CN101274813B - 尾气余热回收再利用的污泥干化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统。该系统有一段式和两段式不同的方式，它们由封闭式污泥预处理库、供热炉、混风器、污泥进料机、污泥干化成粒装置、热管换热器、输送设备、通风管道、污泥成品库、除尘除气设备、生物土壤滤床和烟囱等主体设备构成。该发明通过热管换热器回收污泥干化尾气余热，并将回收的能量再利用于污泥干化，不仅能够以最低的能耗高效率地完成污泥干化和成粒过程，而且能够大大地提高尾气处理的效果，真正使污泥干化实现节能、清洁和低成本地运行。该系统使污泥在干化同时所形成的团粒，即符合烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的要求，又保持了原始污泥90％以上的热值，使污泥资源化利用的价值达到最大化。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统。
背景技术
城市污水处理厂在处理工业废水和生活污水同时产生的污泥，以及污染河流和湖泊的疏浚污泥除了以矿物形式存在的无机组分外，还含有大量的难降解有机污染物和多种重金属元素，这两类污泥通常被称为城市污泥。由于城市污泥具有含水率高，数量大，且富集了高浓度污染物的特点，因此，如果这类污泥得不到妥善地处理或处置，会给环境带来严重的二次污染。如何安全、经济、有效地处理城市污泥成为国内外共同面临的难题。
国外对城市污泥主要采取卫生填埋、焚烧、土地利用和投海等方法。卫生填埋需要足够的空间和必要的环境保护手段，随着城市化进程的不断加快，城市周围难以找到适合堆埋污泥的空间；焚烧虽然可以使污泥能够明显的减量化，但污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，加上污泥在焚烧时会给大气环境带来污染，根据我国的现状，污泥焚烧处理在经济上难以承受，在技术上还不够成熟；土地利用就是将污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是，城市污泥中所含的重金属和持久性有机污染物限制了污泥作为肥料的可利用性，根据研究表明，城市污泥中富集的重金属会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链，最终危害人体健康；污泥投海会污染近海水域，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁，这种方法已被明令禁止。由于国外没有有效的污泥处理技术可以被借鉴，因此，目前我国对城市污泥主要采用临时堆埋的方法，由此而产生的环境二次污染和大量占用土地等问题日趋尖锐，这不仅严重影响了城市污水处理的正常运行，而且在局部地区，因污泥堆埋场周边居民的强烈反对而成为社会不稳定的因素。
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对环境质量的要求越来越高，为了保护生态环境和提高人类生存环境的质量，各地政府不断加强对环境保护的力度，要求所有工业废水和城市生活污水必须经过处理，达标后才能排放，同时为了有效地治理和改善污染河流和湖泊水体的环境质量，几乎所有靠近城市的河段和湖泊需要疏浚，这意味着城市污泥的数量将与日俱增。实践表明，对污泥进行无害化、减量化和资源化处理是彻底处置城市污泥的唯一途径。
污水处理厂污泥和河湖疏浚污泥含水率高和体积大，而热干化不仅可以使污泥显著地减少体积，并且能够明显地减少臭味、病原菌、粘度等负面特性，干化后的污泥更是具有多方面的用途，因此，热干化是污泥实现减量化、无害化和资源化处理的关键一步。我们曾经在对城市污水处理厂产生的污泥和污染河、湖疏浚污泥物化性质研究的基础上，通过大量的工程实践，相继发明了回流式可控温污泥干化装置与方法(发明专利授权号：200410052759.0)和利用锅炉烟气余热干化污泥的方法(专利号：ZL 2005 1 0048978.6)，这使得污泥在得到有效干化的同时，形成质地坚硬的污泥团粒，并保存了90％以上的原始热值，这种污泥团粒也可以作为燃煤的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖和生产水泥压制品等，为城市污泥的无害化资源化处理奠定了基础，它们的技术核心是，在城市污泥资源化利用之前，通过热干化过程，先将污泥减量化，并制成污泥团粒。污泥热干化的过程，是能量净支出的过程，耗能的费用占到了整个运行成本的80％左右，现有的污泥热干化方法，是通过供热源将热空气送入干燥装置中，把热量传给污泥物料，使污泥中的水分汽化而得到干化，在这个过程中有一部分的热能以烟气的显热和烟气中水蒸汽的潜热排入大气，造成了能源的浪费。为了减少污泥干化的能耗，降低污泥热干化的运行成本，我们发明了尾气余热回收再利用的污泥干化系统，采用热交换技术，通过热管换热器回收污泥干化时排放尾气中的余热，再将该热能回用于污泥的干化过程，这一方面使能量的利用率得到大幅度提高，另一方面使污泥干化所产生的尾气的处理效率也得到进一步的提高。另外，由于整个污泥干化过程采用全封闭运行，因此，不仅使污泥得到干化和成粒后，仍保持污泥原有的90％以上的热值，而且使污泥干化正真实现了清洁节能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统。
一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统具有污泥预处理库，污泥储存库内设有推泥机，污泥储存库一端通过槽式螺旋输送机与污泥进料机相连接，污泥进料机依次通过污泥进料口和第一输送机与第一污泥干化成粒装置的进料口相连接，供热炉通过混风器经通风管与第一污泥干化成粒装置的进气口相连接，第一污泥干化成粒装置的出气口经通风管与热管换热器的热气体进口相连接，热管换热器的第一预热空气出口通过第一风机与混风器相连接，热管换热器的第二预热空气出口通过第三风机与污泥成品库的预热空气进口相连接，污泥成品库的出气口通过第五风机与生物土壤滤床相连接，污泥储存库的气体释放口通过第四风机和与生物土壤滤床相连接，或者污泥储存库的气体释放口通过第三风机与供热炉相连接，热管换热器的排气口经通风管与除尘除气设备相连接，除尘除气设备通过第二风机与烟囱相连接，污泥干化成粒装置的出料口通过第二输送机与污泥成品库的进料口相连接。污泥预处理库顶部设有采阳板。
另一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统具有污泥预处理库，污泥预处理库内设有推泥机，污泥预处理库通过槽式螺旋输送机与污泥进料机相连接，污泥进料机依次通过第一污泥进料口和第一输送机与第一污泥干化成粒装置的进料口相连接，第一污泥干化成粒装置的出料口通过第三输送机与第二进料口相连接，供热炉通过混风器经通风管同时与第一污泥干化成粒装置的进气口、第二污泥干化成粒装置的进气口相连接，第一污泥干化成粒装置的出气口、第二污泥干化成粒装置的出气口同时经通风管和第七风机与热管换热器的热气体进口相连接，热管换热器的第一预热空气出口通过第一风机经通风管与混风器相连接，热管换热器的第二预热空气出口通过第六风机与污泥成品库的预热空气进口相连接，污泥成品库的出气口通过第五风机与生物土壤滤床相连接，污泥预处理库的气体释放口通过第四风机与生物土壤滤床相连接，或者通过第三风机与供热炉相连接，热管换热器的排气口经通风管与除尘除气设备相连接，除尘除气设备通过第二风机与烟囱相连接，第二污泥干化成粒装置的出料口通过第二输送机与污泥成品库的进料口相连接。污泥预处理库顶部设有采阳板。
本发明通过尾气余热回收再利用，不仅使提供干化污泥的能量得到充分地利用，而且使污泥干化排放的尾气温度下降，从而大大提高了除尘除气的效果，这一方面使污泥干化在较低的运行成本下进行，另一方面使污泥在得到有效干化的同时，使污泥自然形成符合烧制轻质节能砖和生产水泥压制品硬度要求的团粒，并保持了污泥原有的90％以上的热值，为污泥团粒的资源化利用价值达到最大化创造了条件，真正实现了清洁节能的目标，即能获得显著的社会和环境效益，又能获得明显的经济效益。
附图说明
图1是一段式尾气余热回收再利用的污泥干化系统结构示意图；
图2是并联二段式尾气余热回收再利用的污泥干化系统结构示意图；图中：供热炉1、混风器2、第一污泥干化成粒装置3、热管换热器4、除尘除气设备5、烟囱6、污泥预处理库7、推泥机8、槽式螺旋输送机9、第一输送机10、污泥成品库11、生物土壤滤床12、第一污泥进料口13、第一风机14、第二输送机15、第二风机16、第三风机17、第四风机18、第五风机19、第六风机20、污泥进料机21、第二污泥干化成粒装置22、第三输送机23、第二污泥进料口24、第七风机25。
具体实施方式
如附图1所示，一段式尾气余热回收再利用的污泥干化系统具有污泥预处理库7，污泥储存库7内设有推泥机8，污泥储存库7通过槽式螺旋输送机9与污泥进料机21相连接，污泥进料机21依次通过污泥进料口13和第一输送机10与第一污泥干化成粒装置3的进料口相连接，供热炉1通过混风器2与第一污泥干化成粒装置3的进气口相连接，为污泥干化提供热量，第一污泥干化成粒装置3的出气口经通风管与热管换热器4的热气体进口相连接，通过热管换热器4回收来自第一污泥干化成粒装置3的尾气余热，并将回收的余热转换成热空气，热管换热器4的第一预热空气出口通过第一风机14与混风器2相连接，将一部分热空气与来自供热炉1的热量相混合，一方面起调节温度的作用，另一方面为污泥干化提供循环再利用的能源，热管换热器4的第二预热空气出口通过第三风机20与污泥成品库11的预热空气进口相连接，将另一部分热空气作为干化后污泥进一步脱水的能源，污泥成品库11的出气口通过第四风机18与生物土壤滤床12相连接，污泥储存库7的气体释放口通过第四风机18和与生物土壤滤床12相连接，或者通过第三风机17与供热炉1相连接，热管换热器4的排气口经通风管与除尘除气设备5相连接，除尘除气设备5通过第二风机16与烟囱6相连接，经过除尘除气处理后的污泥干化尾气达标排放，第一污泥干化成粒装置3的出料口通过第二输送机15与污泥成品库11的进料口相连接。封闭式污泥预处理库，其顶部设有采阳板。
如附图2所示，并联二段式尾气余热回收再利用的污泥干化系统具有污泥预处理库7，污泥预处理库7内设有推泥机8，污泥预处理库7通过槽式螺旋输送机9与污泥进料机21相连接，污泥进料机21依次通过第一污泥进料口13和第一输送机10与第一污泥干化成粒装置3的进料口相连接，第一污泥干化成粒装置3的出料口通过第三输送机23与第二进料口24相连接，将经过第一段干化后的污泥送入第二污泥干化成粒装置22，进行第二段干化，供热炉1通过混风器2经通风管同时与第一污泥干化成粒装置3的进气口、第二污泥干化成粒装置22的进气口相连接，为污泥第一段干化和第二段干化提供热量，第一污泥干化成粒装置3的出气口、第二污泥干化成粒装置22的出气口同时经通风管和第七风机25与热管换热器4的热气体进口相连接，通过热管换热器4回收来自第一污泥干化成粒装置3和第二污泥干化成粒装置22的尾气余热，并将回收的余热转换成热空气，热管换热器4的第一预热空气出口通过第一风机14经通风管与混风器2相连接，将一部分热空气与来自供热炉1的热量相混合，一方面起调节温度的作用，另一方面为污泥干化提供循环再利用的能源，热管换热器4的第二预热空气出口通过第六风机20与污泥成品库11的预热空气进口相连接，将另一部分热空气作为干化后污泥进一步脱水的能源，污泥成品库11的出气口通过第五风机19与生物土壤滤床12相连接，污泥预处理库7的气体释放口通过第四风机18与生物土壤滤床12相连接，或者通过第三风机17与供热炉1相连接，热管换热器4的排气口经通风管与除尘除气设备5相连接，除尘除气设备5通过第二风机16与烟囱6相连接，经过除尘除气处理后的污泥干化尾气达标排放，第二污泥干化成粒装置22的出料口通过第二输送机15与污泥成品库11的进料口相连接。封闭式污泥预处理库，其顶部设有采阳板。
Claims (4)
1.一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统，其特征在于它具有污泥预处理库(7)，污泥预处理库内设有推泥机(8)，污泥预处理库一端通过槽式螺旋输送机(9)与污泥进料机(21)相连接，污泥进料机(21)依次通过污泥进料口(13)和第一输送机(10)与第一污泥干化成粒装置(3)的进料口相连接，供热炉(1)通过混风器(2)经通风管与第一污泥干化成粒装置(3)的进气口相连接，第一污泥干化成粒装置(3)的出气口经通风管与热管换热器(4)的热气体进口相连接，热管换热器(4)的第一预热空气出口通过第一风机(14)与混风器(2)相连接，热管换热器(4)的第二预热空气出口通过第三风机与污泥成品库(11)的预热空气进口相连接，污泥成品库(11)的出气口通过第五风机(19)与生物土壤滤床(12)相连接，污泥预处理库的气体释放口通过第四风机(18)与生物土壤滤床(12)相连接；或者污泥预处理库的气体释放口通过第三风机与供热炉(1)相连接，热管换热器(4)的排气口经通风管与除尘除气设备(5)相连接，除尘除气设备(5)通过第二风机(16)与烟囱(6)相连接，第一污泥干化成粒装置(3)的出料口通过第二输送机(15)与污泥成品库(11)的进料口相连接。
2.根据权利要求1所述的一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统，其特征在于所述的污泥预处理库(7)顶部设有采阳板。
3.一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统，其特征在于它具有污泥预处理库(7)，污泥预处理库(7)内设有推泥机(8)，污泥预处理库(7)通过槽式螺旋输送机(9)与污泥进料机(21)相连接，污泥进料机(21)依次通过第一污泥进料口(13)和第一输送机(10)与第一污泥干化成粒装置(3)的进料口相连接，第一污泥干化成粒装置(3)的出料口通过第三输送机(23)与第二进料口(24)相连接，供热炉(1)通过混风器(2)经通风管同时与第一污泥干化成粒装置(3)的进气口、第二污泥干化成粒装置(22)的进气口相连接，第一污泥干化成粒装置(3)的出气口、第二污泥干化成粒装置(22)的出气口同时经通风管和第七风机(25)与热管换热器(4)的热气体进口相连接，热管换热器(4)的第一预热空气出口通过第一风机(14)经通风管与混风器(2)相连接，热管换热器(4)的第二预热空气出口通过第六风机(20)与污泥成品库(11)的预热空气进口相连接，污泥成品库(11)的出气口通过第五风机(19)与生物土壤滤床(12)相连接，污泥预处理库(7)的气体释放口通过第四风机(18)与生物土壤滤床(12)相连接，或者污泥预处理库(7)的气体释放口通过第三风机(17)与供热炉(1)相连接，热管换热器(4)的排气口经通风管与除尘除气设备(5)相连接，除尘除气设备(5)通过第二风机(16)与烟囱(6)相连接，第二污泥干化成粒装置(22)的出料口通过第二输送机(15)与污泥成品库(11)的进料口相连接。
4.根据权利要求3所述的一种尾气余热回收再利用的污泥干化系统，其特征在于所述的污泥预处理库(7)顶部设有采阳板。
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- 2008-05-09 CN CN2008100623596A patent/CN101274813B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1850667A (zh) * | 2006-05-30 | 2006-10-25 | 浙江大学 | 循环式节能型污泥干化方法 |
| CN1899990A (zh) * | 2006-07-27 | 2007-01-24 | 浙江大学 | 污泥干化过程中释放气体的控制方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 翁焕新等.利用烟气余热干化城市污泥工艺的应用.中国给水排水24 4.2008,24(4),第58-60页. |
| 翁焕新等.利用烟气余热干化城市污泥工艺的应用.中国给水排水24 4.2008,24(4),第58-60页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101274813A (zh) | 2008-10-01 |
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