专利名称：污泥干化焚烧一体化处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污泥处理系统，尤其涉及一种在污水处理厂中将剩余污泥脱 水后直接干化焚烧一体化处理系统。
背景技术：
对于污水处理厂剩余污泥的处置，有土地利用、填埋、投海、焚烧以及综合利用等 多种方法，每种方法各有其优缺点。随着我国污水处理厂的大量建成，我国每年所产生的剩余污泥量极大。同时，随着 我国城市化进程的加快、土地资源的紧缺、环境标准的不断提高以及人们对食品安全的日 益重视，填埋、投海、土地利用等处理方式受到了极大的限制，而焚烧作为处置最彻底的一 种方式越来越引起人们更大的重视。污泥焚烧有先干化后焚烧工艺、掺入锅炉焚烧工艺以及干化焚烧一体化工艺，其 中以利用污泥自身燃烧的热量去干化污泥(必要时补充一定量的燃料)再焚烧干化后的污 泥这种自身循环的处理工艺最为合理。目前，有很多污泥干化焚烧一体化系统，都存在热量利用率不高，大都需要补充一 定量的辅助燃料，因此提高了处理费用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能充分利用污泥自身热量的污泥干 化焚烧一体化处理系统。本实用新型提供了一种污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、污泥 焚烧系统、热能利用系统和尾气净化系统；其特征在于，所述污泥干燥系统包括湿污泥加料机、污泥干燥机和关风机，所述湿污泥加料机 的出口与污泥干燥机的进口封闭连接，所述污泥干燥机出口与所述关风机密封连接；所述热能利用系统包括废蒸汽抽气机、热交换器、低温旋风分离器、凝结水储存罐 和提升泵；所述废蒸汽抽气机进口通过低温旋风分离器连接至污泥干燥机废气出口，所述 废蒸汽气抽气机出口与热交换器或污干燥机或过气蒸汽管连接；所述热交换器的蒸汽出口 通过过热蒸汽管道连接至所述污泥干燥机，所述热交换器的进口与提升泵出口连接；所述 提升泵进口与所述凝结水储存罐下部或锅炉软化水管连接；所述凝结水储存罐与所述污泥 干燥机的凝结水出口连接；所述热交换器设在所述污泥焚烧系统的焚烧炉内或设置在所述 焚烧炉连接的烟气排放管道上；所述烟气排放管道的末端连接至所述尾气净化系统。作为优选，所述污泥干燥机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设 有蒸汽通道和污泥通道且两通道有便于传热的共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道与所述 污泥干燥机的蒸汽通道和污泥通道一端均联通，所述低温旋风分离器的出口通过废蒸汽抽 气机连接至所述热交换器；所述蒸气通道的另一端连接至所述凝结水出口。[0012]作为优选，所述污泥干燥机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设 有蒸汽通道和污泥通道且两通道有便于传热共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道连接至污 泥干燥机的污泥通道，所述低温旋风分离器上端经废蒸汽抽气机与所述污泥干燥机的蒸汽 通道的一端联通，所述污泥干燥机的蒸汽通道的另一端连接至所述凝结水出口。作为优选，所述污泥干燥机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设 有蒸汽通道和污泥通道且两通道有便于传热的共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道连接至 污泥干燥机的蒸汽通道的一端，所述低温旋风分离器上端经废蒸汽抽气机与过热蒸汽管道 联通，所述污泥干燥机的蒸汽通道的另一端连接至所述凝结水出口。作为优选，所述热能利用系统还包括冷凝罐，所述污泥焚烧系统还包括进风机和 空气预热器，所述空气预热器设置在烟气排放管道上，所述空气预热器的出口与所述进风 机的进口连接；所述进风机的出口连接至所述焚烧炉；所述冷凝罐与所述凝结水储存罐连 接，所述冷凝罐连接所述进风机的进口。作为优选，所述进料机的进口与所述关风机的出口连接，所述进料机的出口与所 述焚烧炉的进料口连接。作为优选，在烟气排放管道上设有载气加热器，所述载气加热器通过管道与所述 污泥干燥机连接。作为优选，所述污泥干燥机为空心桨叶式干燥机或蒸汽加热滚筒式干燥机或盘式 连续干燥机。本实用新型还提供了一种污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、污 泥焚烧系统、热能利用系统和尾气净化系统；所述污泥干燥系统包括湿污泥加料机、污泥干燥机和关风机，所述湿污泥加料机 的出口与污泥干燥机的进口封闭连接，所述污泥干燥机出口与所述关风机密封连接；所述热能利用系统包括废蒸汽抽气机、热交换器、低温旋风分离器和凝结水储存 罐；所述废蒸汽抽气机进口通过低温旋风分离器连接至污泥干燥机废气出口，所述废蒸汽 抽气机出口与热交换器连接；所述热交换器的蒸汽出口通过过热蒸汽管道连接至所述污泥 干燥机；所述凝结水储存罐与所述污泥干燥机的凝结水出口连接；所述热交换器设在所述 焚烧炉连接的烟气排放管道上；所述烟气排放管道的末端连接至所述尾气净化系统。与现有技术相比，本实用新型的污泥干化焚烧一体化处理系统的有益效果是1、可将污泥干燥机在干燥污泥过程中蒸发出的废蒸汽由抽气机抽出，进行二次利 用，充分利用废蒸汽的潜热，从而使热量的利用率大大提高，通过计算表明，在污泥热值为 10000KJ/KgDS左右时，完全不用添加辅助燃料，从而大大降低处理成本。2、焚烧炉处理的烟气不与污泥直接接触，因此烟气污染程度低，从而降低尾气净 化系统的负荷。3、湿污泥在干燥过程中挥发出来的臭气等污染气体被封闭在污泥干燥机这个密 闭环境中并最终进入焚烧炉被烧掉，对环境污染小。
图1是本实用新型实施例一的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；[0027]图2是本实用新型实施例二的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；图3是本实用新型实施例三的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；图4是本实用新型实施例四的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；图5是本实用新型实施例五的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；图6是本实用新型实施例六的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图；图7是本实用新型实施例七的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图。图8是本实用新型实施例八的污泥干化焚烧一体化处理系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的实施例。实施例一如图1所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、热能利用系 统、污泥焚烧系统和尾气净化系统。污泥干燥系统包括湿污泥加料机101、污泥干燥机102和关风机103，污泥干燥机 102可以是空心桨叶式干燥机或蒸汽加热滚筒式干燥机或盘式连续干燥机等。实际工作中， 以空心桨叶式干燥机使用效果较好，图1中的干燥机为空心桨叶式干燥机，以下叙述，皆以 空心桨叶式干燥机结构为例。桨叶式干燥机102内分别设有蒸汽通道107和污泥通道108 且两通道有便于传热的共壁，空心轴104的空心即为蒸汽通道107，空心轴104上有多个与 之连通的空心桨叶105，热交换器201的过热蒸汽管道209与污泥干燥机102的蒸汽通道 107的一端联通，低温旋风分离器207的出口通过废蒸汽抽气机208连接至热交换器201 ； 蒸气通道107的另一端连接至凝结水储存罐202。湿污泥加料机101的出口与污泥干燥机 102的上端进口封闭连接，污泥干燥机102的中下部出口与关风机103密封连接，关风机 103将干燥好的污泥排出；这样的连接方式使得污泥干燥机102内形成为一个封闭的空间。热能利用系统包括热交换器201、废蒸汽抽气机208、低温旋风分离器207、凝结水 储存罐202、提升泵203和冷凝罐205。热交换器201的上部壳程出口通过过热蒸汽管道 209连接至污泥干燥机102的空心轴104的一端，空心轴104的另一端连接凝结水出口且 该凝结水出口与凝结水储存罐202连接。低温旋风分离器207的进口与污泥干燥机102的 废气出口连接；低温旋风分离器207的出口通过废蒸汽抽气机208连接至热交换器201中 部壳程进口，这样使得污泥干燥过程中产生的废蒸汽得以再次利用。热交换器201的底部 壳程进口与提升泵203的出口连接；提升泵203进口连接于凝结水储存罐202的水位线以 下，凝结水储存罐202的底部设置热排水口 204将多余的热水排出。凝结水储存罐202与 污泥干燥机102的凝结水出口连接，凝结水储存罐202与冷凝罐205连接，冷凝罐205的底 部连接冷排水口 206以便将多余的冷水排掉。污泥焚烧系统包括焚烧炉302、高温旋风分离器305、进风机304、空气预热器303 和排渣管306，焚烧炉302的顶端与高温旋风分离器305的进口连接，高温旋风分离器305 的顶端出口连接烟气排放管道307，烟气排放管道307连接热交换器201的管程进口，热交 换器201的管程出口连接空气预热器303管程进口，空气预热器303管程出口与引风机401 连接。焚烧炉302的下部与进料机301连接；焚烧炉302的底部连接排渣管306。进风机 304的进口与冷凝器205和空气预热器303壳程出口均连接，进风机304的出口连接至焚炉302的底部。尾气净化系统包括引风机401、尾气净化装置402和烟囱403，污泥焚烧系统的产 生的含有大量热量的烟气由烟气排放管道307通过热交换器201、空气预热器303交换热量 后，经引风机401连接至尾气净化装置402，尾气净化装置402再与烟@ 403连接。下面对本实施例一的工作原理简要介绍如下湿污泥通过湿污泥加料机101加入污泥干燥机102中，同时，从热交换器201上端 壳程出来的过热蒸汽管道209内的过热蒸汽以与污泥逆向流动的方式由污泥干燥机102的 空心轴104进入到空心桨叶105中，在空心桨叶105的翻动和推挤下(空心轴104由电机 驱动而旋转，从而带动空心桨叶105旋转，因为附图仅为示意图，因此图中未作详细标示) 污泥一边向前运动，一边与蒸汽进行热量交换。在空心桨叶105内，放出显热和潜热的蒸汽，凝结为热水，从空心轴104的另一端 流出污泥干燥机102，而进入凝结水贮罐202，凝结水贮罐202中的一部分热水通过提升泵 203进入热交换器201的下端壳程中，吸收焚烧炉烟气的热量再次蒸发为蒸汽；多余的凝结 水通过热排水口 204排出后进入污水处理系统，蒸汽中所含有的少量的不凝气体(主要是 污泥在其水份蒸发过程产生的臭气)在凝结水贮罐202中进行气液分离，分离出的不凝气 体进入冷凝罐205，经过再次降温凝结后，低温凝结水通过冷排水口 206排出后进入污水处 理系统，含有少量水汽的不凝气体通过进风机304进入焚烧炉302中燃烧净化。在空心桨叶105外，污泥干燥机102壳体中，吸收了热量的污泥温度升高，同时，水 份蒸发，所蒸发出的蒸汽经过低温旋风分离器207和废蒸汽抽气机208进入热交换器201 的中端壳程中，在热交换器201壳程中，废蒸汽和新生产的蒸汽混合，吸收热量后(过热 后)，再次进入污泥干燥机102干燥污泥。湿污泥在污泥干燥机102内被干燥后，形成的低含水率的干污泥通过安装在污泥 干燥机102出口处的关风机103进入进料机301的料斗中，进料机301将干污泥送入焚烧 炉302中焚烧，焚烧所需的空气通过空气预热器303的壳程预热后由进风机304进入焚烧 炉；焚烧所产生的高温烟气，通过高温旋风分离器305进行气固分离后，依次通过热交换器 201上端的管程(管连接)和空气预热器303的管程，完成热交换后，通过引风机401进入 尾气净化装置402进行净化处理后，洁净的尾气进入烟@ 403排放；焚烧所产生的废渣，通 过排渣管306排出，作为普通固废，或进行填埋，或进行综合利用(如烧砖等)。实施例二 如图2所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例二与实施例一的区别仅在 于，焚烧炉采用燃煤热风炉309，燃煤热风炉309的下部连接煤进料机308，利用燃煤产生的 热量去干燥湿污泥。而从关风机103出来的干污泥直接用小车106运走进行其它处理或利 用。这样做的原因是因为有些污泥焚烧会污染环境，因此利用燃煤替代污泥提供热量。由 于本实用新型对热量的利用效率非常高，即便使用煤来干燥，所耗的煤量也很少，每吨80% 含水率的湿污泥大约耗煤在60Kg左右。实施例三如图3所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，考虑到凝结水所含杂质较多，可能 会使热交换器201的结垢情况较重，因此，可用锅炉专用的软化水代替实施例一中的凝结 水进入热交换器201中。也就是本实施例三与实施例一和实施例二相比，区别仅在于，提升泵203的入口连接锅炉专用的软化水管210。实施例四如图4所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例与实施例一的区别仅在于 高温旋风分离器305与热交换器201之间的烟气排放管道307上设置载气加热器501，载气 加热器501通过管道与污泥干燥机102连接。本实施例增加一个载气加热器501，并将热载 气引入污泥干燥机102壳体中，使污泥的干燥速度会有所增加。实施例五如图5所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例与实施例一的区别仅在 于，过热蒸汽管道209同时连接至空心轴104的一端即蒸汽通道107和污泥通道108，即，将 一部分过热蒸汽直接导入污泥干燥机102中，与污泥直接接触，这样可加快污泥的干燥速度。实施例六如图6所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例与实施例三的区别在于， 取消焚烧炉302以及热交换器201，而采用焚烧蒸汽锅炉310，焚烧蒸汽锅炉310同时起实 施例三中的热交换器201和焚烧炉302的作用(相当于将热交换器201设在焚烧炉302 内)，净水从焚烧蒸汽锅炉310的入水口进入，过热蒸汽从出口出来，通过过热蒸汽管道209 与从废蒸汽抽气机208出来的废蒸汽混合后进入污泥干燥机102的空心轴104入口。实施例七如图7所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例与实施例六的区别在于， 焚烧蒸汽锅炉310产生的全部过热蒸汽经过热蒸汽管道209连接至污泥干燥机102的污泥 通道108内，与污泥直接接触，而污泥干燥机102所产生的废蒸汽全部由废蒸汽抽气机208 进入污泥干燥机102的空心轴104的一端即蒸汽通道107内，这样可加快污泥干燥速度。实施例八如图8所示的污泥干化焚烧一体化处理系统，本实施例与实施例五的区别仅在 于，取消了提升泵203，将废蒸汽接入热交换器201下端壳程，由废蒸汽承担全部换热任务。 这样可以简化系统的结构。上述所有实施例中的污泥干燥机102可以采用空心桨叶式干燥机或蒸汽加热滚 筒式干燥机或盘式连续干燥机。上述各个实施例均可以充分利用废蒸汽的热量，大大提高了热量利用率，节约能 源，降低了污泥处置成本。以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新 型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围 内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新 型的保护范围内。
权利要求一种污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、污泥焚烧系统、热能利用系统和尾气净化系统；其特征在于，所述污泥干燥系统包括湿污泥加料机、污泥干燥机和关风机，所述湿污泥加料机的出口与污泥干燥机的进口封闭连接，所述污泥干燥机出口与所述关风机密封连接；所述热能利用系统包括废蒸汽抽气机、热交换器、低温旋风分离器、凝结水储存罐和提升泵；所述废蒸汽抽气机进口通过低温旋风分离器连接至污泥干燥机废气出口，所述废蒸汽抽气机出口与热交换器或污泥干燥机或过气蒸汽管连接；所述热交换器的蒸汽出口通过过热蒸汽管道连接至所述污泥干燥机，所述热交换器的进口与提升泵出口连接；所述提升泵进口与所述凝结水储存罐下部或锅炉软化水管连接；所述凝结水储存罐与所述污泥干燥机的凝结水出口连接；所述热交换器设在所述污泥焚烧系统的焚烧炉内或设置在与所述焚烧炉连接的烟气排放管道上；所述烟气排放管道的末端连接至所述尾气净化系统。
2.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所述污泥干燥 机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设有蒸汽通道和污泥通道且两通道有 便于传热的共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道与所述污泥干燥机的蒸汽通道和污泥通道 一端均联通，所述低温旋风分离器的出口通过废蒸汽抽气机连接至所述热交换器；所述蒸 气通道的另一端连接至所述凝结水出口。
3.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所述污泥干燥 机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设有蒸汽通道和污泥通道且两通道有 便于传热共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道连接至污泥干燥机的污泥通道，所述低温旋 风分离器上端经废蒸汽抽气机与所述污泥干燥机的蒸汽通道的一端联通，所述污泥干燥机 的蒸汽通道的另一端连接至所述凝结水出口。
4.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所述污泥干燥 机为间接换热式污泥干燥机，所述污泥干燥机内分别设有蒸汽通道和污泥通道且两通道有 便于传热的共壁，所述热交换器的过热蒸汽管道连接至污泥干燥机的蒸汽通道的一端，所 述低温旋风分离器上端经废蒸汽抽气机与过热蒸汽管道联通，所述污泥干燥机的蒸汽通道 的另一端连接至所述凝结水出口。
5.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所述热能利用 系统还包括冷凝罐，所述污泥焚烧系统还包括进风机和空气预热器，所述空气预热器设置 在烟气排放管道上，所述空气预热器的出口与所述进风机的进口连接；所述进风机的出口 连接至所述焚烧炉；所述冷凝罐与所述凝结水储存罐连接，所述冷凝罐连接所述进风机的 进口。
6.根据权利要求1所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所述进料机的 进口与所述关风机的出口连接，所述进料机的出口与所述焚烧炉的进料口连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，在 烟气排放管道上设有载气加热器，所述载气加热器通过管道与所述污泥干燥机连接。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的污泥干化焚烧一体化处理系统，其特征在于，所 述污泥干燥机为空心桨叶式干燥机或蒸汽加热滚筒式干燥机或盘式连续干燥机。
9.一种污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、污泥焚烧系统、热能利用2系统和尾气净化系统；其特征在于，所述污泥干燥系统包括湿污泥加料机、污泥干燥机和关风机，所述湿污泥加料机的出 口与污泥干燥机的进口封闭连接，所述污泥干燥机出口与所述关风机密封连接；所述热能利用系统包括废蒸汽抽气机、热交换器、低温旋风分离器和凝结水储存罐；所 述废蒸汽抽气机进口通过低温旋风分离器连接至污泥干燥机废气出口，所述废蒸汽抽气机 出口与热交换器连接；所述热交换器的蒸汽出口通过过热蒸汽管道连接至所述污泥干燥 机；所述凝结水储存罐与所述污泥干燥机的凝结水出口连接；所述热交换器设在所述焚烧 炉连接的烟气排放管道上；所述烟气排放管道的末端连接至所述尾气净化系统。
专利摘要本实用新型公开了一种污泥干化焚烧一体化处理系统，包括污泥干燥系统、污泥焚烧系统、热能利用系统和尾气净化系统；所述污泥焚烧系统生产的热量，通过热交换生成过热蒸汽，过热蒸汽通过污泥干燥机间接加热干燥湿污泥，并将干燥过程产生的废蒸汽与过热蒸汽混合加热后，返回污泥干燥机干燥湿污泥。使用本实用新型的污泥干化焚烧一体化系统，可以充分利用废蒸汽的热量，大大提高了热量利用率，节约能源，降低污泥处置成本。
文档编号C02F11/12GK201670796SQ20102017311
公开日2010年12月15日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者张建中 申请人:轻工业环境保护研究所