公布日：2023.09.19

申請日：2023.05.31

分類號：F23G7/00(2006.01)I;F23G5/04(2006.01)I;F23G5/027(2006.01)I;F23G5/20(2006.01)I;F23G5/46(2006.01)I;F23L15/04(2006.01)I;F23J15/02(2006.01)I

摘要

本發明公開一種高含水率污泥直接焚燒系統及方法，包括高含水率污泥直接焚燒裝置、煙氣換熱器、鼓風機、煙氣處理工藝設備、引風機、煙囪，高含水率污泥直接焚燒裝置包括多回程轉動裝置和沉降室。該系統中多回程轉動裝置，污泥在第一回程干燥、在第二回程熱解、在第三回程燃燒，高溫空氣是污泥干燥的熱源，也是污泥焚燒時的助燃空氣，該裝置是本系統的核心，該裝置使得污泥處置多個過程集成在一起，系統相對簡單，也易于控制。通過該系統中的高含水率污泥直接焚燒裝置能對污泥有效干燥、熱解和焚燒，干燥產生的尾氣也在焚燒中得到處理，無需另設處理線路。

權利要求書

1.一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，包括依次串接的高含水率污泥直接焚燒裝置（1）、煙氣換熱器（2）、煙氣處理工藝設備（4）、引風機（5）和煙囪（6），所述煙氣換熱器（2）還連接于鼓風機（3）；所述高含水率污泥直接焚燒裝置（1）包括多回程轉動裝置（15），所述多回程轉動裝置（15）包括第一筒體（151）、第二筒體（152）和第三筒體（153），所述第一筒體（151）、第二筒體（152）和第三筒體（153）的一側均設有出口，所述第三筒體（153）固定連接于所述第二筒體（152）的內部，所述第二筒體（152）固定連接于所述第一筒體（151）的內部，所述第一筒體（151）外部下方設有轉動驅動裝置（18），所述轉動驅動裝置（18）的驅動端連接有齒輪，所述齒輪套設于所述第一筒體（151）的外圍，所述第一筒體（151）的外圍還套設有多個輪帶，所述第一筒體（151）通過多個所述輪帶轉動連接于托架；所述第一筒體（151）的側壁上固定連接有多個第一環形刮板，所述第二筒體（152）的側壁上固定連接有多個第二環形刮板；所述第一筒體（151）的一側軸承連接高含水率污泥及輔助燃料入口（11），所述高含水率污泥及輔助燃料入口（11）的一側軸承連接于所述第三筒體（153）；所述高含水率污泥及輔助燃料入口（11）的下方、所述第一筒體（151）上還設有點火裝置（17）；所述高含水率污泥直接焚燒裝置（1）還包括沉降室（16），所述沉降室（16）串接于所述第一筒體（151）的外圍，且設于所述第一筒體（151）的出口一側；所述沉降室（16）的上方設有高溫煙氣出口（14），下方設有排渣口（12）。

2.如權利要求1所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述沉降室（16）的一側設有攪拌裝置（19），所述攪拌裝置（19）的驅動端依次貫穿所述沉降室（16）和第二筒體（152）并伸入所述第三筒體（153）內。

3.如權利要求2所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述高含水率污泥及輔助燃料入口（11）上還開設有高溫空氣入口（13）。

4.如權利要求3所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述煙氣換熱器（2）從上至下依次設有高溫煙氣入口（21）、高溫空氣出口（24）、環境空氣入口（23）、低溫煙氣出口（22），所述高溫煙氣入口（21）連接于所述高溫煙氣出口（14），所述低溫煙氣出口（22）連接于所述煙氣處理工藝設備（4），所述高溫空氣出口（24）連接于所述高溫空氣入口（13），所述環境空氣入口（23）連接于所述鼓風機（3）。

5.如權利要求4所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述煙氣處理工藝設備（4）包括未處理煙氣入口（41）和已處理煙氣出口（42），所述低溫煙氣出口（22）連接所述未處理煙氣入口（41），所述已處理煙氣出口（42）連接于所述引風機（5）。

6.如權利要求5所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述第一筒體（151）與沉降室（16）采用鱗片密封的方式連接。

7.如權利要求6所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述高溫煙氣出口（14）和所述高溫煙氣入口（21）、所述高溫空氣出口（24）和所述高溫空氣入口（13）、所述低溫煙氣出口（22）和所述未處理煙氣入口（41）之間的連接管道均做保溫處理。

8.如權利要求7所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述鼓風機（3）與所述引風機（5）均采用變頻風機。

9.如權利要求8所述的一種高含水率污泥直接焚燒系統，其特征在于，所述高含水率污泥及輔助燃料入口（11）和所述第一筒體（151）、所述攪拌裝置（19）與所述沉降室（16）連接處的外圍均做密封處理。

10.一種高含水率污泥直接焚燒方法，其特征在于，包括以下步驟：S1）：搭建高含水率污泥直接焚燒系統；S2）：從高含水率污泥及輔助燃料入口（11）通入高含水率污泥及輔助燃料，高含水率污泥及輔助燃料進入第三筒體（153），攪拌裝置（19）對高含水率污泥及輔助燃料進行攪拌，然后高含水率污泥及輔助燃料進入第二筒體（152），第二筒體（152）上的第二環形刮板將高含水率污泥及輔助燃料推至第二筒體（152）一側的出口，并流至第一筒體（151），啟動點火裝置（17），高含水率污泥及輔助燃料在第一筒體（151）內燃燒，同時第一筒體（151）上的第一環形刮板將高含水率污泥及輔助燃料推至第一筒體（151）一側的出口并進入沉降室（16），高溫氣體從高溫煙氣出口（14）進入高溫煙氣入口（21），對鼓風機（3）送來的環境空氣加熱，吸熱后的空氣自高溫煙氣出口（24）經過氣體管道由高溫空氣入口（13）進入多回程轉動裝置（15）的第三筒體（153），高溫氣體放熱后低溫煙氣出口（22）進入未處理煙氣入口（41）進入煙氣處理工藝設備（4），再由引風機（5）將已處理煙氣送至煙囪（6）排放。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種高含水率污泥直接焚燒系統及方法，能夠實現經濟節約最大化、能源消耗最小化。

高含水率污泥直接焚燒系統有如下優點：焚燒可以大大減少污泥的體積與質量，最終的焚燒產物體積能夠縮小85%～95%，質量縮小70%～80%。

焚燒后污泥中的有機物、病原體、重金屬等有害物質能夠被徹底銷毀，從而達到消除污染的目的。

污泥焚燒后產生的灰渣可以進行資源化利用，進一步減少了污泥的處理壓力。

高溫燃燒產生的熱煙氣可以通過煙氣換熱器，對環境空氣進行加熱，用于干燥濕污泥，降低了處理污泥的能耗成本。

焚燒裝置通過多回程，集成了污泥干燥、污泥熱解、污泥焚燒三個系統，主要針對高含水率污泥的處置，相對于分別建設三套系統，擁有高集成度和高處理效率的特點；攪拌裝置、內壁螺紋都能有效擴大當前回程內的干燥、熱解和燃燒時污泥與熱空氣的接觸面積，有利于水分去除、揮發分析出、提高燃燒效率；焚燒系統不再依賴于電廠建設，選址更加靈活，處理量也不再受限于電廠的摻燒比例，可以根據實際需求進行設計、建設。

為達上述目的，本發明的技術方案是：一種高含水率污泥直接焚燒系統，包括依次串接的高含水率污泥直接焚燒裝置、煙氣換熱器、煙氣處理工藝設備、引風機和煙囪，所述煙氣換熱器還連接于鼓風機；所述高含水率污泥直接焚燒裝置包括多回程轉動裝置，所述多回程轉動裝置包括第一筒體、第二筒體和第三筒體，所述第一筒體、第二筒體和第三筒體的一側均設有出口，所述第三筒體固定連接于所述第二筒體的內部，所述第二筒體固定連接于所述第一筒體的內部，所述第一筒體外部下方設有轉動驅動裝置，所述轉動驅動裝置的驅動端連接有齒輪，所述齒輪套設于所述第一筒體的外圍，所述第一筒體的外圍還套設有多個輪帶，所述第一筒體通過多個所述輪帶轉動連接于托架；所述第一筒體的側壁上固定連接有多個第一環形刮板，所述第二筒體的側壁上固定連接有多個第二環形刮板；所述第一筒體的一側軸承連接高含水率污泥及輔助燃料入口，所述高含水率污泥及輔助燃料入口的一側軸承連接于所述第三筒體；所述高含水率污泥及輔助燃料入口的下方、所述第一筒體上還設有點火裝置；所述高含水率污泥直接焚燒裝置還包括沉降室，所述沉降室串接于所述第一筒體的外圍，且設于所述第一筒體的出口一側；所述沉降室的上方設有高溫煙氣出口，下方設有排渣口。

優選的，所述沉降室的一側設有攪拌裝置，所述攪拌裝置的驅動端依次貫穿所述沉降室和第二筒體并伸入所述第三筒體內。

優選的，所述高含水率污泥及輔助燃料入口上還開設有高溫空氣入口。

優選的，所述煙氣換熱器從上至下依次設有高溫煙氣入口、高溫空氣出口、環境空氣入口、低溫煙氣出口，所述高溫煙氣入口連接于所述高溫煙氣出口，所述低溫煙氣出口連接于所述煙氣處理工藝設備，所述高溫空氣出口連接于所述高溫空氣入口，所述環境空氣入口連接于所述鼓風機。

優選的，所述煙氣處理工藝設備包括未處理煙氣入口和已處理煙氣出口，所述低溫煙氣出口連接所述未處理煙氣入口，所述已處理煙氣出口連接于所述引風機。

優選的，所述第一筒體與沉降室采用鱗片密封的方式連接。

優選的，所述高溫煙氣出口和所述高溫煙氣入口、所述高溫空氣出口和所述高溫空氣入口、所述低溫煙氣出口和所述未處理煙氣入口之間的連接管道均做保溫處理。

優選的，所述鼓風機與所述引風機均采用變頻風機。

優選的，所述高含水率污泥及輔助燃料入口和所述第一筒體、所述攪拌裝置與所述沉降室連接處的外圍均做密封處理。

一種高含水率污泥直接焚燒方法，包括以下步驟：S1）：搭建高含水率污泥直接焚燒系統；S2）：從高含水率污泥及輔助燃料入口通入高含水率污泥及輔助燃料，高含水率污泥及輔助燃料進入第三筒體，攪拌裝置對高含水率污泥及輔助燃料進行攪拌，然后高含水率污泥及輔助燃料進入第二筒體，第二筒體上的第二環形刮板將高含水率污泥及輔助燃料推至第二筒體一側的出口，并流至第一筒體，啟動點火裝置，高含水率污泥及輔助燃料在第一筒體內燃燒，同時第一筒體上的第一環形刮板將高含水率污泥及輔助燃料推至第一筒體一側的出口并進入沉降室，高溫氣體從高溫煙氣出口進入高溫煙氣入口，對鼓風機送來的環境空氣加熱，吸熱后的空氣自高溫煙氣出口經過氣體管道由高溫空氣入口進入多回程轉動裝置的第三筒體，高溫氣體放熱后低溫煙氣出口進入未處理煙氣入口進入煙氣處理工藝設備，再由引風機將已處理煙氣送至煙囪排放。

綜上所述，本發明所公開的一種高含水率污泥直接焚燒系統及方法，具有如下有益效果：（1）通過該系統中的高含水率污泥直接焚燒裝置能對污泥有效干燥、熱解和焚燒，干燥產生的尾氣也在焚燒中得到處理，無需另設處理線路；（2）通過該系統中的高含水率污泥直接焚燒裝置集合干燥、熱解和焚燒于一體，顯著減少系統設備與占地面積；（3）通過該系統中的煙氣換熱器，有效吸收高溫煙氣中的熱量，用于前端污泥干燥和焚燒助燃，且可以通過改變風機轉速，從而改變風量，以匹配系統需求，達到運行能耗最省、綜合效益最高；（4）通過引風機排風，使系統負壓狀態運行，污染性氣體有組織排放，保證了環境潔凈。

（發明人：劉政艷;岳偉;王世興;陳亮;范進宇）