[发明专利]污泥的高温熔融处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥的处理系统及方法，特别是污水污泥的高温熔融处理系统及方法。

背景技术

污泥是污水处理后的固体残留物，其中含有大量的病菌、寄生虫、重金属等有害物质，如果处理不当会对生态环境造成极大的危害，且污泥的处理问题已经成为现今污水处理的一个瓶颈，所以污泥的无害化处理已经成为当前环保亟需解决的问题。

国外污泥处理的主要方法从最初的填埋法到堆肥法再到干化法直至发展到现今的焚烧法。而在我国填埋法依然是使用最为广泛的污泥处理方式，这种方法不仅占用大量土地，而且污泥中的有害物质也会对地下水资源等造成污染。2005年后堆肥法在欧洲的部分国家已经遭到了禁止。如今，污泥的干化和焚烧相结合技术在大部分发达国家得到了广泛推广应用，但在我国刚刚起步。常规的污泥焚烧方法因焚烧温度低会产生二噁英，不能实现二噁英最低排放。

发明内容

本发明为了解决现有的污泥焚烧方法存在二噁英污染的问题，提出一种污泥的高温熔融处理系统及方法。本发明可实现污泥焚烧二噁英最低排放，同时排放的烟气中NOx、SO₂的浓度满足最新环保排放标准，即小于100mg/Nm³。

本发明提出将干燥污泥在高温熔融室中焚烧处理，不但可以将干燥污泥中的重金属固化在熔渣里，而且还可实现干燥污泥焚烧二噁英最低排放，同时焚烧余热可用来发电或干燥湿污泥，降低运行成本，是适合我国国情的污泥处置方式。

本发明为解决上述问题采取的技术方案包括三个系统和三个方法，分别是：

系统一：本发明的污泥的高温熔融处理系统，所述系统包括球磨机及污泥的高温熔融处理装置，所述污泥的高温熔融处理装置包括炉体、溢流式排渣口、熔渣池、膜式水冷壁、汽包、高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、SCR脱硝系统、低温省煤器、低温空气预热器、喷雾器、烟气急冷塔、布袋除尘器、灰仓、烟气湿法脱硫系统、引风机、烟囱及烟道；

炉体由下至上由制成一体的熔融室、收缩段烟气出口及二次燃烧室组成，熔融室侧壁的下部设有进料口，球磨机设置在炉体外侧，球磨机的出口与熔融室的进料口相连通，熔融室的底板上设有溢流式排渣口，溢流式排渣口的正下方设有熔渣池，二次燃烧室的侧壁上设有二次风喷口，二次燃烧室的顶部设有汽包，二次燃烧室的内壁布置膜式水冷壁，二次燃烧室的中部设有缩口区域，二次燃烧室的侧壁上设有液体喷口，液体喷口位于缩口区域内，二次燃烧室侧壁的上端设有烟气出口，二次燃烧室的烟气出口与烟道的烟气入口相连通，烟道内由烟气入口向烟气出口方向依次设置高温过热器、低温过热器、高温省煤器、高温空气预热器、SCR脱硝系统、低温省煤器及低温空气预热器，且高温过热器及低温过热器靠近二次燃烧室的烟气出口设置，烟道的烟气出口与烟气急冷塔相连通，喷雾器安装在烟气急冷塔的顶部，喷雾器的喷头置于烟气急冷塔内，烟气急冷塔的烟气出口与布袋除尘器的烟气入口相连通，布袋除尘器的下端设有排灰口，布袋除尘器的排灰口与灰仓相连通，布袋除尘器的侧壁上设有烟气出口，布袋除尘器的烟气出口与烟气湿法脱硫系统的烟气入口相连通，烟气湿法脱硫系统的烟气出口与引风机的入口相连通，引风机的出口与烟囱相连通；炉体侧壁设有耐高温的耐火材料层，熔融室为绝热熔融室，熔融室的耐火材料层的外表面设有保温材料层。

方法一：本发明的污泥的高温熔融处理方法由以下步骤完成：

步骤一、将污泥先进行干燥处理，经干燥处理后的污泥的含水率小于10％；

步骤二、将干燥污泥送入球磨机中磨成粒径小于100μm的粉末；

步骤三、先将一次风经低温空气预热器加热到150-180℃，再经过高温空气预热器加热至350-400℃；之后，将经步骤二得到的干燥污泥粉末经进料口与一次风一同切向送入熔融室内，形成涡旋燃烧至高温熔融状态，熔融室内处于高温熔融状态时的温度为1350℃-1500℃，空气过剩系数为0.8-0.9；

步骤四、干燥污泥粉末燃烧形成的液态熔渣在离心力作用下被甩到熔融室的内壁面上并向下流淌经由溢出式排渣口进入熔渣池内，并在熔渣池内用水急冷回收后再利用；同时，未燃尽的干燥污泥粉末及可燃气体随高温烟气顺时针旋转，通过收缩段烟气出口进入二次燃烧室内继续燃烧，与此同时，二次风经二次风喷口切向进入二次燃烧室内，并在二次燃烧室内形成逆时针旋转涡旋；