尾气余热回收利用的清洁节能污泥干化方法技术

本发明专利技术公开了一种尾气余热回收利用的清洁节能污泥干化方法。它利用热交换技术，通过一段式和串联或并联的二段式方式，回收污泥干化尾气余热，并将回收的能量再利用于污泥干化，从而使提供干化污泥的热能得到充分利用，这一方面能够以最低的能耗高效率地完成污泥干化和成粒过程，另一方面能够大大地提高尾气处理的效果，真正使污泥干化实现节能、清洁和低运行成本的目的。该方法使污泥在干化同时所形成的团粒，即符合烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的要求，又保持了污泥原始９０％以上的热值，使污泥作为燃煤辅助燃料的利用价值达到最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。技术背景城市污水处理厂在处理工业废水和生活污水同时产生的污泥，以及污染河 流和湖泊的疏浚污泥除了以矿物形式存在的无机组分外，还含有大量的难降解 有机污染物和多种重金属元素，这两类污泥通常被称为城市污泥。城市污泥的 含水率高，数量大，且富集了高浓度的污染物，如果不能得到妥善地处理或处 置，会给环境带来严重的二次污染。如何安全、经济、有效地处理城市污泥成 为国内外共同面临的难题。国外对城市污泥主要采取卫生填埋、焚烧、土地利用和投海等方法。卫生 填埋需要足够的空间和必要的环境保护手段，随着城市化进程的不断加快，城市周围难以找到适合堆埋污泥的空间；焚烧虽然可以使污泥能够明显的减量化， 但污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，加上污泥在焚烧时 会给大气环境带来污染，根据我国的现状，污泥焚烧处理在经济上难以承受， 在技术上还不够成熟；土地利用就是将污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是， 城市污泥中所含的重金属和持久性有机污染物限制了污泥作为肥料的可利用 性，根据研究表明，城市污泥中富集的重金属会在土壤中富集，并通过作物的 吸收进入食物链，最终危害人体健康；污泥投海会污染近海水域，对海洋生态 系统和人类食物链造成威胁，这种方法已被明令禁止。由于国外没有有效的污 泥处理技术可以被借鉴，因此，目前我国对城市污泥主要采用临时堆埋的方法， 由此而产生的环境二次污染和大量占用土地等问题日趋尖锐，这不仅严重影响 了城市污水处理的正常运行，而且在局部地区，因污泥堆埋场周边居民的强烈 反对而成为社会不稳定的因素。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对环境质量的 要求越来越高，为了保护生态环境和提高人类生存环境的质量，各地政府不断 加强对环境保护的力度，要求所有工业废水和城市生活污水必须经过处理，达 标后才能排放，同时为了有效地治理和改善污染河流和湖泊水体的环境质量， 几乎所有靠近城市的河段和湖泊需要疏浚，这意味着城市污泥的数量将与曰俱 增。实践表明，对污泥进行无害化、减量化和资源化处理是彻底处置城市污泥 的唯一途径。污水处理厂污泥和河湖疏浚污泥具有含水率高、体积大的特点，而热干化 不仅可以使污泥显著地减少体积，并且能够明显地减少臭味、病原菌、粘度等 负面特性，干化后的污泥更是具有多方面的用途，因此，热干化是污泥实现减 量化、无害化和资源化处理的关键一步。我们曾经在对城市污水处理厂产生的 污泥和污染河、湖疏浚污泥物化性质研究的基础上，通过大量的工程实践，相继专利技术了回流式可控温污泥干化装置与方法(专利技术专利授权号200410052759.0) 和利用锅炉烟气余热干化污泥的方法(专利号ZL2005 1 0048978.6),这使得 污泥在得到有效干化的同时，形成质地坚硬的污泥团粒，并保存了 90%以上的 原始热值，这种污泥团粒也可以作为燃煤的辅助燃料，也可以烧制轻质节能砖 和生产水泥压制品等，为城市污泥的无害化资源化处理奠定了基础，它们的技 术核心是，在城市污泥资源化利用之前，先将污泥干化并制成团粒。污泥热干 化的过程，是能量净支出的过程，耗能的费用占到了整个运行成本的80%左右， 现有的污泥热干化方法，是通过供热源将热空气送入干燥装置中，把热量传给 污泥物料，使污泥中的水分汽化而得到干化，在这个过程中有一部分的热能以 烟气的显热和烟气中水蒸汽的潜热排入大气，造成了能源的浪费。为了减少污 泥干化的能耗，降低污泥热干化的运行成本，我们专利技术了尾气余热回收再利用 的清洁节能污泥干化方法，通过采用热交换技术回收污泥干燥介质中的潜热， 再将该热能回用于污泥的干化过程，这一方面使能量的利用率得到大幅度提高， 另一方面使污泥干化所产生的尾气的处理效率也得到进一步的提高。另外，由 于整个污泥干化过程采用全封闭运行，因此，不仅使污泥得到干化和成粒后， 仍保持污泥原有的90%以上的热值，而且使污泥干化正真实现了清洁节能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种尾气余热回收利用的清洁 节能污泥干化方法。一种包括如下步骤1) 将总含水量为75 85%城市污泥送入封闭式污泥预处理库，经过2-5天 的堆放，使污泥自然蒸发掉总含水量2 5%的水分，并用引风机将释放的气体 送入生物土壤滤床净化后排放，或送入供热炉高温消除；2) 将经过预处理的污泥，通过进料机和螺旋输送，被送入温度为300 450°C 的污泥干化成粒装置，进行污泥干化，去除污泥总含水量30 35%的水分；3) 上述污泥出污泥干化成粒装置后，污泥的含水量降至40 55%，并形成 粒径为1 10mm的污泥团粒，通过输送设备，将该污泥团粒进入第一污泥成品库，当第一污泥成品库堆放的污泥团粒达到库房体积30 40%时，进入第二污 泥成品库；4) 来自供热炉的热气，通过调温设备，将热气温度控制在300 450'C，该 热气进入污泥干化成粒装置，对污泥进行干化，从污泥干化成粒装置出来的尾 气温度为120 200°C，该尾气进入热管换热器，通过余热回收，预热后的空气 一部分送入第一或第二污泥成品库，另一部分送回污泥干化成粒装置，从热管 换热器出来的尾气，进入除尘除气设备，达标排放；5) 第一污泥成品库的污泥团粒，在来自热管换热器预热空气下，进一步脱 水，当含水量降至15 30%时，预热空气停止对第一污泥成品库送气，该污泥 团粒通过分筛设备，将粒径小于2mm和粒径大于5mm的污泥颗粒作为燃煤的 辅助燃料，粒径为2 5mm的污泥颗粒作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品 的原料，清空的第一污泥成品库又接受来自污泥干化成粒装置含水量为40 55%的污泥团粒；6) 来自热管换热器的预热空气停止对第一污泥成品库送气后，送入第二污 泥成品库，为第二污泥成品库污泥团粒进一步脱水，提供热空气，当第二污泥 成品库的污泥团粒含水量降至15 30%时，预热空气停止对第二污泥成品库送 气，又送入第一污泥成品库，该污泥团粒通过分筛设备，将粒径小于2mm和粒 径大于5mm的污泥颗粒作为燃煤的辅助燃料，粒径为2 5mm的污泥颗粒可以 作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，清空的第二污泥成品库又接受 来自污泥干化成粒装置含水量为40 55%的污泥团粒。所述污泥干化成粒装置为回转干化窑，回转干化窑的直径为2.0 2.6m，长 度为25.0 35.0m。从第一和第二污泥成品库排放的气体，送入生物土壤滤床净化后排放。污 泥预处理库的顶部为采阳板。另一种包括如下步骤1) 将总含水量为75 85%城市污泥送入封闭式污泥预处理库，经过2-5天 的堆放，使污泥自然蒸发掉总含水量2 5%的水分，并用引风机将释放的气体 送入生物土壤滤床净化后排放，或送入供热炉高温消除；2) 将经过预处理的污泥，通过进料机和螺旋输送，被送入温度为300 400°C 的第一污泥干化成粒装置，进行第一段干化，去除污泥总含水量25 30%的水 分；3) 上述污泥出第一污泥干化成粒装置，通过螺旋输送，被送入温度为200 30(TC的第二污泥干化成粒装置，进行第二段干化，去除污泥总含水量20 25 %的水分；4) 上述污泥出第二污泥干化成粒装置后，污泥的含水量降至35 40%，并 形成粒径为1 10mm的污泥团粒，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尾气余热回收利用的清洁节能污泥干化方法，其特征在于包括如下步骤：　　　　１）将总含水量为７５～８５％城市污泥送入封闭式污泥预处理库，经过２－５天的堆放，使污泥自然蒸发掉总含水量２～５％的水分，并用引风机将释放的气体送入生物土壤滤床净化后排放，或送入供热炉高温消除；　　　　２）将经过预处理的污泥，通过进料机和螺旋输送，被送入温度为３００～４５０℃的污泥干化成粒装置，进行污泥干化，去除污泥总含水量３０～３５％的水分；　　　　３）上述污泥出污泥干化成粒装置后，污泥的含水量降至４０～５５％，并形成粒径为１～１０ｍｍ的污泥团粒，通过输送设备，将该污泥团粒送入第一污泥成品库，当第一污泥成品库堆放的污泥团粒达到库房体积３０～４０％时，送入第二污泥成品库；　　　　４）来自供热炉的热气，通过调温设备，将热气温度控制在３００～４５０℃，该热气进入污泥干化成粒装置，对污泥进行干化，从污泥干化成粒装置出来的尾气温度为１２０～２００℃，该尾气进入热管换热器，通过余热回收，预热后的空气一部分送入第一或第二污泥成品库，另一部分送回污泥干化成粒装置，从热管换热器出来的尾气，进入除尘除气设备，达标排放；　　　　５）第一污泥成品库的污泥团粒，在来自热管换热器预热空气下，进一步脱水，当含水量降至２０～３０％时，预热空气停止对第一污泥成品库送气，该污泥团粒通过分筛设备，将粒径小于２ｍｍ和粒径大于５ｍｍ的污泥颗粒作为燃煤的辅助燃料，粒径为２～５ｍｍ的污泥颗粒作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，清空的第一污泥成品库又接受来自污泥干化成粒装置含水量为４０～５５％的污泥团粒；　　　　６）来自热管换热器的预热空气停止对第一污泥成品库送气后，送入第二污泥成品库，为第二污泥成品库污泥团粒进一步脱水，提供热空气，当第二污泥成品库的污泥团粒含水量降至１５～３０％时，预热空气停止对第二污泥成品库送气，又送入第一污泥成品库，该污泥团粒通过分筛设备，将粒径小于２ｍｍ和粒径大于５ｍｍ的污泥颗粒作为燃煤的辅助燃料，粒径为２～５ｍｍ的污泥颗粒可以作为烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的原料，清空的第二污泥成品库又接受来自污泥干化成粒装置含水量为４０～５５％的污泥团粒。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翁焕新，马学文，苏闽华，陈海燕，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]