市政汙水汙泥
半乾化+焚燒處理方案
合加資源發展股份****
目錄一、市政汙泥處理工藝的選擇
二、eei流化床焚燒系統介紹
三、工藝流程及控制
四、主要裝置
五、占地面積
六、投資估算
一、市政汙泥處理工藝的選擇
早在20世紀40年代，日本和歐美等國家開始採用乾化技術用於汙泥的處理，經過幾十年的發展，汙泥乾化技術的優點正逐漸顯現出來。乾化後的汙泥顯著減容；形成顆粒或粉狀穩定產品，汙泥性狀大大改善；使處理後的汙泥更易被接受；
產品具有多種用途，如作肥料、土壤改良劑、替代能源等。所以無論填埋、焚燒、農業利用還是熱能利用，汙泥乾化處理都是重要的一步。
汙泥的乾化分為全乾化和半乾化兩種方式，其中全乾化是將含水率大約80％脫水汙泥乾燥到含水率10%左右，而半乾化是將含水率大約80％脫水汙泥乾燥到含水率55%左右。同全乾化處理方式相比較，半乾化方式投資和執行費用相對較低，系統執行安全可靠，乾化過程中產品的含水率可以根據需要進行調整，乾化後的產品用途較廣。
目前，汙泥的焚燒有兩種情況：採用流化床或多級焚燒爐在處理廠內進行焚燒；乾燥後運到其它地方進行焚燒，如電廠，水泥廠，磚廠等地方。
在確定汙泥處理方案時，不僅要考慮到技術的可行性，還要考慮投資和執行的經濟性。直接採用焚燒爐來焚燒脫水後的汙泥，補充輔助燃料是不可避免的，只是補充輔助燃料的多少不同，如果採用全乾化+焚燒的處理工藝，能源的利用有所改善，但是汙泥在流化床焚燒爐能夠自持燃燒含水率在55%左右，採用全乾化處理後，除浪費能源外，含水率10%的汙泥還要採取安全性措施，增加了執行費用。全乾化處理後的汙泥進入流化床焚燒爐燃燒，由於熱量的過剩，在後續工藝線還要採取一定的冷卻措施，該方案不是最佳的選擇。
合理的技術方案應該是先將含水率80%左右的脫水汙泥乾燥到含水率為55%左右的顆粒狀汙泥，乾燥後的汙泥再進入流化床燃燒爐焚燒。通常情況下汙泥可以依靠自身的熱量自持燃燒，並且粒度也正是流化床燃燒爐的最佳燃燒粒度。
二、eei流化床焚燒系統介紹
eei流化床焚燒系統是我公司獨家引進南韓韓松公司的汙泥處理技術，該系統是以「半乾化+焚燒」工藝為主線的完整的汙泥處置系統。eei系統在流化床的燃燒效率和汙泥含水率之間設計了一種平衡關係，使得系統除啟動之初需要輔助燃料外，正常運轉時依靠系統內的熱量即可達到平衡狀態，而無需新增燃料，從而使在執行成本中佔主要比例的燃料費用降至最低。
以下是該系統的流程圖
工作原理：
汙水處理廠脫水後的汙泥進入汙泥儲倉，汙泥的含水率在80%左右。通過輸送機構送入汙泥乾燥機進行半乾化處理，半乾化後的汙泥含水率在55%左右。乾化後的汙泥進入流化床焚燒爐進行燃燒，燃燒溫度在850℃以上。
燃燒後產生的高溫廢氣進入空氣換熱器，通過換熱器對流化床焚燒爐的助燃空氣進行加熱，加熱後的空氣進入流化床作為助燃空氣。從換熱器出來的廢氣進入餘熱鍋爐，由餘熱鍋爐產生的高溫蒸汽進入汙泥乾燥機作為熱源對汙泥進行乾燥。溫度降低的廢氣進入乾式反應器、布袋除塵器、洗滌塔等進行尾氣處理。
由餘熱鍋爐和布袋除塵器收集的飛灰進入飛灰收集系統。
該系統通過高效率的乾燥裝置和焚燒裝置以近完善的廢熱**系統，保證了系統的熱量平衡。
1.汙泥預處理系統
採用國際上先進的汙泥儲料倉，可以保證難流動的脫水汙泥的儲存方便卸出，防止汙泥架橋現象的發生；能夠精確的配量出料。料倉結構簡單，能充分利用空間，同時密封性好
採用國際上先進的轉碟式乾燥機，熱效率達到95%，保證了系統的熱量平衡。
輔助空氣量少，尾氣處理裝置相應節省。
整個輸送系統密封結構，系統密閉臭氣不外漏。
2.汙泥焚燒系統
具有粉碎功能的進料系統，結構簡單、投料均勻，可靠性高。
系統緊湊和高效。
針對氮氧化物的淨化，本系統採用的是選擇性非催化還原法（sncr）脫氮過程是在焚燒爐膛內完成，裝置投資低，占地面積小。
爐內無運動機械部件，故障率低。
3.廢熱**系統
採用高效率的空氣換熱器和餘熱鍋爐，利用流化床焚燒爐產生的高溫尾氣加熱焚燒爐的助燃空氣和乾燥機的高溫蒸汽，可以將焚燒爐的助燃空氣溫度提高到650℃以上，保證了經過半乾化後的汙泥可以在流化床焚燒爐內依靠自身的熱量自持燃燒。
餘熱鍋爐產生的高溫蒸汽作為乾燥機的熱源對脫水汙泥進行乾燥，整個系統的熱量得到了充分的利用。
3.煙氣淨化系統
根據不同的工藝狀況，可以採用多級煙氣淨化裝置，保證尾氣排放達標。
系統空氣汙染控制方式：
nox二次風注入控制（選擇性非催化還原反應)
hcl 和 sox文丘里反應器，布袋除塵器，濕式洗滌塔
dust布袋除塵器
co和 dioxin : 流化床焚燒控制，活性碳吸附
5.飛灰處理系統
採用密閉的管路輸送系統，無揚塵現象出現。
收集的飛灰可以作為水泥原料或作為其它建築材料。
三、工藝流程及控制
1. 廢料**系統
脫水處理的汙泥餅由汙水處理廠的脫水車間運送至卸料坑，再通過傳送帶或螺旋輸送機被輸送到汙泥貯存罐中。為了監測輸送量，各輸送線可根據具體情況設計安裝皮帶秤或計量螺旋。
汙泥儲料罐可以保證難流動的脫水汙泥的儲存方便卸出，防止汙泥架橋現象的發生；能夠精確的配量出料。料倉結構簡單，能充分利用空間，同時密封性好。
卸料坑、貯存罐設有汙泥排出裝置，該裝置與提公升系統採用聯合液壓動力單元驅動，便於連鎖控制。
2. 汙泥乾化系統
汙泥半乾化通過轉盤式乾燥機完成，機械脫水汙泥由乾燥機一端進入，乾燥機以蒸汽為熱源通過臥式轉盤間接加熱，隨著其中水分的蒸發，物料被轉子上的斜插板推送至另一端並從乾燥機底部出口閥排出。乾燥機內保持適當的負壓，防止臭氣外溢。
轉盤式乾燥機主要是由定子(外殼)，轉子(轉盤)和驅動裝置組成。乾燥機的轉子採用中空軸，軸內部與每個轉盤內腔連通蒸汽。通過軸承與定子端板相連。中空軸與蒸汽和冷凝水管道連線。
轉盤式乾燥機通過金屬表面接觸進行間接式熱傳遞，乾燥機與螺旋輸送機外表面可採用保溫隔熱材料防燙保溫，總熱效率高達95％。
採用低溫熱源（≤150°c）、低氧（≤0,4％o2）等有利引數選擇，防止汙泥在乾燥過程中發生自燃、**等情況。
半乾化熱處理的汙泥，在機內100°c以上溫度逗留1小時，符合食品殺菌消毒標準。
乾燥機的空氣量由閥門來控制，利用這少量空氣把從汙泥蒸發出來的水份帶走，防止蒸汽在乾燥機內部冷凝液化，從而預防腐蝕乾燥機。通過蒸汽壓力的調節，可以改變蒸發能力，通過改變乾燥機的填料狀況，可以達到調節導熱面積的目的，由進料螺旋輸送量確定進料量，乾燥機本身有過載保護。
乾燥機正常執行期間，僅需對裝置進行微調，調節可通過中控室的plc控制系統來完成。
廢熱氣處理系統：汙泥中的水份以蒸汽的形式被收集在乾燥機蒸汽拱頂中，然後排出去。乾燥機中的最低壓5-10 mm 水柱，通過離心抽風機馬達的頻率調控來實現。
冷凝液化器從上部噴下冷水（20°c），將蒸汽冷凝液化。液化水（40°c）從冷凝液化器的底部排出，送入汙水廠處理。
3. 流化床焚燒系統
當足夠量的空氣從下部通過一層沙子顆粒時，空氣將滲透性地充滿在顆粒之間，從而引起顆粒劇烈的自我混合運動並開始形成流化床。隨著氣流的增加，空氣將對流動沙施加更大的壓力，從而減少了因沙顆粒本身的重力而引起的彼此之間的接觸摩擦。隨著空氣流量的進一步增多，其引力將會達到與顆粒的重力相持平的某一點，因此，沙顆粒可以懸浮在空氣流當中。
流化床開始形成的那一點被稱為是「最小流動化狀態」。與固定床相比，流化床體積的增加並不明顯。
當空氣流量進一步增加時，流化床變得不再均勻，鼓泡床開始形成，同時床內活動變得非常劇烈。空氣-流動沙占用的容積將明顯增多。鼓泡床具有能夠確切定義床表面與高床密度的特徵。
低流化速度使得從流化床流失掉的顆粒量非常少。
安裝在爐子周圍的多數儀表則將用於監視燃燒過程。
床溫則是由安裝在爐子壁板底部的熱量偶來進行測量的。當床溫超出850℃時，汙泥**系統將會引起聯鎖。
乾舷區的溫度則是由爐頂部的熱電偶來進行測量的。當乾舷區的溫度超出1000℃時，汙泥**系統將會引起聯鎖，該聯鎖可以停止整個供料系統的執行。
在爐的頂部裝有與焚燒爐相連的壓力變送器。相應的訊號將用於平衡引風機的鼓風操作。
在焚燒爐的頂端處所安裝的冷卻水噴嘴與燃燒室相連。當焚燒爐出口處的溫度超出 1045℃的設定值時，冷卻水將注入到爐膛內。
4. 燃燒用空氣系統
自動模式的正常執行環境下，燃燒空氣量是通過煙氣中所包含的氧量來進行演算的。在正常模式下，燃燒空氣量則是由操作人員進行控制的。總的燃燒用空氣則由acs 或操作人員分成一次風和二次風來進行**。
二次風流量被設定成為固定值。操作人員須根據焚燒狀況或排放物情況來設定最佳的一次風與二次風分配比例。
燃燒用空氣由送風機來提供，而相應的空氣量則是由送風機風門來進行調節的。風機的管線入口處安裝了文丘里流量計與防止噪音擴散的管道消音器。風機的下游處安裝了可以預熱流動空氣的管殼式預熱器。
在乙個正常的環境下，空氣將初次由管殼式預熱器加熱至120℃。之後，燃燒空氣將再次由空氣預熱器加熱至 600℃，並被匯入至焚燒爐的散氣管內。
空氣岐管內的燃燒用空氣的壓力將由壓力變送器來顯示。燃燒用空氣流經管道之後通過空氣岐管而進入到爐子底部的散氣管內。在主聯箱（岐管）內，空氣將會被分布在散氣管內。
該管線的頂部已布置了散氣噴嘴，而該噴嘴將把空氣均勻分布到爐床的整個橫截面上。
二次風的流量則是由二次風風門來進行調節的。在控制風門的上游安裝了文丘里管道型別的流量計量計。二次風被分配在爐膛周圍的幾個噴嘴內。
該噴嘴所噴出的空氣則將以很高的轉速穿透煙氣，並將該空氣散布在乾舷區的整個橫截面上。
引風機的停止與送風機停止是相互聯鎖的，汙泥供給系統也將按照相應順序而進行聯鎖。
5. 床灰回流系統
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首先，很感謝湖南益能環保科技 給我這次出差機會。我於2015年3月13日至5月1日在到四川華僑鳳凰紙業進行汙泥乾化裝置的除錯工作。為期乙個多月的時間，首先了解了這套裝置的原理，其次正視了裝置的安裝路徑以及安裝後面臨的除錯問題和除錯過程中所遇到的問題。這次出差的目的是了解汙泥乾化的執行原理，了解和熟悉...