阅读说明：本技术 一种污泥催化燃烧处理系统 (Sludge catalytic combustion processing system ) 是由 卿梦磊 王乐乐 雷嗣远 杨晓宁 姚燕 马云龙 孔凡海 刘鹏 刘晓敏 鲍强 王凯 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种污泥催化燃烧处理系统,包括污泥机械脱水装置、流化床焚烧炉、省煤器、换热器、控制阀和布袋除尘器,污泥机械脱水装置与污泥储料仓连接,且污泥机械脱水装置通过刮板机与流化床焚烧炉连接；流化床焚烧炉中设有催化剂区；流化床焚烧炉的烟气出口与省煤器连接,省煤器又与换热器连接；控制阀外接空气供给管路,控制阀又与换热器以及空气加热器连接；换热器的空气出口以及空气加热器的空气出口通过一汇合管路与流化床焚烧炉连接；换热器的烟气出口与布袋除尘器连接。该系统可以明显降低反应温度,且对污泥的脱水要求低,可以降低污泥处理成本,且该系统还可以对污泥燃烧后的烟气进行有效处理,并对污泥热值进行有效利用。(The invention discloses a catalytic combustion treatment system for sludge, which comprises a mechanical sludge dewatering device, a fluidized bed incinerator, an economizer, a heat exchanger, a control valve and a bag-type dust remover, wherein the mechanical sludge dewatering device is connected with a sludge storage bin and is connected with the fluidized bed incinerator through a scraper; a catalyst area is arranged in the fluidized bed incinerator; the flue gas outlet of the fluidized bed incinerator is connected with an economizer which is connected with a heat exchanger; the control valve is externally connected with an air supply pipeline and is connected with the heat exchanger and the air heater; the air outlet of the heat exchanger and the air outlet of the air heater are connected with the fluidized bed incinerator through a converging pipeline; the smoke outlet of the heat exchanger is connected with the bag-type dust collector. The system can obviously reduce the reaction temperature, has low requirement on the dehydration of the sludge, can reduce the sludge treatment cost, and can also effectively treat the flue gas after the sludge is combusted and effectively utilize the heat value of the sludge.)

一种污泥催化燃烧处理系统

技术领域

本发明涉及污泥焚烧技术领域，特别涉及一种污泥催化燃烧处理系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市污水处理量逐年递增，污泥产量也急剧增加。污水污泥是微生物及其代谢产物、有害有机物和矿物质组成的非均质体，其中含有许多具有毒性、致癌性的物质。污泥中也存在有机物质，该有机物质也能作为一中能源原料，用于供热或生产合成气、生物质等燃料。

2016年《全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》提出大力推进污泥无害化、稳定化和减量化的处置，地级市及以上的城市污泥无害化处理处置率要达到90％。目前污泥处置的方法主要有土地利用、填埋和焚烧处理。因为污泥中含有金属毒物和大量病原菌，用于土地利用可能会使人、动植物慢性中毒；许多地方曾经对于污泥采用填埋处置，但是一方面由于土地资源的紧张和环境压力的增大，另一方面，若填埋时未规范处理，很可能造成二次污染问题，比如填埋的污泥可能造成土壤及地下水的污染，所以如今填埋法也较少使用。焚烧法能使有机物碳化，高温条件下杀死病原体，实现污泥的减容化。

无害化焚烧处理是当前有效的处理方法之一；随着污泥处理技术的发展，无害化焚烧处理可以将环境治理和能源革命相结合，利用污泥的热值进行发电，实现固体废弃物资源化利用。在传统的焚烧炉中，由于燃烧过程需要为高温条件(温度高于850℃)，其燃烧过程必须提供额外的辅助燃料，才能维持焚烧炉的温度；另外，燃烧的污泥在干燥阶段通常需要将其水分控制在55％-65％，而该过程需要耗费大量的热能，且需要的设备等投资成本过高。再有，传统的焚烧炉对于污泥热值的利用率也较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种污泥催化燃烧处理系统；该系统可以明显降低反应温度，且对污泥的脱水要求低，可以降低污泥处理成本，且该系统还可以对污泥燃烧后的烟气进行有效处理，并对污泥热值进行有效利用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种污泥催化燃烧处理系统，包括污泥机械脱水装置、流化床焚烧炉、省煤器、换热器、控制阀和布袋除尘器，所述污泥机械脱水装置与污泥储料仓连接，且污泥机械脱水装置的出口通过刮板机与流化床焚烧炉连接；该流化床焚烧炉中设有催化剂区，催化剂区中设有催化剂；流化床焚烧炉的烟气出口与所述省煤器连接，省煤器又与换热器的烟气入口连接；所述控制阀外接空气供给管路，控制阀连接有输入管路一和输入管路二，输入管路一与换热器的空气入口连接，输入管路二与一空气加热器连接；换热器的空气出口以及空气加热器的空气出口通过一汇合管路与所述流化床焚烧炉的空气入口连接；换热器的烟气出口与布袋除尘器连接。

进一步的，所述流化床焚烧炉还连接有辅助燃料仓。

进一步的，所述污泥机械脱水装置为板框压滤机。

进一步的，所述布袋除尘器又与洗涤塔连接，洗涤塔又与烟囱连接。

进一步的，所述刮板机为Z型刮板机。

进一步的，所述流化床焚烧炉的温度为700-750℃。

本发明的有益效果：

本发明采用的流化床焚烧炉中设有催化剂区，催化剂区中设有催化剂，从而在催化剂的催化作用下，使污泥进行催化燃烧；这种催化燃烧过程可以降低反应温度，只需要700-750℃，因此不需要额外的大量辅助燃料以维持焚烧炉的较高温度，不仅能降低设备成本(缩小设备尺寸、减少金属消耗等)和燃烧成本，还可以减少如NOx等污染物的生成。而且，该流化床焚烧炉的燃烧过程仅要求污泥的水分含量控制在70-85％，对污泥的干燥脱水要求较低，从而无需耗费大量热能对污泥进行干燥，降低了成本；

该系统中的省煤器与流化床焚烧炉连接，可以利用污泥燃烧后的烟气热量进行发电，实现固体废弃物资源利用；其中的控制阀连接空气加热器和换热器；换热器可以利用污泥燃烧后的烟气热量对空气进行加热，空气加热器也可以对空气加热，加热后的空气供给流化床焚烧炉，以使污泥在一定的反应温度下进行燃烧反应；控制阀可以控制空气加热器与换热器所加热的空气量比例，以使进入流化床焚烧炉中的空气量能够始终保证催化剂保持流化状态。

本发明的系统中还设有布袋式除尘器和洗涤塔，以对污泥催化燃烧后的烟气进除尘和洗涤处理，处理后的烟气达标排出。

附图说明

图1为本发明的污泥催化燃烧处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示的一种污泥催化燃烧处理系统的较佳实施例，该系统包括污泥机械脱水装置1、流化床焚烧炉4、省煤器8、换热器9、控制阀5和布袋除尘器10，所述污泥机械脱水装置2与污泥储料仓1连接，且污泥机械脱水装置2的出口通过刮板机3与流化床焚烧炉4连接；该流化床焚烧炉4中设有催化剂区41，催化剂区中设有催化剂，催化剂为负载高强度球形CuO-Fe₂O₃-ZrO₂/Al₂O₃；流化床焚烧炉4的烟气出口与所述省煤器8连接，省煤器8又与换热器9的烟气入口连接；所述控制阀5外接空气供给管路，控制阀5连接有输入管路一13和输入管路二14，输入管路一13与换热器9的空气入口连接，输入管路二14与一空气加热器6连接；换热器9的空气出口以及空气加热器6的空气出口通过一汇合管路15与所述流化床焚烧炉4的空气入口连接；换热器9的烟气出口与布袋除尘器10连接。

其中的流化床焚烧炉4还连接有辅助燃料仓7；流化床焚烧炉4的温度为700-750℃。

在本实施例中，其中的污泥机械脱水装置2为板框压滤机；除此之外，污泥机械脱水装置2还可以为离心分离装置、带式压滤装置等。

其中的布袋除尘器10又与洗涤塔11连接，洗涤塔11又与烟囱12连接；洗涤塔11中注入有氢氧化钠溶液。

其中的刮板机3为Z型刮板机；Z型刮板机相比普通输送机，运输量大且全过程封闭，避免了污泥的难闻气体的排出。

该系统的工作过程如下：

污泥从污水处理厂运输至污泥储料仓1中，然后进入污泥机械脱水装置2进行干燥处理，干燥后的污泥含水率在70％-75％；干燥后的污泥通过刮板机3直接运输至流化床焚烧炉4中；干燥后的污泥在流化床焚烧炉4中进行催化燃烧；在催化燃烧过程中，燃料在催化剂表面发生氧化而不产生火焰；流化床焚烧炉4的温度在700℃-750℃；温度不宜过高，温度过高会导致催化剂烧结，降低反应性能。流化床焚烧炉4中通入的空气在系统启动时来源于空气加热器6所加热的空气；且空气加热器6仅在系统启动时运行；系统正常运行后，空气加热器6可停止运行。流化床焚烧炉初始运行时，向炉中加入一定量的辅助燃料，比如褐煤；在后续的燃烧运行过程中，则无需再提供额外的辅助燃料，催化燃烧过程可以通过燃烧污泥产生的热值，自热维持运行。燃烧过程中，空气与燃料(污泥)的化学计量比为1：2。

污泥催化燃烧后的烟气进入省煤器8中，与给水进行换热，给水温度为75℃；然后烟气进入换热器9中，与空气进行换热。换热后的空气与空气加热器6加热后的空气汇合进入流化床焚烧炉4；控制阀5可以控制通过输入管路一13进入换热器9的空气量与通过输入管路二14进入空气加热器6的空气量之比。当系统正式运行后，流化床焚烧炉4中的空气可仅来源于换热器加热后的空气；此外，在催化燃烧过程中，进入流化床焚烧炉4中的空气的总量需能够使催化剂保持流化状态。

当污泥水分过高时，即其热值降低，不足以满足焚烧炉温度时，可通过辅助燃料仓7添加燃料，比如褐煤或热值较高的生物质。

经过换热器9换热后的烟气(温度在180℃左右)，进入布袋除尘器10中进行除尘处理；脱除完灰分后，烟气进入洗涤塔11中，洗涤塔11中的NaOH与烟气中的SOx、HCl和HF等酸性气体进行反应，最后烟气通过烟囱12排出。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。