一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统的制作方法

本发明涉及尾气节能环保技术领域，具体涉及一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统。

背景技术：

随着经济的快速发展和人口的不断增加，城市污水处理量日益增长，城市污水处理的副产品污泥的合理处置也益严重。污泥焚烧处理速度快、减量化程度高，是一种相对安全且应用益增多的污泥处理处置方式。污泥焚烧和减量化烘干烟气中含有粉尘、s02、h2s、co2、等大量有害物质，特别是其中的粉尘颗粒、s02、h2s等严重超标，如果不进行合理的处理将会对环境造成污染。而现有的污泥烘干尾气多采用旋风除尘、布袋除尘、烟气多级冷凝，物理吸附，焚烧等多段工艺处理方法，工艺复杂，所需设备造价高昂，而且能耗较大，运行费用偏高，烟气废热无法有效利用。

技术实现要素：

本发明提供了一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统，解决了以上所述的污泥烘干尾气处理工艺复杂、成本高且烟气废热无法有效利用的技术问题。

本发明为解决上述技术问题提供了一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统，包括除尘器、多级吸收塔、循环箱及水膜净化装置；

所述除尘器用于除去烘干尾气中的粉尘颗粒；

所述多级吸收塔用于将从除尘器排出的尾气进行清水喷淋，并将清水喷淋后的气体进行碱液吸收处理后排出；

所述循环箱将多级吸收塔内用过的碱液收集后排放至水膜净化装置；

所述水膜净化装置用于将从所述循环箱排出的碱液与水膜分离。

可选的，所述水膜净化装置将排出的碱液通过滤液返回泵再排放至循环箱内循环利用，排出的过滤水经过滤水排出泵排出，排出的含盐沉淀物进入污物处理系统处理。

可选的，所述多级吸收塔的底部设有储液区，顶部设有引风机，中部设有升气装置，上部设有碱洗段，下部设有水洗段；

通过凝水排出泵将储液区的水排出，通过升气装置将尾气排放至多级吸收塔上部的碱洗段，尾气经过碱液吸收过滤后从顶部经由引风机排出，碱洗段的碱液向下排放至升气装置底部。

可选的，所述水洗段底部设有储液段，储液段与凝水排出泵相连，水洗段顶部设有清水喷淋装置，喷头采用雾化喷嘴，喷淋水的温度范围为20℃～35℃，喷淋水量与尾气质量比为3：1～5：1。

可选的，所述碱洗段底部设有升气装置，顶部设有除雾器，从升气装置到除雾器之间依次设有填料及碱液吸收喷淋装置，碱液吸收喷淋装置，升气装置的底部溢流出口与循环箱相连，尾气最后经过除雾器除尘后经引风机排出。

可选的，所述系统还包括过滤器、溶液循环泵及换热器，大部分碱液在循环箱底部经过滤器后通过溶液循环泵送入换热器与外界冷却水进行换热，经过换热冷却后的碱液通过顶部碱液吸收喷淋装置重新返回多级吸收塔进行循环喷淋。

可选的，所述换热器采用板式或管壳式换热器，热流体为循环碱液，冷流体为冷却水，冷热流量比例为1：1～2：1。

可选的，所述多级吸收塔内的原始碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钠溶液中的一种或多种，且原始碱液的ph值为8～10。

可选的，所述除尘器为旋风除尘器或布袋除尘器。

有益效果：本发明提供了一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统，包括除尘器、多级吸收塔、循环箱及水膜净化装置；除尘器用于除去烘干尾气中的粉尘颗粒；多级吸收塔用于将从除尘器排出的尾气进行清水喷淋，并将清水喷淋后的气体进行碱液吸收处理后排出；循环箱将多级吸收塔内用过的碱液收集后排放至水膜净化装置；水膜净化装置用于将从循环箱排出的碱液与水膜分离。该系统能实现尾气除尘、脱硫、脱酸、脱水的综合效果；烘干尾气经过初步除尘与多级喷淋除尘结合使得尾气中的粉尘颗粒降低到环保要求以内，最大限度出去尾气中的粉尘固体颗粒；还能实现碱液与水的分离回收。此外，多级吸收塔的采用，实现了粉尘与处理与酸性气体脱除及尾气冷凝除水的协同与独立运行，提高了除尘、除水综合效果，降低了设备投入和运行能耗，实现了余热利用和节水环保的综合效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统的结构原理示意图。

附图标记说明：1-除尘器，2-多级吸收塔，201-清水洗涤喷淋装置，202-升气装置，203-填料，204-碱液吸收喷淋装置，205-除雾器，3-循环箱，4-过滤器，5-水膜净化装置，6-换热器，7-溶液过滤泵，8-滤水排出泵，9-滤液返回泵，10-溶液循环泵，11-凝水排出泵，12-引风机。13-烘干尾气进口，14-排放尾气出口，15-冷水进口，16-冷水出口，17-过滤水出口，18-含盐沉淀物出口，19-洗涤段冷却水进口，20-尾气凝水出口，21-反冲洗进口，22-加药进口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统，包括除尘器1、多级吸收塔2、循环箱3及水膜净化装置5；除尘器1用于除去烘干尾气中的粉尘颗粒；多级吸收塔2用于将从除尘器1排出的尾气进行清水喷淋，并将清水喷淋后的气体进行碱液吸收处理后排出；循环箱3将多级吸收塔2内用过的碱液收集后排放至水膜净化装置5；水膜净化装置5用于将从循环箱3排出的碱液与水膜分离。该系统能实现尾气除尘、脱硫、脱酸、脱水的综合效果；烘干尾气从烘干尾气进口13进入除尘器1内，经过初步除尘与多级喷淋除尘结合使得尾气中的粉尘颗粒降低到环保要求以内，最大限度出去尾气中的粉尘固体颗粒；还能实现碱液与水的分离回收。此外，多级吸收塔的采用，实现了粉尘与处理与酸性气体脱除及尾气冷凝除水的协同与独立运行，提高了除尘、除水综合效果，降低了设备投入和运行能耗，实现了余热利用和节水环保的综合效果。其中，除尘器1为旋风除尘器1或布袋除尘器1。

通过该综合处理系统，使得烘干尾气中的粉尘，s02、h2s等酸性气体得到有效处理，烟气余热得到有效利用。与此同时，烟气中的凝水得到回收利用，实现节能、节水环保的综合效果，具有重要经济价值和环保效益。

可选的方案，所述水膜净化装置5将排出的碱液通过滤液返回泵9再排放至循环箱3内循环利用，排出的过滤水经过滤水排出泵8排出，排出的含盐沉淀物经过含盐沉淀物出口18后进入污物处理系统处理。循环液与水膜过滤液体积比约4～8:1，大部分碱液在循环箱3底部经过滤器4后通过溶液循环泵10送入换热器6与外界冷却水进行换热，冷却后的碱液通过顶部碱液吸收喷淋装置重新返回多级吸收塔2进行循环喷淋，少部分碱液进入水膜净化装置5实现碱液与水膜分离，分离水量约滤液量的3％～10％，通过水膜净化分离出来的水为纯净水，可以作为工艺补水。水膜净化装置5底部设有旋流排污，过程产生的少量含盐颗粒进入污物处理系统，此外碱液循环箱3设有加药口。

多级吸收塔2采用二级结构设计，中间设有升气装置202，将多级吸收塔2分为清水洗涤段和碱液洗涤段，其中清水洗涤段设计有喷淋进口和凝水出口，尾气经过清水洗涤，除去大部分粉尘颗粒，脱除部分水蒸气，进入烟气凝水，通过凝水泵排出。

可选的方案，所述多级吸收塔2顶部除雾器205设有反冲洗进口21，起到定期反冲洗，和补水的作用。多级吸收塔2的上部设有加药进口22。除雾器205起到了二次除尘的目的，能更加高效彻底的对净化后的尾气进行进一步除尘，以提高尾气排放的质量。

可选的方案，碱液段设置溶液循环箱3，碱液循环管路设有换热器6，对循环液进行冷却，冷却水可以为工艺水、供暖回水或工艺除盐水，经过换热器6换热，碱液将从尾气吸收的热量传递给冷却水，实现了余热回收的效果。冷水从冷水进口15进入后经过换人气6再从冷水出口16排出。

碱液循环箱3与换热器6之间设有过滤器4和循环泵，起到过滤效果，防止碱液中含盐固体堵塞后续管道循环泵起到增压循环的作用。

可选的方案，所述多级吸收塔2的底部设有储液区，顶部设有引风机12，中部设有升气装置202，上部设有碱洗段，下部设有水洗段；通过凝水排出泵11将储液区的水排出，通过升气装置202将尾气排放至多级吸收塔2上部的碱洗段，尾气经过碱液吸收过滤后从顶部经由引风机12排出，最后从排放尾气出口14排出，碱洗段的碱液向下排放至升气装置202底部。

具体地，多级吸收塔2设有升气装置202，将多级吸收塔2分为水洗段和碱洗段两段，水洗段设有清水洗涤喷淋装置201，碱洗段设有填料203、碱液吸收喷淋装置204及除雾器205。水洗段底部设有储液段，储液段与凝水排出泵11相连，水洗段顶部设有清水喷淋装置，喷头采用雾化喷嘴，喷淋水的温度一般为常温冷却水约20℃～35℃，喷淋水量与尾气质量比为3～5:1。碱洗段底部设有升气装置202，顶部设有碱液吸收喷淋装置，升气装置202的底部溢流出口与循环箱3相连，碱液吸收喷淋装置的喷头采用非雾化螺旋喷嘴，碱液段设有规整填料203。其中，清水洗涤喷淋装置201设有洗涤段冷却水进口19，将冷水从洗涤段冷却水进口19反冲将清水洗涤喷淋装置201进行洗涤。该多级吸收塔2实现了尾气除尘、脱硫、脱酸、脱水的综合效果。通过在多级吸收塔2的顶部尾气出口设置除雾器205来进行二次除尘，达到了吸收塔本身的除尘效果。

可选的方案，所述系统还包括过滤器4、溶液循环泵10及换热器6，大部分碱液在循环箱3底部经过滤器4后通过溶液循环泵10送入换热器6与外界冷却水进行换热，经过换热冷却后的碱液通过顶部碱液吸收喷淋装置重新返回多级吸收塔2进行循环喷淋。换热器6采用板式或管壳式换热器6，热流体为循环碱液，冷流体为冷却水，冷热流量比例约为：1～2：1。

可选的方案，所述多级吸收塔2内的原始碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或碳酸钠溶液中的一种或多种，且原始碱液的ph值为8～10。碱液循环箱3设有水膜净化装置5，循环箱3与水膜净化装置5间设有滤液泵，通过水膜净化装置5，将滤液进行浓缩过滤，通过滤水排出泵8排出碱液吸收的尾气凝水，尾气凝水最后从过滤水出口17排出。维持碱液在一地浓度，此外碱液循环箱3还设有加药进口21，进行定期补药，用于维持碱液循环液的ph在8～10之间。

系统工作原理如下：

一种污泥烘干与垃圾焚烧尾气余热综合利用系统主要包括：除尘器1，多级吸收塔2，循环箱3，过滤器4，水膜净化装置5，换热器6，溶液过滤泵7，滤水排出泵8，滤液返回泵9，溶液循环泵10，凝水排出泵11，引风机12等。其中多级吸收塔2分为水洗段和碱洗段两段，包括：清水洗涤喷淋装置201，升气装置202，填料203，碱液吸收喷淋装置204，除雾器205。升气装置202下部为水洗段，升气装置202上部为碱洗段，升气装置202起到尾气单向流通同时隔断上部碱液向下流通的作用。水洗段和碱洗段上部均设有喷淋装置，碱洗段设有规整填料203。通过水洗段清水喷淋，尾气中的大部分粉尘固体颗粒被吸收下来，尾气温度降低，产生凝结水，通过底部凝水排出泵11排出，最后通过尾气凝水出口20排出。碱洗段设有碱液循环箱3，通过碱液吸收喷淋装置204起到吸收尾气中的酸性气体，进一步除去尾气中粉尘固体颗粒及尾气冷却的作用。烘干尾气与除尘器1进口相连，除尘器1出口与多级吸收塔2进口相连，尾气依次经过多级吸收塔2清水洗涤段，升气装置202，碱液喷淋段在碱液喷淋段尾气与碱液逆流接触，再经过顶部除雾器205排出多级吸收塔2，多级吸收塔2出口与引风机12进口连通，保持整个系统微负压运行。

在一个具体的实施场景中：

烘干尾气流量约1500nm3/h，露点温度80℃～85℃，干球温度90℃～95℃，经过旋风除尘器1除去90％～95％的粉尘颗粒后，进入多级吸收塔2内进行清水喷淋，喷淋流量为5m3/h～8m3/h，喷嘴采用雾化喷嘴，尾气产生0.5～0.8t/h的凝水，通过凝水排出泵11在多级吸收塔2底部储液区排出。经过多级吸收塔2清水喷淋，尾气温度降低到48℃～52℃，通过升气装置202进入多级吸收塔2上部碱液喷淋吸收段，尾气与循环碱液进行逆流接触传热传质，烟气中的粉尘，酸性气体：h2s、so2等被碱液吸收，同时尾气中的水蒸气进一步冷凝进入碱液中，经过碱液喷淋后尾气中的酸性气体指标达到环保指标，温度降低到40℃以下，含湿量大大降低。粉尘降低到5mg/nm3以下实现超低排放，达到环保指标，剩余尾气通过引风排出。碱液喷淋过程中尾气产生0.1t/h的尾气凝水，通过水膜净化装置5，将凝水滤出，实现水和碱液的有效分离，达到凝水回收利用，碱液再生的功效。该过程生产的含盐固体颗粒及少量粉尘，通过旋流口排出。

有益效果：

(1)利用一个系统实现尾气除尘、脱硫、脱酸、脱水的综合效果。

(2)烘干尾气经过初步除尘与多级喷淋除尘结合使得尾气中的粉尘颗粒降低到环保要求以内，最大限度出去尾气中的粉尘固体颗粒。

(3)吸收尾气中的水蒸气后的碱液，通过水膜净化分离，以洁净水排出，实现碱液与水的分离回收。

(4)多级吸收塔的采用，实现了粉尘与处理与酸性气体脱除及尾气冷凝除水的协同与独立运行，提高了除尘、除水综合效果，降低了设备投入和运行能耗，实现了余热利用和节水环保的综合效果。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。