專利名稱：一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種用于污泥干燥的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床系統(tǒng)及エ藝。
背景技術(shù)：
污泥產(chǎn)生量大、不穩(wěn)定、有惡臭、含病原微生物等有毒有害物質(zhì)，如果未經(jīng)適當(dāng)處理進(jìn)入環(huán)境后，會(huì)給水體和大氣帶來二次污染。因此，污泥處理和處置的目的及要遵循的指導(dǎo)原則是“減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化”。要達(dá)到以上要求的“四化”，除去水分是關(guān)鍵。經(jīng)傳統(tǒng)的濃縮和脫水エ藝處理之后，污泥的含水率不可能達(dá)到60%以下，經(jīng)濟(jì)的機(jī)械脫水泥餅含水率為75%左右。要達(dá)到對污泥的深度脫水，需引入化工操作中常用的干燥技木。 目前，最常見、成熟的污泥干燥技術(shù)是污泥熱干燥技木。按照熱介質(zhì)是否與污泥相接觸，現(xiàn)行的污泥熱干燥技術(shù)可以分為三類直接熱干燥技木、間接熱干燥技術(shù)和直接ー間接聯(lián)合式干燥技木。直接熱干燥技術(shù)的實(shí)質(zhì)是對流干燥技術(shù)的運(yùn)用，即將燃燒室產(chǎn)生的熱氣與污泥直接進(jìn)行接觸混合，使污泥得以加熱，水分得以蒸發(fā)并最終得到干污泥產(chǎn)品，有代表性的干燥裝置有轉(zhuǎn)筒式干燥器、噴淋式干燥器、帶式干燥器、閃蒸式干燥器、螺環(huán)式干燥器等。其優(yōu)點(diǎn)是エ藝流程簡單、單機(jī)處理量較大、易エ業(yè)化，不足之處是生產(chǎn)設(shè)備龐大，占地面積大，干燥時(shí)間長，尾氣中必須除臭后才能排放，而且尾氣排放的熱損失也很大，整個(gè)干燥過程經(jīng)濟(jì)性較差。間接干燥實(shí)質(zhì)上就是傳導(dǎo)干燥，即將燃燒爐產(chǎn)生的熱氣通過蒸汽、熱油介質(zhì)傳遞，加熱器壁，從而使器壁另ー側(cè)的濕污泥受熱、水分蒸發(fā)而加以去除，操作設(shè)備有薄膜熱干燥器，圓盤式熱干燥器等。其優(yōu)點(diǎn)是干燥效率高，無爆炸和著火的危險(xiǎn)，尾氣排放量小，運(yùn)行費(fèi)用較低，整個(gè)干燥過程經(jīng)濟(jì)性較好，不足之處是干燥流程和設(shè)備均較復(fù)雜，單機(jī)處理量較小，并且易粘壁，對粘附性大的污泥不適用。直接一間接聯(lián)合式干燥系統(tǒng)則是對流ー傳導(dǎo)技術(shù)的整合，它兼具直接和間接干燥技術(shù)的優(yōu)勢，發(fā)展?jié)摿薮?。代表性裝置如Vomm設(shè)計(jì)的高速薄膜干燥器，Sulzer開發(fā)的新型流化床干燥器以及Envirex推出的帶式干燥器等，也存在能源消耗大、粘附問題嚴(yán)重等缺點(diǎn)。因此，大力開發(fā)降低能耗、減少污泥粘附的新方法與新設(shè)備仍然是廣大研究者與工程技術(shù)人員長期的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保節(jié)能的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)及エ藝，用于污泥的干燥。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，包括脈動(dòng)燃燒器、濕污泥給料造粒裝置、內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)、除塵裝置、除臭裝置；脈動(dòng)燃燒器尾管與內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)ロ連接，內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)料ロ與濕污泥給料造粒裝置相連；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出風(fēng)ロ與除塵裝置連接，除塵裝置還與除臭裝置連接；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的蒸汽入口與蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)熱源連接，內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的冷凝水出口與鍋爐連接；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出料口和第一級除塵裝置出料ロ分別與干料倉連接。所述脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥系統(tǒng)還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)連接除塵裝置的出口、脈動(dòng)燃燒器和內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)ロ連接。所述濕污泥給料造粒裝置包括污泥倉、輸泥泵、輸泥管、碎泥器；污泥依次經(jīng)過污泥倉、輸泥泵、輸泥管、碎泥器進(jìn)入內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)。所述脈動(dòng)燃燒裝置為Helmholtz型脈動(dòng)燃燒器，其尾管與流化床干燥機(jī)連接。
所述內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)的內(nèi)置換熱器，它包括若干個(gè)蒸汽集箱，各蒸汽集箱首尾連接，整個(gè)管程為S形，在首尾的蒸汽集箱分別設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出ロ，相鄰蒸汽集箱內(nèi)設(shè)有若干個(gè)換熱管，各換熱管兩端垂直方向設(shè)有管板，蒸汽進(jìn)ロ接蒸汽熱源，冷凝水出ロ接鍋爐。所述除塵裝置為ニ級除塵，第一級為旋風(fēng)除塵器，第二級為電除塵器；除塵后的尾氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)一部分與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，一部分作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)，另一部分經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)。所述除臭裝置為噴淋塔，噴淋塔底部出來的廢液一部分返回噴淋塔，一部分進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，可直接將污泥進(jìn)行干燥。它的エ藝流程為
(1)含水70% 90%的污泥經(jīng)造粒粉碎后，進(jìn)入內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)；
(2)脈動(dòng)燃燒器尾氣流將污泥打散并強(qiáng)化傳熱，把污泥干燥至含水率50%以下，粉粒狀污泥被蒸汽繼續(xù)加熱干燥，通過控制污泥在床內(nèi)的停留時(shí)間，干燥至要求的水分；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的冷凝水全部返回鍋爐再利用；
(3)干燥后的污泥由內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出料ロ排出，與第一級除塵裝置收集的干粉一起輸送至干料倉；
(4)干燥析出的水分及部分干污泥由床內(nèi)的熱煙氣攜帯，經(jīng)ニ級除塵裝置后，再經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)。所述步驟(4)中，干燥析出的水分及部分干污泥由床內(nèi)的熱煙氣攜帯，經(jīng)ニ級除塵裝置后，一部分經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)，一部分與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，另一部分作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)。所述步驟(2)中，所述干燥濕污泥所需的熱量30% 50%由脈動(dòng)燃燒器提供，剰余的熱量由蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)提供。所述步驟(2)中，所述脈動(dòng)燃燒器尾氣溫度在500 700°C之間，脈動(dòng)頻率在80 120Hz，平均氣流范圍在15 20m/s。所述步驟(2)中，所述蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)的壓カ為O. 3 O. 6MPa，與濕污泥換熱后成冷凝水返回鍋爐。所述步驟(4)中，所述除塵后的煙氣溫度為150 200°C，50 70%與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，10 20%作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)，余量經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)。
所述步驟(3)中，所述干燥后的污泥溫度為100 120°C。本發(fā)明采用脈動(dòng)燃燒干燥和內(nèi)加熱流化床干燥相結(jié)合的方式對污泥進(jìn)行干燥，污泥干燥所需的大部分熱量是由換熱效率高的內(nèi)置熱交換裝置提供，脈動(dòng)燃燒器尾氣操作氣速比常規(guī)流化床干燥機(jī)低，相應(yīng)降低了除塵系統(tǒng)的負(fù)荷，除塵后的尾氣又與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合降低了系統(tǒng)的氧含量，無粉塵燃燒和爆炸危險(xiǎn)，安全可靠。脈動(dòng)燃燒器產(chǎn)生的具有強(qiáng)振蕩特性的高溫尾氣流和聲波能。在強(qiáng)振蕩流場的作用下，污泥表面與煙氣間的速度、溫度及濕分濃度邊界層的厚度均大大降低，從而強(qiáng)化了濕污泥與氣流之間的熱量和質(zhì)量傳遞過程；聲波能可破壞菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，甚至破壞污泥中微生物的細(xì)胞壁，從而造成污泥中內(nèi)部結(jié)合水減少，自由水組分的増加，加速污泥脫水過程和脫水效率，再輔以高溫(氣流溫度一般在500 700°C之間)，在極短的時(shí)間內(nèi)即可將污泥干燥至含水率50%以下的粉粒體污泥，污泥的溫度一般均不超過50°C。
內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)熱源提供熱量脫除污泥內(nèi)的剰余水分。蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)的凝結(jié)換熱比傳統(tǒng)的煙氣換熱效率大大提高；冷凝水全部返回鍋爐再利用。采用本技術(shù)進(jìn)行污泥干燥，可提高熱效率、減少尾氣的處理量、降低系統(tǒng)的氧含量，無粉塵燃燒和爆炸危險(xiǎn)，安全可靠，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明的有益效果是
(I)節(jié)能高效。本發(fā)明采用脈動(dòng)燃燒干燥和內(nèi)加熱流化床干燥相結(jié)合的方式對污泥進(jìn)行干燥，利用脈動(dòng)燃燒產(chǎn)生的尾氣流的強(qiáng)振蕩特性和聲波能來強(qiáng)化污泥干燥，提高了污泥的干燥效率，進(jìn)而降低能耗；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的蒸汽凝結(jié)換熱比傳統(tǒng)的熱煙氣換熱效率高，蒸汽換熱后生成的冷凝水全部返回鍋爐再利用；大部分除塵后的尾氣也返回系統(tǒng)余熱利用。( 2 )尾氣和粉塵處理量小，環(huán)保壓力低。干燥所需的大部分熱量是由換熱效率高的內(nèi)置熱交換裝置提供，脈動(dòng)燃燒器尾氣操作氣速比常規(guī)脈動(dòng)流化床干燥機(jī)低，可有效地降低尾氣和粉塵的處理量，環(huán)保壓力低。(3)系統(tǒng)安全可靠。采用直接干燥和間接干燥相結(jié)合的方式對污泥進(jìn)行干燥，且直接干燥階段煙氣含氧量低、污泥熱處理時(shí)間短和污泥溫度較低，系統(tǒng)無燃燒和爆炸危險(xiǎn)，安
全可靠。


圖I是本發(fā)明具體實(shí)施例的エ藝流程圖。其中，I.污泥倉，2.輸泥泵，3.脈動(dòng)燃燒器，4.內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，5.旋風(fēng)除塵器，6.電除塵器，7.輸泥管，8.循環(huán)風(fēng)機(jī)，9.噴淋塔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。圖I中，一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，脈動(dòng)燃燒器3尾氣管與內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4進(jìn)氣ロ連接，內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4與濕污泥給料造粒裝置和旋風(fēng)除塵器5分別相連；蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)經(jīng)內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4內(nèi)置換熱器的蒸汽入ロ進(jìn)入內(nèi)置換熱器與濕污泥換熱后冷凝水返回鍋爐；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4出風(fēng)ロ與旋風(fēng)除塵器5、電除塵器6依次相連，除塵后的尾氣經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)8 一部分與脈動(dòng)燃燒器3尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4，一部分作為脈動(dòng)燃燒器3的二次風(fēng)返回系統(tǒng)，另一部分經(jīng)噴淋塔9排出系統(tǒng)。濕污泥給料造粒裝置包括污泥倉I、輸泥泵2、輸泥管7、碎泥器，污泥倉I與輸泥泵2連接，經(jīng)輸泥管7與碎泥器連接，碎泥器安裝在內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)4濕污泥進(jìn)口上。
本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下
(1)含水70% 90%的污泥由輸泥泵經(jīng)輸泥管送至內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)濕污泥進(jìn)口上的碎泥器，破碎后的污泥落入床內(nèi)；
(2)脈動(dòng)燃燒器尾氣流由內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)上部進(jìn)風(fēng)ロ進(jìn)入內(nèi)加熱流化床，用于打散污泥和強(qiáng)化傳熱，快速把污泥干燥至含水率50%以下，并攜帶水蒸汽；預(yù)干燥后的粉粒狀污泥在內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)被內(nèi)置換熱器中蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)提供的熱量繼續(xù)加熱干燥，通過控制污泥在床內(nèi)的停留時(shí)間，干燥至要求的水分；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的冷凝水全部返回鍋爐再利用；所述干燥濕污泥所需的熱量30% 50%由脈動(dòng)燃燒器提供，剰余的熱量由蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)提供；所述脈動(dòng)燃燒器尾氣溫度在500 700°C之間，脈動(dòng)頻率在80 120Hz，平均氣流范圍在15 20m/s。所述蒸汽(過熱蒸汽或飽和蒸汽)的壓カ為O. 3 O. 6MPa，與濕污泥換熱后成冷凝水返回鍋爐。(3)干燥后的污泥由內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出料ロ排出，與旋風(fēng)除塵器收集的干粉一起輸送至干料倉；干燥后的污泥溫度為100 120°C。(4)干燥析出的水分及部分干污泥由床內(nèi)的熱煙氣攜帯，經(jīng)ニ級除塵裝置后，50 70%與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，10 20%作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)，余量經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)；所述除塵后的煙氣溫度為150 200°C。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，其特征是，包括脈動(dòng)燃燒器、濕污泥給料造粒裝置、內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)、除塵裝置、除臭裝置；脈動(dòng)燃燒器尾管與內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)ロ連接，內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)料ロ與濕污泥給料造粒裝置相連；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出風(fēng)ロ與除塵裝置連接，除塵裝置還與除臭裝置連接；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的蒸汽入口與蒸汽熱源連接，內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的冷凝水出口與鍋爐連接；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出料口和第一級除塵裝置出料ロ分別與干料倉連接。
2.如權(quán)利要求I所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，其特征是，所述脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥系統(tǒng)還包括循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)連接除塵裝置的出口、脈動(dòng)燃燒器和內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)ロ連接。
3.如權(quán)利要求I所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，其特征是，所述濕污泥給料造粒裝置包括污泥倉、輸泥泵、輸泥管、碎泥器；污泥依次經(jīng)過污泥倉、輸泥泵、輸泥管、碎泥器進(jìn)入內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，其特征是，所述內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)的內(nèi)置換熱器，它包括若干個(gè)蒸汽集箱，各蒸汽集箱首尾連接，整個(gè)管程為S形，在首尾的蒸汽集箱分別設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口，相鄰蒸汽集箱內(nèi)設(shè)有若干個(gè)換熱管，各換熱管兩端垂直方向設(shè)有管板，蒸汽進(jìn)ロ接蒸汽熱源，冷凝水出口接鍋爐。
5.一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，包括如下步驟 (1)含水70% 90%的污泥經(jīng)造粒粉碎后，進(jìn)入內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)； (2)脈動(dòng)燃燒器尾氣流將污泥打散并強(qiáng)化傳熱，把污泥干燥至含水率50%以下，粉粒狀污泥被蒸汽繼續(xù)加熱干燥，通過控制污泥在床內(nèi)的停留時(shí)間，干燥至要求的水分；內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)內(nèi)置換熱器的冷凝水全部返回鍋爐再利用； (3)干燥后的污泥由內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)出料ロ排出，與ニ級除塵裝置收集的干粉一起輸送至干料倉； (4)干燥析出的水分及部分干污泥由床內(nèi)的熱煙氣攜帯，經(jīng)ニ級除塵裝置后，再經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，其特征是，所述步驟(2)中，所述干燥濕污泥所需的熱量30% 50%由脈動(dòng)燃燒器提供，剰余的熱量由蒸汽提供。
7.如權(quán)利要求5所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，其特征是，所述步驟(2)中，所述脈動(dòng)燃燒器尾氣溫度在500 700°C之間，脈動(dòng)頻率在80 120Hz，平均氣流范圍在15 20m/s。
8.如權(quán)利要求5所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，其特征是，所述步驟(2)中，所述蒸汽的壓カ為O. 3 O. 6MPa。
9.如權(quán)利要求5所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，其特征是，所述步驟(4)中，干燥析出的水分及部分干污泥由床內(nèi)的熱煙氣攜帯，經(jīng)ニ級除塵裝置后，一部分經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)，一部分與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，另一部分作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的エ藝，其特征是，所述步驟(4)中，除塵后的煙氣，50 70%與脈動(dòng)燃燒器尾氣流混合送回內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)，10 20%作為脈動(dòng)燃燒器的二次風(fēng)返回系統(tǒng)，余量經(jīng)除臭裝置排出系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的系統(tǒng)，包括脈動(dòng)燃燒器、濕污泥給料造粒裝置、內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)、除塵裝置、除臭裝置。本發(fā)明還公開了一種相應(yīng)的脈動(dòng)燃燒內(nèi)加熱流化床干燥污泥的工藝。本發(fā)明采用脈動(dòng)燃燒和內(nèi)加熱流化床相結(jié)合的工藝進(jìn)行污泥干燥，提高了干燥強(qiáng)度，降低了能耗，減少了尾氣的處理量，同時(shí)又降低了系統(tǒng)的氧含量，無粉塵燃燒和爆炸危險(xiǎn)，安全可靠。
文檔編號(hào)C02F11/12GK102690035SQ20121019402
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者尹鳳交, 張宗宇, 李捷, 李選友, 王成運(yùn), 趙改菊 申請人:山東天力干燥股份有限公司