本实用新型涉及了一种处理污泥的装置，属于污泥处理技术领域。
背景技术：
近年来，随着我国污水处理能力的快速增长，污泥产量同步大幅增加。作为污水处理的终端产物，污泥含有大量的病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，据统计目前全国超过80%的污泥没有得到无害化、稳定化处理处置，造成环境二次污染情况十分严重。针对这一问题，近年来，国家出台一系列涉及污泥处理处置的相关政策、标准和法律法规，促使了市场的形成。城市污水厂污泥处理与处置的原则是：减量化、无害化、稳定化、资源化，“减量化”和“无害化”是污泥处置的重点，“资源化”是污泥处置的最终目标。为有效、彻底解决污泥的环境污染问题，可以通过技术开发将大量的废物变为可用物质，对污泥进行综合利用，取得良好的经济效益和环保效益。目前，污泥干化焚烧技术已经在欧美日等发达国家得到了成功应用，成为一种主要的污泥处置方式。
污泥焚烧是将脱水污泥直接送入焚烧炉使污泥中的可燃成分在高温下充分燃烧，废物中的有毒有害物质在高温中氧化热解而被破坏，最终成为稳定的灰渣。污泥焚烧是“最彻底”的污泥处置方法，它能使有机物全部碳化，有效杀死病原体，最大限度地减少污泥体积，而且占地面积小，自动化水平高，不受外界条件影响。具有减容、减重率高，处理速度快，无害化较彻底，余热可用于发电、供热或为污泥干化提供需要的热源等优点。
我国污水污泥焚烧资源化利用处理方式却进展缓慢，主要原因为污泥含水率很高；污水处理厂污泥含水均在80%左右；污泥要达到单独焚烧发电要求必须进行干化，因而成本很高，污泥处置成为当前面临的一个很难的问题。污泥中所含水分主要以四种形式存在，为：颗粒间的空隙水、颗粒间的毛细水、颗粒吸附水和颗粒内部水，并互相结合形成细胞胶质状态，一般机械设备脱水只能去除少量的水分，达到含水率80%-85%的水平，因此能耗巨大的污泥干化是污泥资源化利用必须经过的过程，巨大的能耗使污泥处置成本很高，这也是污泥资源化处置率低的根本原因。
传统的污泥单独焚烧处置方法采用空气作为氧化剂，导致气体污染物（如NOx、SOx等）、二噁英排放以及重金属的迁移转化相对不可控，是困扰污泥焚烧二次污染物处理成本高的关键问题。传统污泥焚烧技术短期内很难在我国大范围使用，目前仅东部沿海部分发达城市如广州、上海等城市采用了污泥焚烧工艺。因此，寻求一种集自持焚烧、资源回收、低污染排放为一体的污泥清洁焚烧处置技术在未来市场前景可观。
污泥处理的核心在于在能耗较低的条件下实现有效干燥，污泥的高含水率、高粘性导致其脱水干燥瓶颈难以克服，传统的加热气化干燥方法由于能耗过高终究无法实现产业化运行。因此，亟需开发一种低能耗、高效的污泥脱水、干化焚烧一体化工艺，真正实现污泥的无害化、资源化处理。
国家知识产权局于2013年05月22日公开了一种公开号为CN202947125U，专利名称为“一种可变循环流化床化学链燃烧装置”的实用新型专利，包括双循环流化床（空气反应器和燃烧反应器）、提升管、旋风分离器、立管、双向流动密封阀。该装置用于气体和固体燃料的直接化学链燃烧，例如天然气、煤气化合成气、煤粉、生物质、石油焦、污泥等，通过两个双向流动密封阀平衡空气反应器和燃烧反应器内床料量，提高氧载体在空气反应器和燃烧反应器中停留时间，提高煤粉燃烧效率，尾气清洁易于CO2捕集利用并且尾气能量回收。
国家知识产权局于2013年11月20日公开了一种公开号为CN103398386A，专利名称为“一种基于化学链燃烧处置污泥的装置及方法”的发明专利，实现基于循环载氧体的化学链燃烧过程，达到在燃烧过程中安全处置污泥的装置。该装置由空气反应器、旋风分离器、燃料反应器、和返料器组成一个循环回路；其方法在于空气反应器内还原态载氧体和空气进行氧化反应，生成氧化态载氧体颗粒，经旋风分离器分离后，氧化态载氧体颗粒钙进入燃料反应器；污泥在燃料反应器内进行热解气化反应，生成燃料气体，燃料气体与氧化态载氧体进行还原反应，生成二氧化碳、水蒸气以及还原态载氧体，燃料反应器内二氧化碳、水蒸气和少量未完全反应的燃料气体通过燃料反应器排气管进入空气反应器，燃料反应器内还原态载氧体颗粒通过返料器返回到空气反应器。
结合现有技术，还存在如下不足：
（1）但在该装置中，污泥是通过污泥进口，直接进入到燃料反应器内参与反应，这其中污泥的含水率高低或所存在形态会严重影响污泥的燃烧效率，以及有害气体的产生；
（2）同时，该装置内的烟气一部分循环至空气反应器内，另一部分通过烟气出口排放到空气中，会对空气造成一定污染，同时，烟气排放会带走部分热量，浪费资源，成本高。
技术实现要素：
本实用新型旨在解决现有技术问题，而提出了一种处理污泥的装置，属于污泥处理技术领域。本实用新型通过对污泥储罐、闪蒸器、离心机、造粒机及燃烧装置的设置，并利用高效闪蒸脱水、余热干化造粒及化学链燃烧处理污泥方法，既有效的处理污泥，解决有害气体产生问题，同时又增加热源的回收再利用。
为实现上述技术目的，提出如下的技术方案：
一种处理污泥的装置，包括污泥储罐、闪蒸器、离心机、造粒机及燃烧装置，所述污泥储罐连接有均质罐，在污泥储罐与均质罐之间设有污泥泵Ⅰ；所述闪蒸器和离心机都与均质罐连接，闪蒸器与离心机之间通过污泥泵Ⅲ连接；所述离心机连接造粒机，造粒机连接燃烧装置；所述燃烧装置包括空气反应器和燃料反应器，空气反应器和燃料反应器之间设有返料器，且空气反应器和燃料反应器均与返料器连接；燃料反应器上端设有旋风分离器，旋风分离器与空气反应器连接。
进一步的，所述均质罐连接有缓冲罐，缓冲罐连接有加热器，且缓冲罐与加热器是通过污泥泵Ⅱ连接。
进一步的，所述加热器另与蒸煮器连接，蒸煮器与闪蒸器连接。
进一步的，所述加热器还与造粒机连接。
进一步的，所述旋风分离器与加热器连接。
进一步的，所述燃料反应器一端设有给料机，给料机与造粒机连接。
进一步的，所述闪蒸器为多级闪蒸器。
进一步的，所述所述离心机为卧螺离心机。
采用技术方案，工作原理为：
闪蒸脱水：启动污泥处理装置，将污水处理厂收运的污泥卸入污泥储罐中，在污泥泵Ⅰ的作用下，污泥由污泥储罐进入均质罐中，再由闪蒸器闪蒸出的蒸汽以及离心机脱除的部分高温水进入到均质罐中，进行拌和均质，污泥温度上升至约58-62℃后，进入到缓冲罐；均质污泥经污泥泵Ⅱ作用，进入加热器中，利用燃烧工段产生的750-850℃高温烟气进行均质污泥加热，将均质污泥温度升高至145-155℃；经加热后的均质污泥进入蒸煮器中，在蒸煮器中进行保温、保压，均质污泥中的微生物细胞开始破碎，胶体物质开始解体，粘度降低，胞内水、毛细水、吸附水和表面吸附水大量析出，当蒸煮器内温度达到设定温度150-200℃及压力1.0-1.6MPa时，维持反应时间28-32min，微生物细胞水解反应完成，然后被处理过的均质污泥爆破式进入闪蒸器中；在闪蒸器中，闪蒸出的蒸汽供污泥调均使用，闪蒸器中的污泥在污泥泵Ⅲ的作用下，进入离心机中；
干化、造粒：在离心机中，闪蒸后的均质污泥进行脱水处理，脱出的部分高温水在污水泵的作用下进入均质罐，剩余部分高温水进入污水处理装置处理，待检测合格后，排放；离心机送出的含水率44-48%脱干污泥，经输送到造粒机中，再在加热器所排出280-320℃烟气作用下，干燥，得出含水率为18-22%干化污泥燃料；干化污泥燃料与脱硫剂充分混合，经计量后，经过给料机，输送至燃料反应器中；
燃烧：干化污泥燃料在燃料反应器内进行热解气化反应，生成燃料气体，然后燃料气体与氧化态氧载体进行还原反应，生成还原态氧载体颗粒、二氧化碳和水蒸气；在燃料反应器内，由于没有氧分子存在，污泥中有机或无机碳和有机或无机氯不会生成二恶英类物质；由于空气反应器和燃料反应器内运行温度均相对较低，在空气反应器内无热力型NOx和快速型NOx产生，而在燃料反应器内，由于燃料不与O2接触，有效的降低了燃料NOx产生。燃料反应器内生成的还原态氧载体通过返料器返回到空气反应器中，原态氧载体与空气的氧气发生氧化反应，完成氧化态氧载体的再生过程；
尾气处理：空气反应器的底部设有空气进口，旋风分离器的顶部设有烟气出口；燃料反应器中的烟气通过排气管进入空气反应器中，与空气反应器的烟气混合，然后混合烟气通过旋风分离器出口一并排出，部分混合烟气为加热器和造粒机提供热源，利用余热，部分混合烟气进入烟气后端处理，待检测合格后，排放。
进一步的，所述脱硫剂为石灰石或活性碳。
采用本技术方案，带来的有益技术效果为：
（1）本实用新型通过对污泥储罐、闪蒸器、离心机、造粒机及燃烧装置的设置，并结合高效闪蒸脱水、余热干化造粒及化学链燃烧处理污泥方法，既有效的处理污泥，解决有害气体产生问题，同时又增加热源的回收再利用；
（2）在本实用新型中，污泥储罐的设置，对污泥进行存储，便于后期污泥处理的有序进行；
（3）在本实用新型中，污泥泵Ⅰ、污泥泵Ⅱ及污泥泵Ⅲ的设置，对污泥进行收集，并传送到污泥处理的下一个处理装置中，促使污泥处理工艺的有效、有序进行；
（4）在本实用新型中，均质罐的设置，进行拌和污泥均质，并对污泥均质进行高温闪蒸，为污泥的后续处理做准备；
（5）在本实用新型中，缓冲罐的设置，缓冲污泥处理系统的压力波动，促使系统工作更平稳；
（6）在本实用新型中，加热器的设置，对均质污泥进行加热处理；蒸煮器的设置，对均质污泥保温、保压，均质污泥中的微生物细胞开始破碎，胶体物质开始解体，粘度降低，胞内水、毛细水、吸附水和表面吸附水大量析出，当蒸煮器内温度达到设定温度150-200℃及压力1.0-1.6MPa时，维持反应时间28-32min，微生物细胞水解反应完成；
（6）在本实用新型中，闪蒸器的设置，闪蒸器对均质污泥进行闪蒸处理，降低污泥中含水率，且闪蒸出的蒸汽供污泥调均使用；
（7）在本实用新型中，离心机的设置，对闪蒸后的均质污泥进行脱水处理，再次降低污泥中含水率，同时，产生的部分高温水在污水泵的作用下进入均质罐中，为拌和污泥均质提供；
（8）在本实用新型中，造粒机的设置，进一步对污泥进行干化处理，同时将干化后的污泥制造成特定形状的干化污泥燃料，粒状干化污泥能与脱硫剂容易充分混合，且增加了粒状干化污泥与流化风之间的接触面积，促使粒状干化污泥在燃料反应器内进行充分热解气化反应，间接避免有害气体的产生；
（9）在本实用新型中，给料机的设置，粒状干化污泥输送，使得粒状干化有序的进入到燃料反应器中；
（10）在本实用新型中，燃料反应器的设置，促使成粒干化污泥进行化学链燃烧，既能消减污泥，又能降低有害气体的排放量。在燃料反应器内，由于没有氧分子存在，污泥中有机或无机碳和有机或无机氯不会生成二恶英类物质；由于空气反应器和燃料反应器内运行温度均相对较低，在空气反应器内无热力型NOx和快速型NOx产生，而在燃料反应器内，由于燃料不与O2接触，有效的降低了燃料NOx产生。
（11）在本实用新型中，利用污泥在高温下热解特性，极大改善了污泥的脱水性能，高效闪蒸脱水使污泥含水率得到大幅度降低，作为污泥最终处置的前置工艺，能大大减少污泥最终处置的工程投资及运行成本；
（12）在本实用新型中，利用化学链燃烧技术，污泥不直接和空气接触燃烧，能够消除污泥焚烧过程中有机或无机碳和有机或无机氯在催化剂的作用下生成二恶英类物质，同时减少污泥焚烧过程中NOX的排放；
（13）在本实用新型中，充分利用烟气余热，减少闪蒸脱水和干化造粒过程中消耗的热能，使污泥处理过程能耗最低。
附图说明
图1为本实用新型框架结构示意图
图中：1、污泥储罐，2、污泥泵Ⅰ，3、均质罐，4、缓冲罐，5、污泥泵Ⅱ，6、加热器，7、蒸煮器，8、闪蒸器，9、污泥泵Ⅲ，10、离心机，11、造粒机，12、给料机，13、燃料反应器，14、返料器，15、空气反应器，16、旋风分离器。
具体实施方式
下面通过对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示：一种处理污泥的装置，包括污泥储罐1、闪蒸器8、离心机10、造粒机11及燃烧装置，所述污泥储罐1连接有均质罐3，在污泥储罐1与均质罐3之间设有污泥泵Ⅰ2；所述闪蒸器8和离心机10都与均质罐3连接，闪蒸器8与离心机10之间通过污泥泵Ⅲ9连接；所述离心机10连接造粒机11，造粒机11连接燃烧装置；所述燃烧装置包括空气反应器15和燃料反应器13，空气反应器15和燃料反应器13之间设有返料器14，且空气反应器15和燃料反应器13均与返料器14连接；燃料反应器13上端设有旋风分离器16，旋风分离器16与空气反应器15连接。
实施例2
如图1所示：一种处理污泥的装置，包括污泥储罐1、闪蒸器8、离心机10、造粒机11及燃烧装置，所述污泥储罐1连接有均质罐3，在污泥储罐1与均质罐3之间设有污泥泵Ⅰ2；所述闪蒸器8和离心机10都与均质罐3连接，闪蒸器8与离心机10之间通过污泥泵Ⅲ9连接；所述离心机10连接造粒机11，造粒机11连接燃烧装置；所述燃烧装置包括空气反应器15和燃料反应器13，空气反应器15和燃料反应器13之间设有返料器14，且空气反应器15和燃料反应器13均与返料器14连接；燃料反应器13上端设有旋风分离器16，旋风分离器16与空气反应器15连接。
进一步的，所述均质罐3连接有缓冲罐4，缓冲罐4连接有加热器6，且缓冲罐4与加热器6是通过污泥泵Ⅱ5连接。
进一步的，所述加热器6另与蒸煮器7连接，蒸煮器7与闪蒸器8连接。
进一步的，所述加热器6还与造粒机11连接。
进一步的，所述旋风分离器16与加热器6连接。
进一步的，所述燃料反应器13一端设有给料机12，给料机12与造粒机11连接。
进一步的，所述闪蒸器8为多级闪蒸器。
进一步的，所述所述离心机10为卧螺离心机。
实施例3
如图1所示：一种处理污泥的装置，包括污泥储罐1、闪蒸器8、离心机10、造粒机11及燃烧装置，所述污泥储罐1连接有均质罐3，在污泥储罐1与均质罐3之间设有污泥泵Ⅰ2；所述闪蒸器8和离心机10都与均质罐3连接，闪蒸器8与离心机10之间通过污泥泵Ⅲ9连接；所述离心机10连接造粒机11，造粒机11连接燃烧装置；所述燃烧装置包括空气反应器15和燃料反应器13，空气反应器15和燃料反应器13之间设有返料器14，且空气反应器15和燃料反应器13均与返料器14连接；燃料反应器13上端设有旋风分离器16，旋风分离器16与空气反应器15连接。
进一步的，所述均质罐3连接有缓冲罐4，缓冲罐4连接有加热器6，且缓冲罐4与加热器6是通过污泥泵Ⅱ5连接。
进一步的，所述加热器6另与蒸煮器7连接，蒸煮器7与闪蒸器8连接。
进一步的，所述加热器6还与造粒机11连接。
进一步的，所述旋风分离器16与加热器6连接。
进一步的，所述燃料反应器13一端设有给料机12，给料机12与造粒机11连接。
进一步的，所述闪蒸器8为多级闪蒸器。
进一步的，所述所述离心机10为卧螺离心机。
采用本技术方案，工艺流程为：
A.闪蒸脱水：启动污泥处理装置，将污水处理厂收运的污泥卸入污泥储罐1中，在污泥泵Ⅰ2的作用下，污泥由污泥储罐1进入均质罐3中，再由闪蒸器8闪蒸出的蒸汽以及离心机10脱除的部分高温水进入到均质罐3中，进行拌和均质，污泥温度上升至约58℃后，进入到缓冲罐4；均质污泥经污泥泵Ⅱ5作用，进入加热器6中，利用燃烧工段产生的750℃高温烟气进行均质污泥加热，将均质污泥温度升高至145℃；经加热后的均质污泥进入蒸煮器7中，在蒸煮器7中进行保温、保压，均质污泥中的微生物细胞开始破碎，胶体物质开始解体，粘度降低，胞内水、毛细水、吸附水和表面吸附水大量析出，当蒸煮器7内温度达到设定温度150℃及压力1.0MPa时，维持反应时间28min，微生物细胞水解反应完成，然后被处理过的均质污泥爆破式进入闪蒸器8中；在闪蒸器8中，闪蒸出的蒸汽供污泥调均使用，闪蒸器8中的污泥在污泥泵Ⅲ9的作用下，进入离心机10中；
B.干化、造粒：在离心机10中，闪蒸后的均质污泥进行脱水处理，脱出的部分高温水在污水泵的作用下进入均质罐3，剩余部分高温水进入污水处理装置处理，待检测合格后，排放；离心机10送出的含水率44%脱干污泥，经输送到造粒机11中，再在加热器6所排出280℃烟气作用下，干燥，得出含水率为18%干化污泥燃料；干化污泥燃料与脱硫剂充分混合，经计量后，经过给料机12，输送至燃料反应器13中；
C.燃烧：干化污泥燃料在燃料反应器13内进行热解气化反应，生成燃料气体，然后燃料气体与氧化态氧载体进行还原反应，生成还原态氧载体颗粒、二氧化碳和水蒸气；在燃料反应器13内，由于没有氧分子存在，污泥中有机或无机碳和有机或无机氯不会生成二恶英类物质；由于空气反应器15和燃料反应器13内运行温度均相对较低，在空气反应器15内无热力型NOx和快速型NOx产生，而在燃料反应器13内，由于燃料不与O2接触，有效的降低了燃料NOx产生。燃料反应器13内生成的还原态氧载体通过返料器14返回到空气反应器15中，原态氧载体与空气的氧气发生氧化反应，完成氧化态氧载体的再生过程；
D.尾气处理：空气反应器15的底部设有空气进口，旋风分离器16的顶部设有烟气出口；燃料反应器13中的烟气通过排气管进入空气反应器15中，与空气反应器15的烟气混合，然后混合烟气通过旋风分离器16出口一并排出，部分混合烟气为加热器6和造粒机11提供热源，利用余热，部分混合烟气进入烟气后端处理，待检测合格后，排放。
进一步的，所述脱硫剂为为石灰石或活性碳。
实施例4
在实施例1-3的基础上，设定1t的含水率为80%污泥利用此装置及方法后，只剩下40～60kg的灰渣；同时，能源节约400kcal/kg（含水率为80%的污泥）；尾气排放低：二噁英排放量＜0.1 ng-TEQ/m3；NOx排放浓度＜10mg/m3；SOx排放小于50mg/m3。