一种含水污泥处理方法与设备技术

本发明专利技术公开了一种含水污泥处理方法与设备。所公开的方法是在高温熟料向熟料冷却机输送过程中，将常温含水污泥喷向回转窑熟料下料口输出的高温熟料上，使熟料发生第一次速冷、含水污泥进行水分蒸发后带有污泥的熟料继续进入熟料冷却机进行处理，过程中产生的热量和有机质经二次风和三次风送入水泥回转窑；之后输出水泥熟料与辅助胶凝材料。所公开的设备包括水泥回转窑和熟料冷却机以及设置在水泥回转窑出料口与熟料冷却机连接处的含水污泥喷送装置。本发明专利技术充分利用污泥水分冷却水泥熟料，污泥全组分得到充分有效利用，同时对水泥熟料煅烧带来负面影响小，不增加水泥熟料生产线二恶英排放风险，无额外干化设备，污泥处理量大，熟料易磨性好。熟料易磨性好。

【技术实现步骤摘要】
一种含水污泥处理方法与设备


[0001]本专利技术涉及污泥处理技术，具体涉及含水污泥处理方法与设备。

技术介绍

[0002]生活污泥水泥厂协同处置技术已经成熟地在熟料煅烧中得到应用，现有技术主要采用窑尾分解炉添加方式进行处置，由于污泥含水率高，造成熟料煅烧煤耗增高，熟料成分波动大，分解炉温度波动大，污泥在分解炉易结团，难以充分燃烧，给水泥生产带来负面影响。
[0003]除此之外，通过利用水泥厂余热进行污泥干化后投加进入水泥原料系统或者燃料系统，存在工艺复杂，增加干化设备，增加投资和污染空气等一系列问题。高含水污泥通过窑头喷入也存在诸多技术问题，如扰乱热工制度，影响煤粉燃烧，存在增加煤耗和喷头堵塞等问题。而窑尾分解炉焚烧含水污泥不仅增加煤耗，增加废气量，同时存在二恶英排放风险。
[0004]例如，专利201410791629.2公开了用水泥窑处置污泥的方法及用篦冷机处置污泥的水泥窑系统，是将湿污泥制成干污泥颗粒加入水泥熟料篦冷机进行处理，易造成篦冷机熟料出口温度高，增加水泥熟料冷却负荷，同时要求污泥水分含量低，需增加矿物质成分，要求篦冷机温度高，烟气只进入三次风，工艺环节多，存在污泥不完全燃烧风险，处置成本高。
[0005]“干法水泥窑处理市政污泥的运行分析”(《给水排水》2008年z2期，P152-155)认为从窑头冷却机进料可以作为应急措施，但不能作为长期的措施，因为烟气不能达标排放，并可能造成水泥熟料质量的不稳定。
[0006]另一方面，随着水泥熟料生产规模不断扩大，出冷却机熟料温度高，导致水泥出厂温度高，水泥易出现闪凝等问题一直得不到好的解决。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术一方面提供了一种含水污泥处理方法。
[0008]为此，本专利技术提供的含水污泥处理方法包括在高温熟料向熟料冷却机输送过程中，将常温含水污泥喷向回转窑熟料下料口输出的高温熟料上，使熟料发生第一次速冷、含水污泥进行水分蒸发后带有污泥的熟料继续进入熟料冷却机进行处理，过程中产生的有机质热量经二次风和三次风送入水泥回转窑系统，之后输出水泥熟料与由污泥产生的辅助胶凝材料。
[0009]优选的，所述含水污泥的含水量为60-95wt％，收到基热值小于4MJ/kg。
[0010]进一步可选的，所述含水污泥的喷向朝向高温熟料在水泥冷却机上的着落部位，且含水污泥与高温熟料瞬时直接接触。
[0011]进一步可选的，熟料冷却机处理过程中产生的废气经回收余热和除尘后送入冷却机中循环利用，冷却机无废气排放。
[0012]具体的，熟料冷却机处理过程中，有机质热量由二次风或/和三次风一起进入水泥回转窑系统；无机质作为辅助胶凝材料驻留在熟料中。
[0013]优选的，所述含水污泥的喷速大于5米/秒。
[0014]具体的，所述高温熟料温度为1000-1300℃。
[0015]优选的，含水污泥的喷入质量为高温熟料质量的1-20wt％。
[0016]本专利技术另一方面提供一种含水污泥处理设备。为此，本专利技术提供的设备包括水泥回转窑和熟料冷却机，在水泥回转窑出料口与熟料冷却机连接处设置有含水污泥喷送装置。
[0017]进一步，本专利技术提供的设备还包括分别与熟料冷却机连接的冷却风机及余热锅炉，所述余热锅炉产生的废气送入冷却风机入口，冷却机无废气排放。
[0018]本专利技术工艺充分利用污泥水分冷却水泥熟料，降低熟料出冷却机温度。污泥有机质作为燃料用于水泥熟料煅烧，污泥无机质大部分作为辅助胶凝材料进入熟料中，使污泥全组分得到充分有效利用，同时对水泥熟料煅烧带来负面影响小，不增加水泥熟料生产线二恶英排放风险，无额外干化设备，降低污泥输送高度与距离，污泥处理量大，篦冷机无废气排放，是水泥熟料冷却与污泥协同利用新工艺。
附图说明
[0019]图1为实施例所用污泥经燃烧处理后的无机物物相XRD图；
[0020]图2为本专利技术设备的结构示例图。
具体实施方式
[0021]除非另有说明，本文中的术语根据相关领域技术人员的常规认识理解。
[0022]本专利技术是在现有水泥熟料生产工艺基础上实现的，方案包括：在水泥熟料生产过程中，将到厂含水污泥进行水分调制，达到要求后，通过相关设备喷入回转窑头熟料下料口和熟料冷却机连接处料床上，熟料得到迅速冷却，污泥水分蒸发、有机质分解燃烧，热量和有机质气体随二次风或/和三次风被送入水泥回转窑，无机质作为辅助胶凝材料驻留熟料中。为了使含水污泥与高温熟料充分接触，提升传热效果，采用喷入方式对含水污泥进行输送。含水污泥喷送装置可选用柱塞泵及化工或工程领域所用的物料喷送装置。
[0023]本专利技术所述含水污泥为生活污泥及重金属检测合格(既满足环保要求)的工业污泥。适用于本专利技术的含水污泥的含水量应满足本专利技术的工艺要求，例如含水量为60-95wt％，重金属含量符合水泥混合材重金属含量限值标准；除此之外，考虑到冷却机的工作负荷及熟料最终冷却效果，对含水污泥收到基低位热值做进一步约束，其收到基热值小于4MJ/kg。(从另一个角度讲，热值太高，引起冷却机内燃烧增加冷却机负荷，导致熟料无法冷却到要求温度)。
[0024]一般的水泥生产设备包括回转窑和熟料冷却机(如篦式冷却机)，本专利技术的设备是在水泥生产设备基础上外加含水污泥喷送装置，该装置将含水污泥喷向回转窑熟料下料口输出的高温(1000-1300℃)熟料上，使熟料发生第一次速冷、含水污泥进行水分蒸发后带有污泥的熟料继续进入熟料冷却机进行后续操作。熟料冷却机的工作原理说明以篦式冷却机为例，传统篦式冷却机用鼓风机吹冷风，将铺在篦板上成层状的熟料加以骤冷，使熟料温度
由1000-1300℃骤降至100℃以下，冷却的大量废气除入回转窑作二次风及三次风；二次风是冷却水泥熟料的热空气鼓入窑内，帮助粉煤燃烧，其温度较高；三次风也是冷却熟料后的热空气，打入分解炉内预热水泥生料，与二次风不同的是温度稍低；采用本专利技术的方案后，含污泥的熟料进入冷却机经上述处理，不同的是，熟料冷却后的出料温度约较现有技术下降3-10℃，且所输出熟料的后续加工性能及力学性能均有所提高。进一步，为充分回收热量减少废气排放，冷却机处理过程中最终产生的废气经回收余热和除尘后继续送入冷却机中循环使用。
[0025]以下是专利技术人提供的具体实施例，以对本专利技术的技术方案做进一步解释说明。
[0026]以下实施例中水泥熟料质量通过化学分析、矿物组分分析、容重分析和不同龄期强度、需水量、凝结时间等方面进行全面评判，熟料易磨性通过易磨性测试方式进行测试；熟料出冷却机温度根据冷却机上温度计温度显示间接获得，也可以用辐射温度计非接触式直接测量；污泥燃烧后物料性能根据水泥混合材相关检测技术进行检验。
[0027]以下实施例中的含水污泥来自西安地区某污水处理厂，其成分分析结果如表1所示。
[0028]表1
[0029]全水分/％77.4pH值：6.6有机质(以干基计,％)53.14总氮(以干基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含水污泥处理方法，其特征在于，方法包括：在高温熟料向熟料冷却机输送过程中，将常温含水污泥喷向回转窑熟料下料口输出的高温熟料上，使熟料发生第一次速冷、含水污泥进行水分蒸发后带有污泥的熟料继续进入熟料冷却机进行处理，过程中产生的有机质热量经二次风和三次风送入水泥回转窑系统，之后输出水泥熟料与由污泥产生的辅助胶凝材料。2.如权利要求1所述的含水污泥处理方法，其特征在于，所述含水污泥的含水量为60-95wt％，收到基热值小于4MJ/kg。3.如权利要求1所述的含水污泥处理方法，其特征在于，所述含水污泥的喷向朝向高温熟料在水泥冷却机上的着落部位，且含水污泥与高温熟料瞬时直接接触。4.如权利要求1所述的含水污泥处理方法，其特征在于，熟料冷却机处理过程中产生的废气经回收余热和除尘后送入冷却机中循环利用，冷却机无废气排放。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，杨勇，俞鹏飞，李辉，蒋自强，罗伟华，王士珩，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：