一种污泥焚烧方法和焚烧设备与流程

本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种焚烧方法和焚烧设备。

背景技术：

随着社会经济的进步，城市的人口不断增加，城市污水处理作为城市的种要环保设施，已经越来越被广泛重视。城市污水处理厂成为解决水污染的重要手段，但是伴随城市污水处理厂所产生的污泥也已成为影响城市市容环境的一大公害，污水经过处理后，其体积的0.5％～1％将转化为固态的凝聚体沉降下来，这就是通常所说的污泥。其特点是含水量高、不稳定、易腐败、有恶臭，未经恰当处置的污泥进入环境后，会给水体和大气带来二次污染，对生态环境构成严重威胁，因此必须对污泥进行专业的处理。

以焚烧为核心的处理方法是污泥最彻底的处理方法，可以将有机物完全碳化，杀死病原体，最大限度地减少污泥的体积并实现能量的回收利用，解决污泥态固废的最终处置问题。现有技术中，很多人在焚烧污泥时，采用逆向焚烧的方法，燃料和污泥分别从对向进入焚烧炉，即污泥从烟气的出口进入，而燃料则从废渣的排放口通入，高温的燃烧区即是废渣的排放口，这样做虽然可以节能，但因为入口段的污泥物料处于逐步加热的状态，而燃烧烟气的温度则逐渐降低，无法将污泥中的大量有机物分解，导致挥发出的臭气对环境的影响特别大，而排放出的烟气无法直接排放，后期处理成本较高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种污泥焚烧方法和焚烧设备，能够克服上述现有技术的不足。

本发明的第一个目的是提供一种污泥焚烧方法，针对上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种污泥焚烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1污泥干化：对含水分的湿污泥进行干燥处理，形成干燥污泥，所述干燥污泥的含水量在20％以下；

s2污泥预热：将所述干燥污泥预热至60℃以上；

s3顺向混合燃烧：将燃料和所述s2中经过预热的干燥污泥在焚烧装置中以相同方向输送并进行混合燃烧；

s4余热一次利用：利用s3中焚烧干燥污泥产生的燃烧烟气，加热助燃空气，并将所述助燃空气回用至s3中参与燃烧；

s5余热二次利用：将由上述s4中通出的、经过一级换热后的燃烧烟气进一步用于s1中，利用燃烧烟气的热量来干燥所述湿污泥。

进一步的，所述s2中预热干燥污泥的热量来自所述燃料的燃烧。

进一步的，所述燃料为砻糠。

本发明的另一个目的是提供一种污泥焚烧设备，针对上述目的，本发明采用的一个技术方案是：一种污泥焚烧设备，包括焚烧装置，其特征在于：

所述焚烧装置具有：

预热段，其利用燃料燃烧产生的热量预热污泥；

物料混烧段，其利用燃料对经过所述预热段预热的污泥进行顺向混合燃烧，所述顺向混合燃烧，其具体指所述燃料和所述污泥在所述焚烧装置内，以相同方向输送的过程中进行混合燃烧。

进一步的，所述焚烧装置包括焚烧回转窑，所述焚烧回转窑的窑体沿窑头至窑尾依次包括有第一段和第二段，所述第一段形成所述预热段的空间，所述第一段为套筒式结构，包括同轴安装于所述窑体内的燃烧内筒，所述燃烧内筒连通燃料入口，所述燃烧内筒和所述窑体之间形成物料通道，所述物料通道连通污泥入口，燃料在所述燃烧内筒内燃烧并通过所述燃烧内筒加热所述物料通道内的污泥；所述第二段的内部形成所述物料混烧段的空间，燃料和污泥在所述第二段内顺向混合燃烧。

进一步的，所述燃料为砻糠或粉状燃料或燃气。

进一步的，所述污泥在所述预热段被预热至50℃以上，含水量降至30％以下。

进一步的，所述焚烧装置还包括排放段，其用于对所述物料混烧段产生的燃烧产物进行气固分离及余热利用。

进一步的，所述排放段，其具体包括：

气固分离装置，其用于对所述燃烧产物进行气固分离处理，形成高温的燃烧烟气和废渣；

换热装置，其利用所述燃烧烟气来加热助燃空气，所述助燃空气再被通至所述预热段及所述物料混烧段参与燃烧。

进一步的，所述气固分离装置包括沉降仓，所述换热装置设置于所述沉降仓的内部。

本发明的有益效果是：采用“顺向混合燃烧”的方法对污泥进行焚烧处理，即污泥的入口和燃料入口一致，焚烧炉的烟气出口和焚烧后的渣料出口一致，使烟气在焚烧炉内的温度始终超过700-800℃，可以有效裂解污泥中的有机分子，即使是二噁英也会分解，确保了排放气体的达标；进一步的，通过利用燃烧烟气的余热来预热助燃空气，可以降低焚烧设备的整体能耗。

附图说明

图1是本发明实施例的污泥焚烧设备的系统图。

附图标记说明：

1焚烧回转窑

2燃烧内筒

3污泥入口

4燃料入口

5预混管

6热风管

7第一鼓风机

8沉降仓

9换热器

10第二鼓风机

11刮板机

f燃料

m污泥

a助燃空气

eg烟气

fl火焰

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施方式进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本实施方式的污泥焚烧设备用于对下水污泥等废弃物进行焚烧处理并回收伴随焚烧产生的热量。

请参阅图1，本发明实施方式的污泥焚烧设备，其具有：

焚烧回转窑，焚烧回转窑包括窑体1，窑体1沿窑头至窑尾依次形成有预热段和物料混烧段，预热段为套筒式结构，包括同轴安装于窑体1内侧的燃烧内筒2，燃烧内筒2连通预混管5，燃烧内筒2和窑体1的之间形成物料通道，物料通道连通污泥入口3，燃料与助燃空气在预混管5内充分混合后，在燃烧内筒2内进行燃烧，并通过燃烧内筒2来加热物料通道内的污泥；物料混烧段为单筒结构，污泥与燃料在窑体1的物料混烧段内部“顺向混合燃烧”，即物污泥和燃料以相同的方向由窑头向窑尾输送并混合燃烧。

本实施方式的具体工作方式为：燃料f由燃料入口4进入预混管5，与由第一鼓风机7吸入的助燃空气a在预混管5内充分混合后，通入燃烧内筒2进行燃烧，形成火焰fl，同时，污泥m由污泥入口3进入物料通道，燃料f燃烧产生的热量通过燃烧内筒2来加热物料通道内的污泥，使其温度提升至60℃以上；然后污泥m、燃料f以及燃料f燃烧产生的高温烟气继续向窑尾前行，在物料混烧段进行“顺向混合燃烧”，污泥m、燃料f和烟气eg在焚烧回转窑的窑体1内以相同方向输送，在此过程中窑体内的烟气eg温度始终保持在700-800℃以上，可以确保将污泥m中的有机物分子完全裂解，即使是二噁英也会分解，确保了排放烟气eg符合排放标准。

进一步的，焚烧回转窑的窑尾连通沉降仓8，沉降仓8内设有换热器9；物料混烧产生的燃烧产物被通入沉降仓8内进行气固分离，分别形成污泥废渣和高温的烟气eg，沉降出的污泥废渣经由刮板机11排出，烟气eg则通入换热器9中，与由第二鼓风机10引入的冷态的助燃空气a进行热交换，将助燃空气a的温度提升至350℃以上，随后助燃空气a由热风管6通至焚烧回转窑内，分别参与预热段和物料混烧段的燃烧，可以有效降低焚烧回转窑的能耗。此时烟气eg的温度降至650℃左右，可以进一步对烟气eg进行余热利用和回收。

进一步的，本发明实施例采用砻糠做燃料f，砻糠的热值在4000大卡左右，每吨600元，相比天然气和生物质颗粒都经济，而且可以采用悬浮法燃烧，符合回转窑焚烧的工艺要求。

本发明采用“顺向混合燃烧”来对污泥进行焚烧处理，进一步可以利用污泥焚烧的高温烟气来预热助燃空气，与传统污泥焚烧处理方式的“逆烧法”相比，本发明具有处理量大、能耗低、效率高、排放达标且投资成本低等优点。

经申请人的试验数据证明，本发明的污泥焚烧方法，对比传统的“逆烧法”，其燃烧尾气可完全达标，无臭味，有机分子完全裂解，同时本技术中的高温烟气得到了有效利用，提高热利用率和整体能耗。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。