[发明专利]一种污水污泥类燃料催化燃烧装置

说明书

本发明涉及一种用于焚烧市政污水处理设施污水中含有有机物质的湿质污泥的装置和方法，以及涉及一种在催化剂流化床反应器中催化燃烧污水中的湿质污泥的工艺方法。本发明包括一种污水污泥类燃料催化燃烧装置及该装置的催化反应器。本发明所要达到的技术成果为：提高污水污泥类燃料催化燃烧装置的运行性能。

技术领域

该发明涉及一种用于焚烧市政污水处理设施污水中含有有机物质的湿质污泥的装置和方法，以及涉及一种在催化剂流化床反应器中催化燃烧污水中的湿质污泥的工艺方法。

背景技术

已知一种惰性沸腾床装置，所述装置用于回收利用市政污水处理设施中的含碳废物，其包括一个锅炉设备、一个沸腾床燃烧室和一个带有排气管道的天然气发电站，还包括一个带有新鲜空气和热烟气的混合室的高压鼓风机，所述混合室与天然气发电站排气管道连接；一个箱形空气加热器，借助送风机，热混合气经过所述箱形空气加热器进入用于在炽热的惰性沸腾床上燃烧污水中潮湿的含碳沉积物的沸腾床燃烧室；一个位于沸腾床燃烧室上方的沉淀室，其截面大于所述燃烧室的截面；以及一个用于收集来自带有螺旋卸载机的沉淀室的废灰渣的侧袋。当潮湿的污水污泥落到沸腾床的炽热表面上，水分瞬间蒸发，而固体颗粒被迅速烧尽。由于沸腾床燃烧室的截面比沉淀室的截面小，形成的废灰渣滑落到侧方卸料袋中，并通过螺旋卸载机从燃烧室中排除。未燃烧的燃料细小颗粒和未燃烧的可燃气体在加力燃料室内燃烧。(RU2351847，公布日期：2009年04月10日，国际专利分类：F23G5/30、F23C10/00)。

已知这种技术方案的缺点是在惰性材料层中燃烧。通过这种方式实施该操作过程将会导致废气中产生大量有毒物质，由此需要创建复杂且昂贵的净化系统。此外，惰性材料的使用决定了该操作过程需要在高温环境下(不低于800-1000℃)进行，这会导致结构材料消耗高，对该材料本身的要求也要提高。

已知一种处理含有有机物质的污水污泥的方法(专利RU№2568978)，其中在附加反应器上部，在与催化剂和惰性材料的弥散粒子混合物的流化床接触的条件下，在100-200℃温度下将脱水的污泥干燥至其湿度达到1-2％。污泥与蒸汽-气体混合物分离后，在700-750℃的温度下，在反应器下部的催化剂和惰性材料的弥散粒子混合物流化床中对60％左右的污泥(湿度为1-2％)进行处理，所述流化床依次通过固定喷口和格栅控制，其中格栅的网格参数使得格栅上和格栅下的连续流化床的温度梯度为500-550℃。在500-750℃的主反应器中，在由固定喷口控制的催化剂和惰性材料的弥散粒子混合物流化床中热处理污泥的剩余部分。(RU2568978，公布日：2015年11月20日，国际专利分类：C02F11/06，F23C10/01)。

已知这种技术方案的缺点为：需要额外的预干燥阶段，这就导致工艺环节复杂，能源成本显著增加，很难控制过程的每一阶段。此外，在这种方法中使用河砂作为床体的惰性材料。河砂和催化剂颗粒不是完全均质混合物，并具备不同的强度特性，导致床体上的催化剂有可能分布不均，以及磨损速度较快。

选择一种装置作为本发明的原型，该装置包括3个反应器组、1个带有螺旋式分配器的固体燃料供给系统、1个液体燃料供应装置、1个液体燃料点火系统、1个用于供给催化剂床体液化和燃料氧化所用空气的回转活塞式压缩机，1个节热器以及1个烟气净化系统(旋流器和袋式过滤器)，其中经过旋流器和袋式过滤器后的烟气排到总烟囱，而从旋流器和袋式过滤器排出的灰渣进入管道输送装置，再通过该输送装置送入储料斗。(文献资料：《可在流化床中催化燃烧液体和固体燃料的烧水锅炉使用经验》，作者：西蒙诺夫A.D.、亚济科夫N.A.、阿夫梁图诺夫A.S.、费奥多罗夫I.A.、雅科夫列夫V.A.和帕勒莫夫V.N.，《替代能源和生态》杂志，2014年，№19(159)，70-85页，出版日期：2014年12月31日)。