就能大大减少污泥干化焚烧过程中的能 量损失，节约能源。

发明内容

[0005] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种无需喷淋水且更环保的城市污泥焚烧处理装置。

[0006] 本发明的技术解决方案是：

[0007] 一种城市污泥焚烧处理装置，包括污泥干化装置、流化床焚烧炉、烟气净化系统和烟囱，所述的污泥干化装置包括污泥入口、干化污泥出口、干化气体出口以及蓄热工质第一管路；所述的流化床焚烧炉包括干化污泥入口、气体入口、烟气出口以及蓄热工质第二管路；所述的干化污泥出口与所述的污泥入口连接，所述的蓄热工质第一管路与所述的蓄热工质第二管路连接形成循环回路，在所述的烟气出口依次连接所述的烟气净化系统和烟囱，其特征在于：在所述的干化气体出口连接有一吸收式制冷或热泵机组，在所述的吸收式制冷或热泵机组的出口连接有一气液分离装置，该气液分离装置的出气口与所述的气体入口连接。

[0008] 含水率很高的原污泥先经过药物调质和物理脱水（压缩脱水/离心脱水）后送入污泥干化装置，脱水污泥在污泥干化装置中吸收蓄热工质（如导热油等）的热量成为含水率低的干化污泥，再将干化污泥和助燃空气通入流化床焚烧炉中燃烧，炉渣从流化床焚烧炉底部排出，产生的烟气通过烟气净化系统后再通过烟囱排向环境。

[0009] 本发明装置还包括吸收式制冷或热泵机组，在污泥干化装置中产生的干化气体通过管道与所述吸收式制冷和热泵机组的发生器相连，作为机组的驱动热源，可实现对区域的供冷和供热。

[0010] 气液分离装置，将放热后的干化气体通过管道与气液分离装置相连，将产生的凝结水排出，而干化工程中产生的可燃气体及不凝性气体送到流化床焚烧炉。

[0011] 本发明处理装置在污泥干化装置的气体出口设置吸收式制冷或热泵机组，通过吸收式制冷或热泵机组吸收气体的温度并将水蒸气冷凝成水在气液分离装置中排出，部分可溶于水的污染性气体则不会随着冷凝水排出而是进入到流化床焚烧炉焚烧并进行后续的净化处理，提高了气体排放的环保等级。

[0012] 本发明与现有技术相比具有如下优点：

[0013] （1）本发明对干化气体的处理节能、高效，产生的干化气体排水只是污泥 干化过程中产生的水蒸气的凝结水，其含量较少便于集中处理，而图1的处理方式需人为添加大量喷淋水，对后续干化排水的处理带来很大的压力，甚至造成无法回收的状况，浪费了大量的水资源；同时，本发明增加了吸收式制冷或热泵机组，与将干化气体直接通入喷淋塔相比，干化气体中的水蒸气被吸热后冷凝成水而排出，其他气体则全部进入焚烧炉燃烧，极大地降低了气体对环境造成的污染问题，提高了气体排放的环保等级。

[0014] （2）本发明增加了气液分离装置，取代未采用图1的将干化气体通入喷淋塔的做法，对干化气体的处理更加彻底，处理后的干化气体水蒸气比例较图1的处理方式大幅下降，通过此装置保证了所述流化床焚烧炉的燃烧效率。

[0015] （3）本发明不需再建图1所示占地面积极大的喷淋塔，大大节约工程前期的投资和后续的运营成本.

[0016] （4）大大减少了污泥干化过程中能量的损失，将干化过程中水蒸气的大量潜热直接用来实现夏季供冷和全年的供应热水，实现热量的循环利用。

[0017] （5）本发明保证了污泥干化后有机质的能量的热值（＞8000kJ/kg），又利用了污泥干化过程中的大量热量，同时燃烧的灰渣可以作为建筑材料进一步的使用，可最大化实现污泥的资源化利用。

附图说明

[0018] 图1是现有技术的污泥焚烧装置示意图。

[0019] 图2是本发明污泥焚烧处理装置的示意图。

[0020] 1、原水污泥入口，2、污泥调质脱水装置，3、污泥入口，4、污泥干化装置，5 流化床焚烧炉，6、烟气净化系统，7、烟囱，8、干化污泥出口，9、干化气体出口，10、蓄热工质第一管路，11、干化污泥入口，12、干化气体入口，13、烟气出口，14、蓄热工质第二管路，15、喷淋塔，16、喷淋塔进水口，17、喷淋塔出水口，18、助燃空气进口，19、炉渣出口，20、吸收式制冷或热泵机组，21、气液分离装置，22、冷凝水出口。

具体实施方式

[0021] 以下将结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

[0022] 如图2所示，本发明提供的一种城市污泥焚烧处理装置，包括污泥干化装 置、流化床焚烧炉、烟气净化系统和烟囱。含水率很高的原污泥先经过药物调质和物理脱水（压缩脱水/离心脱水）后送入污泥干化装置，脱水污泥在污泥干化装置中吸收蓄热工质（如导热油等）的热量成为含水率低的干化污泥，再将干化污泥和助燃空气通入流化床焚烧炉中燃烧，该装置还包括吸收式制冷和热泵机组，在污泥干化装置中产生的干化气体通过管道与所述吸收式制冷和热泵机组的发生器相连，作为他们的驱动热源；还包括气液分离装置，将放热后的干化气体通过管道与气液分离装置相连，将污泥干化过程中产生的凝结水排出，而干化工程中产生的可燃气体及不凝性气体继续送到流化床焚烧炉中燃烧，炉渣从流化床焚烧炉底部排出，产生的烟气通过烟气净化系统后再通过烟囱排向环境。