1.本发明属于污泥处理处置技术领域，涉及一种污泥喷雾干化焚烧处理系统及工艺。
背景技术：
2.污泥焚烧是最直接、有效减量的污泥处置方式，分为独立焚烧和协同掺烧。根据相关要求，
污水处理厂污泥处理后含水率一般控制在80％左右，其热值很低，一般为负值。因此焚烧时需先对污泥进行干化处理，将热值提高至一定程度才能保证焚烧顺利进行。目前干化焚烧工艺主要分为两种：间接干化+流化床焚烧、直接干化+回转窑焚烧。其中直接干化有喷雾干化、烘干窑等方式。喷雾干化技术最早应用于食品、药品、化工等行业，现被运用于污泥干化，具有干化效率高、生产过程简单、环境污染少等优点。
3.公开号为cn200710070060的中国专利公开了一种污泥干化、焚烧处理方法及集成装置。其工艺路线：湿污泥经预处理后进入喷雾干燥塔，利用回转窑焚烧产生的高温烟气进行喷雾干化，干化后的污泥送入回转窑焚烧，焚烧产生的炉渣通过风机送入储渣罐；喷雾干燥塔的尾气出口与
除尘器、风机、尾气处理装置、除湿塔、烟囱依次连接。现有的污泥干化焚烧系统主要存在以下不足：1)喷雾干燥塔与回转窑直接连接，互相干扰造成整个系统运行稳定性差，比如湿泥含水率增加，干化热量不足，干污泥含水率上升，入炉污泥热值降低，造成回转窑焚烧温度降低；2)污泥是一种热敏性物质，需控制进入喷雾干燥塔的高温烟气不超过 600℃，而回转窑焚烧产生的高温烟气不得低于850℃，进入喷雾干燥塔前需补充大量环境冷空气，造成烟气量大量增加，增大后续烟气净化设备负荷和排烟热损失；3)高温烟气与污泥直接接触，污泥干化过程中会有少量vocs析出，现行工艺采用臭氧氧化装置处理vocs以达标排放，增加了设备投资和运行成本，同时存在臭氧污染的风险，其次若遇特殊情况造成喷雾干燥塔内的热量超出湿污泥的吸热能力，比如污泥喷嘴堵塞，这会造成干化污泥受热发生不完全氧化生成co，而后续烟气净化系统没有处理co的能力，存在co超标排放的风险；4) 污泥焚烧产生的烟气中含有大量so
x
，而喷雾干燥后又极大提高了烟气中的水分含量，干燥塔出口烟温70～80℃，远远低于烟气酸露点，造成后续烟气净化设备低温腐蚀严重。
4.因此，目前急需一种新的污泥干燥、焚烧系统，以解决上述问题。
技术实现要素：
5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种污泥喷雾干化焚烧处理系统及工艺，通过设置在焚烧装置与干燥塔之间的空气预热器，将污泥喷雾干化和污泥焚烧划分为两个独立且相互协同的系统，利用污泥焚烧产生的高温烟气在空气预热器中与空气间接换热得到的高温空气，进行污泥喷雾干化，污泥干化后则送入回转窑内进行焚烧，形成彼此协同的闭环，而经过空气预热器换热后的烟气则送入烟气净化系统处理后排放，烟气温度可通过控制换热量进行调节，从而保障了进入烟气净化系统的烟气温度维持在酸露点以上，并且污
泥焚烧产生的高温烟气不与污泥直接接触，避免了co、vocs超标排放的风险。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一方面，本发明提供一种污泥喷雾干化焚烧处理系统，包括焚烧装置、空气预热器、干燥塔、烟气净化单元、尾气处理单元以及湿污泥储罐，空气预热器设在焚烧装置与干燥塔之间，所述空气预热器中设有间接换热的烟气通道和空气通道，所述烟气通道的一端连接焚烧装置的烟气出口，另一端连接所述烟气净化单元，所述空气通道的一端连接
鼓风机，另一端连接干燥塔的进气口，所述干燥塔上还设有与湿污泥储罐相连的污泥喷射口、与尾气处理单元相连的出气口以及与焚烧装置的进料口相连的出料口，所述焚烧装置包括回转窑焚烧炉和二燃室，所述回转窑焚烧炉的出风口与二燃室的进风口连接，二燃室的出风口为焚烧装置的烟气出口，回转窑焚烧炉的进料口为焚烧装置的进料口。进一步，在所述干燥塔中，出料口设在所述干燥塔的底部，出气口设在干燥塔的下部，污泥喷射口设在干燥塔的上部，进气口设在干燥塔的顶部。
8.进一步，所述烟气净化单元包括沿烟气流向依次布置的干法脱硫装置、除尘装置、引风机、湿法脱酸装置以及烟囱。
9.进一步，所述除尘装置和干法脱硫装置的出灰口均连接飞灰仓。
10.进一步，所述干法脱硫装置为塔式干法脱硫器或烟道式干法脱硫器，除尘装置为第一布袋除尘器，湿法脱酸装置为碱液喷淋塔。
11.进一步，所述尾气处理单元包括物料收集装置和冷凝器，物料收集装置的进气口连接干燥塔的出气口，物料收集装置的出气口连接冷凝器的进气口。
12.进一步，冷凝器的出气口分为三路，第一路连接所述空气预热器的空气通道，第二路连接焚烧装置的进风口，第三路连接外部除臭设备。
13.进一步，所述物料收集装置为第二布袋除尘器，第二布袋除尘器的出灰口与所述焚烧装置的进料口相连。
14.另一方面，本发明还提供一种污泥喷雾干化焚烧处理工艺，包括以下步骤：
15.s1：将干燥污泥送入焚烧装置内进行焚烧，焚烧后产生高温烟气；
16.s2：高温烟气进入空气预热器中与空气进行间接换热，形成低温烟气和高温空气；
17.s3：高温空气进入干燥塔内与湿污泥颗粒直接接触进行污泥干燥，得到干燥污泥和尾气，干燥污泥进入到焚烧装置内进行焚烧，尾气则进入到尾气处理单元进行处理；
18.s4：低温烟气进入烟气净化单元，烟气净化单元对低温烟气进行干法脱硫、活性炭脱重金属和二噁英、除尘以及湿法脱酸后进行排放。
19.进一步，所述尾气处理单元包括依次连接的第二布袋除尘器和冷凝器，在步骤s3中，所述第二布袋除尘器对尾气中携带的干燥污泥进行捕集，然后所述冷凝器对尾气进行降温脱水后，将尾气分为三路进行排放，第一路连接焚烧装置的进风口用于污泥焚烧，第二路与鼓风机中的新风混合后送至空气预热器中与所述高温烟气进行换热，第三路连接外部除臭设备作为应急备用支路。
20.本发明的有益效果在于：
21.1、本发明通过设置在焚烧装置与干燥塔之间的空气预热器，将污泥喷雾干化和污泥焚烧划分为两个独立且相互协同的系统，利用污泥焚烧产生的高温烟气在空气预热器中与空气间接换热得到的高温空气，进行污泥喷雾干化，污泥干化后则送入回转窑内进行焚
烧，形成彼此协同的闭环，而经过空气预热器换热后的烟气则送入烟气净化系统处理后排放，烟气温度可通过控制换热量进行调节，从而保障了进入烟气净化系统的烟气温度维持在酸露点以上，避免了低温腐蚀，延长烟气净化设备寿命，并且污泥焚烧产生的高温烟气不与污泥直接接触，避免了co、vocs超标排放的风险。
22.2、本发明中污泥喷雾干化和污泥焚烧两个子系统相对独立，烟气净化单元可通过空气预热器调节进入烟气净化单元中的烟气温度，同时通过空气预热器配合空气加热器可对用于污泥喷雾干化的高温空气的温度进行独立调节，从而保证了整个系统的稳定运行，并且整个系统由于采用间接换热的方式进行高温烟气余热回收，从而避免了为满足喷雾干化温度要求而混入大量冷风来降低烟气温度，减小了进入烟气净化单元的烟气量，根据平衡计算，本发明中的污泥焚烧系统需净化的烟气量只有现有技术工艺的40％，降低了烟气净化设备投资和运行负荷。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
23.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
24.图1为实施例中的种污泥喷雾干化焚烧处理系统的结构示意图。
25.附图标记：回转窑焚烧炉1、二燃室2、污泥进料装置3、燃烧器4、脱硝设备5、出渣机6、渣仓7、空气预热器8、干法脱硫装置9、除尘装置10、引风机11、飞灰仓12、湿法脱酸装置13、烟囱14、鼓风机15、空气加热器16、干燥塔17、物料收集装置18、冷凝器 19、湿污泥储罐20、螺杆泵21。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述
位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1，为一种污泥喷雾干化焚烧处理系统，包括焚烧装置、空气预热器8、干燥塔 17、烟气净化单元、尾气处理单元以及湿污泥储罐20，空气预热器8设在焚烧装置与干燥塔 17之间，所述空气预热器8中设有间接换热的烟气通道和空气通道，所述烟气通道的一端连接焚烧装置的烟气出口，另一端连接所述烟气净化单元，所述空气通道的一端连接鼓风机15，另一端连接干燥塔17的进气口，所述干燥塔17上还设有与湿污泥储罐20相连的污泥喷射口、与尾气处理单元相连的出气口以及与焚烧装置的进料口相连的出料口。
30.所述焚烧装置包括回转窑焚烧炉1和二燃室2，所述回转窑焚烧炉1的出风口与二燃室2 的进风口连接，二燃室2的出风口为焚烧装置的烟气出口，回转窑焚烧炉1的进料口为焚烧装置的进料口，所述焚烧装置的进风口包括一次风进口和二次风进口，一次风进口设置在所述回转窑焚烧炉1上靠近回转窑焚烧炉1的进料口的一端上，二次风进口设在所述二燃室2 的下部，回转窑焚烧炉1的尾部和二燃室2的底部设有排渣口，排渣口连接出渣机6，出渣机6连接渣仓7，从而将焚烧装置内完全燃烧后形成的炉渣送入渣仓7内。
31.本实施例中，所述空气预热器8与所述干燥塔17之间还设有空气加热器16，所述烟气净化单元包括沿烟气流向依次布置的干法脱硫装置9、除尘装置10、引风机11、湿法脱酸装置13以及烟囱14，所述干法脱硫装置9为塔式或烟道式干法脱硫器，除尘装置10为第一布袋除尘器，湿法脱酸装置13为碱液喷淋塔，并且所述除尘装置10和干法脱硫装置9的出灰口均连接飞灰仓12，飞灰仓12内的飞灰作为
危废处理。
32.本实施例中，所述尾气处理单元包括物料收集装置18和冷凝器19，物料收集装置18的进气口连接干燥塔17的出气口，物料收集装置18的出气口连接冷凝器19的进气口，冷凝器 19的出气口分为三路，第一路连接所述空气预热器8的空气通道，第二路连接焚烧装置的进风口，第三路连接外部除臭设备；具体的冷凝器19的出气口第二路分别连接一次风进口和二次风进口。
33.具体的，在所述干燥塔17中，出料口设在所述干燥塔17的底部，出气口设在干燥塔17 的下部，污泥喷射口设在干燥塔17的上部，进气口设在干燥塔17的顶部；所述回转窑焚烧炉1上靠近一次风进口的一端和所述二燃室2的中部均设有燃烧器4，并在二燃室2的上部设有脱硝喷嘴(sncr或pncr)进行烟气脱硝，并在所述回转窑焚烧炉1的进料口处设有污泥进料装置3，所述污泥进料装置3由进料斗和螺旋输送机组成，进料斗作为干污泥储存容器，侧壁设置振打器，防止出现架桥现象，下接螺旋输送机向焚烧装置输送污泥，保证稳定给料，维持焚烧系统正常运行。
34.本实施例中将污泥喷雾干化焚烧处理系统分为干化系统和焚烧系统，两个系统相对独立彼此协同，共用一个空气预热器8。
35.干化系统包括湿污泥储罐20、螺杆泵21、鼓风机15、空气预热器8、空气加热器16、干燥塔17、第二布袋除尘器以及冷凝器19；干化系统运行流程如下：湿污泥储罐20中的污泥由螺杆泵21输送至干燥塔17，在压缩空气的作用下雾化；干化风由鼓风机15送入空气预热器8与焚烧产生的高温烟气间接换热后，再通过空气加热器16(电加热或燃料燃烧器)进一步调节风温后(≤600℃)送入干燥塔17干化湿污泥；大部分干化污泥从干燥塔17底部收集，少部分被干燥塔17尾气带出的干污泥由第二布袋除尘器收集后，由第二布袋除尘器的出料
口排出，统一送入焚烧装置；吸收了湿污泥水分的干燥塔17尾气经第二布袋除尘器除尘以及冷凝器19降温脱水后分为三路，第一路送入焚烧装置作为一次风和二次风用于焚烧污泥，第二路与鼓风机15中的新风混合后送至空气预热器8中的空气通道进行换热，第三路则连接外部除臭设备作为应急备用支路，上述三路上均设有关断阀以便于控制管路通断。
36.焚烧系统包括污泥进料装置3、回转窑焚烧炉1、二燃室2、脱硝设备5、燃烧器4、出渣机6、空气预热器8、干法脱硫装置9、第一布袋除尘器、引风机11、碱液喷淋塔以及烟囱 14。
37.焚烧系统运行：干化污泥由污泥进料装置3稳定送入回转窑焚烧(燃烧温度为850℃)；污泥焚烧尾气进入二燃室2进行二次燃烧，维持燃烧温度≥850℃，保证烟气在二燃室2内停留时间≥2s，确保二噁英焚烧彻底，同时在二燃室2上部区域设置脱硝喷头(sncr或pncr) 进行烟气脱硝；焚烧后的灰渣由回转窑焚烧炉1尾部和二燃室2底部的排渣口排出，并通过出渣机6送入渣仓7储存；二燃室2出去的烟气进空气预热器8与用于干燥塔17的空气换热后(出口烟温≥150℃，烟气酸露点以上)送入烟气净化单元，先后经过干法脱硫装置进行熟石灰脱酸、第一布袋除尘器配合向烟气管道内通入的活性炭进行活性炭吸附重金属、二噁英和烟气除尘以及碱液喷淋塔脱酸除尘除雾后，从烟囱14排放，其中引风机11作为烟气流动的动力源。
38.本实施例中通过设置在焚烧装置与干燥塔17之间的空气预热器8，将污泥喷雾干化和污泥焚烧划分为两个独立且相互协同的系统，利用污泥焚烧产生的高温烟气在空气预热器8中与空气间接换热得到的高温空气，进行污泥喷雾干化，污泥干化后则送入回转窑内进行焚烧，形成彼此协同的闭环，而经过空气预热器8换热后的烟气则送入烟气净化系统处理后排放，而且通过调节空气预热器8的换热量能够有效保障进入烟气净化系统的烟气温度维持在酸露点以上；并且污泥焚烧产生的高温烟气不与污泥直接接触，避免了co、vocs超标排放的风险；采用间接换热的方式进行高温烟气余热回收，从而避免了为满足喷雾干化温度要求而混入大量冷风来降低烟气温度，减小了进入烟气净化单元的烟气量，根据平衡计算，本实施例中的污泥焚烧系统需净化的烟气量只有现有技术工艺的40％，降低了烟气净化设备投资和运行负荷。
39.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。技术特征：
1.一种污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：包括焚烧装置、空气预热器(8)、空气加热器(16)、干燥塔(17)、烟气净化单元、尾气处理单元以及湿污泥储罐(20)，空气预热器(8)设在焚烧装置与干燥塔(17)之间，所述空气预热器(8)中设有间接换热的烟气通道和空气通道，所述烟气通道的一端连接焚烧装置的烟气出口，另一端连接所述烟气净化单元，所述空气通道的一端连接鼓风机(15)，另一端连接空气加热器(16)的进气口，空气加热器(16)的出气口连接干燥塔(17)的进气口，所述干燥塔(17)上还设有与湿污泥储罐(20)相连的污泥喷射口、与尾气处理单元相连的出气口以及与焚烧装置的进料口相连的出料口；所述焚烧装置包括回转窑焚烧炉(1)和二燃室(2)，所述回转窑焚烧炉(1)的出风口与二燃室(2)的进风口连接，二燃室(2)的出风口为焚烧装置的烟气出口，回转窑焚烧炉(1)的进料口为焚烧装置的进料口。2.根据权利要求1所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：在所述干燥塔(17)中，出料口设在所述干燥塔(17)的底部，出气口设在干燥塔(17)的下部，污泥喷射口设在干燥塔(17)的上部，进气口设在干燥塔(17)的顶部。3.根据权利要求1所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：所述烟气净化单元包括沿烟气流向依次布置的干法脱硫装置(9)、除尘装置(10)、引风机(11)、湿法脱酸装置(13)以及烟囱(14)。4.根据权利要求3所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：所述除尘装置(10)和干法脱硫装置(9)的出灰口均连接飞灰仓(12)。5.根据权利要求3所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：所述干法脱硫装置(9)为塔式或烟道式干法脱硫器，除尘装置(10)为第一布袋除尘器，湿法脱酸装置(13)为碱液喷淋塔。6.根据权利要求1所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：所述尾气处理单元包括物料收集装置(18)和冷凝器(19)，物料收集装置(18)的进气口连接干燥塔(17)的出气口，物料收集装置(18)的出气口连接冷凝器(19)的进气口。7.根据权利要求6所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：冷凝器(19)的出气口分为三路，第一路连接所述空气预热器(8)的空气通道，第二路连接焚烧装置的进风口，第三路连接外部除臭设备。8.根据权利要求6所述的污泥喷雾干化焚烧处理系统，其特征在于：所述物料收集装置(18)为第二布袋除尘器，第二布袋除尘器的出灰口与所述焚烧装置的进料口相连。9.一种污泥喷雾干化焚烧处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1：将干燥污泥送入焚烧装置内进行焚烧，焚烧后产生高温烟气；s2：高温烟气进入空气预热器(8)中与空气进行间接换热，形成低温烟气和高温空气；s3：高温空气进入干燥塔(17)与湿污泥颗粒直接接触进行污泥干燥，得到干燥污泥和尾气，干燥污泥进入到焚烧装置内进行焚烧，尾气则进入到尾气处理单元进行处理；s4：低温烟气进入烟气净化单元，烟气净化单元对低温烟气进行干法脱硫、活性炭脱重金属和二噁英、除尘以及湿法脱酸后进行排放。10.根据权利要求9所述的污泥喷雾干化焚烧处理工艺，其特征在于：所述尾气处理单元包括依次连接的第二布袋除尘器和冷凝器，在步骤s3中，所述第二布袋除尘器对尾气中携带的干燥污泥进行捕集，然后所述冷凝器对尾气进行降温脱水后，将尾气分为三路进行
排放，第一路连接焚烧装置的进风口用于焚烧处理，第二路与鼓风机(15)中的新风混合后送至空气预热器(8)中与所述高温烟气进行换热，第三路连接外部除臭设备作为应急备用支路。
技术总结
本发明属于污泥处理处置技术领域，涉及一种污泥喷雾干化焚烧处理系统及工艺，包括焚烧装置、空气预热器、干燥塔、烟气净化单元、尾气处理单元以及湿污泥储罐，空气预热器设在焚烧装置与干燥塔之间，空气预热器中设有间接换热的烟气通道和空气通道，烟气通道的一端连接焚烧装置的烟气出口，另一端连接烟气净化单元，空气通道的一端连接鼓风机，另一端连接干燥塔的进气口，干燥塔上还设有与湿污泥储罐相连的污泥喷射口、与尾气处理单元相连的出气口以及与焚烧装置的进料口相连的出料口。本发明能够保证进入烟气净化系统的烟气温度维持在酸露点以上，防止低温腐蚀，并且污泥焚烧产生的高温烟气不与污泥直接接触，避免烟气中CO、VOCs超标排放的风险。超标排放的风险。超标排放的风险。
技术研发人员：何春龙 李煜 丁堂文 彭泽均 王睿 李俊 何强
受保护的技术使用者：重庆三峰卡万塔环境产业有限公司
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/11/29
声明：
“污泥喷雾干化焚烧处理系统及工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：重庆三峰卡万塔环境产业有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
