一种污泥脉动燃烧干化系统及污泥处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种污泥脉动燃烧干化系统，包括储运装置、预处理装置、脉动燃烧干燥装置、物料收集及尾气净化装置；预处理装置包括管式反应器以及预热器，预热器上连接有催化剂储槽，管式反应器上设有低压蒸汽进口；脉动燃烧干燥装置包括通过干燥段以及位于干燥段上方的脉动燃烧器，干燥段的出料口通过管路连接到物料收集及尾气净化装置。本发明利用管式反应器与预热器相结合，缩短了反应时间，提高了热效率，经改性后的污泥流动性和脱水性更好；脉动燃烧器产生的高温脉动气流及声场，进一步将物料雾化，增加传热面积，提高了干燥速率，有效降低能耗；本发明不仅降低了污泥的含水率，同时利用高温杀灭了病原菌，实现物料的无害化处理。
【专利说明】一种污泥脉动燃烧干化系统及污泥处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种一种污泥脉动燃烧干化系统以及对污水处理中剩余污泥的处理方法，也可对高含水率的有机固体废弃物进行处理。
【背景技术】
[0002]据统计，目前全国城镇污水处理厂每年产生的污泥量约3000多万吨(含水率80%)，并以每年10%的速度递增。其中80%的污泥未能得到妥善的处置，对环境安全和公众健康的影响日趋严重。在污泥处置的过程中，污泥的高含水率是处理的一个关键难题，降低污泥的含水率不仅可以更好的满足后续处置要求，而且也是降低运输成本和污泥资源镄的前提。
[0003]降低污泥含水率的主要的方法是热干化法，根据热量传递方式的不同，污泥干化设备分为直接加热和间接加热两种方式。目前，应用较多的污泥干化设备包括流化床干化、带式干化、桨叶式干化、卧式转盘式干化、立式圆盘式干化和喷雾干化等。而利用脉动燃烧干燥的原理对污泥进行干化处理，与传统干燥系统相比，其具有以下优点:(1)适应物料氛围广，可用于食品、农产品、化工及工业品等多种物料干化；(2)蒸发能力强、能耗低，脉动燃烧干燥具有雾化作用，使物料雾化成细小的雾滴，极大地增加了蒸发表面积，大大提高了干燥速率，降低了能耗；(3)干燥产品质量高，干燥物料停留时间短，物料升温一般不超过50 V，适合处理热敏性物料，并能保护其干燥后的品质。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高效、快速的污泥脉动燃烧干化方法，以降低污泥的含水率，实现污泥的减量化和无害化。
[0005]本发明的一种污泥脉动燃烧干化系统，包括依次相连接的储运装置、预处理装置、脉动燃烧干燥装置、物料收集及尾气净化装置；所述预处理装置包括通过管路连接储运装置的管式反应器以及与管式反应器相连接的预热器，所述预热器上连接有催化剂储槽，所述管式反应器上设有低压蒸汽进口 ；所述脉动燃烧干燥装置包括通过管路连接到预热器的干燥段以及位于干燥段上方的脉动燃烧器，所述干燥段的出料口通过管路连接到物料收集及尾气净化装置。
[0006]所述管式反应器包括混合段和反应段，所述混合段进料口通过管路连接储运装置，混合段出料口连接到反应段，所述混合段上设有低压蒸汽进口。
[0007]在所述预热器与干燥段之间的管路上设有高温输送泵。所述干燥段可以采用滚筒、流化床、固定床等多种形式。
[0008]所述储运装置包括料仓，所述料仓通过管路连接管式反应器的混合段。
[0009]所述物料收集及尾气净化装置包括连接干燥段底部出料口的旋风分离器，所述旋风分离器的上部连接到尾气净化塔，旋风分离器的下方设有出料仓。
[0010]所述预热器内部设有搅拌装置。
[0011]本发明的一种采用上述所述的污泥脉动燃烧干化系统进行污泥处理的方法，包括下述步骤:
(1)将污泥送入管式反应器并与低压蒸汽混合后进行初步加热反应，控制管式反应器出料温度80°C?90°C，
(2)初步加热反应后的污泥送入预热器，并在催化剂作用下混合改性反应20?40min，
(3)将混合改性反应后的污泥送入脉动燃烧干燥装置，通过燃烧高温尾气将污泥雾化除水干化，脉动燃烧干燥装置的燃烧尾气温度在700°C?900°C，污泥与燃烧尾气接触时间1?8min,出料干化后的污泥温度在95?105°C,
(4 )干化后的污泥送入物料收集及尾气净化装置进行分离物料以及尾气的净化处理。
[0012]本发明步骤(2)所述催化剂槽内可根据所处理污泥的理化性质而贮备酸或碱类的催化剂，其中酸类催化剂可以为硫酸、硝酸、磷酸等，碱类催化剂可以为纯碱、石灰等。
[0013]现行污泥处理时，污泥经污水处理厂的带式压滤机或者卧螺离心机脱水后初步脱水后，含水率约为80%，脱水性及流动性均较差，不利于后续的处理处置。本发明为进一步提高脉动燃烧干燥的效率，对进入脉动燃烧干燥系统的污泥可利用物理化学方法进行调质，改善污泥的脱水性及流动性，有利于后续的干化处理。
[0014]本发明的有益效果在于:
1、本发明的污泥脉动燃烧干化工艺的预处理系统，利用管式反应器与预热器相结合，缩短了反应时间，提高了热效率，经改性后的污泥流动性和脱水性更好。
[0015]2、脉动燃烧器产生的高温脉动气流及声场，进一步将物料雾化，增加传热面积，提高了干燥速率，有效降低能耗。
[0016]3、在处理的过程中不仅降低了污泥的含水率，同时利用高温杀灭了病原菌，实现了物料的无害化处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图。
[0018]图中，101、料仓；102、输送泵；201、管式反应器；202、预热器；203、高温输送泵；204、催化剂储槽；211、混合段；212、反应段；301、脉动燃烧器；302、干燥段；401、旋风分离器；402、出料仓；403、尾气净化塔。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，本发明的一种污泥脉动燃烧干化系统，包括依次相连接的储运装置、预处理装置、脉动燃烧干燥装置、物料收集及尾气净化装置；所述预处理装置包括通过管路连接储运装置的管式反应器201以及与管式反应器201相连接的预热器202，所述预热器202上连接有催化剂储槽204，所述管式反应器201上设有低压蒸汽进口 ；所述脉动燃烧干燥装置包括通过管路连接到预热器202的干燥段302以及位于干燥段302上方的脉动燃烧器301，所述干燥段302的出料口通过管路连接到物料收集及尾气净化装置；所述管式反应器201包括混合段211和反应段212，所述混合段211进料口通过管路连接储运装置，混合段211出料口连接到反应段212，所述混合段211上设有低压蒸汽进口 ；在所述预热器202与干燥段302之间的管路上设有高温输送泵203 ;所述储运装置包括料仓101，所述料仓101通过管路连接管式反应器201的混合段211 ;所述物料收集及尾气净化装置包括连接干燥段302底部出料口的旋风分离器401，所述旋风分离器401的上部连接到尾气净化塔403，旋风分离器401的下方设有出料仓402 ;所述预热器202内部设有搅拌装置221。
[0020]实施例1
一种采用上述所述的污泥脉动燃烧干化系统进行污泥处理的方法，包括下述步骤: 首先，用低压蒸汽对整个管路进行吹扫，特别是对管式反应器201，预热器202进行预热。
[0021]料仓101中的污泥通过输送泵102进入管式反应器201，其流量大小通过输送泵102进行调节。在管式反应器201的混合段211内，污泥与低压蒸汽混合后进入反应段212，快速反应后进入预热器202。此过程完成了污泥的初步加热改性。根据输送泵出口温度及流量调节进入混合段211的低压蒸汽流量，以保证反应段212出口温度在80°C?90°C。污泥进入预热器202后，开启搅拌装置221，以保证污泥进入预热器202后与催化剂混合均匀。根据污泥的不同理化性质要求，催化剂储槽204向预热器中注入催化剂，目的是改变污泥的理化性质，更易脱水。本例中所述污泥为经城市污水处理厂的带式压滤机初步脱水后，含水率为80-82%、有机质含量在40-50%的脱水污泥，所用催化剂为浓硫酸。污泥在预热器202中的停留时间为20?40分钟，确保污泥与催化剂充分混合及受热均匀。高温输送泵203将改性后的污泥输送至干燥段302，开启脉动燃烧器301。燃烧高温尾气快速进入干燥段302将污泥雾化，使水分蒸发，降低物料含水率。燃烧尾气温度在700°C?900°C，污泥出口温度在100°C左右。污泥与燃烧尾气接触时间可根据出口物料含水率要求进行调整。以干化含水率80%的污泥为例，接触时间一般在5分钟，其干化后的含水率即可降至50%以下。欲获得含水率较低的污泥，接触时间相对延长。干化后的污泥进入旋风分离器401，分离后的干料经出料仓402接收，尾气经尾气净化塔403净化后达标排放。
【权利要求】
1.一种污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，包括依次相连接的储运装置、预处理装置、脉动燃烧干燥装置、物料收集及尾气净化装置；所述预处理装置包括通过管路连接储运装置的管式反应器(201)以及与管式反应器(201)相连接的预热器(202)，所述预热器(202)上连接有催化剂储槽(204)，所述管式反应器(201)上设有低压蒸汽进口 ；所述脉动燃烧干燥装置包括通过管路连接到预热器(202)的干燥段(302)以及位于干燥段(302)上方的脉动燃烧器(301 )，所述干燥段(302)的出料口通过管路连接到物料收集及尾气净化>j-U ρ?α装直。
2.如权利要求1所述污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，所述管式反应器(201)包括混合段(211)和反应段(212)，所述混合段(211)进料口通过管路连接储运装置，混合段(211)出料口连接到反应段(212)，所述混合段(211)上设有低压蒸汽进口。
3.如权利要求1所述污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，在所述预热器(202)与干燥段(302 )之间的管路上设有高温输送泵(203 )。
4.如权利要求1所述污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，所述储运装置包括料仓(101)，所述料仓(101)通过管路连接管式反应器(201)的混合段(211)。
5.如权利要求1所述污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，所述物料收集及尾气净化装置包括连接干燥段(302)底部出料口的旋风分离器(401)，所述旋风分离器(401)的上部连接到尾气净化塔(403)，旋风分离器(401)的下方设有出料仓(402)。
6.如权利要求1所述污泥脉动燃烧干化系统，其特征在于，所述预热器(202)内部设有搅拌装置(221)。
7.采用权利要求1-6任一项所述的污泥脉动燃烧干化系统进行污泥处理的方法，包括下述步骤: (1)将污泥送入管式反应器并与低压蒸汽混合后进行初步加热反应，控制管式反应器出料温度80°C?90°C， (2)初步加热反应后的污泥送入预热器，并在催化剂作用下混合改性反应20?40min， (3)将混合改性反应后的污泥送入脉动燃烧干燥装置，通过燃烧高温尾气将污泥雾化除水干化，脉动燃烧干燥装置的燃烧尾气温度在700°C?900°C，污泥与燃烧尾气接触时间I?8min,出料干化后的污泥温度在95?105°C, (4 )干化后的污泥送入物料收集及尾气净化装置进行分离物料以及尾气的净化处理。
【文档编号】C02F11/00GK104276740SQ201410492959
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】董献彬, 张强, 王晶, 张兴华 申请人:安徽国祯环保节能科技股份有限公司