[发明专利]一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺及系统

权利要求书

1.一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）含水80-88%的初始脱水污泥进入换热器，经换热器换热后，与锅炉焚烧排出的高温灰渣进行预混合，污泥被预热，同时实现污泥改性;

（2）预热后污泥进行热水解反应罐，通入废水蒸发器所产生的二次蒸汽，将污泥加热并水解，水解反应完成后，快速进入脱水罐；

（3）在脱水罐内，污泥中水分在系统压力作用下通过安装在脱水罐内部滤芯排出；

（4）脱水罐内排出水分，一路经过气浮除去废水中杂质后，进入废水蒸发器，蒸发后产生二次蒸汽供给污泥热水解；另一路通过废水余热-污泥换热器，给初始污泥预热；

（5）脱水罐内污泥在罐内系统压力作用下爆破排出，被破碎并雾化，由于水分与污泥密度差较大，污泥表面水分被高速压缩空气携带排出，经冷凝后进污水处理，污泥颗粒停留在污泥仓中；

（6）污泥仓中破碎污泥进行流化干燥，烟气经净化处理后外排；

（7）干燥后污泥最后进入流化床导热油锅炉焚烧，将导热油加热，灰渣进入分离器除去底灰，高温石英砂与污泥混合并预热污泥，底灰外排用作制砖；

（8）被加热后导热油循环进入废水蒸发器，将来自压力溶气气浮罐中废水加热至所需温度，所产生二次饱和蒸汽进入热水解反应罐，烟气进入流化床干燥器为污泥干化提供所需热能。

2.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（1）含水率80-88%的污泥中加入污泥总量10%高温灰渣），然后直接加入热水解反应罐，在热水解反应罐内，饱和蒸汽直接从罐底进入，罐底设置蒸汽分布板，罐内采用旋转搅拌，使得污泥与饱和水蒸气充分接触，实现快速传热与传质，当反应器内温度达到设定温度150-200℃及压力0.5-1.6MPa时，维持反应时间20-30 min左右。

3.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（3）热水解反应罐内污泥加热、水解完成后，为了维持在脱水反应罐内污泥的温度在150℃，污泥在进入脱水罐之前，将脱水罐内充满170℃饱和水蒸气，然后打开热水解反应罐和脱水罐连通阀，然后不断往反应罐顶部补充水蒸气或压缩空气使污泥快速进入脱水罐，为了使得污泥能顺利从热水解反应罐进入脱水罐，脱水罐顶部安装压力控制阀，当脱水罐内压力低于设定压力时关闭，高于设定压力时开启。

4.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（3）在脱水罐内布置多层环状空心滤芯，污泥所含水分在反应罐系统压力作用下透过多层滤芯排出；反应罐系统压力可由压缩空气补充提供。

5.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（3）脱水罐内滤芯与贮水罐相连，贮水罐与脱水罐压力维持0.3-0.4 MPa压差；贮水罐内压力由压缩空气提供，污泥内排出污水进入贮水罐后，在压缩空气压力作用下溶解一定量的空气。

6.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于： 所述（5）脱水罐内污泥排水过程完成后，快速开启罐底阀门，利用罐内余压将脱水后污泥爆破式排入爆破装置。

7.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（5）爆破仓底部安装若干风刀（高压空气提供），脱水后污泥在进入爆破仓过程中，被垂直方向风刀切割并打碎、雾化，根据污泥与水的密度差，在高速气流与含水污泥的碰撞过程中，水分被高速气流携带，沿气流方向（垂直向）排出，污泥颗粒沿原方向（水平向）与爆破仓碰撞、破碎，最终落入仓底排出。

8.根据权利要求1所述的一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（6）从爆破仓底排出污泥进入流化床干燥器，与来自污泥焚烧炉烟气对流干燥，将污泥进一步干化。

9.根据权利要求1所述的 一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化工艺，其特征在于：所述（7）从流化床中干燥后污泥进入循环流化床导热油锅炉，污泥焚烧将导热油加热；污泥焚烧后部分灰渣直接加入初始污泥中，给污泥预热，实现部分灰渣的循环利用。

10.一种城市污泥热脱水、余热干燥及流化焚烧一体化系统，其特征是：污泥仓出料口连通污泥污水换热器，污泥污水换热器污泥出口连通污泥－灰渣混合仓，污水出口连通污水处理中心，流化床导热油锅炉灰渣出口经灰渣分离器后连通污泥－灰渣混合仓，污泥－灰渣混合仓出料口连通热水解反应罐，热水解反应罐蒸汽入口连通废水蒸发器蒸汽出口，废水蒸发器蒸汽出口排出的饱和蒸汽直接从热水解反应罐罐底进入，热水解反应罐罐底设置蒸汽分布板，热水解反应罐罐内采用旋转搅拌，热水解反应罐出料口连通脱水罐，脱水罐顶部安装压力控制阀，脱水罐内布置多层环状空心滤芯，脱水罐内滤芯与贮水罐相连，贮水罐与脱压缩空气进口相连通，脱水罐罐底安装阀门，脱水罐排出水分经压力溶气气浮罐后，一路进入废水蒸发器，另一路进入污泥污水换热器；脱水罐污泥出料口连通爆破仓，爆破仓底部安装若干风刀，爆破仓通入压缩空气，爆破仓排出的湿空气进入冷凝器，冷凝器出水进入污水处理中心，爆破仓排出的破碎污泥进入流化床干燥器，干燥后污泥进入流化床导热油锅炉，导热油循环进入废水蒸发器，烟气进入流化床干燥器。