湿污泥干化方法及流化床干化器与流程

本发明是一种湿污泥干化方法及流化床干化器，特别是一种利用中温颗粒进行湿污泥干化的方法以及并联多通道中温颗粒热载体污泥流化床干化器。

背景技术：

使用固体颗粒作为热载体的污泥流化床干化器较之使用导热油、蒸汽作热载体的污泥流化床干化器有许多优点，但一个好的颗粒热载体污泥流化床干化器需要符合污泥、颗粒和流化床的特性。

专利cn203007102u给出了一种颗粒热载体污泥流化床干化器，除采用流化床设备通用的密相区、沉降段、布风装置外，其基本特征有：600-1000℃高温颗粒，单一给料点；沿物料流动方向的纵断面为梯形和横向表面长宽比5-10。上述特征存在较大的缺陷。

(1)600-1000℃高温颗粒，单一给料点的缺陷；

生活污泥的干燥无灰基挥发分含量高达85％左右，远高于最易燃烧的煤种-褐煤和长焰煤，与油页岩接近，属于易燃燃料，测试表明干污泥在400℃着火，而在600℃即可以燃尽。一般已运行的流化床干化器中热源温度均在300℃以下，即使温度不高于着火温度，但已经特别注意避免着火甚至爆燃。颗粒热载体污泥流化床干化器的颗粒进入温度与颗粒流量有关，基本上颗粒流量与颗粒进出口温度差呈反比，大温度差可以降低颗粒流量，但进口温度越高，着火甚至爆燃的可能性越大。

该专利申请人提出用从燃烧炉中取出的、温度高达600-1000℃颗粒作为热源对湿污泥进行干化，首先，由于该颗粒温度极高，导致给料点数量受限，因此易在给料点附近形成高温区，从而导致此处湿污泥易发生燃烧甚至爆炸；同时，湿污泥从高温端进入，由于水分快速蒸发，颗粒会迅速爆裂，大量细小颗粒会快速完成干燥，一旦失去水分，再受热就会快速升温，进一步增加危险性。

(2)物料流动方向的纵断面为梯形和横向表面长宽比5-10的缺陷；

该专利申请人要求物料流动方向的纵断面为梯形和横向表面长宽比5-10，细而长的通道要求颗粒平均横向移动速度大于0.05m/s，从而要求流化速度相当高，功率相当大，标态流化速度0.1-0.4m/s是不够的。

技术实现要素：

本发明提供一种湿污泥干化方法及流化床干化器，主要解决了现有技术选用高温颗粒易发生燃烧从而导致发生事故的问题；同时，若在现有技术提供的技术方案框架下采用中温颗粒，则会导致污泥干化不达标的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该湿污泥干化方法包括以下步骤：

1】通过多个(即最少两个)供料点将温度为200℃-500℃的固体颗粒热载体供入用于对湿污泥进行干燥的多个(即最少两个)流化床通道的进口端密相区；

所述供料点进入密相区的进口与密相区下方进风口之间的高度差应小于密相区物料静止时高度的3/4，与边壁距离不超过10cm；

最低高度应距离密相区下方的出口不小于10cm；

2】供入待干燥的湿污泥，湿污泥依靠自身重力依次经过稀相区上方、稀相区后进入与颗粒热载体进口位于同一端的密相区；

所述湿污泥和固体颗粒热载体进口端与物料最后流出的另一端密相区形成通道，通道数量与步骤1供料点数量之比为1:1～5；

所述通道表层互相联通，各通道稀相区宽度之和为污泥与固体颗粒热载体在通道内的流动长度1.5～3倍；

3】湿污泥在稀相区下方、密相区与步骤1】供入的固体颗粒热载体进行热交换，并完成干燥，随后通过密相区的出料口流出；

优选的，步骤2】中，当湿污泥下落形成的通道数量为2个或以上时，各通道之间至少从密相区中部远离密相区底部一侧之上开始物理分隔。

优选的，步骤2】中，通道总宽度为污泥与固体颗粒热载体流动方向的长度1.5～3倍。

该湿污泥流化床干化器包括至少两个并联的通道，各通道内稀相区顶部或稀相区上方均设置有至少一个湿污泥进口，在通道密相区设置有至少一个固体颗粒热载体和一个物料出口，各通道间从密相区中部至密相区底部沿物料流动方向进行物理分隔，各通道密相区底部宽度小于密相区顶部宽度，各通道密相区表面宽度之和大于污泥与固体颗粒热载体流动方向的流动长度；所述固体颗粒热载体进口与密相区下方进风口之间的高度差应小于密相区物料静止时高度的3/4，与边壁距离不超过10cm。

优选的，各通道稀相区宽度之和为污泥与固体颗粒热载体在通道内的流动长度1.5～3倍。

优选的，并联的通道数量为2-6个。

优选的，各通道内固体颗粒热载体进口为1-3个。

优选的，各通道垂直于固体颗粒物料流动方向的纵断面底部是高度为100-400毫米的矩形，其上为梯形，再向上由各通道汇合成共同的密相区和稀相区。

本发明的优点在于：

该湿污泥干化方法及流化床干化器可以采用中温固体颗粒热载体进行干化，使作业安全事故发生率降低至0，极大地提高了湿污泥干燥的安全性。

同时，该湿污泥干化方法及流化床干化器妥善解决了中温颗粒与干污泥易燃以及颗粒流量大与进出口料位差不能过大、流化气体量不宜太大的矛盾。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2位本发明结构侧视图；

具体实施方式

本发明所依据的原理是：要求热载体颗粒进入点要多点、分散、潜流入流化床内返混最强烈的区域。

多点、分散具体采用分通道处理以及固体颗粒热载体分点进入的方式来实现。而潜流送入流化床内返混最强烈的区域具体是指：进入点在流化床密相区的中部以下的下行区，固体颗粒热载体进入后向下流动，然后被上升气泡和乳化团带动，在到达密相区表面时，与周围颗粒温度差已不足100℃。

湿污泥与颗粒热载体在同一区域供入形成流化床内返混最强烈的区域，这里是流化床内颗粒温度最高和污泥含水量最高的区域，在流化床颗粒作用下，湿污泥颗粒爆裂成多个较小颗粒，水分迅速蒸发，所产生蒸汽显著强化流化过程，形成流化床内返混最强烈的区域。良好流化的流化床颗粒纵向扩散系数大，但横向扩散慢，要实现床内颗粒流动必须依靠料位高度差，流化床高度差异大将造成布风不均匀，所以颗粒热载体污泥流化床干化器应该是宽而短，不能采用细而长。但密相区底部面积过大，流化气体量大，功率消耗大，为此采用带有梯形截面的多个通道。

基于上述原理，本发明所采用的固体颗粒热载体不是从燃烧炉内吸热，而是吸收离开炉膛的烟气热量，因此固体颗粒热载体的温度为200-500℃。

具体来讲，本发明的方法具体是：

首先，通过多个供料点将温度为200℃-500℃的固体颗粒热载体供入用于对湿污泥进行干燥的密相区进口端；在供入固体颗粒热载体的同时，供入待干燥的湿污泥，湿污泥依靠自身重力依次经过稀相区上方、稀相区后进入密相区进口端；湿污泥在稀相区下方、密相区或密相区与固体颗粒热载体进行热交换，并完成干燥，随后通过密相区出口端的出料口流出。

供料点进入密相区的进口与密相区下方进风口之间的高度差应小于密相区物料静止时高度的3/4，与边壁距离不超过10cm，即潜流供入下行区。

该湿污泥流化床干化器包括至少两个并联的通道，各通道内稀相区顶部或稀相区上方均设置有至少一个湿污泥进口，在通道密相区设置有至少一个颗粒热载体和一个物料出口，各通道间从密相区中部至密相区底部沿物料流动方向进行物理分隔，各通道密相区底部宽度小于密相区顶部宽度，各通道密相区表面宽度之和大于污泥与颗粒热载体流动方向的流动长度；所述固体颗粒热载体进口与密相区下方进风口之间的高度差应小于密相区物料静止时高度的3/4，与边壁距离不超过10cm。

湿污泥下落形成通道，通道数量与步骤1供料点数量之比为1:1～5；通道数量主要考虑的因素是热交换的均匀性以及多点设置的成本问题，即在保证相对均匀的前提下合理选择供料点数量。

通道总宽度大于湿污泥流动长度，这一长宽的要求在原理部分已经说明，而考虑到作业现场空间以及整个布局的合理性，各通道密相区表面宽度之和为污泥与固体颗粒热载体流动方向的流动长度1.5～3倍。

以下结合附图对本发明的结构进行详述：

如图1、图2所示，该湿污泥流化床干化器包括至少两个并联的通道1(考虑到实际作业现场空间，以及结构的相对合理性，通道一般为2-6个)，每一个通道具体1是指从湿污泥进口端到出口端所形成的空间，各通道内稀相区5顶部或稀相区5上方均设置有至少一个湿污泥进口3，各通道1自密相区4顶部或至少从密相区4中部远离密相区底部一侧之上开始物理分隔，各通道密相区4底部与宽度小于稀相区5顶部宽度，各通道稀相区5宽度之和大于湿污泥在通道1内的流动长度；各通道1内的密相区4还设置有至少一个固体颗粒热载体进口6；固体颗粒热载体进口6与密相区下方进风口7之间的高度差应小于密相区4物料静止时高度的3/4，与边壁距离不超过10cm。

固体颗粒热载体的进口与出料口端边壁垂直，垂直于颗粒物料流动方向的纵断面底部是高度为100-400毫米的矩形，其上为梯形，再向上，各通道汇合成共同的密相区4和稀相区5。

当密相区物料静止高度大于1米时，颗粒平均横向移动速度小于0.01m/s，进出口料位差不超过平均料位的10％。

如上所述，一个好的颗粒热载体污泥流化床干化器关键在于妥善解决高温颗粒与干污泥易燃以及颗粒流量大与进出口料位差不能过大、流化气体量不宜太大的矛盾。