公布日：2023.03.28
申請日：2022.10.26
分類號：F23G7/00(2006.01)I;F23G5/04(2006.01)I;F23G5/20(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種工業污泥的干化焚燒處理方法，至少包括以下步驟：(1)污泥烘干；(2)回轉窯焚燒；(3)余熱鍋爐收集熱能；(4)煙氣處理后排放。1、本發明使用回轉窯，采用順流式焚燒方式，使物料在窯內不停的翻騰，與煙氣和氧氣充分接觸，有效的去除了廢棄物中的有機物和有毒有害物質，焚燒效率大于99.9％，焚毀去除率大于99.99％。
權利要求書
1.一種工業污泥的干化焚燒處理方法，其特征在于，至少包括以下步驟：(1)污泥烘干；(2)回轉窯焚燒；(3)余熱鍋爐收集熱能；(4)煙氣處理后排放。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：將污泥送入雙螺旋烘干機中，含水率降低至30％～35％，送入回轉窯。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)包括：將經過步驟(1)處理后的污泥進行焚燒。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述回轉窯中采用順流式焚燒方式，所述回轉窯焚燒包括以下步驟：S1：燃燒升溫；S2：將污泥投入回轉窯燃燒。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述S2包括：回轉窯達到指定溫度時，將污泥投入回轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁余熱鍋爐，進行下一步處理。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述S2回轉窯焚燒溫度為450-550℃，將污泥投入回轉窯燃燒，停留時間0.5-2小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-100pa至-50Pa。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述回轉窯配有鼓風機，采用變頻控制。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000Pa。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)包括：經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁余熱鍋爐，收集熱能后送入中和塔。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)包括：煙氣經過干式反應器，中和反應塔，布袋除塵器后，除塵后的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最后將煙氣送入煙囪排放。
發明內容
針對上述問題，本發明公開了一種工業污泥的干化焚燒處理方法，至少包括以下步驟：
(1)污泥烘干；
(2)回轉窯焚燒；
(3)余熱鍋爐收集熱能；
(4)煙氣處理后排放。
在一種實施方式中，所述步驟(1)包括：將污泥送入雙螺旋烘干機中，含水率降低至30％～35％，送入回轉窯。
優選的，將污泥送入雙螺旋烘干機中，含水率降低至32％，送入回轉窯。
在一種實施方式中，所述步驟(2)包括：將經過步驟(1)處理后的污泥進行焚燒。
在一種實施方式中，所述回轉窯中采用順流式焚燒方式，所述回轉窯焚燒包括以下步驟：
S1：燃燒升溫；
S2：將污泥投入回轉窯燃燒。
在一種實施方式中，所述S1包括：投入輔助燃料，燃燒器點火，燃燒升溫。
在一種實施方式中，所述S2包括：回轉窯達到指定溫度時，將污泥投入回轉窯燃燒，燒完的殘渣在窯尾落入出渣機，被水封刮板出渣機排出料坑，高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁余熱鍋爐，進行下一步處理。
在一種實施方式中，所述S2回轉窯焚燒溫度為450-550℃，將污泥投入回轉窯燃燒，停留時間0.5-2小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-100pa至-50Pa。。
優選的，所述S2回轉窯焚燒溫度為500℃，將污泥投入回轉窯燃燒，停留時間1小時，氣氛為氧化氣氛，操作壓力為-75Pa。
由于污泥的致密性好，一般爐型很難烘干和焚燒透，本發明選擇回轉窯利用自身窯體不斷轉動，使物料在窯內不停的翻騰，與煙氣和氧氣充分接觸，有效的去除了廢棄物中的有機物和有毒有害物質，采用順流式焚燒方式，即物料從窯頭進入回轉窯中的物料在窯頭燃燒器的作用以及煙氣熱輻射的烘烤下，會快速進行熱量交換，并很快達到焚燒溫度，物料被點燃。
在一種實施方式中，所述回轉窯配有鼓風機，采用變頻控制。
優選的，所述鼓風機向回轉窯中補充助燃風和補氧風。
優選的，所述鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000Pa。
進一步優選的，所述鼓風機的風量為10500m3/h，風壓為3500Pa。
為了保證回轉繞可以充分燃燒污泥，發明人給回轉窯配有鼓風機，采用變頻控制，向回轉窯中補充助燃風和補氧風。助燃風從投料間收集空氣，補充入回轉窯內，既能保證投料間內形成負壓使得惡臭氣體不逸出投料間，又能提供物料焚燒所需的氧氣。補氧風從窯頭側面進入回轉窯，給回轉窯提供必須的氧氣量，同時又盡量減少補氧風對回轉窯內由于轉窯轉動氧氣的飛灰的影響，降低顆粒物帶出量，延長物料在在高溫環境下停留的停留時間，并且所述鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000Pa，可以確保灼減率<5％，保證排放達標。
在一種實施方式中，所述回轉窯尾部單獨配有冷卻風機。
優選的，所述冷卻風機風量為4000-6000m3/h，風壓為3000-4000Pa。
進一步優選的，所述冷卻風機風量為5000m3/h，風壓為3050Pa。
發明人在回轉窯尾部設置冷卻風箱，由冷卻風機提供冷卻用風，再由與風箱連接的冷卻風管吹入窯尾夾套，通過鼓入的冷風與窯體外壁換熱，降低窯體外壁溫度，保護窯體鋼板，防止出現變形、熔融的現象。
使用本發明所述的回轉窯焚燒污泥有以下優點：傳動機理簡單，設備維修簡單；對焚燒物形狀、含水率要求不高；良好的密封措施和爐膛負壓，保證有害氣體不外泄；設備運轉率高，年運轉率一般可達90％；操作維護方便；回轉窯內增設物料翻轉裝置，在提高焚燒效率的同時擴大了焚燒爐對廢物的適應性。
在一種實施方式中，所述步驟(3)包括：經步驟(2)高溫焚燒產生的煙氣進入立式膜式壁余熱鍋爐，收集熱能后送入中和塔。
在一種實施方式中，所述步驟(4)包括：煙氣經過干式反應器，中和反應塔，布袋除塵器后，除塵后的煙氣進入預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最后將煙氣送入煙囪排放。
在一種實施方式中，將活性炭通過干式反應器物料進口投入，在裝置內利用煙氣的湍流，把活性炭與煙氣充分混合，再進入中和反應塔進行反應。
優選的，所述干式反應器噴入粒度為100-300目的活性炭粉。
進一步優選的，所述干式反應器噴入粒度為200目的活性炭粉。
由于焚燒煙氣中通常含有一定濃度的二噁英、重金屬等危害物，而重金屬污染物源于焚燒過程中的蒸發，因此隨著煙氣溫度的降低重金屬凝結成粒狀物被捕集而去除。熔點溫度較低及易升華的重金屬元素無法充分凝結，但在飛灰表面催化作用下會形成熔點溫度較高且較易凝結的氧化物或氯化物，特別是汞和鎘大部分吸附在飛灰顆粒上而被捕集下來。因此，發明人通過噴入活性炭的方式來吸附煙氣中的二噁英及重金屬。在煙氣進入布袋除塵器前，向中和反應塔內噴入粒度為100-300目的活性炭粉，利用活性炭多孔易吸附的特性，吸附煙氣中的重金屬氣體及二噁英，使其由氣態變成較大的固體顆粒物，進入除塵器后這些活性炭粉末同樣被截留在布袋表面，當煙氣通過布袋時，煙氣中的二噁英因被活性炭吸附而得到凈化。
在一種實施方式中，消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔。
消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔，氣固兩相相遇，產生高度紊流及氣、固的混合，使得煙氣中的酸性氣體與石灰粉充分接觸反應，從而再次去除酸性氣體。當煙氣進入布袋除塵器后，未反應完全的消石灰粉末被吸附在布袋表面，繼續吸附有害物質和與煙氣中殘留的酸性氣體進行反應，另外石灰粉能有效的吸收煙氣中的水分，防止水汽造成布袋潮濕糊袋。
在一種實施方式中，經過中和反應塔的煙氣通過袋式除塵器，所述袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻。
袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻，然后緩慢進入各氣室，大顆粒粉塵靠重力自然沉降至灰斗底部，懸浮細微粉塵顆粒隨氣流轉折向上進入過濾室，由濾袋外壁通過濾布，進入濾袋內部。經過濾袋時，氣體進入濾袋內部，粉塵被阻留在濾袋表面，中和裝置噴入的活性炭和消石灰在濾袋表面形成一層濾膜，既能起到加強過濾的作用，又能讓沒有發生作用的活性炭和消石灰繼續與吸附煙氣中的重金屬及二噁英。凈化后的氣體經濾袋口(花板孔上)進入清潔室，經過預冷噴淋塔，充分反應、中和，除去煙氣中的酸性氣體，最后將煙氣送入煙囪排放。
優選的，所述布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯。
進一步優選的，所述布袋下箱體采用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持110-120℃。
由于布袋內部為一個很大的空腔，表面積很大，容易受外界溫度的影響，遇到低溫天氣時，煙氣中的水分會凝結，腐蝕除塵器鋼板壁。所以，本發明所述的布袋除塵器與煙氣接觸部分，使用耐酸膠泥做內襯，隔離煙氣與鋼板，同時在布袋下箱體采用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持在一個比較高的溫度環境內，可有效降低布袋滴水的情況，防止煙氣中的水分在低溫情況下凝結出來，損壞布袋及防腐膠泥。
有益效果
1、本發明使用回轉窯，采用順流式焚燒方式，使物料在窯內不停的翻騰，與煙氣和氧氣充分接觸，有效的去除了廢棄物中的有機物和有毒有害物質，焚燒效率大于99.9％，焚毀去除率大于99.99％。
2、本發明控制鼓風機的風量為10000-11000m3/h，風壓為3000-4000Pa，給回轉窯提供必須的氧氣量，降低顆粒物帶出量，延長物料在在高溫環境下停留的停留時間，可以確保灼減率<5％，保證排放達標。
3、使用本發明所述的回轉窯焚燒污泥有以下優點：傳動機理簡單，設備維修簡單；對焚燒物形狀、含水率要求不高；良好的密封措施和爐膛負壓，保證有害氣體不外泄；設備運轉率高，年運轉率一般可達90％；操作維護方便；回轉窯內增設物料翻轉裝置，在提高焚燒效率的同時擴大了焚燒爐對廢物的適應性。
4、本發明向干式反應器噴入粒度為100-300目的活性炭粉，利用活性炭多孔易吸附的特性，吸附煙氣中的重金屬氣體及二噁英。
5、本發明將消石灰粉末通過定量給料裝置氣送進入所述中和反應塔，去除酸性氣體，另外石灰粉能有效的吸收煙氣中的水分，防止水汽造成布袋潮濕糊袋。
6、本發明在袋式除塵器內設置的導流板使風量均勻，既能起到加強過濾的作用，又能讓沒有發生作用的活性炭和消石灰繼續與吸附煙氣中的重金屬及二噁英。
7、本發明布袋除塵器在與煙氣接觸部分使用耐酸膠泥做內襯，隔離煙氣與鋼板，所述布袋下箱體采用蒸汽盤管保溫，使外壁鋼板始終保持110-120℃，可有效降低布袋滴水的情況，防止煙氣中的水分在低溫情況下凝結出來，損壞布袋及防腐膠泥。
（發明人：馮國宇）
