申请日2019.06.29
公开（公告）日2021.02.12
IPC分类号F26B17/20; F26B23/02; F26B25/04; B02C4/02; C02F11/13
摘要
本发明公开了一种有机质淤泥的封闭处理工艺及设备。本发明的设备包括破粹机、干燥管、冷凝管、燃烧室、冷却室和吸收箱，破粹机的出口连接干燥管，破粹机处理的物料通过螺旋送料杆输送，干燥管外为冷凝管，冷凝管出口连接吸收箱，通过吸收箱的吸收液液面高度可以调节冷凝管压力，干燥管出口端通过送料器与燃烧室连接，送料器能够防止燃烧室内的加热空气由出料口进入干燥管，燃烧室下部为冷却室。本发明的工艺为在配套装置中进行特定条件下的破碎、水分干燥、有机质燃烧等。本发明的工艺能够实现处理后的污泥完全不含水和有机质，且体积和重量均减少为原有的1/4至1/6，彻底实现污泥的减量化和无害化，便于污泥的进一步资源化利用。
权利要求书
1.一种有机质淤泥的封闭处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将污泥破碎至5mm以下粒度，由加料机进入干燥管；
（2）污泥在干燥管中受600~800℃高温燃烧气体直接传热、内外管壁间接传热的共同作用，同时控制干燥管内为-30~-5kpa的负压，使污泥中水分在75~95℃时蒸发，经20~30分钟后，污泥中水分完全干燥；
（3）干燥后的污泥进入燃烧室，燃烧室为负压直立炉，以电、气加热为辅助热源，燃烧室维持温度850~880℃，污泥由干燥管内管出口端进入燃烧段，与空气充分接触并燃烧，停留时间不低于20秒，完全燃烧污泥中的有机质，燃烧后泥渣经冷却段与进入燃烧室空气换热后排出，泥渣冷却段和燃烧室进气通道为同一通道；
（4）燃烧室燃烧气体经干燥室内管进入干燥室，控制温度为600~800℃，高温气体直接与干燥污泥同向行径至干燥管出口端，高温气体和污泥颗粒混合后，对污泥进行直接传热的同时，带走产生的水蒸气，减少干燥室水蒸气饱和度，加速水分蒸发速度；
（5）干燥管内气体在出口端由风机抽入冷凝管内，冷凝管维持10~30 kpa正压，使气体中水蒸气在85~105℃时开始凝结成水，释放水蒸汽汽化热量，热量经干燥段和冷却段的管壁进行热传递，对污泥颗粒进行间接加热；
（6）冷凝管内的气体和冷凝水由唯一排出口排出，排出的冷凝水和气体进行密闭收集处理，冷凝水排至污水处理通道，气体经酸、碱、有机质各项吸收后经检验合格后再排放，或排至气体吸收塔。
2.根据权利要求1所述的有机质淤泥的封闭处理工艺，其特征在于，步骤（2）中，高温燃烧气体温度为650~750℃。
3.根据权利要求1所述的有机质淤泥的封闭处理工艺，其特征在于，步骤（3）中，燃烧室温度为860~870℃。
4.根据权利要求1所述的有机质淤泥的封闭处理工艺，其特征在于，步骤（3）中，停留时间为20秒~5min。
5.根据权利要求1所述的有机质淤泥的封闭处理工艺，其特征在于，步骤（4）中，温度为650~750℃。
6.一种用于权利要求1至5任一项所述的工艺的封闭处理设备，其特征在于，包括破粹机、干燥管、冷凝管、燃烧室、冷却室和吸收箱，破粹机的出口连接干燥管，破粹机处理的物料通过螺旋送料杆输送，干燥管外为冷凝管，冷凝管出口连接吸收箱，通过吸收箱的吸收液液面高度可以调节冷凝管压力，干燥管出口端通过送料器与燃烧室连接，送料器能够防止燃烧室内的加热空气由出料口进入干燥管，燃烧室下部为冷却室。
7.根据权利要求6所述的封闭处理设备，其特征在于，所述的螺旋送料杆由驱动电机驱动。
8.根据权利要求6所述的封闭处理设备，其特征在于，所述的冷凝管与风机连接。
9.根据权利要求6所述的封闭处理设备，其特征在于，燃烧室底部设置电加热杆。
说明书
一种有机质淤泥的封闭处理工艺及设备
技术领域
本发明涉及淤泥处理技术，特别涉及一种有机质淤泥的封闭处理工艺及设备。
背景技术
环保问题受到全球的关注。中国对于环境要求标准日益提高，当今中国企业尤其是民营企业在生产过程中环保要求也日趋严峻，大量环保不达标的企业被要求停产甚至停业。环保产业是符合国家发展大方向的朝阳产业。然而区别于其他产业，环保产业技术壁垒严重，研发费用高，技术人才要求高，市场急需能解决当前生产污染的设备、企业。
污水处理厂和工业废水处理过程中净化废水产生的污泥、废渣等，均属于废渣范围。有机质污泥作为一种比较常见的污染，其危害表现在散发大量恶臭，对周边环境有巨大的危害。有机质污泥的特点在于：高含水量，一般含水量高于60%，高有机质含量，有机质含量高于10%，其中有机质是造成恶臭的主要原因，该类污泥处理的主要目的是分解有机质。
现阶段，有机质污泥的常用处理方案主要有：（一）生物处理：用细菌和真菌对污泥有机质进行分解，达到处理恶臭的目的。该方法的优点在于纯生物处理，操作简单，费用低，但其不足在于处理周期长，最短需15日才能完成一次净化；处理需要场地大，每吨淤泥需要20平方米左右；处理受周边环境影响大，温度、湿度对于菌种的活性有非常大的影响；处理效果不稳定。（二）高温焚烧：利用高温燃烧彻底分解有机质。该方法的优点在于速度快，分解彻底，其不足在于能耗高，淤泥含水量超过60%，大量的热能被用来加热及汽化水，热能损失大，不能循环作业，必须按炉量来控制处理量，燃烧产生废气不能直接被吸收，需另配废气处理系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有机质淤泥的封闭处理工艺及设备，所采用的工艺针对生活污水厂和工业污水厂进行污水处理，要求原料污泥有机质含量不低于10%，燃烧热不低于400 Kcal/Kg污泥，处理后的污泥完全不含水和有机质，体积和重量均减少为原有的1/4至1/6，彻底实现污泥的减量化和无害化；配套使用的设备为封闭处理的设备，利用热循环交换蒸发掉淤泥中的水分，再在高温下彻底燃烧有机质。
本发明的技术方案为：
一种有机质淤泥的封闭处理工艺，包括如下步骤：
（1）将污泥破碎至5mm以下粒度，由加料机进入干燥管；
（2）污泥在干燥管中受600~800℃高温燃烧气体直接传热、内外管壁间接传热的共同作用，同时控制干燥管内为-30~-5kpa的负压，使污泥中水分在75~95℃时蒸发，经20~30分钟后，污泥中水分完全干燥；
（3）干燥后的污泥进入燃烧室，燃烧室为负压直立炉，以电、气加热为辅助热源，燃烧室维持温度850~880℃，污泥由干燥管内管出口端进入燃烧段，与空气充分接触并燃烧，停留时间不低于20秒，完全燃烧污泥中的有机质，燃烧后泥渣经冷却段与进入燃烧室空气换热后排出，泥渣冷却段和燃烧室进气通道为同一通道，从而能够确保从燃烧室进气通道进入的冷空气经过泥渣冷却段被预热，达到200℃左右的温度，预热后的空气被继续加热，能够显著节约能源；
（4）燃烧室燃烧气体经干燥室内管进入干燥室，控制温度为600~800℃，高温气体直接与干燥污泥同向行径至干燥管出口端，高温气体和污泥颗粒混合后，对污泥进行直接传热的同时，带走产生的水蒸气，减少干燥室水蒸气饱和度，加速水分蒸发速度；
（5）干燥管内气体在出口端由风机抽入冷凝管内，冷凝管维持10~30kpa正压，使气体中水蒸气在85~105℃时开始凝结成水，释放水蒸汽汽化热量，热量经干燥段和冷却段的管壁进行热传递，对污泥颗粒进行间接加热；
（6）冷凝管内的气体和冷凝水由唯一排出口排出，排出的冷凝水和气体进行密闭收集处理，冷凝水排至污水处理通道，气体经酸、碱、有机质各项吸收后经检验合格后再排放，或排至气体吸收塔。
进一步地，步骤（2）中，高温燃烧气体温度为650~750℃。
进一步地，步骤（3）中，燃烧室温度为860~870℃。
进一步地，步骤（3）中，停留时间为20秒~5min。
进一步地，步骤（4）中，温度为650~750℃。
一种使用工艺的封闭处理设备，包括破粹机、干燥管、冷凝管、燃烧室、冷却室和吸收箱，破粹机的出口连接干燥管，破粹机处理的物料通过螺旋送料杆输送，干燥管外为冷凝管，冷凝管出口连接吸收箱，通过吸收箱的吸收液液面高度可以调节冷凝管压力，干燥管出口端通过送料器与燃烧室连接，送料器能够防止燃烧室内的加热空气由出料口进入干燥管，燃烧室下部为冷却室。
进一步地，所述的螺旋送料杆由驱动电机驱动。
进一步地，所述的冷凝管与风机连接。
进一步地，燃烧室底部设置电加热杆。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的工艺能够彻底去除污泥中的水分和有机质，最大限度地实现污泥的减量化和无害化，只需要原料污泥有机质含量不低于10%，燃烧热不低于400 Kcal/Kg污泥，处理后的污泥就能实现完全不含水和有机质，且体积和重量均减少为原有的1/4至1/6，彻底实现污泥的减量化和无害化，便于污泥的进一步资源化利用。
（2）本发明的污泥干化与焚烧一体化设计，工艺流程紧凑合理，产区占地面积小。
（3）本发明采用节能工艺设计，可完全依靠污泥自身燃烧热提供干燥所需热能，除开机操作外，稳定运行条件下无需外加辅助热源，全装置能耗远低于其他污泥减量化处理工艺。
（4）本发明的污泥干化采用传热过程强化设计，传热效率大幅提高，设备尺寸可降低至常规装置的60%以下，明显节省了投资费用。
（5）本发明工艺中的燃烧室烟气在800℃以上的温度下高温维持时间在3秒以上，有效避免了二噁英的生成，且尾气和废水都得到了有效处理，无二次污染。
（6）本发明整个处理过程全封闭，避免处理过程中的有害气体进入环境，既保证环保要求，又净化操作环境。处理过程中产生的所有有害气体最后统一分类吸收，不对空气直接排放。
（7）流水线作业设计，可24小时连续作业，同比同类设备效率大幅度提高；且能利用自身有机质燃烧的热能持续工作，减少能源消耗，降低使用成本。
（8）本发明的被吸收有害气体进行2次处理后能成为化工原料，扩大收益。
（9）本发明的全套装置的运行成本远低于其他污泥处理工艺，经济效益非常显著。
（发明人：曹宇;傅勇坚;周伟）
