一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置的制作方法

本发明涉及的是一种用来处理污泥的一体化装置，具体涉及一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置。

背景技术：

污泥是由水和污水处理过程所产生的固体、半固态以及液态沉淀物质。按污泥处理工艺将污泥分为初沉污泥、剩余污泥、消化污泥和化学污泥，污泥的含水量在75～99％不等。

污泥中有害物质非常多，如果不加以处理而任意排放将会造成严重的二次污染，主要污染有：1.有机物污染。污泥中有机污染物主要有苯、氯酚、多氯联苯(pcbs)、多氯二苯并呋喃和多氯二苯并二噁英(pcdd/f)等。污泥中含有的有机污染物不易降解、毒性残留长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染。2.病原微生物污染。污水中的病原微生物和寄生虫卵经过处理会进入污泥，这些微生物能够有足够多的途径对人类或动物进行污染。3.重金属污染。在污水处理过程中，70%～90%的重金属元素会通过吸附或沉淀而转移到污泥中，其中包括铜、锌、铬、汞。4.其它危害。污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染，带来一系列的环境问题。

在当前的污泥处理方式中，污泥焚烧处理由于其具有的无害化、减量化、资源化、处理速度快的特点而越来越被社会重视。随着我国城市化进程的加快，土地资源的日益减少，填埋费用日益上升，填埋的方式越来越受到限制。而且污泥进入填埋场对于生活垃圾的填埋带来新的难题。随着经济的发展和人民生活水平的提高，将会有越来越严格的法令限制了污泥在土地利用中的使用，因此污泥的焚烧处理在污泥处置方面的地位越来越重要。它是从根本上解决污泥污染的有效办法，是污泥减量化、无害化、资源化、快速处理的良好途径。污泥焚烧技术中，除了需要在污水厂进行必要的机械脱水外，主要技术关键内容为干化＋焚烧技术。目前污泥的干化手段有桨叶式干化技术、盘式干化技术、流化床干化方式等等。焚烧技术主要有固定(鼓泡)流化床焚烧炉、循环流化床焚烧炉和回转式流化床焚烧炉。现有技术中将污泥的干化处理和焚烧分开进行，该技术增加了设备投资、扩大了占地面积，各种能量的多次相互转化和传导直接导致效率的降低，并提高了运行费用。

综上所述，本发明设计了一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置。

技术实现要素：

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置，这种一体化装置联合污泥干化与焚烧技术于一体，解决了将污泥的干化处理和焚烧分开进行而导致增加了设备投资大、扩大了占地面积，各种能量的多次相互转化和传导降低了效率，运行费用高的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置，包括污泥进料机、电机、污泥干化钢筒、无轴螺旋装置、流化床焚烧装置、循环风机和冷凝装置，污泥进料机与污泥干化钢筒进料端固定连接，污泥干化钢筒内置有无轴螺旋装置，无轴螺旋装置一端与电机传动连接，污泥干化钢筒出料端与流化床焚烧装置相连，进煤装置也与流化床焚烧装置相连，污泥干化钢筒进料端与冷凝装置相连，冷凝装置与流化床焚烧装置之间连接有循环风机；在钢筒出料端进入的用于污泥干化的高温烟气被循环风机从进料端导出，通过循环风管最终进入焚烧锅炉内。

作为优选，所述的流化床焚烧装置包括流化床本体、旋风分离器、尾气排放装置、返料装置、返料风口、排灰装置、卸渣装置和鼓风装置，流化床本体一侧连接有旋风分离器，旋风分离器顶部设置有尾气排放装置，旋风分离器底部通过返料风口与返料装置相连，返料风口还与流化床本体相连，返料装置底部设置有排灰装置，流化床本体底部设置有卸渣装置和鼓风装置。

作为优选，所述的冷凝装置包括冷凝器、冷凝水进口、冷凝水出口、冷凝水箱和冷凝水溢流管，冷凝器上设置有冷凝水进口、冷凝水出口，冷凝器的低端与冷凝水箱相连，冷凝水箱上设置有冷凝水溢流管；常温下的冷凝水的进水方向与循环烟气的流动方向相反，水汽冷凝成废水后流入冷凝水箱，并从溢流管自动溢出。

作为优选，所述的无轴螺旋装置与污泥干化钢筒平行设置，所述的污泥干化钢筒的轴向与水平方向夹角为4-10度。

作为优选，所述的无轴螺旋装置与污泥干化钢筒的内壁间隙为0.8～1.2cm。

本发明的污泥进料机依次与污泥干化钢筒、循环流化床接口、循环流化床本体、鼓风装置、卸渣装置、旋风分离器、返料风口相连。流化床鼓风装置的风经过了空气预热器加热到了150℃，污泥干化钢筒内置无轴螺旋装置，无轴螺旋装置一端与电机相连。烟气从旋风分离器排出本装置后进行余热利用与尾气净化。流化床本体与进煤装置相接；污泥干化钢筒的进料端依次与冷凝器、冷凝水箱、循环风机相接。

当污泥含水量比较低，污泥热值稳定，系统正常运行时，一体化污泥处理装置完全可以达到热平衡，此时进煤装置可以关闭而不添加。当污泥含水量增加时，可以通过进煤装置添加煤并加大进风量，使污泥处理系统正常运行。

本发明的工作原理如下：污泥干化钢筒中设置了无轴螺旋装置，其一端与电机相连，由电机提供转动能量，无轴螺旋装置整体与钢筒平行，与钢筒相隔0.8～1.2cm，在转动时保证其不与污泥干化钢筒接触导致磨损。当污泥通过进料机进入后，无轴螺旋装置在转动中开始将污泥均匀的涂抹在污泥干化钢筒内壁，随着进泥量的增加，螺旋将污泥一层一层的刮起，当污泥的含水量处于高位时，污泥将再次被一层层涂抹有一层层刮起，此时，流化床焚烧产生的高温烟气从污泥干化钢筒的后端进入，与不断运动的污泥进行直接接触，从而使污泥的含水量不断下降，最后，当污泥的含水量低于40%时，其粘性降低，将不再被涂抹，随着螺旋的转动进入污泥干化钢筒的出料端，最终掉入流化床锅炉，进行焚烧。针对不同的污泥，可以调节污泥干化钢筒的长度、倾角、螺旋旋转的速度等，使得坠入流化床的污泥含水量在40%以下，保证系统的正常运行。

污泥进入流化床后，流化床的底部设置有进风口（鼓风装置）和排渣口（卸渣装置），使其能以流化的状态进行充分燃烧。产生的烟气分为两部分，一部分进入上述污泥干化钢筒以干化污泥，另一部分烟气进入旋风分离器，分离后的颗粒和粉尘在返料装置中被返料风吹灰流化床再次进焚烧，烟气最终排出一体化装置后，进行余热利用和尾气净化，由于余热利用与尾气净化采用现有技术，因此不再赘述。

进入污泥干化钢筒的高温烟气，一方面干化污泥，另一方面将携带污泥干化产生的水汽以及各种挥发性物质，在循环风机的引导下，进入冷凝器，冷凝水由后端进，从前端出。通过冷凝器后，水汽被凝结下来流入冷凝水箱，最终被溢出，可根据其水质做相应处理。携带挥发性有机物的干烟气则通过循环风机进入流化床进行焚烧。

本发明具有以下有益效果：

1、本装置不需要旋转污泥干化钢筒，而只是旋转内置的无轴螺旋装置，此项设计一方面减低了钢筒的密封要求等性能，另一方面能节约大量的能量。

2、本装置将干化装置与焚烧装置联用，充分利用焚烧产生的高温烟气以直接接触的方式来干化污泥，污泥加热之后直接被焚烧，不仅减少了大量的辅助动力设备，而且提高了能量的利用效率，并且减少了占地面积。

3、无轴螺旋装置在转动过程中不断的在钢筒内壁上涂抹和刮落污泥，并对污泥产生大量的搅拌，从而使污泥在与高温烟气的接触过程中更加容易被干化。

4、污泥干化后的水蒸发成为烟气后，因为循环风机形成的负压而进入循环管道，通过冷凝器而冷凝下来，不仅避免了水分再次被蒸发加热到850℃而带走大量的能量，而且使最终排出系统的烟气中水蒸汽减少，降低烟气的净化难度。

5、当污泥含水量比较低，污泥热值稳定时，本装置并不需要添加辅助燃料，设置进煤装置是为了更好的保证本一体化装置的适用范围。

6、在设计和运行过程中可以调节污泥干化钢筒轴向与水平方向的角度、钢筒的长度、螺旋的转动速度、循环风机形成的负压大小等来适应污泥性状的变化，具有很强的实用性和可操作性。

7、污泥干化过程中产生的有机废气被迅速进入流化床焚烧处理，不会产生其他干化技术所固有的臭气等污染。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种污泥干化与流化床焚烧联用的一体化处理装置，包括污泥进料机1、电机2、污泥干化钢筒3、无轴螺旋装置4、流化床焚烧装置、循环风机19和冷凝装置，污泥进料机1与污泥干化钢筒3进料端固定连接，污泥干化钢筒3内置有无轴螺旋装置4，无轴螺旋装置4一端与电机2传动连接，污泥干化钢筒3出料端与流化床焚烧装置相连，进煤装置6也与流化床焚烧装置相连，污泥干化钢筒3进料端与冷凝装置相连，冷凝装置与流化床焚烧装置之间连接有循环风机19。

所述的流化床焚烧装置包括流化床本体5、旋风分离器7、尾气排放装置8、返料装置9、返料风口10、排灰装置11、卸渣装置12和鼓风装置13，流化床本体5一侧连接有旋风分离器7，旋风分离器7顶部设置有尾气排放装置8，旋风分离器7底部通过返料风口10与返料装置9相连，返料风口10还与流化床本体5相连，返料装置9底部设置有排灰装置11，流化床本体5底部设置有卸渣装置12和鼓风装置13。

所述的冷凝装置包括冷凝器14、冷凝水进口15、冷凝水出口16、冷凝水箱17和冷凝水溢流管18，冷凝器14上设置有冷凝水进口15、冷凝水出口16，冷凝器14的低端与冷凝水箱17相连，冷凝水箱17上设置有冷凝水溢流管18。

所述的无轴螺旋装置4与污泥干化钢筒3平行设置，所述的污泥干化钢筒3的轴向与水平方向夹角为4-10度。

所述的无轴螺旋装置4与污泥干化钢筒3的内壁间隙为0.8～1.2cm。

本具体实施方式的污泥干化钢筒3内设有无轴螺旋装置4，无轴螺旋装置4由一端的电机2提供转动动力，污泥随无轴螺旋装置4的转动向出料端缓慢前移，污泥被不断搅拌和磨碎，从而容易与高温烟气直接接触而被干化。所述的冷凝装置主要由冷凝器14和冷凝水箱17组成，常温下的冷凝水的进水方向与循环烟气的流动方向相反，水汽冷凝成废水后流入冷凝水箱17，并从冷凝水溢流管18自动溢出。所述的流化床焚烧装置，进风经过空气预热器加热到150℃，进风压力可以保证流化床内物料呈流化状态。所述的污泥干化和流化床焚烧联用的一体化处理装置，在污泥干化钢筒3出料端进入的用于污泥干化的高温烟气被循环风机从进料端导出，通过循环风管最终进入焚烧锅炉内。所述的污泥干化钢筒3与内置的无轴螺旋装置4平行，整体的轴向与水平方向的夹角为4～10度，污泥干化钢筒3与内置的无轴螺旋装置4的距离为0.8～1.2cm，无轴螺旋装置在转动时不会接触到钢筒。所述的流化床焚烧装置，流化床内的温度为850～950℃，烟气在流化床的停留时间为2～4s，固体可燃物在流化床内的停留时间为30～40min。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。