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污泥干化焚烧技术研究及应用
摘要污泥处理始终是环保领域的重要课题，燃烧是污泥处理的最终途径。阐述了污泥间接干化设备和主要燃烧设备的构造和工作原理，以及干化机和燃烧炉的应用现状，同时介绍了现有的污泥干化燃烧一体化工艺流程及胜利案例。关键词污泥干化燃烧一体化流程环保随着社会经济的进展和人们生活水平的提高，工业废水和城市污水的产量日益增多，污水在处理的过程中会产生大量的悬浮物质，这些物质统称为污泥。污泥的成分较为简单，若任意堆放将会对人类及动植物的安康造成较大影响。减量化、稳定化和无害化是污泥处理的根本原则。污泥燃烧技术具有处理速度快、减量化程度高、能源可再利用等优点，在国内外被广泛应用。该技术是污泥处置最彻底的方式，当污泥中有毒有害物质含量很高且短期不行降低时尤为有用。传统污泥处置工艺是使用污泥枯燥设备将污泥含水率（质量分数，下同）从80%降低到20%~40%，然后投入燃烧炉内进展燃烧处理，该工艺存在系统构造简单、占地面积大、热利用率低等缺点。污泥干化燃烧一体化是将污泥干化系统与燃烧系统相结合，利用污泥燃烧产生的烟气对污泥进展干化处理，并充分利用余热，这是污泥处置的一个重要方向。1间接枯燥设备污泥干化可去除污泥中的间隙水、毛细水以及绝大局部的内部附着水。依据污泥与热介质的接触方式，污泥干化可以分为间接干化和直接干化。间接干化因具有安全性高、粉尘产生量少、热介质无污染等优点得到广泛应用。目前，应用最多的间接枯燥设备主要有旋转圆盘枯燥机和桨叶式枯燥机。1.1旋转圆盘枯燥机旋转圆盘枯燥机主要由转子系统、传动系统、热介质、管路及排风除尘系统组成，如图1所示。蒸汽或导热油作为介质从转子空心轴的一端进入，通过旋转金属圆盘将热量传递给污泥，污泥在金属圆盘外吸热增焓不断蒸发湿份，凝聚的冷凝水从转子的另一端排出。转子周边通过固定角钢架装有带肯定倾角的刮板，随着旋转不断将被枯燥的物料刮起和搅拌，同时将物料从入口一侧推向出口一侧。陈剑峰应用圆盘枯燥机对含水率为74.5%的印染污泥进展了热干化，并对干化后的污泥进展燃烧处置。结果说明，干化后的污泥燃烧处置效果较好。张卫利等基于圆盘枯燥机对城市污泥枯燥过程中的操作参数进展了分析，包括进料湿含量、产品湿含量及蒸汽压力。结果说明，干化后的污泥自身热值较高，可以自持燃烧，不需要添加帮助燃料。孙奇等采纳嘉兴市市政污泥，对圆盘枯燥机枯燥过程中的相关参数进展了分析。讨论结果说明，枯燥机转速对枯燥机传热影响最大，其次是加料机转速，影响最小参数的是蒸汽压力。靖丹枫等应用造粒干化一体机对石化污泥进展了干化处置，干化设备为圆盘枯燥机，干化后的污泥含水率由85%降低至40%，并计算出了污泥处理的本钱为250.31元/吨。1.2桨叶式枯燥机桨叶式枯燥机主要由夹套、双轴（或四轴）栔形叶片和传动装置组成，其构造如图2所示。污泥通过夹套、空心轴和轴上焊接的空心叶片的热传导被间接加热干化。楔形叶片对污泥切割搅拌，并不断更新枯燥面，从而到达枯燥的目的。楔形桨叶传热面与物料颗粒的相对运动产生洗刷作用，能够自动清理掉楔形面上附着的物料。由于楔形桨叶不是等截面构造，也没有刮泥刀，因此只适用于黏性不大的污泥，盘外表易磨损，修理不便利。热介质可采纳水蒸气或者导热油。张立宏等应用桨叶式枯燥机对含油污泥进展了试验讨论。结果说明，枯燥机在最正确运行参数（即干化温度为180℃，干化时间为25min,污泥供应量为60kg/h）时，油污泥含水率可由77.6%降低到30%，热值到达4250K/kg。陈海波等=对广东某印染公司的印染污泥枯燥工艺进展了分析。运行结果说明，经过桨叶式污泥枯燥机处理后，污泥含水率可由85%降低至30%以下，体积缩小75%。申维真等应用桨叶式枯燥机，对北京市市政污泥进展了试验讨论。讨论结果说明，枯燥机最正确运行条件为蒸汽压力为0.5~0.8MPa。当蒸发速率到达14~21.8kg/（㎡·h）时，污泥含水率小于40%。2燃烧设备2.1流化床流化床燃烧炉的燃烧室可分为下部的密相区和上部的稀相区两局部，如图3所示。固态或半固态废物中的大局部有机物一般在密相区中完成分解，空气从炉底吹入并通过床料的空洞进入炉膛，物料在炉膛内翻腾燃烧。卢闪等对污泥流化床燃烧特性进展了数值模拟与分析。讨论结果说明，在一样配风条件下，含水率为50%的污泥燃烧不充分，含水率为60%的污泥燃烧时，烟气温度较高，CO2、SO2、NO含量也较高，而SO3含量较低。曹通等基于Fluent软件，对1036t/h的循环流化床锅炉内不同污泥及不同掺混比例下的煤粉、城市污泥、工业污泥燃烧过程进展了数值模拟。结果说明，小比例的掺烧对锅炉运行影响不大。2.2回转窑回转窑主要由筒体、转动装置、支撑装置、挡轮装置、窑头密封装置组成。筒体在转动装置的带动下转动，物料从进料口进入筒体，在回转窑筒体