一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法
【专利摘要】本发明为一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，先将含水率70～85％的污泥从水泥厂窑尾增湿塔的雾化喷嘴喷入，同时从水泥厂窑尾排出的温度为250℃-400℃的高温烟气自增湿塔的顶部进入；所述的污泥在窑尾增湿塔中经高温烟气的作用而干化后，送入窑尾烧成系统，作为水泥生产系统的燃料燃烧，燃烧后的残渣作为水泥生料进入回转窑煅烧成水泥熟料；本发明能够克服现有的污泥干化焚烧技术存在的缺陷，利用废气中含有的粉尘有效吸收污泥干化过程中释放的有害气体，利用水泥生产系统的高温环境干化焚烧并利用污泥，并有效降低水泥生产能耗与生产成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
【专利说明】一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污泥处理领域，具体涉及一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和城市化进程的加快，城市污水排放量急剧增加。为了保护有限的水资源和生态环境，必须对这些污水进行处理，将其中的有害物质分离出去。城市污泥是城市污水处理过程中产生的有机残片、细菌菌体、无机颗粒等组成的复杂的非均质体，其中富集有大量的污染物质和重金属。我国污水处理过程中产生的城市污泥量高达3000万吨/年，且以每年10%的速度增加，安全经济地处理处置城市污泥刻不容缓。
[0003]国际上污泥的处置方法主要有填埋、土地利用和焚烧。污泥填埋仅是有害物质的转移，不仅占用大量土地，而且对周围环境和地下水资源带来严重危害。人们也尝试利用污泥中含有的磷等营养成分，将其制作为农业或绿化用肥料，但是其中含有的难降解有机物和重金属等有害成分会给生态环境带来潜在危害。污泥焚烧可以将其中可燃的有害物质去除，是目前较为彻底的无害化处理方法，但是焚烧设备投资大，能耗高，运行费用昂贵，焚烧后的尾气中含有二恶英，残渣中的重金属处理存在较大难度，不适合我国国情。因此，寻求一条适合我国国情的无害化和资源化污泥处理处置工艺势在必行。
[0004]干污泥中含有35% -65%的有机物质，具有较高的热值，据测定，其热值相当于褐煤的热值，可以用作燃料。污泥中含有S1、Ca、Al等元素，可以作为生产水泥的原料。由于城市污水处理厂排出的污泥含水量达到70% -85%%左右，在无害化处置以前，必须对其进行干化处理，以降低含水率。水泥生产过程中的高温环境(最高温度达1700°C)为城市污泥的无害化处理和资源化利用提供了条件。利用生产水泥的过程中排出的废气余热将污泥干化，干化后的污泥作为替代燃料和原料用于水泥生产，其中的有机有害成分完全分解或燃烧，重金属等则固化在水泥熟料中。因此，将水泥生产和污泥的资源化利用相结合，既可以提高能源利用率，降低水泥生产中能源消耗，也可以从根本上消除污泥的危害。
[0005]目前，将污水处理厂排出的含水率80%左右的污泥用于水泥生产，主要有两种途径:一是直接送入回转窑窑尾，污泥在回转窑内的高温环境下完成干化和焚烧过程，但是会造成窑尾温度的大幅度波动，引起操作困难和设备损坏；二是在单独的干化设备中，利用水泥窑尾温废气将污泥干化，再送入水泥烧成系统焚烧，这种方法需要对干化过程进行尾气处理，投资大。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其能够克服现有的污泥干化焚烧技术存在的缺陷，利用废气中含有的粉尘有效吸收污泥干化过程中释放的有害气体，利用水泥生产系统的高温环境干化焚烧并利用污泥，并有效降低水泥生产能耗与生产成本，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0008]一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，包括以下步骤:
[0009]第一步，将含水率70?85%的污泥从水泥厂窑尾增湿塔6的雾化喷嘴5喷入，同时从水泥厂窑尾排出的温度为150°C _350°C的高温烟气自增湿塔6的顶部进入；喷入污泥的量可以为4t/h_40t/h。
[0010]第二步，所述的污泥在窑尾增湿塔中经高温烟气的作用而干化后，送入窑尾烧成系统，作为水泥生产系统的燃料燃烧，燃烧后的残渣作为水泥生料进入回转窑煅烧成水泥熟料。
[0011]为了提高效率和减小污染，在所述第一步将污泥喷入增湿塔6之前，采用污泥密封罐车I将污泥泵送至污泥仓2，再经污泥泵3泵送至增湿塔6的污泥喷嘴5。
[0012]为了使高温烟气与雾化的污泥更好地接触，在所述第一步中高温烟气从经布风装置4进入增湿塔6，布风装置4是增湿塔6内部的常用设备。
[0013]雾化喷嘴5是气流式雾化喷嘴，雾化后的雾粒直径小于2000微米。
[0014]将干化后的污泥送入窑尾烟室11或者分解炉10或者预热器9，其中的可燃物在高温下燃烧，不可燃物在回转窑12中煅烧形成水泥熟料。
[0015]为了减小污染，污泥仓通过密封管道与分解炉相连，仓中废气进入分解炉燃烧。
[0016]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0017]一)本发明充分利用水泥厂原有的窑尾系统，不需要增加干化设备，不需要增加尾气处理装置，不需要增加热源，大大降低了投资和运行成本；
[0018]二)本发明利用密封罐车、污泥仓和管道来储存和输送污泥，全程密封，不会产生二次污染；
[0019]三)本发明将污泥雾化成细小雾滴，与高温烟气接触充分，换热效率高，热量利用率闻;
[0020]四)本发明将干化后的污泥送入水泥窑尾系统，即利用了污泥燃烧提供的热量，减少水泥厂的用煤量，而且燃烧后的残渣可以作为水泥原料在回转窑中煅烧成水泥熟料。
[0021]五)本发明利用水泥厂窑尾系统，在使污泥干化的同时，吸收了污泥放出的有害气体；在焚烧干化污泥的同时，使污泥中的可分解有害物在高温下(ΙΟΟΟ? )分解，而重金属等有害物固化在水泥熟料中。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0024]如图1所示，本发明为一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，系统主要包括:污泥密封罐车1，污泥仓2，污泥泵3，增湿塔布风装置4，污泥喷嘴5，增湿塔6，收尘器7，风机8，预热器9，分解炉10，窑尾烟室11，回转窑12。其中利用水泥厂的设备有:增湿塔6、增湿塔布风装置4、收尘器7、风机8、预热器9、分解炉10、窑尾烟室11、回转窑12。
[0025]将污水处理厂脱水污泥由污泥密封罐车I运送至水泥厂，并泵送至污泥仓2，其中污泥的含水率在70?85%之间。
[0026]污泥仓中的污泥由污泥泵3泵送至水泥厂窑尾增湿塔6的上部污泥入口，经雾化喷嘴5雾化为粒径小于2000微米的污泥雾滴。
[0027]从水泥厂窑尾预热器排出的高温烟气从增湿塔6顶部进入，经过布风装置4布风后，与雾化后的污泥雾滴充分接触并向下流动，流动过程中迅速完成干化过程。
[0028]干化后的废气经增湿塔6进入窑尾收尘器7收集粉尘，最后经风机8排入大气。
[0029]干化后的污泥一部分在增湿塔底部与部分烟气中的飞灰一起沉降下来，其余随着废气进入收尘器7而被收集。从增湿塔6和收尘器7收集的污泥和飞灰一起送入回转窑12的窑尾烟室11或者分解炉10或者预热器9。分解炉10的温度可达到850°C，窑尾烟室11的温度在1000°C以上，干化后污泥中的可燃物在高温下燃烧，其中的不可燃物在回转窑12中煅烧形成水泥熟料。
[0030]本发明利用水泥厂窑尾系统，将污泥干化焚烧并有效利用，既处理了污泥，又回收利用了资源，能够达到良好的社会价值和经济价值。
【权利要求】
1.一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，将含水率70?85%的污泥从水泥厂窑尾增湿塔￠)的雾化喷嘴(5)喷入，同时从水泥厂窑尾排出的温度为250°C -400°C的高温烟气自增湿塔￠)的顶部进入； 第二步，所述的污泥在高温烟气作用下干化后，送入水泥厂窑尾系统，作为水泥生产系统的燃料燃烧，燃烧后的残渣作为水泥生料进入回转窑煅烧成水泥熟料。
2.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，在所述第一步将污泥喷入增湿塔(6)之前，采用污泥密封罐车(I)将污泥泵送至污泥仓(2)，再经污泥泵(3)泵送至增湿塔(6)的污泥喷嘴(5)。
3.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，在所述第一步中高温烟气从增湿塔(6)顶部经布风装置(4)进入。
4.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，所述第一步中雾化喷嘴(5)是气流式或压力式雾化喷嘴，雾化后的雾粒直径小于2000微米。
5.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，所述干化后的污泥送入分解炉(10)，其中的可燃物在850°C以上的高温下燃烧。
6.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，所述干化后的污泥送入窑尾烟室(11)，其中的可燃物在1000°c以上的高温下燃烧。
7.根据权利要求2所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，其中的污泥仓(2)通过管道与窑尾分解炉(10)相连接，污泥仓(2)中的废气进入分解炉(10)燃烧。
8.根据权利要求5或6所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，其中的不可燃物在回转窑(12)中煅烧形成水泥熟料。
9.根据权利要求1所述的一种利用水泥厂窑尾系统干化和焚烧污泥的方法，其特征在于，第一步中喷入污泥的量为2t/h-40t/h。
【文档编号】C02F11/12GK104315523SQ201410625837
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】徐德龙, 李辉, 陈延信, 范海宏, 刘文欢, 冯绍航, 韩丁, 苏琦, 李斌斌 申请人:西安建筑科技大学