污泥处理和输送系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理和输送含水污泥到燃烧器中的系统，从而降低与燃烧操作过程如水泥制造有关的污染物排放量。该系统含有燃烧装置；用于接受要燃烧的污泥的第一接受装置；用于将污泥由第一接受装置输送到污泥导管的装置；用于将污泥由污泥导管在某个可以有效地降低由污泥燃烧产生的污染物排放量的位置导入到燃烧装置中的装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是于1994年3月16日递交的申请系列08/213718(现在是1996年12月24日发出的美国专利US5586510)的部分继续申请。本专利技术涉及用于处理含水污泥并将其送入到燃烧器中的系统，从而将与燃烧操作如水泥生产过程有关的污染性排出物降低。本专利技术还涉及通过将污泥导入燃烧操作过程中而对生物污泥，例如由废水处理工厂产生的污泥进行处理。氮的氧化物是燃烧过程释放出的一种主要污染物，并且已经知道有多种燃烧过程会产生含有过分高的NOx的废气。在每一种燃烧过程中，燃烧器处的高温会使某些氮的氧化物固定下来。在废气中发现这些化合物主要是氧化氮(NO)，少量的二氧化氮(NO2)和微量的其它氧化物，如N2O。由于氧化氮(NO)会在常温下在空气中继续氧化成二氧化氮(NO2)，因而无法准确地预测在给定时间时废气中各种气体的含量。因此，测定样品中氧化氮(NO)+二氧化氮(NO2)和N2O的总量并且将它们称为“氮的氧化物(NOx)”。产生氯化氢(HCl)是燃烧过程的另一副作用。在与空气中的水接触时，氯化氢会形成盐酸，它会与NOx一样造成酸雨问题。水泥的生产过程是一个相当复杂的工艺，它包括采矿和将原料研磨，然后将原料直接送到窑中，或者先将原料送入热交换器(一般为预热器或预煅烧器)中，然后再将原料排放到窑中并烧结产生“熟料”。然后再将熟料研磨并包装作为水泥出售。这种现有的工艺示意性地示于附图说明图1中。水泥窑操作属于已知的产生大量不希望要的NOx和HCl的燃烧过程。NOx排出量可以通过将一种还原剂如氨导入燃烧混合物中而得到降低。就目前可以采取的技术而言，降低HCl排放量需要采用湿洗涤器。湿洗涤器增加了燃烧过程的复杂性，并且大大增加了燃烧操作过程的成本。人们已经尝试了对窑操作的各种改进，以降低污染物的排放量并且利用燃烧过程来焚烧不需要的废物。更一步地说，人们已经将废水处理工厂的污泥(sludge)(即生物污泥)用作水泥窑操作过程的加入料，该方法除去了污泥。举例来说，Yamane等人(美国专利5217624,1993年6月8日颁发)描述了一种将废物处理污泥加入到水泥窑中并且将在该污泥处理过程中产生的气体加入到窑中的方法，以降低废气中的NOx含量。Yamane等人更具体地描述了一种将污泥与生石灰混合产生熟石灰和泥污泥的方法。将该混合物脱水，释放出包含氨在内的气体。将余下的固体导入到水泥窑中，在水泥窑中石灰和无机物质变成水泥的原料，而有机物质变成水泥燃烧的燃料。在脱水过程中产生的气体中的灰层和水蒸汽分别通过过滤和蒸馏来除去，使得含有氨的气体导入到窑中。含有氨的气体有助于降低NOx排出量。Lafser,Jr等人(US4921538,1990年5月1日授权)公开了一种将污染的泥水和矿物质在水泥熟料制造过程中循环再利用的方法。将被污染的物质与无机物在水中混合，从而形成一种适合生产波特兰水泥的原料料浆，然后将其加入到水泥窑中。Wuntz(美国专利4306978,1981年12月22日授权)涉及一种使废含水污泥石灰稳定的方法。将污泥脱水，以产生含有10％-60％固体的污泥焦炭，然后将其与氧化钙混合，产生稳定的污泥颗粒。Steinbiss等人(US4640681,1987年2月3日授权)涉及一种用于除去低热量有害废料，如弃物的方法和装置。在该废料中，所考虑的是“家庭废料、农业废料和工业废料”。Enkegaard(US4984983,1991年1月15日授权)涉及一种用于同时烧结固体浆料、油污或污泥形式的有害有机废料的方法和装置，它是将该废料直接导入工业旋转窑的燃烧区中并且并将该废料在该区中与水泥窑或轻量集料一起烧结。特别是，在将气体喷入窑中之前将废物气化。该气化过程可以在常规的气化器，如用于煤气化器中完成。Mozes等人(US5058514,1991年10月27日授权)描述了一种用于同时控制发电厂燃料气体中二氧化硫和NO排放量的方法。在所说的方法中，将石灰石的水浆和含氮前体如尿素在900-1350℃的温度下喷入窑中。与前面的技术有些相似的是，Amrhein等人(US5176088,1993年1月5日授权)公开了将氨喷入温度为1600-2000华氏度的窑区域中以降低NOx。因此，在本领域中需要降低在燃烧过程，如水泥窑操作过程中产生的污染物排放量。特别是需要降低NOx的排放量。在本领域中还需要降低在燃烧过程，特别是水泥窑操作过程中产生的HCl排放量。本领域中的另一个需要是提供一种用于处理含水污泥并将其送入燃烧器(通常地是带有预烧成器的水泥窑)中的安全、廉价和有效的系统。本领域中还需要利用和除去泥污泥。本领域中的这些和其它一些要求如下所说通过本专利技术来描述。本专利技术涉及一种用于处理含水污泥并将其送入燃烧器中的系统，从而使由该污泥燃烧过程产生的污染性排放物降低。该系统的操作过程已详细描述于先前申请S.N.08/213718中，该申请作为参考而全部引入本文。这种方法包括将含水污泥(潮湿)在燃烧过程中导入燃烧混合物中，以降低不需要的污染物，特别是NOx和HCl的排放量。本专利技术是将含水污泥颗粒以一定的量并在燃烧操作过程中一定的位置导入燃烧操作过程中，以有效地降低该燃烧过程所产生的出口烟道气体中的NOx和在某些情况下的HCl排放量。优选地，将可以使NOx和HCl排放量有效达到最佳降低的数量的污泥在发生最多污染物如NOx和HCl排放量降低的位置到燃烧操作过程中。一般说来，最佳的导入燃烧操作过程的位置是在温度为约1500-1800华氏度的出口烟道气体中。在将污泥导入由窑和预煅烧器组成的燃烧操作过程，如水泥窑操作过程中的特定情况下，污泥在位于将窑出口烟道气体和烧结器烟道气体的混合的预煅烧器燃烧区下游的某一点导入。可以通过将含水污泥在加压下利用雾化空气经过具有适当尺寸的孔而形成污泥颗粒，从而将足够量的污泥导入以有效地降低NOx排放量。在测定污泥的最佳导入量以后，可以改变雾化器设计和雾化器压力，特别是空气压力，以产生最佳的颗粒尺寸。最佳的颗粒尺寸可以通过改进的窑性能以及增加的污染物排放量的降低，或者窑操作所需的其它性能参数而反映出来。污泥颗粒一般不超过约25毫米，但这一点可以随着污泥的来源和水份含量而变化，并且这不是关键。正如在先前的申请SN08/213718中所说，将含水污泥在温度约为1500-1800华氏度的燃烧过程中的每一点导入，优选地该温度约为1700华氏度。通常导入到燃烧过程中的污泥含有足够量的水份，从而很容易以颗粒形式输送并导入燃烧过程如窑中。优选地水份含量不能太高，因为这将会降低所产生的蒸汽量以及废气的体积。一般，该污泥由最高达约80-85重量％的水组成，并且不能包括低于约65-70重量％的水。优选地，该污泥由约70-80重量％水组成。污泥中最佳的水浓度可以通过机械脱水操作如离心和带压来达到，典型地可以通过卫生区来产生和处理。这些脱水操作不能明显影响湿污泥的氨含量。如果送到燃烧操作位置的污泥处于适当的水分范围以外，本专利技术可以减少或增加水含量。举例来说，如果污泥的水分含量太高，可以通过机械脱水或蒸发来部分降低水含量，尽管在降低水量以后仍要保留充分的水量以泵送污泥并导入窑中。如果水量太低，可以将水加入到污泥中。由于干燥较费钱，因此不太可能提供太干的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理和输送含水污泥到燃烧器的系统，从而将由该污泥的燃烧过程释放的污染物排放量降低，该系统包括： （ａ）燃烧装置； （ｂ）用于接受要燃烧的污泥的第一接受装置； （ｃ）用于将污泥由第一接受装置输送到污泥导管的装置； （ｄ）用于将污泥由污泥导管在某个可以有效地降低由污泥在燃烧装置中燃烧产生的污染物排放量的位置导入到燃烧装置中的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R利昂伦纳德，厄尔F鲍斯，安妮T麦奎因，小哈利O比格斯，
申请(专利权)人：水泥工业环境联营公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]