污泥干化焚烧系统和方法
污泥干化焚烧系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥处理技术，具体涉及一种污泥干化焚烧系统和方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在国家节能减排和积极的财政政策作用下，城镇污水处理得到迅速发展， 城镇水环境治理取得显著成效。但是城镇污水处理过程产生的大量污泥还未普遍得到有效 处理处置。这些污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理的 话，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施 的环境效益大大降低，同时影响国家节能减排战略实施的积极效果。污泥焚烧是一种减量 化、稳定化、无害化的处理方法，这种方法可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原 体。
[0003] 例如中国专利文献CN 1270988 C(申请号200510038416. 3)公开了一种污泥焚烧 处理方法及污泥焚烧处理系统，该方法是将含水率为75%~85%的脱水污泥输送至循环流 化床的燃烧室中，将脱水污泥在贮藏过程中产生的污染气体送入循环流化床的燃烧室中， 脱水污泥、污染气体与煤一起焚烧，焚烧产生的尾气经处理后排放。该法在焚烧污泥时需要 大量煤，脱水污泥与煤的重量比为20~30 : 70~80,即焚烧一吨污泥需要耗煤3. 5~4 吨左右的煤，污泥焚烧成本非常高，经济可行性差。
[0004] 中国专利文献CN 100351188C (申请号200510111467. 4)公开了一种污泥干化与 焚烧工艺及其系统装置，适用于城市污水处理厂活性污泥的处理，脱水污泥工艺流程依次 经过以下装置：湿污泥料仓、计量斗、污泥混合器、污泥干燥机、粒状分离器、冷却器、干化产 品贮仓、焚烧炉、烟气净化装置，所述的焚烧炉采用鼓泡流化床焚烧炉，焚烧炉尾部布置有 省煤器、空气预热器，焚烧所产生的高温烟气分别用来加热导热油及冷空气，别加热后的导 热油通过循环泵送至污泥干燥机干燥湿污泥。该污泥干化系统用来干燥湿污泥的能源是热 的导热油，即高温烟气先将热量传递给导热油，热的导热油再来干燥污泥。
[0005] 关于污泥的干燥方法，中国专利文献CN 103043879 A (申请号201210559711.3) 公开了一种利用烟气干燥污泥的设备及方法，包括干燥塔、烟气入口、污泥料仓、螺旋加料 器、雾化气流入口、气流雾化装置、烟气出口、灰斗和螺旋出料装置，所述干燥塔为一个竖立 的圆筒结构，所述干燥塔的下部设有烟气入口，干燥塔的上部设有气流雾化装置，气流雾化 装置同时与螺旋加料器和雾化气流入口连接，螺旋加料器上安装有污泥料仓，所述干燥塔 的顶部设有烟气出口，干燥塔的底部设有灰斗，灰斗与螺旋出料装置连接。干燥时，首先烟 气从干燥塔下部的烟气入口进入，在塔内由下向上流动；其次，需要干燥的湿污泥从污泥料 仓通过螺旋加料器，并与雾化气流汇集到气流雾化装置，从而形成很小的污泥液滴；接下 来，雾化后的污泥液滴在干燥塔顶向下喷洒，在重力作用下在塔内下落，污泥液滴与烟气形 成逆流，并在下落过程中与烟气接触进行传热传质，使之得以干燥，干燥后的污泥汇聚在塔 的底部灰斗，通过螺旋输送机排出塔外；最后，完成干燥的烟气经干燥塔顶部烟气出口排 出。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能源利用率高、处理成本低的污泥干化焚 烧系统和方法。
[0007] 实现本发明目的的技术方案是一种污泥干化焚烧系统，包括湿污泥储罐、污泥高 压喷射装置、烘干装置、焚烧装置、烟气净化装置和供气装置。
[0008] 湿污泥储罐包括罐体和污泥送料管道，污泥送料管道的出泥端与污泥高压喷射装 置的进泥口相连通。
[0009] 污泥高压喷射装置安装固定在烘干装置的烘干箱的一侧墙板上，包括喷头座组件 和喷头，喷头座组件设有进泥口和进气口；污泥高压喷射装置的喷头的喷泥口与烘干箱的 污泥进口相连通，喷头内设有污泥通道。
[0010] 烘干装置包括烘干箱、烘干床、驱动装置、引风装置和热交换器，烘干床设置在烘 干箱内部，驱动装置与烘干床的驱动辊连接。
[0011] 烘干箱设有第一进气口、第一出气口、第二进气口、第二出气口和第三出气口。
[0012] 烘干箱的第一进气口通过进气管路与相应的进气设备相连，由进气设备提供热空 气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气，第一进气口通过相应的管路与烘干床的烟气进口密 闭连通，烘干箱的第一出气口通过相应的管路与烘干床的烟气出口密闭连通。
[0013] 第二进气口、第二出气口和第三出气口与烘干箱内腔连通，第一出气口通过相应 的第一管路与第二进气口在烘干箱的外部密闭连通，第一引风机设置在第一管路上；第二 出气口通过相应的第二管路与第三出气口相连通；第二引风机设置在第二管路的右端，用 于将烘干箱中的烟气抽出来；第二引风机的出口通过管道与烟气净化装置的进气口密闭连 通；第三引风机设置在第二管路的左端，第三引风机的出气口通过相应的管路与热交换器 的烟气进口相连通。
[0014] 焚烧装置包括输泥装置、送料装置、焚烧炉和温度传感器，输泥装置的进泥端与烘 干装置的出料口密封连通，输泥装置的出泥端与送料装置的进料口密封连通，送料装置的 出料口与焚烧炉的进料口密封连通。
[0015] 供气装置的出气口通过各供气管道与污泥高压喷射装置和焚烧装置的送料装置 相连通。
[0016] 所述污泥高压喷射装置的喷头的位于出泥段的污泥通道的直径为12毫米至20毫 米；烘干箱的第一进气口通过进气管路与焚烧装置的焚烧炉的烟气出口相连通。
[0017] 所述供气装置包括储气罐、空气压缩机和供气管道，储气罐的出气口通过第一供 气管道、第三供气管道和第四供气管道与热交换器的冷气进口相连通，热交换器的热气出 口通过第六供气管道与污泥高压喷射装置的喷头座组件的进气口相连通。
[0018] 所述热交换器的烟气出口与污泥焚烧装置的焚烧炉的进气口相连通。
[0019] 所述湿污泥储罐还包括搅拌电机、搅拌桨叶和污泥回流管道，搅拌电机设置在罐 体的底部外侧，搅拌电机的电机轴自下向上伸入罐体的内腔，电机轴与罐体内部的搅拌桨 叶连接；污泥回流管道的进泥端口与污泥喷射装置的回泥口相连通，污泥回流管道的出泥 端口与罐体的侧壁上的回泥入口相连通。
[0020] 所述烟气净化装置包括第一除尘器、第二除尘器、干燥塔、电晕式除尘除臭装置和 烟囱；第一除尘器的上端烟气进口与热交换器的烟气出口相连通，第一除尘器的下端烟气 出口与第二除尘器的上端烟气进口相连通，第二除尘器的下端烟气出口与干燥塔的下端进 气口相连通，干燥塔上端的出气口与电晕式除尘除臭装置的进气端相连通，电晕式除尘除 臭装置的出气端与烟囱的下端进气口相连通。
[0021] 所述第一除尘器、第二除尘器为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒；所述干燥塔 中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽；所述电晕式除 尘除臭装置用于除去烟气中的颗粒和臭气；所述烟囱的下端设置水淋装置。
[0022] 一种如上所述的污泥干化焚烧系统干化焚烧污泥的方法，包括以下步骤： ①将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的湿污泥输送入湿污泥储罐的罐体 中，打开污泥泵将湿污泥由罐体中送入污泥高压喷射装置中；打开空气压缩机和储气罐，向 污泥高压喷射装置的进气口通入高压热空气，此时产生的负压将湿污泥带出喷头进入烘干 装置的干燥箱中，湿污泥进入干燥箱的瞬间被打散成雾状。
[0023] ②烘干装置的干燥箱中充满了温度为100°C~120°C的烟气，雾状污泥在下降 过程中与烟气热交换；污泥在重力作用下最后散落在烘干床上，烘干床表面的温度为 300°C~3KTC，污泥中的水份迅速蒸发进入干燥箱中，污泥附着在烘干床表面上，随烘干床 表面移动，在移动过程中进一步干燥，污泥最后被刮板从烘干床表面上剥离而落入烘干箱 的出料斗中。
[0024] ③污泥焚烧装置的输泥装置将出料斗中的干污泥输送至送料装置中，干污泥被打 碎成粉末状后进入焚烧炉的中燃烧；污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口流出，经过进气管 路进入烘干装置的烘干床内腔。
[0025] ④燃烧后产生的高温烟气先进入烘干床内腔，从烘干床内腔流出后再进入干燥箱 内腔，从干燥箱内腔流出的一部分烟气进入烟气净化装置，烟气经过第一除尘器、第二除尘 器除尘后，进入干燥塔中干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置去除气体中的臭气，最后在烟 囱的下部水淋后从烟囱排出，从干燥箱内腔流出的另一部分烟气经过热交换器后进入焚烧 炉中。
[0026] 上述步骤①所用的高压热空气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器，与从 干燥箱中流出的烟气进行热量交换后得到的。污泥从污泥高压喷射装置中喷出时的流速为 lm/s 至 3m/s 〇
[0027] 上述焚烧炉内控制温度为800 °C~850 °C。
[0028] 上述步骤②烘干结束后，烘干箱的出料斗中污泥的含水率为5%~10%。
[0029] 本发明具有积极的效果：（1)本发明的污泥干化焚烧系统利用污泥焚烧时产生的 高温烟气所携带的热量对湿污泥进行干燥，污泥干燥阶段完全利用污泥焚烧产生的热量， 不需要使用其他热源。
[0030] 本发明的干化焚烧系统在对含水率约为80%的湿污泥进行干燥时，首先将湿污泥 送入喷射装置中，污泥从喷嘴喷出后以雾状进入干燥装置的干燥箱中，雾化状态的污泥在 下降过程中与干燥箱内充满的高温烟气接触，进行第一阶段的干燥，由于污泥是雾状，能够 与高温烟气充分接触。雾状污泥在重力作用下最后散落在干燥装置内的干燥床的钢带表面 的一端，钢带表面的温度由焚烧后的高温烟气加热至300°C左右，污泥颗粒与钢带接触后， 污泥中的水分迅速蒸发，同时污泥随着钢带往出料口方向移动，经过第二阶段钢带的干燥， 从干燥箱排出的污泥含水率已下降至5%~10%，该含水率为5%~1 0%的污泥打碎成粉末状 后在800°C~850°C的炉膛内会瞬间充分燃烧。
[0031] (2)本发明的污泥干化焚烧系统采用了污泥喷射装置，污泥喷射装置使用气流打 散污泥，所使用的气流在进入喷射装置前，从储气罐流出后，经过余热回收装置与从干燥箱 排出的烟气进行热交换后进入喷射装置中，因此打散污泥的气流是热气流，热气流在打散 污泥时起到了预热的作用。储气罐流出的气体被加热采用的热量同样来自污泥焚烧产生的 热量，不需要使用额外的热量。
[0032] (3)本发明的污泥干化焚烧系统采用的污泥烘干装置的烘干箱内设置了烘干床， 烘干床的内部是密闭的空腔，此内腔中直接通入污泥焚烧后产生的高温烟气，进入的高温 烟气的温度高达280°C~320°C，高温烟气对钢带加热使钢带温度升至300°C左右，钢带对 散落在其上的污泥进行干燥；进入烘干床内腔的高温烟气与钢带完成热交换后，从烘干床 中流出，通过引风机输送至烘干箱的箱体内部，此时烟气的温度仍高达100°C~120°C，可 加热干燥从污泥进料口进入的雾状污泥；烘干箱内的烟气与雾状污泥完成热交换后，夹带 着水蒸汽的烟气从烘干箱中排出，部分进入余热回收装置，与从储气罐流出的气体进行热 交换，储气罐流出的气体可被加热至90°C~100°C，该加热后的气体进入污泥喷射装置，在 打散污泥的过程中起到预热污泥的作用，另一部分进入烟气净化装置做净化处理。因此本 发明的干化焚烧系统由于系统结构的设置，对烟气热量的利用率大大提高，充分利用污泥 焚烧后产生的热量，干燥阶段不需外加能源，降低了污泥处理的成本。
[0033] (4)本发明的污泥干化焚烧系统采用的污泥焚烧炉维持炉内温度为800 °C~ 850°C，在该温度下污泥被充分燃烧并且污泥燃烧不会产生二噁英。
[0034] 污泥焚烧炉的送料装置设有粉碎组件，将脱水和加温干燥处理后的污泥打碎后再 通过送料组件送入喷射管，喷射管通过高压空气将被打碎成粉末状的污泥喷入焚烧炉中， 污泥进入焚烧炉中瞬间充分燃烧，能有效地对污泥进行减量化和无害化处理，污泥焚烧后 的残渣率为湿污泥总质量的5%至8%。
[0035] 焚烧炉设有内筒，污泥在内筒中充分燃烧，内筒能保护电加热炉丝，延长设备使用 寿命。
[0036] 焚烧炉设有底座，底座中部设有贯穿其上下的污泥灰通道，污泥灰通道中从上至 下依次设有抽拉式第一挡灰板和第二挡灰板，不用停炉就能进行清灰操作，而且在清灰的 同时炉内烟气不外泄，避免污染环境和对操作者造成伤害。
[0037] 污泥焚烧炉内设有温度传感器，温度传感器用于监测内筒中的温度，并将采集的 数据反馈给相应的自动温度控制系统，自动温度控制系统采用工业控制PLC温度控制模组 进行PID精密调节，利用改变输出端占空比的频率开关控制电加热炉丝工作，本可控制方 式可以把炉内除了电加热炉丝的其他因素考虑进去实现温度的精准控制，其精度可达±1 摄氏度，从而保证污泥粉末在800摄氏度至850摄氏度的炉温下瞬间充分燃烧，避免产生二 嚼英。
[0038] (5)本发明的污泥干化焚烧系统对从干燥箱流出的烟气进行处理时，烟气依次通 过第一除尘器、第二除尘器、干燥塔、电晕式除尘装置和水淋装置，最后烟气从烟囡排出，检 测排出的气体指标如下：二噁英、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、汞、镉铊及其化合 物、锑砷铅铬铜锰镍及其化合物、颗粒物等各项指标远远低于GB18485-2014《生活垃圾焚烧 污染控制标准》的规定值。
【附图说明】
[0039]图1为本发明的污泥干化焚烧系统的立体结构示意图； 图2为从图1后方观察时污泥干化焚烧系统的立体结构示意图； 图3为污泥干化焚烧系统的污泥高压喷射装置的立体结构示意图； 图4为图3的主视图； 图5为图4的A-A剖视图； 图6为污泥高压喷射装置的喷头的立体结构示意图； 图7为污泥高压喷射装置与各路管道的连接示意图； 图8为污泥干化焚烧系统的烘干装置的立体结构示意图； 图9为图8的上视图； 图10为图9的B-B剖视图； 图11为烘干装置的烘干床的立体结构示意图； 图12为污泥干化焚烧系统的污泥焚烧装置的立体结构示意图； 图13为图12的上视图； 图14为图13的C-C剖视图； 上述附图中的标记如下： 湿污泥储罐1，罐体11，搅拌电机12,搅拌桨叶，污泥泵13,污泥送料管道14,污泥回流 管道15; 污泥高压喷射装置2,喷头座组件21，缸体21-1，隔板21-1-1，污泥腔21-la，21-lb， 喷头套21-1-2,进泥口 21-1-3,回泥口 21-1-4,进气口 21-1-5,压盖21-2,喷头22,污泥通 道22-1，进泥段22a，进泥孔22a-l，密封分隔段22b，压紧锥面22b-l，进气段22c，进气孔 22c-l，压紧面22c-2,出泥段22d，清洁组件23,双作用气缸23-1，气缸杆23-1-1，第一进气 口 23-1-2,第二进气口 23-1-3,缸盖23-1-2,清洁密封垫23-2， 烘干装置3,烘干箱31，污泥进口 31-1，出料斗31-2,第一进气口 31-3,第一出气口 31- 4,第二进气口 31-5,第二出气口 31-6,第三出气口 31-7,烘干床32,驱动辊32-1，从动辊 32- 2,钢带32-3,前侧板32-4,烘干床进气口 32-4-1，烘干床出气口 32-4-2,后侧板32-5,刮 板32-6,封板32-7,驱动装置33,引风装置34,第一引风机34-1，第二引风机34-2,第三引 风机34-3,第一管路34-4,第二管路34-5,热交换器35 ; 焚烧装置4,输泥装置40,送料装置41，料斗41-1，圆筒段41-1-1，粉碎组件41-2,筛 筒41-2-1，筛孔41-2-1-1，搅拌组件41-2-2,驱动电机41-2-3,送料组件41-3,螺旋叶片 41-3-1，第二驱动电机41-3-2,喷射管41-4,气管接头41-4-1，焚烧炉42,基座42-1，出灰 槽42-1-1，底座42-2,污泥灰通道42-2-1，环形气流管42-2-2,出气口 42-2-2-1，第一挡灰 板42-2-a，第二挡灰板42-2-b，底座进气口 42-2-3,壳体42-3,保温层42-4,加热层42-5， 内筒42-6,进气孔42-6-1，污泥进口 42-7,排烟管42-8,烟气出口 42-8-1，防爆盖42-8-2， 温度传感器43 ; 烟气净化装置5,第一除尘器51，第二除尘器52,干燥塔53,电晕式除尘除臭装置54,烟 _ 55 ; 供气装置6，储气罐61，空气压缩机62，供气管道63，第一供气管道63-1，第二供气管道 63-2,第三供气管道63-3,第四供气管道63-4,第五供气管道63-5,第六供气管道63-6 ; 进气管路100。
【具体实施方式】
[0040] 本发明的方位的描述按照图1所示的方位进行，也即图1所示的上下左右方向即 为描述的上下左右方向，图1所朝的一方为前方，背离图1的一方为后方。
[0041] (实施例1、污泥干化焚烧系统） 见图1，本实施例的污泥干化焚烧系统包括湿污泥储罐1、污泥高压喷射装置2、烘干 装置3、焚烧装置4、烟气净化装置5和供气装置6。
[0042] 湿污泥储罐1包括罐体11、搅拌电机12、搅拌桨叶、污泥泵13、污泥送料管道14和 污泥回流管道15。搅拌电机12设置在罐体11的底部外侧，搅拌电机12的电机轴自下向上 伸入罐体11的内腔，电机轴与罐体11内部的搅拌桨叶连接，带动搅拌桨叶旋转。污泥泵13 设置在罐体11的底部外侧，污泥泵13的进泥口与罐体11底部的出泥口相连通，污泥泵13 的出泥口与污泥送料管道14的进泥端相连通。污泥送料管道14的出泥端与污泥高压喷射 装置2的进泥口相连通。污泥回流管道15的进泥端口与污泥喷射装置2的回泥口相连通， 污泥回流管道15的出泥端口与罐体11的侧壁上的回泥入口相连通。
[0043] 污泥高压喷射装置2安装固定在烘干装置3的烘干箱31的一侧墙板上（图1中为 左墙板)，污泥高压喷射装置2的喷头22的喷泥口与烘干箱31的污泥进口 31-1相连通。
[0044] 见图3至图7,污泥高压喷射装置2包括喷头座组件21、喷头22和清洁组件23。
[0045] 见图5,清洁组件23包括双作用气缸23-1和清洁密封垫23-2。清洁密封垫23-2 密闭固定设置在双作用气缸23-1的气缸杆23-1-1的右端头上。双作用气缸23-1的右端 和左端分别设有第一进气口 23-1-2和第二进气口 23-1-3,第一进气口 23-1-2靠近清洁密 封垫23-2设置，位于气缸23-1的右侧；第二进气口 23-1-3位于气缸23-1的左侧（图中未 画出气缸的出气口）。
[0046] 喷头座组件21包括缸体21-1和压盖21-2。压盖21-2旋合密闭固定在缸体21-1 的右端上。压盖21-2中央设有贯穿其左右的中央通孔。双作用气缸23-1由其气缸杆23-1-1 所在的一侧的缸盖23-1-2密闭固定在喷头座组件21的缸体21-1的左端上。双作用气缸 23-1的缸盖23-1-2的右侧中部设有与气缸杆23-1-1同轴的喷头安装孔。缸体21-1中部 设有隔板21-1-1，隔板21-1-1将缸体21-1内腔分成位于隔板21-1-1左侧的污泥腔21-la 和位于隔板21-1-1右侧的空气腔21-lb。隔板21-1-1中部设有贯穿其左右的通孔，通孔 处同轴密闭连接设有喷头套21-1-2。喷头套21-1-2的右端内侧设有导向锥面。缸体21-1 后侧左部设有与污泥腔21-la相通的进泥口 21-1-3。缸体21-1后侧设有与污泥腔21-la 相通的回泥口 21-1-4,回泥口 21-1-4位于进泥口 21-1-3的右侧，回泥口 21-1-4远离清洁 组件23。缸体21-1前侧设有与空气腔21-lb相通的进气口 21-1-5,进气口 21-1-5通过管 道与高压供气装置6相连。
[0047] 见 图7,喷头座组件21的缸体21-1的进泥口 21-1-3与湿污泥储罐1的污泥送料 管道14的出泥端相连通，回泥口 21-1-4与湿污泥储罐1的污泥回流管道15的进泥端相连 通。清洁组件23的双作用气缸23-1的第一进气口 23-1-2和第二进气口 23-1-3分别通过 管道和阀门与供气装置6相连通。
[0048] 见图5和图6,喷头22为钢制一体件。喷头22从左至右依次分为进泥段22a、密封 分隔段22b、进气段22c和出泥段22d。喷头22沿其轴向设有贯穿其左右的污泥通道22-1。 喷头22的进泥段22a的左端由右至左穿过喷头套21-1-2和隔板21-1-1后插入双作用气 缸23-1的缸盖23-1-2的喷头安装孔中，与气缸杆23-1-1同轴。清洁密封垫23-2位于喷头 22的污泥通道22-1中，用于将污泥通道22-1中的污泥推出喷头22外。进泥段22a沿其周 向等间隔角度设有3至5个与污泥通道22-1相通的进泥孔22a-l，本实施例为4个。4个 进泥孔22a-l为沿左右向设置的腰圆形孔。喷头22的密封分隔段22b左侧设有与喷头套 21-1-2的导向锥面相对应的压紧锥面22b-l。喷头22的压紧锥面22b-l与喷头套21-1-2 的导向锥面紧密贴合形成密闭连接。喷头22的进气段22c左部沿其周向等间隔角度设有4 至8个进气孔22c-l，本实施例为6个。各进气孔22c-l的轴线与喷头22的污泥通道22-1 的轴线的夹角α为〇度至40度，本实施例为30度。喷头22的进气段22c的右侧设有压 紧面22c-2。喷头22的出泥段22d从压盖21-2的中央通孔中向右伸出压盖21-2外，位于 缸体21-1外。位于出泥段22d的污泥通道22-1的直径为12毫米至20毫米，本实施例为 18毫米。喷头22通过压盖21-2固定设置在缸体21-1中。压盖21-2的与喷头22的进气 段22c的压紧面22c-2相接触的部分密闭连接。污泥腔21-1-1和空气腔21-1-2通过喷头 22相连通。
[0049] 污泥高压喷射装置2使用时，通过污泥泵13将罐体11内的待处理污泥通过喷头 座组件21的进泥口 21-1-3打入污泥腔21-la，污泥通过喷头22的进泥孔22a-l进入污泥通 道22-1，并沿污泥通道22-1向右运动，污泥从污泥通道22-1中喷出时的流速为lm/s至3m/ s，本实施例为2m/s。通过空气压缩机将高压热空气通过进气口 21-1-5送入空气腔21-lb， 经过喷头22的进气段22c的进气孔22c-l进入污泥通道22-1，并向右喷出，此时产生的负 压将污泥通道22-1中的污泥带出喷头22进入干燥箱31中，污泥被迅速打散成雾状，雾状 污泥的表面积大大提高，污泥的表面积瞬间可增大数万倍，从而可以大大提高吸热效率。污 泥高压喷射装置2的喷头22的污泥通道22-1需要清洁时，向清洁组件23的第二进气口 23-1-3中通气，在气压作用下，活塞由左向右运动，带动与活塞杆相连的清洁密封垫23-2 在污泥通道22-1中有左向右运动，污泥通道22-1中残留的污泥从回泥口 21-1-4流出，经 污泥回流管道15回流至储罐11中。污泥高压喷射装置2工作时，向第一进气口 23-1-2中 通气，活塞受到来自右侧的压力，清洁密封垫23-2不会进入污泥通道22-1中运动。
[0050] 见图8至图11，烘干装置3包括烘干箱31、烘干床32、驱动装置33、引风装置34 和热交换器35。
[0051] 引风装置34包括第一引风机34-1、第二引风机34-2和第三引风机34-3。
[0052] 烘干箱31的左侧中部上部设有污泥进口 31-1，污泥进口 31-1与污泥高压喷射装 置2的喷头22的喷泥口相连通。烘干箱31的下侧左部设有出料斗31-2 ;烘干箱31的前侧 右部下侧设有第一进气口 31-3 ;第一进气口 31-3通过进气管路100与相应的进气设备相 连，由进气设备提供热空气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气。烘干箱31的前侧左部下侧 设有第一出气口 31-4 ;烘干箱31的前侧左部上侧设有第二进气口 31-5 ;烘干箱31的上侧 右部设有第二出气口 31-6,上侧左部设有第三出气口 31-7。烘干箱31的右箱壁设有检修 门（说明书附图中未画出）。第一出气口 31-4通过相应的第一管路34-4与第二进气口 31-5 在烘干箱31的外部密闭连通；第一引风机34-1设置在第一管路34-4上，通过第一引风机 34-1将第一出气口 31-4出来的烟气经第二进气口 31-5送进烘干箱31中。
[0053] 见图1，第二出气口 31-6通过相应的第二管路34-5与第三出气口 31-7相连通； 第二引风机34-2设置在第二管路34-5的右端，用于将烘干箱31中的烟气抽出来，第二引 风机34-2的出气口通过管道与烟气净化装置5的进气口密闭连通。第三引风机34-3设置 在第二管路34-5的左端，用于将烟气排出烘干箱31，第三引风机34-3的出气口通过相应的 管路与热交换器35的烟气进口相连通，可以将烟气的热量收集加以利用。
[0054] 从第二出气口 31-6和第三出气口 31-7流出的气体分成两路，第一路由第二引风 机34-2抽出进入烟气净化装置5进行净化，第二路由第三引风机34-3抽入热交换器35中， 经过热交换后的气体通过管道进入污泥焚烧装置4中进行焚烧。
[0055] 见图10和图11，烘干床32设置在烘干箱31内部，包括驱动辊32-1、从动辊32-2、 钢带32-3、前侧板32-4、后侧板32-5、刮板32-6和封板32-7。前侧板32-4和后侧板32-5 均为楔形。前侧板32-4的右部设有烘干床进气口 32-4-1，左部设有烘干床出气口 32-4-2。 烘干床进气口 32-4-1与烘干箱31的第一进气口 31-3通过相应的管路密闭连通。烘干床 出气口 32-5-2与烘干箱31的第一出气口 31-4通过相应的管路密闭连通。前侧板32-4与 后侧板32-5前后对称设置在烘干箱1中，且呈左低右高设置。驱动辊32-1通过相应的轴 承转动设置在前侧板32-4与后侧板32-5的右端之间。驱动辊32-1的辊轴向后伸出烘干 箱31外，驱动辊32-1通过相应的轴承与烘干箱31的后箱壁转动密闭连接。从动辊32-2 转动设置在前侧板32-4与后侧板32-5的左端之间。钢带32-3围绕驱动辊32-1和从动辊 32-2设置，由驱动辊32-1驱动其顺时针转动。刮板32-6设置在前侧板32-4与后侧板32-5 的左端之间，用于将钢带32-3上附着的被加温干燥后的污泥剥离。封板32-7有5块，分别 设置在前侧板32-4后部上下两侧、后侧板32-5前部上下两侧和前侧板32-4与后侧板32-5 的左端之间；驱动辊32-1、钢带32-3、前侧板32-4、后侧板32-5和封板32-7之间形成基本 密闭的腔体。位于前侧板32-4与后侧板32-5的左端之间的封板32-7位于从动辊32-2与 前侧板32-4的烘干床出气口 32-4-2之间。
[0056] 驱动装置33包括电机33-1和减速箱33-2。由电机33-1通过减速箱33-2驱动烘 干床32的驱动辊32-1转动。
[0057] 污泥烘干装置3使用时，优选使用污泥焚烧产生的烟气进行烘干。通过相应的进 气设备先将烟气通过进气管路100经烘干箱31的第一进气口 31-3送入烘干床32的腔体 中，烟气的热量使钢带32-3升温到300°C左右，且不超过310摄氏度，与钢带完成热交换的 烟气由引风机抽入干燥箱31内，此时干燥箱31内的烟气温度仍高达100°C~120°C。
[0058] 湿污泥通过污泥高压喷射装置2经烘干箱31的污泥进口 31-1喷入烘干箱1中 后经过两阶段的干燥过程，首先污泥在进入烘干箱31中时被打散成雾状，瞬间增大接触面 积，与烘干箱31内充满的烟气进行热交换，此时有部分水份汽化进入烟气中，然后雾状污 泥散落在烘干床32的钢带32-3上，由于钢带32-3有300°C左右的温度，因此当污泥落在钢 带32-3上后，污泥中的水份被迅速蒸发进入干燥箱31内，污泥则附着在钢带32-3上，随钢 带32-3顺时针转动，在转动过程中保持相应温度进行进一步干燥，当污泥运动到刮板32-6 处时，被刮板32-6从钢带32-3上剥离而落入烘干箱31的出料斗31-2后排出，排出的被加 温干燥后的污泥被收集并送至相应的污泥焚烧炉进行焚烧。
[0059] 污泥干燥后，其中的水份进入烟气中，作为烟气的组成被处理，一部分烟气经第二 引风机34-2排出烘干箱31后进入烟气净化装置5,另一部分烟气由第三引风机34-3抽出 送至焚烧炉中进行焚烧，在排入至焚烧炉的过程中，烟气的部分的热量被热交换器35再次 吸收利用。本实施例中，污泥烘干装置3的第一进气口 31-3通过进气管路100与焚烧炉4 的烟气出口密闭连通。
[0060] 见图12至14,污泥焚烧装置4包括输泥装置40、送料装置41、焚烧炉42和温度传 感器43。
[0061] 见图1，所述输泥装置40为螺杆输料机，输泥装置40的进泥端与烘干装置3的出 料斗31-2的出料口密封连通，输泥装置40的出泥端与送料装置41的料斗41-1的进料口 密封连通。
[0062] 见图12和图14,送料装置41包括料斗41-1、粉碎组件41-2、送料组件41-3和喷 射管41-4。料斗41-1上部呈长方体形，下部呈上大下小的圆台形，中部为方接圆过渡。使 用时料斗41-1上端与输泥装置40的出泥端密闭连通，料斗41-1下端通过圆筒段41-1-1 密闭连通设置在喷射管41-4的中部上侧上。粉碎组件41-2包括筛筒41-2-1、搅拌组件 41 -2-2和驱动电机41-2-3。筛筒41-2 -1呈半圆柱壳形，筛筒41-2-1开口向上设置在料斗 41- 1上郃中，筛筒41-2-1沿其轴线设有若干列筛孔41-2-1-1，各列筛孔41-2-1-1均沿筛 筒41-2-1的周向设置。搅拌组件41- 2-2由一根转动轴和若干设置在转动轴上的搅拌棒构 成，转动轴沿筛筒41-2-1的轴向转动设置在料斗41-1上部上，与筛筒41-2-1同轴，且由驱 动电机41-2-3驱动其转动，从而带动各搅拌棒将脱水和加温干燥处理后的污泥打碎成粉 末状并从筛筒41-2-1的筛孔41-2-1-1中挤出。送料组件41_3包括螺旋叶片41-3-1和第 二驱动电机41-3-2。螺旋叶片41-3-1的转动轴铅垂设置，由第二驱动电机41-3-2驱动螺 旋叶片41-3-1转动。螺旋叶片41-3-1设置在料斗41-1的下部中，螺旋叶片41-3-1的下 端与料斗41-1下端的圆筒段41-1-1的内壁相接触形成密闭的螺旋输送结构，可以进行定 量输送；送料组件41-3用于将料斗中被打碎的污泥粉末送入喷射管41-4中。喷射管41-4 的左端设有气管接头41-4-1，气管接头41-4-1用于连接高压气泵；喷射管41-4的右端设 有连接法兰。喷射管41-4通过高压空气将被打碎的污泥粉末喷入焚烧炉42中。送料装置 41由相应的安装架支撑固定在烘干装置3的烘干箱31的墙壁上(说明书附图中未画出）。
[0063] 焚烧炉42包括基座42-1、底座42-2、壳体42-3、保温层42-4、加热层42-5、内筒 42- 6、污泥进口 42-7和排烟管42-8。基座42-1中部设有开口向上和向前的出灰槽42-1-1。 底座42-2设置在基座42-1上方。底座42-2中部设有贯穿其上下的污泥灰通道42-2-1， 沿底座42-2周向设有环形气流管42-2-2,环形气流管42-2-2的上侧靠内的部分沿其周 向设有若干出气口 42-2-2-1。污泥灰通道42-2-1中从上至下依次设有抽拉式第一挡灰板 42-2-a和第二挡灰板42-2-b。底座42-2右侧设有与环形气流管42-2-2相连通的底座进 气口 42-2-3。壳体42-3密闭设置在底座42-2的环形气流管42-2-2的上侧。保温层42-4、 加热层42-5和内筒42-6从外至内依次设置在壳体42-3中。加热层42-5为电加热炉丝 加热。内筒42-6下端与污泥灰通道42-2-1相通。环形气流管42-2-2的出气口 42-2-2-1 位于加热层42-5和内筒42-6之间。内筒42-6上设有若干进气孔42-6-1。污泥进口 42-7 密闭连接设置在内筒42-6的上部右侧上，由内向外穿过保温层42-4和壳体42-3后与外界 相连通。污泥进口 42-7的右端与喷射管41-4的右端密闭连通。排烟管42-8密闭设置在 壳体42-3上端上，与内筒42-6相连通。排烟管42-8的后侧设有烟气出口 42-8-1，排烟管 42-8的顶部铰接设置有防爆盖42-8-2。温度传感器43用于监测内筒42-6中的温度，并将 采集的数据反馈给相应的自动温度控制系统，自动温度控制系统采用工业控制PLC温度控 制模组进行PID精密调节，利用改变输出端占空比的频率开关控制电加热炉丝工作，本可 控制方式可以把炉内除了电加热炉丝的其他因素考虑进去实现温度的精准控制，其精度可 达± 1摄氏度，从而保证污泥粉末在800摄氏度至850摄氏度的炉温下瞬间充分燃烧，避免 产生二噁英。
[0064] 污泥焚烧装置4使用时，先通电将炉内温度升高至800摄氏度左右。污泥被脱水 和加温干燥处理后由相应的进料装置40送入料斗41-1中，污泥被粉碎组件41-2的搅拌棒 打碎成粉末状并从筛筒41-2-1的筛孔41-2-1-1中挤出，然后由送料组件41-3送入喷射管 41-4中。通过高压气泵将空气送入喷射管41-4,气流将喷射管41-4中的污泥粉末通过焚 烧炉42的污泥进口 42-7喷射进焚烧炉42的内筒中，污泥粉末进入焚烧炉42的内筒后形 成瞬间充分燃烧，从而将污泥中的病原体杀灭，将其中的有机物等有毒有害物质进行无害 化处理。
[0065] 污泥焚烧装置4的烟气出口 42-8-1通过进气管路100与烘干装置3的第一进气 口 31-3密闭连通，烘干床进气口 32-4-1与烘干箱31的第一进气口 31-3通过相应的管路 密闭连通，从而污泥焚烧装置4的焚烧产生的烟气首先进入烘干床32内腔中。
[0066] 本实施例中污泥焚烧装置4的焚烧炉42的底座进气口 42-2-3通过管道与烘干装 置3的热交换器35的烟气出口相连通，从而烘干装置3流出的混有空气的部分烟气进入焚 烧炉42中燃烧，燃烧过程中烟气中的有机物被去除。
[0067] 见图2,烟气净化装置5包括第一除尘器51、第二除尘器52、干燥塔53、电晕式除 尘除臭装置54和烟囱55。第一除尘器51的上端烟气进口与热交换器35的烟气出口相连 通，第一除尘器51的下端烟气出口与第二除尘器52的上端烟气进口相连通，第二除尘器52 的下端烟气出口与干燥塔53的下端进气口相连通，干燥塔53上端的出气口与电晕式除尘 除臭装置54的进气端相连通，电晕式除尘除臭装置54的出气端与烟囱55的下端进气口相 连通。
[0068] 所述第一除尘器51、第二除尘器52为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒。所述 干燥塔53中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽。所 述电晕式除尘除臭装置54为中国专利文献CN 202511399 U (申请号201220103060. 2)所 公开的高压高频除尘灭菌装置，该装置实际工作时产生的臭氧会氧化烟气中的臭气使得臭 气降解。所述烟囱55的下端设置水淋装置，即烟囱55的下端设置喷淋头，气体在烟囱55 中自下向上运动时首先经过水淋，进一步除去气体中的颗粒后，再从烟囱55的出口排放。
[0069] 见图1，供气装置6包括储气罐61、空气压缩机62和供气管道63。储气罐61的进 气口与空气压缩机62的出气口相连，储气罐61的出气口通过各供气管道63与污泥高压喷 射装置2和焚烧装置4的喷射管41-4相连通。
[0070] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1和第二供气管道63-2与焚烧装置4 的喷射管41-4的气管接头41-4-1相连通。
[0071] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1、第三供气管道63-3和第四供气管道 63-4与热交换器35的冷气进口相连通，热交换器35的热气出口通过第六供气管道63-6与 污泥高压喷射装置2的喷头座组件21的进气口 21-1-5相连通。
[0072] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1、第三供气管道63-3和第五供气管道 63-5与污泥高压喷射装置2的清洁组件23的气缸进气口相连通。
[0073] (实施例2、污泥干化焚烧方法） 本实施例的污泥干化焚烧方法使用实施例1所述的污泥干化焚烧系统，包括以下步 骤： ①将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的污泥输送入湿污泥储罐1的罐体11 中，打开搅拌电机12使得湿污泥搅拌均匀，然后打开污泥泵13将湿污泥由罐体11中送入 污泥高压喷射装置2中。
[0074] 湿污泥从喷头座组件21的缸体21-1的进泥口 21-1-3进入污泥腔21-la，然后进 入喷头22的污泥通道22-1，打开空气压缩机，向缸体21-1的进气口 21-1-5通入高压热空 气，此时产生的负压将污泥通道22-1中的湿污泥带出喷头22进入烘干装置3的干燥箱31 中，湿污泥进入干燥箱31的瞬间被打散成雾状，湿污泥颗粒的粒径为80目~120目。
[0075] 所述高压热空气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器35,与从干燥箱31 中流出的烟气进行热量交换后得到的。
[0076] ②烘干装置3的干燥箱31中充满了温度为100°C~120°C的烟气，雾状污泥在下 降过程中其中的水份迅速变成水蒸汽，水蒸汽混合在烟气中，等待后续处理。所述l〇〇°C~ 120°C的烟气是从焚烧炉中流出的高温烟气经烘干床利用后，再流入烘干箱中的烟气。
[0077] 污泥在重力作用下最后散落在烘干床32的钢带32-3上，钢带的温度为300°C~ 310°C，污泥中的水份被迅速蒸发，污泥则附着在钢带32-3上，随钢带32-3顺时针转动，在 转动过程中保持相应温度进行进一步干燥，当污泥运动到刮板32-6处时，被刮板32-6从钢 带32-3上剥离而落入烘干箱31的出料斗31-2中，出料斗31-2中的污泥含水率为4. 5%~ 8% 〇
[0078] 所述钢带由焚烧炉中流出的烟气加热。
[0079] ③污泥焚烧装置4的输泥装置40将出料斗31-2中的干污泥输送至送料装置41 中，干污泥被打碎成粉末状后从喷射管41-4喷出，进入焚烧炉42的内筒42-6中燃烧。内 筒42-6最初由加热层42-5的电加热炉丝加热，并且由自动温度控制系统控制内筒42-6 的温度为800°C~850°C，粉末状的污泥进入内筒42-6中后瞬间燃烧，污泥燃烧时产生大 量热量，此时通过自动控制系统降低电加热炉丝的功率，维持内筒42-6的温度为800°C~ 850。。。
[0080] 自焚烧炉42中有污泥开始燃烧起，由于污泥燃烧产生的大量热量，逐渐降低电加 热炉丝的功率以维持焚烧炉42中的温度。若焚烧炉中温度一直上升接近850°C，有突破 850°C的趋势，则减少污泥进入量或者加大进气量使炉内温度下降；若焚烧炉中温度一直下 降接近800°C，有突破800°C的趋势，则增加污泥进入量或者增加电加热炉丝的功率进行电 力补偿。
[0081] 污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口 42-8-1流出，经过进气管路100进入烘干装置 3的烘干床32内腔，烟气的热量使钢带32-3升温到300°C左右，且不超过310摄氏度，烟气 的热量经烘干床32利用后，烟气被第一引风机34-1从烘干床32中引入并充满烘干箱31 中，烟气与雾状污泥接触，其中的部分水份被烟气汽化使其从污泥中脱离出来。烘干箱中 的烟气与雾状污泥热交换后，打开第二引风机34-2和第三引风机34-3,烟气从第二出气口 31-6和第三出气口 31-7流出，第一路从第二管路34 -5的右端烟气出口流出进入烟气净化 装置5进行净化，第二路由第三引风机34-3抽入热交换器35中，经过热交换后的气体通过 管道进入污泥焚烧装置4中进行焚烧。
[0082] 燃烧后的污泥灰从落在第一挡灰板42-2-a或第二挡灰板42-2-b上，由于设置了 两块挡灰板，因此抽走其中一块，污泥灰仍可以落在另一块挡灰板上，清灰过程不用中断燃 烧过程。
[0083] ④进入烟气净化装置5的烟气经过第一除尘器51、第二除尘器52除尘后，进入干 燥塔53中干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置54去除气体中的臭气，最后在烟囱55的下 部水淋后从烟囱排出。
[0084] 实施例1的装置设计成50吨至100吨的处理量，根据GB/T24602-2009和 GB18485-2014标准对从烟囱排出的气体进行检测，检测结果如下表1和表2 : 表1废气污染控制标准及本实施例检测结果
表2二噁英污染控制标准及本实施例检测结果
根据GB5085. 3-2007和GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》对燃烧后挡灰 板上的污泥灰进行检测，检测结果如下表3 : 表3残渣污染控制标准及本实施例检测结果
【主权项】
1. 一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：包括湿污泥储罐（1)、污泥高压喷射装置（2)、 烘干装置（3)、焚烧装置（4)、烟气净化装置（5)和供气装置（6); 湿污泥储罐（1)包括罐体（11)和污泥送料管道（14)，污泥送料管道（14)的出泥端与污 泥高压喷射装置（2)的进泥口相连通； 污泥高压喷射装置（2)安装固定在烘干装置（3)的烘干箱（31)的一侧墙板上，包括喷 头座组件（21)和喷头（22)，喷头座组件（21)设有进泥口（21-1-3)和进气口（21-1-5);污 泥高压喷射装置（2)的喷头（22)的喷泥口与烘干箱（31)的污泥进口相连通，喷头（22)内 设有污泥通道（22-1); 烘干装置（3)包括烘干箱（31)、烘干床（32)、驱动装置（33)、引风装置（34)和热交换器 (35)，烘干床（32)设置在烘干箱（31)内部，驱动装置（33)与烘干床（32)的驱动辊连接； 烘干箱（31)设有第一进气口（31-3)、第一出气口（31-4)、第二进气口（31-5)、第二出 气口（31-6)和第三出气口（31-7); 烘干箱（31)的第一进气口（31-3)通过进气管路（100)与相应的进气设备相连，由进气 设备提供热空气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气，第一进气口（31-3)通过相应的管路与 烘干床（32)的烟气进口密闭连通，烘干箱（31)的第一出气口（31-4)通过相应的管路与烘 干床（32)的烟气出口密闭连通； 第二进气口（31-5)、第二出气口（31-6)和第三出气口（31-7)与烘干箱（31)内腔连通， 第一出气口（31-4)通过相应的第一管路（34-4)与第二进气口（31-5)在烘干箱（31)的外 部密闭连通，第一引风机（34-1)设置在第一管路（34-4)上；第二出气口（31-6)通过相应的 第二管路（34-5)与第三出气口（ 31-7)相连通；第二引风机（34-2)设置在第二管路（34-5) 的右端，用于将烘干箱（31)中的烟气抽出来；第二引风机（34-2)的出口通过管道与烟气净 化装置（5)的进气口密闭连通；第三引风机（34-3)设置在第二管路（34-5)的左端，第三引 风机（34-3)的出气口通过相应的管路与热交换器（35)的烟气进口相连通； 焚烧装置（4 )包括输泥装置（40 )、送料装置（41)、焚烧炉（42 )和温度传感器（43 )，输泥 装置（40 )的进泥端与烘干装置（3 )的出料口密封连通，输泥装置（40 )的出泥端与送料装置 (41)的进料口密封连通，送料装置（41)的出料口与焚烧炉（42)的进料口密封连通； 供气装置（6)的出气口通过各供气管道（63)与污泥高压喷射装置（2)和焚烧装置（4) 的送料装置（41)相连通。2. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：污泥高压喷射装置（2)的喷 头（22)的位于出泥段的污泥通道（22-1)的直径为12毫米至20毫米； 烘干箱（31)的第一进气口（31-3)通过进气管路（100)与焚烧装置（4)的焚烧炉（42) 的烟气出口相连通。3. 根据权利要求2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：供气装置（6)包括储气罐 (61)、空气压缩机（62)和供气管道（63)，储气罐（61)的出气口通过第一供气管道（63-1)、 第三供气管道（63-3)和第四供气管道（63-4)与热交换器（35)的冷气进口相连通，热交换 器（35)的热气出口通过第六供气管道（63-6)与污泥高压喷射装置（2)的喷头座组件（21) 的进气口（21-1-5)相连通。4. 根据权利要求2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：热交换器（35)的烟气出口 与污泥焚烧装置（4)的焚烧炉（42)的进气口相连通。5. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：湿污泥储罐（I)还包括搅拌 电机（12 )、搅拌桨叶和污泥回流管道（15 )，搅拌电机（12 )设置在罐体（11)的底部外侧，搅 拌电机（12)的电机轴自下向上伸入罐体（11)的内腔，电机轴与罐体（11)内部的搅拌桨叶 连接；污泥回流管道（15)的进泥端口与污泥喷射装置（2)的回泥口相连通，污泥回流管道 (15)的出泥端口与罐体（11)的侧壁上的回泥入口相连通。6. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：烟气净化装置（5)包括第一 除尘器（51)、第二除尘器（52)、干燥塔（53)、电晕式除尘除臭装置（54)和烟囱（55);第一除 尘器（51)的上端烟气进口与热交换器（35)的烟气出口相连通，第一除尘器（51)的下端烟 气出口与第二除尘器（52)的上端烟气进口相连通，第二除尘器（52)的下端烟气出口与干 燥塔（53)的下端进气口相连通，干燥塔（53)上端的出气口与电晕式除尘除臭装置（54)的 进气端相连通，电晕式除尘除臭装置（54)的出气端与烟囱（55)的下端进气口相连通； 所述第一除尘器（51)、第二除尘器（52)为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒；所述 干燥塔（53)中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽； 所述电晕式除尘除臭装置（54)用于除去烟气中的颗粒和臭气；所述烟囱（55)的下端设置 水淋装置。7. -种如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统干化焚烧污泥的方法，其特征在于包括 以下步骤： ① 将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的湿污泥输送入湿污泥储罐（1)的罐 体（11)中，打开污泥泵（13)将湿污泥由罐体（11)中送入污泥高压喷射装置（2)中；打开空 气压缩机和储气罐，向污泥高压喷射装置（2)的进气口（21-1-5)通入高压热空气，此时产 生的负压将湿污泥带出喷头（22)进入烘干装置（3)的干燥箱（31)中，湿污泥进入干燥箱 (31) 的瞬间被打散成雾状； ② 烘干装置（3)的干燥箱（31)中充满了温度为100 °C~120 °C的烟气，雾状污泥在下 降过程中与烟气热交换；污泥在重力作用下最后散落在烘干床（32)上，烘干床（32)表面的 温度为300°C~310°C，污泥中的水份迅速蒸发，污泥附着在烘干床（32)表面上，随烘干床 (32) 表面移动，在移动过程中进一步干燥，污泥最后被刮板从烘干床（32)表面上剥离而落 入烘干箱（31)的出料斗中； ③ 污泥焚烧装置（4 )的输泥装置（40 )将出料斗中的干污泥输送至送料装置（41)中，干 污泥被打碎成粉末状后进入焚烧炉（42)的中燃烧；污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口流 出，经过进气管路（100)进入烘干装置（3)的烘干床（32)内腔； ④ 燃烧后产生的高温烟气先进入烘干床（32)内腔，从烘干床（32)内腔流出后再进入 干燥箱（31)内腔，烟气与湿污泥完成热交换后从干燥箱（31)内腔流出，一部分烟气进入烟 气净化装置（5)，烟气经过第一除尘器（51)、第二除尘器（52)除尘后，进入干燥塔（53)中 干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置（54)去除气体中的臭气，最后在烟囱（55)的下部水淋 后从烟囱排出，从干燥箱（31)内腔流出的另一部分烟气经过热交换器（35)后进入焚烧炉 (42)中燃烧。8. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：步骤①所用的高压热空 气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器（35)，与从干燥箱（31)中流出的烟气进行 热量交换后得到的；污泥从污泥高压喷射装置（2)中喷出时的流速为lm/s至3m/s。9. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：焚烧炉（42)内控制温度 为 80(TC~850°C。10. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：步骤②烘干结束后，烘 干箱（31)的出料斗中污泥的含水率为5%~10%。
【专利摘要】本发明公开了一种污泥干化焚烧系统和方法，包括湿污泥储罐、污泥高压喷射装置、烘干装置、焚烧装置、烟气净化装置和供气装置；湿污泥储罐的污泥送料管道的出泥端与污泥高压喷射装置的进泥口相连通；污泥高压喷射装置的喷头的喷泥口与烘干箱的污泥进口相连通；烘干装置的第一烟气出口与焚烧装置的进气口相连通，烘干装置的第二烟气出口与烟气净化装置相连通；焚烧装置的烟气出口与烘干装置相连通。本发明的污泥干化焚烧系统利用污泥焚烧时产生的高温烟气所携带的热量对湿污泥进行干燥，污泥干燥阶段完全利用污泥焚烧产生的热量，不需要使用其他能源。
【IPC分类】C02F11/18, B01D53/26, B01D53/32, F23G7/00, C02F11/12, B01D50/00
【公开号】CN104891769
【申请号】CN201510306826
【发明人】贺国清, 唐政
【申请人】常州振业机械设备有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥处理技术，具体涉及一种污泥干化焚烧系统和方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在国家节能减排和积极的财政政策作用下，城镇污水处理得到迅速发展， 城镇水环境治理取得显著成效。但是城镇污水处理过程产生的大量污泥还未普遍得到有效 处理处置。这些污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理的 话，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施 的环境效益大大降低，同时影响国家节能减排战略实施的积极效果。污泥焚烧是一种减量 化、稳定化、无害化的处理方法，这种方法可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原 体。
[0003] 例如中国专利文献CN 1270988 C(申请号200510038416. 3)公开了一种污泥焚烧 处理方法及污泥焚烧处理系统，该方法是将含水率为75%~85%的脱水污泥输送至循环流 化床的燃烧室中，将脱水污泥在贮藏过程中产生的污染气体送入循环流化床的燃烧室中， 脱水污泥、污染气体与煤一起焚烧，焚烧产生的尾气经处理后排放。该法在焚烧污泥时需要 大量煤，脱水污泥与煤的重量比为20~30 : 70~80,即焚烧一吨污泥需要耗煤3. 5~4 吨左右的煤，污泥焚烧成本非常高，经济可行性差。
[0004] 中国专利文献CN 100351188C (申请号200510111467. 4)公开了一种污泥干化与 焚烧工艺及其系统装置，适用于城市污水处理厂活性污泥的处理，脱水污泥工艺流程依次 经过以下装置：湿污泥料仓、计量斗、污泥混合器、污泥干燥机、粒状分离器、冷却器、干化产 品贮仓、焚烧炉、烟气净化装置，所述的焚烧炉采用鼓泡流化床焚烧炉，焚烧炉尾部布置有 省煤器、空气预热器，焚烧所产生的高温烟气分别用来加热导热油及冷空气，别加热后的导 热油通过循环泵送至污泥干燥机干燥湿污泥。该污泥干化系统用来干燥湿污泥的能源是热 的导热油，即高温烟气先将热量传递给导热油，热的导热油再来干燥污泥。
[0005] 关于污泥的干燥方法，中国专利文献CN 103043879 A (申请号201210559711.3) 公开了一种利用烟气干燥污泥的设备及方法，包括干燥塔、烟气入口、污泥料仓、螺旋加料 器、雾化气流入口、气流雾化装置、烟气出口、灰斗和螺旋出料装置，所述干燥塔为一个竖立 的圆筒结构，所述干燥塔的下部设有烟气入口，干燥塔的上部设有气流雾化装置，气流雾化 装置同时与螺旋加料器和雾化气流入口连接，螺旋加料器上安装有污泥料仓，所述干燥塔 的顶部设有烟气出口，干燥塔的底部设有灰斗，灰斗与螺旋出料装置连接。干燥时，首先烟 气从干燥塔下部的烟气入口进入，在塔内由下向上流动；其次，需要干燥的湿污泥从污泥料 仓通过螺旋加料器，并与雾化气流汇集到气流雾化装置，从而形成很小的污泥液滴；接下 来，雾化后的污泥液滴在干燥塔顶向下喷洒，在重力作用下在塔内下落，污泥液滴与烟气形 成逆流，并在下落过程中与烟气接触进行传热传质，使之得以干燥，干燥后的污泥汇聚在塔 的底部灰斗，通过螺旋输送机排出塔外；最后，完成干燥的烟气经干燥塔顶部烟气出口排 出。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能源利用率高、处理成本低的污泥干化焚 烧系统和方法。
[0007] 实现本发明目的的技术方案是一种污泥干化焚烧系统，包括湿污泥储罐、污泥高 压喷射装置、烘干装置、焚烧装置、烟气净化装置和供气装置。
[0008] 湿污泥储罐包括罐体和污泥送料管道，污泥送料管道的出泥端与污泥高压喷射装 置的进泥口相连通。
[0009] 污泥高压喷射装置安装固定在烘干装置的烘干箱的一侧墙板上，包括喷头座组件 和喷头，喷头座组件设有进泥口和进气口；污泥高压喷射装置的喷头的喷泥口与烘干箱的 污泥进口相连通，喷头内设有污泥通道。
[0010] 烘干装置包括烘干箱、烘干床、驱动装置、引风装置和热交换器，烘干床设置在烘 干箱内部，驱动装置与烘干床的驱动辊连接。
[0011] 烘干箱设有第一进气口、第一出气口、第二进气口、第二出气口和第三出气口。
[0012] 烘干箱的第一进气口通过进气管路与相应的进气设备相连，由进气设备提供热空 气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气，第一进气口通过相应的管路与烘干床的烟气进口密 闭连通，烘干箱的第一出气口通过相应的管路与烘干床的烟气出口密闭连通。
[0013] 第二进气口、第二出气口和第三出气口与烘干箱内腔连通，第一出气口通过相应 的第一管路与第二进气口在烘干箱的外部密闭连通，第一引风机设置在第一管路上；第二 出气口通过相应的第二管路与第三出气口相连通；第二引风机设置在第二管路的右端，用 于将烘干箱中的烟气抽出来；第二引风机的出口通过管道与烟气净化装置的进气口密闭连 通；第三引风机设置在第二管路的左端，第三引风机的出气口通过相应的管路与热交换器 的烟气进口相连通。
[0014] 焚烧装置包括输泥装置、送料装置、焚烧炉和温度传感器，输泥装置的进泥端与烘 干装置的出料口密封连通，输泥装置的出泥端与送料装置的进料口密封连通，送料装置的 出料口与焚烧炉的进料口密封连通。
[0015] 供气装置的出气口通过各供气管道与污泥高压喷射装置和焚烧装置的送料装置 相连通。
[0016] 所述污泥高压喷射装置的喷头的位于出泥段的污泥通道的直径为12毫米至20毫 米；烘干箱的第一进气口通过进气管路与焚烧装置的焚烧炉的烟气出口相连通。
[0017] 所述供气装置包括储气罐、空气压缩机和供气管道，储气罐的出气口通过第一供 气管道、第三供气管道和第四供气管道与热交换器的冷气进口相连通，热交换器的热气出 口通过第六供气管道与污泥高压喷射装置的喷头座组件的进气口相连通。
[0018] 所述热交换器的烟气出口与污泥焚烧装置的焚烧炉的进气口相连通。
[0019] 所述湿污泥储罐还包括搅拌电机、搅拌桨叶和污泥回流管道，搅拌电机设置在罐 体的底部外侧，搅拌电机的电机轴自下向上伸入罐体的内腔，电机轴与罐体内部的搅拌桨 叶连接；污泥回流管道的进泥端口与污泥喷射装置的回泥口相连通，污泥回流管道的出泥 端口与罐体的侧壁上的回泥入口相连通。
[0020] 所述烟气净化装置包括第一除尘器、第二除尘器、干燥塔、电晕式除尘除臭装置和 烟囱；第一除尘器的上端烟气进口与热交换器的烟气出口相连通，第一除尘器的下端烟气 出口与第二除尘器的上端烟气进口相连通，第二除尘器的下端烟气出口与干燥塔的下端进 气口相连通，干燥塔上端的出气口与电晕式除尘除臭装置的进气端相连通，电晕式除尘除 臭装置的出气端与烟囱的下端进气口相连通。
[0021] 所述第一除尘器、第二除尘器为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒；所述干燥塔 中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽；所述电晕式除 尘除臭装置用于除去烟气中的颗粒和臭气；所述烟囱的下端设置水淋装置。
[0022] 一种如上所述的污泥干化焚烧系统干化焚烧污泥的方法，包括以下步骤： ①将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的湿污泥输送入湿污泥储罐的罐体 中，打开污泥泵将湿污泥由罐体中送入污泥高压喷射装置中；打开空气压缩机和储气罐，向 污泥高压喷射装置的进气口通入高压热空气，此时产生的负压将湿污泥带出喷头进入烘干 装置的干燥箱中，湿污泥进入干燥箱的瞬间被打散成雾状。
[0023] ②烘干装置的干燥箱中充满了温度为100°C~120°C的烟气，雾状污泥在下降 过程中与烟气热交换；污泥在重力作用下最后散落在烘干床上，烘干床表面的温度为 300°C~3KTC，污泥中的水份迅速蒸发进入干燥箱中，污泥附着在烘干床表面上，随烘干床 表面移动，在移动过程中进一步干燥，污泥最后被刮板从烘干床表面上剥离而落入烘干箱 的出料斗中。
[0024] ③污泥焚烧装置的输泥装置将出料斗中的干污泥输送至送料装置中，干污泥被打 碎成粉末状后进入焚烧炉的中燃烧；污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口流出，经过进气管 路进入烘干装置的烘干床内腔。
[0025] ④燃烧后产生的高温烟气先进入烘干床内腔，从烘干床内腔流出后再进入干燥箱 内腔，从干燥箱内腔流出的一部分烟气进入烟气净化装置，烟气经过第一除尘器、第二除尘 器除尘后，进入干燥塔中干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置去除气体中的臭气，最后在烟 囱的下部水淋后从烟囱排出，从干燥箱内腔流出的另一部分烟气经过热交换器后进入焚烧 炉中。
[0026] 上述步骤①所用的高压热空气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器，与从 干燥箱中流出的烟气进行热量交换后得到的。污泥从污泥高压喷射装置中喷出时的流速为 lm/s 至 3m/s 〇
[0027] 上述焚烧炉内控制温度为800 °C~850 °C。
[0028] 上述步骤②烘干结束后，烘干箱的出料斗中污泥的含水率为5%~10%。
[0029] 本发明具有积极的效果：（1)本发明的污泥干化焚烧系统利用污泥焚烧时产生的 高温烟气所携带的热量对湿污泥进行干燥，污泥干燥阶段完全利用污泥焚烧产生的热量， 不需要使用其他热源。
[0030] 本发明的干化焚烧系统在对含水率约为80%的湿污泥进行干燥时，首先将湿污泥 送入喷射装置中，污泥从喷嘴喷出后以雾状进入干燥装置的干燥箱中，雾化状态的污泥在 下降过程中与干燥箱内充满的高温烟气接触，进行第一阶段的干燥，由于污泥是雾状，能够 与高温烟气充分接触。雾状污泥在重力作用下最后散落在干燥装置内的干燥床的钢带表面 的一端，钢带表面的温度由焚烧后的高温烟气加热至300°C左右，污泥颗粒与钢带接触后， 污泥中的水分迅速蒸发，同时污泥随着钢带往出料口方向移动，经过第二阶段钢带的干燥， 从干燥箱排出的污泥含水率已下降至5%~10%，该含水率为5%~1 0%的污泥打碎成粉末状 后在800°C~850°C的炉膛内会瞬间充分燃烧。
[0031] (2)本发明的污泥干化焚烧系统采用了污泥喷射装置，污泥喷射装置使用气流打 散污泥，所使用的气流在进入喷射装置前，从储气罐流出后，经过余热回收装置与从干燥箱 排出的烟气进行热交换后进入喷射装置中，因此打散污泥的气流是热气流，热气流在打散 污泥时起到了预热的作用。储气罐流出的气体被加热采用的热量同样来自污泥焚烧产生的 热量，不需要使用额外的热量。
[0032] (3)本发明的污泥干化焚烧系统采用的污泥烘干装置的烘干箱内设置了烘干床， 烘干床的内部是密闭的空腔，此内腔中直接通入污泥焚烧后产生的高温烟气，进入的高温 烟气的温度高达280°C~320°C，高温烟气对钢带加热使钢带温度升至300°C左右，钢带对 散落在其上的污泥进行干燥；进入烘干床内腔的高温烟气与钢带完成热交换后，从烘干床 中流出，通过引风机输送至烘干箱的箱体内部，此时烟气的温度仍高达100°C~120°C，可 加热干燥从污泥进料口进入的雾状污泥；烘干箱内的烟气与雾状污泥完成热交换后，夹带 着水蒸汽的烟气从烘干箱中排出，部分进入余热回收装置，与从储气罐流出的气体进行热 交换，储气罐流出的气体可被加热至90°C~100°C，该加热后的气体进入污泥喷射装置，在 打散污泥的过程中起到预热污泥的作用，另一部分进入烟气净化装置做净化处理。因此本 发明的干化焚烧系统由于系统结构的设置，对烟气热量的利用率大大提高，充分利用污泥 焚烧后产生的热量，干燥阶段不需外加能源，降低了污泥处理的成本。
[0033] (4)本发明的污泥干化焚烧系统采用的污泥焚烧炉维持炉内温度为800 °C~ 850°C，在该温度下污泥被充分燃烧并且污泥燃烧不会产生二噁英。
[0034] 污泥焚烧炉的送料装置设有粉碎组件，将脱水和加温干燥处理后的污泥打碎后再 通过送料组件送入喷射管，喷射管通过高压空气将被打碎成粉末状的污泥喷入焚烧炉中， 污泥进入焚烧炉中瞬间充分燃烧，能有效地对污泥进行减量化和无害化处理，污泥焚烧后 的残渣率为湿污泥总质量的5%至8%。
[0035] 焚烧炉设有内筒，污泥在内筒中充分燃烧，内筒能保护电加热炉丝，延长设备使用 寿命。
[0036] 焚烧炉设有底座，底座中部设有贯穿其上下的污泥灰通道，污泥灰通道中从上至 下依次设有抽拉式第一挡灰板和第二挡灰板，不用停炉就能进行清灰操作，而且在清灰的 同时炉内烟气不外泄，避免污染环境和对操作者造成伤害。
[0037] 污泥焚烧炉内设有温度传感器，温度传感器用于监测内筒中的温度，并将采集的 数据反馈给相应的自动温度控制系统，自动温度控制系统采用工业控制PLC温度控制模组 进行PID精密调节，利用改变输出端占空比的频率开关控制电加热炉丝工作，本可控制方 式可以把炉内除了电加热炉丝的其他因素考虑进去实现温度的精准控制，其精度可达±1 摄氏度，从而保证污泥粉末在800摄氏度至850摄氏度的炉温下瞬间充分燃烧，避免产生二 嚼英。
[0038] (5)本发明的污泥干化焚烧系统对从干燥箱流出的烟气进行处理时，烟气依次通 过第一除尘器、第二除尘器、干燥塔、电晕式除尘装置和水淋装置，最后烟气从烟囡排出，检 测排出的气体指标如下：二噁英、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、汞、镉铊及其化合 物、锑砷铅铬铜锰镍及其化合物、颗粒物等各项指标远远低于GB18485-2014《生活垃圾焚烧 污染控制标准》的规定值。
【附图说明】
[0039]图1为本发明的污泥干化焚烧系统的立体结构示意图； 图2为从图1后方观察时污泥干化焚烧系统的立体结构示意图； 图3为污泥干化焚烧系统的污泥高压喷射装置的立体结构示意图； 图4为图3的主视图； 图5为图4的A-A剖视图； 图6为污泥高压喷射装置的喷头的立体结构示意图； 图7为污泥高压喷射装置与各路管道的连接示意图； 图8为污泥干化焚烧系统的烘干装置的立体结构示意图； 图9为图8的上视图； 图10为图9的B-B剖视图； 图11为烘干装置的烘干床的立体结构示意图； 图12为污泥干化焚烧系统的污泥焚烧装置的立体结构示意图； 图13为图12的上视图； 图14为图13的C-C剖视图； 上述附图中的标记如下： 湿污泥储罐1，罐体11，搅拌电机12,搅拌桨叶，污泥泵13,污泥送料管道14,污泥回流 管道15; 污泥高压喷射装置2,喷头座组件21，缸体21-1，隔板21-1-1，污泥腔21-la，21-lb， 喷头套21-1-2,进泥口 21-1-3,回泥口 21-1-4,进气口 21-1-5,压盖21-2,喷头22,污泥通 道22-1，进泥段22a，进泥孔22a-l，密封分隔段22b，压紧锥面22b-l，进气段22c，进气孔 22c-l，压紧面22c-2,出泥段22d，清洁组件23,双作用气缸23-1，气缸杆23-1-1，第一进气 口 23-1-2,第二进气口 23-1-3,缸盖23-1-2,清洁密封垫23-2， 烘干装置3,烘干箱31，污泥进口 31-1，出料斗31-2,第一进气口 31-3,第一出气口 31- 4,第二进气口 31-5,第二出气口 31-6,第三出气口 31-7,烘干床32,驱动辊32-1，从动辊 32- 2,钢带32-3,前侧板32-4,烘干床进气口 32-4-1，烘干床出气口 32-4-2,后侧板32-5,刮 板32-6,封板32-7,驱动装置33,引风装置34,第一引风机34-1，第二引风机34-2,第三引 风机34-3,第一管路34-4,第二管路34-5,热交换器35 ; 焚烧装置4,输泥装置40,送料装置41，料斗41-1，圆筒段41-1-1，粉碎组件41-2,筛 筒41-2-1，筛孔41-2-1-1，搅拌组件41-2-2,驱动电机41-2-3,送料组件41-3,螺旋叶片 41-3-1，第二驱动电机41-3-2,喷射管41-4,气管接头41-4-1，焚烧炉42,基座42-1，出灰 槽42-1-1，底座42-2,污泥灰通道42-2-1，环形气流管42-2-2,出气口 42-2-2-1，第一挡灰 板42-2-a，第二挡灰板42-2-b，底座进气口 42-2-3,壳体42-3,保温层42-4,加热层42-5， 内筒42-6,进气孔42-6-1，污泥进口 42-7,排烟管42-8,烟气出口 42-8-1，防爆盖42-8-2， 温度传感器43 ; 烟气净化装置5,第一除尘器51，第二除尘器52,干燥塔53,电晕式除尘除臭装置54,烟 _ 55 ; 供气装置6，储气罐61，空气压缩机62，供气管道63，第一供气管道63-1，第二供气管道 63-2,第三供气管道63-3,第四供气管道63-4,第五供气管道63-5,第六供气管道63-6 ; 进气管路100。
【具体实施方式】
[0040] 本发明的方位的描述按照图1所示的方位进行，也即图1所示的上下左右方向即 为描述的上下左右方向，图1所朝的一方为前方，背离图1的一方为后方。
[0041] (实施例1、污泥干化焚烧系统） 见图1，本实施例的污泥干化焚烧系统包括湿污泥储罐1、污泥高压喷射装置2、烘干 装置3、焚烧装置4、烟气净化装置5和供气装置6。
[0042] 湿污泥储罐1包括罐体11、搅拌电机12、搅拌桨叶、污泥泵13、污泥送料管道14和 污泥回流管道15。搅拌电机12设置在罐体11的底部外侧，搅拌电机12的电机轴自下向上 伸入罐体11的内腔，电机轴与罐体11内部的搅拌桨叶连接，带动搅拌桨叶旋转。污泥泵13 设置在罐体11的底部外侧，污泥泵13的进泥口与罐体11底部的出泥口相连通，污泥泵13 的出泥口与污泥送料管道14的进泥端相连通。污泥送料管道14的出泥端与污泥高压喷射 装置2的进泥口相连通。污泥回流管道15的进泥端口与污泥喷射装置2的回泥口相连通， 污泥回流管道15的出泥端口与罐体11的侧壁上的回泥入口相连通。
[0043] 污泥高压喷射装置2安装固定在烘干装置3的烘干箱31的一侧墙板上（图1中为 左墙板)，污泥高压喷射装置2的喷头22的喷泥口与烘干箱31的污泥进口 31-1相连通。
[0044] 见图3至图7,污泥高压喷射装置2包括喷头座组件21、喷头22和清洁组件23。
[0045] 见图5,清洁组件23包括双作用气缸23-1和清洁密封垫23-2。清洁密封垫23-2 密闭固定设置在双作用气缸23-1的气缸杆23-1-1的右端头上。双作用气缸23-1的右端 和左端分别设有第一进气口 23-1-2和第二进气口 23-1-3,第一进气口 23-1-2靠近清洁密 封垫23-2设置，位于气缸23-1的右侧；第二进气口 23-1-3位于气缸23-1的左侧（图中未 画出气缸的出气口）。
[0046] 喷头座组件21包括缸体21-1和压盖21-2。压盖21-2旋合密闭固定在缸体21-1 的右端上。压盖21-2中央设有贯穿其左右的中央通孔。双作用气缸23-1由其气缸杆23-1-1 所在的一侧的缸盖23-1-2密闭固定在喷头座组件21的缸体21-1的左端上。双作用气缸 23-1的缸盖23-1-2的右侧中部设有与气缸杆23-1-1同轴的喷头安装孔。缸体21-1中部 设有隔板21-1-1，隔板21-1-1将缸体21-1内腔分成位于隔板21-1-1左侧的污泥腔21-la 和位于隔板21-1-1右侧的空气腔21-lb。隔板21-1-1中部设有贯穿其左右的通孔，通孔 处同轴密闭连接设有喷头套21-1-2。喷头套21-1-2的右端内侧设有导向锥面。缸体21-1 后侧左部设有与污泥腔21-la相通的进泥口 21-1-3。缸体21-1后侧设有与污泥腔21-la 相通的回泥口 21-1-4,回泥口 21-1-4位于进泥口 21-1-3的右侧，回泥口 21-1-4远离清洁 组件23。缸体21-1前侧设有与空气腔21-lb相通的进气口 21-1-5,进气口 21-1-5通过管 道与高压供气装置6相连。
[0047] 见 图7,喷头座组件21的缸体21-1的进泥口 21-1-3与湿污泥储罐1的污泥送料 管道14的出泥端相连通，回泥口 21-1-4与湿污泥储罐1的污泥回流管道15的进泥端相连 通。清洁组件23的双作用气缸23-1的第一进气口 23-1-2和第二进气口 23-1-3分别通过 管道和阀门与供气装置6相连通。
[0048] 见图5和图6,喷头22为钢制一体件。喷头22从左至右依次分为进泥段22a、密封 分隔段22b、进气段22c和出泥段22d。喷头22沿其轴向设有贯穿其左右的污泥通道22-1。 喷头22的进泥段22a的左端由右至左穿过喷头套21-1-2和隔板21-1-1后插入双作用气 缸23-1的缸盖23-1-2的喷头安装孔中，与气缸杆23-1-1同轴。清洁密封垫23-2位于喷头 22的污泥通道22-1中，用于将污泥通道22-1中的污泥推出喷头22外。进泥段22a沿其周 向等间隔角度设有3至5个与污泥通道22-1相通的进泥孔22a-l，本实施例为4个。4个 进泥孔22a-l为沿左右向设置的腰圆形孔。喷头22的密封分隔段22b左侧设有与喷头套 21-1-2的导向锥面相对应的压紧锥面22b-l。喷头22的压紧锥面22b-l与喷头套21-1-2 的导向锥面紧密贴合形成密闭连接。喷头22的进气段22c左部沿其周向等间隔角度设有4 至8个进气孔22c-l，本实施例为6个。各进气孔22c-l的轴线与喷头22的污泥通道22-1 的轴线的夹角α为〇度至40度，本实施例为30度。喷头22的进气段22c的右侧设有压 紧面22c-2。喷头22的出泥段22d从压盖21-2的中央通孔中向右伸出压盖21-2外，位于 缸体21-1外。位于出泥段22d的污泥通道22-1的直径为12毫米至20毫米，本实施例为 18毫米。喷头22通过压盖21-2固定设置在缸体21-1中。压盖21-2的与喷头22的进气 段22c的压紧面22c-2相接触的部分密闭连接。污泥腔21-1-1和空气腔21-1-2通过喷头 22相连通。
[0049] 污泥高压喷射装置2使用时，通过污泥泵13将罐体11内的待处理污泥通过喷头 座组件21的进泥口 21-1-3打入污泥腔21-la，污泥通过喷头22的进泥孔22a-l进入污泥通 道22-1，并沿污泥通道22-1向右运动，污泥从污泥通道22-1中喷出时的流速为lm/s至3m/ s，本实施例为2m/s。通过空气压缩机将高压热空气通过进气口 21-1-5送入空气腔21-lb， 经过喷头22的进气段22c的进气孔22c-l进入污泥通道22-1，并向右喷出，此时产生的负 压将污泥通道22-1中的污泥带出喷头22进入干燥箱31中，污泥被迅速打散成雾状，雾状 污泥的表面积大大提高，污泥的表面积瞬间可增大数万倍，从而可以大大提高吸热效率。污 泥高压喷射装置2的喷头22的污泥通道22-1需要清洁时，向清洁组件23的第二进气口 23-1-3中通气，在气压作用下，活塞由左向右运动，带动与活塞杆相连的清洁密封垫23-2 在污泥通道22-1中有左向右运动，污泥通道22-1中残留的污泥从回泥口 21-1-4流出，经 污泥回流管道15回流至储罐11中。污泥高压喷射装置2工作时，向第一进气口 23-1-2中 通气，活塞受到来自右侧的压力，清洁密封垫23-2不会进入污泥通道22-1中运动。
[0050] 见图8至图11，烘干装置3包括烘干箱31、烘干床32、驱动装置33、引风装置34 和热交换器35。
[0051] 引风装置34包括第一引风机34-1、第二引风机34-2和第三引风机34-3。
[0052] 烘干箱31的左侧中部上部设有污泥进口 31-1，污泥进口 31-1与污泥高压喷射装 置2的喷头22的喷泥口相连通。烘干箱31的下侧左部设有出料斗31-2 ;烘干箱31的前侧 右部下侧设有第一进气口 31-3 ;第一进气口 31-3通过进气管路100与相应的进气设备相 连，由进气设备提供热空气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气。烘干箱31的前侧左部下侧 设有第一出气口 31-4 ;烘干箱31的前侧左部上侧设有第二进气口 31-5 ;烘干箱31的上侧 右部设有第二出气口 31-6,上侧左部设有第三出气口 31-7。烘干箱31的右箱壁设有检修 门（说明书附图中未画出）。第一出气口 31-4通过相应的第一管路34-4与第二进气口 31-5 在烘干箱31的外部密闭连通；第一引风机34-1设置在第一管路34-4上，通过第一引风机 34-1将第一出气口 31-4出来的烟气经第二进气口 31-5送进烘干箱31中。
[0053] 见图1，第二出气口 31-6通过相应的第二管路34-5与第三出气口 31-7相连通； 第二引风机34-2设置在第二管路34-5的右端，用于将烘干箱31中的烟气抽出来，第二引 风机34-2的出气口通过管道与烟气净化装置5的进气口密闭连通。第三引风机34-3设置 在第二管路34-5的左端，用于将烟气排出烘干箱31，第三引风机34-3的出气口通过相应的 管路与热交换器35的烟气进口相连通，可以将烟气的热量收集加以利用。
[0054] 从第二出气口 31-6和第三出气口 31-7流出的气体分成两路，第一路由第二引风 机34-2抽出进入烟气净化装置5进行净化，第二路由第三引风机34-3抽入热交换器35中， 经过热交换后的气体通过管道进入污泥焚烧装置4中进行焚烧。
[0055] 见图10和图11，烘干床32设置在烘干箱31内部，包括驱动辊32-1、从动辊32-2、 钢带32-3、前侧板32-4、后侧板32-5、刮板32-6和封板32-7。前侧板32-4和后侧板32-5 均为楔形。前侧板32-4的右部设有烘干床进气口 32-4-1，左部设有烘干床出气口 32-4-2。 烘干床进气口 32-4-1与烘干箱31的第一进气口 31-3通过相应的管路密闭连通。烘干床 出气口 32-5-2与烘干箱31的第一出气口 31-4通过相应的管路密闭连通。前侧板32-4与 后侧板32-5前后对称设置在烘干箱1中，且呈左低右高设置。驱动辊32-1通过相应的轴 承转动设置在前侧板32-4与后侧板32-5的右端之间。驱动辊32-1的辊轴向后伸出烘干 箱31外，驱动辊32-1通过相应的轴承与烘干箱31的后箱壁转动密闭连接。从动辊32-2 转动设置在前侧板32-4与后侧板32-5的左端之间。钢带32-3围绕驱动辊32-1和从动辊 32-2设置，由驱动辊32-1驱动其顺时针转动。刮板32-6设置在前侧板32-4与后侧板32-5 的左端之间，用于将钢带32-3上附着的被加温干燥后的污泥剥离。封板32-7有5块，分别 设置在前侧板32-4后部上下两侧、后侧板32-5前部上下两侧和前侧板32-4与后侧板32-5 的左端之间；驱动辊32-1、钢带32-3、前侧板32-4、后侧板32-5和封板32-7之间形成基本 密闭的腔体。位于前侧板32-4与后侧板32-5的左端之间的封板32-7位于从动辊32-2与 前侧板32-4的烘干床出气口 32-4-2之间。
[0056] 驱动装置33包括电机33-1和减速箱33-2。由电机33-1通过减速箱33-2驱动烘 干床32的驱动辊32-1转动。
[0057] 污泥烘干装置3使用时，优选使用污泥焚烧产生的烟气进行烘干。通过相应的进 气设备先将烟气通过进气管路100经烘干箱31的第一进气口 31-3送入烘干床32的腔体 中，烟气的热量使钢带32-3升温到300°C左右，且不超过310摄氏度，与钢带完成热交换的 烟气由引风机抽入干燥箱31内，此时干燥箱31内的烟气温度仍高达100°C~120°C。
[0058] 湿污泥通过污泥高压喷射装置2经烘干箱31的污泥进口 31-1喷入烘干箱1中 后经过两阶段的干燥过程，首先污泥在进入烘干箱31中时被打散成雾状，瞬间增大接触面 积，与烘干箱31内充满的烟气进行热交换，此时有部分水份汽化进入烟气中，然后雾状污 泥散落在烘干床32的钢带32-3上，由于钢带32-3有300°C左右的温度，因此当污泥落在钢 带32-3上后，污泥中的水份被迅速蒸发进入干燥箱31内，污泥则附着在钢带32-3上，随钢 带32-3顺时针转动，在转动过程中保持相应温度进行进一步干燥，当污泥运动到刮板32-6 处时，被刮板32-6从钢带32-3上剥离而落入烘干箱31的出料斗31-2后排出，排出的被加 温干燥后的污泥被收集并送至相应的污泥焚烧炉进行焚烧。
[0059] 污泥干燥后，其中的水份进入烟气中，作为烟气的组成被处理，一部分烟气经第二 引风机34-2排出烘干箱31后进入烟气净化装置5,另一部分烟气由第三引风机34-3抽出 送至焚烧炉中进行焚烧，在排入至焚烧炉的过程中，烟气的部分的热量被热交换器35再次 吸收利用。本实施例中，污泥烘干装置3的第一进气口 31-3通过进气管路100与焚烧炉4 的烟气出口密闭连通。
[0060] 见图12至14,污泥焚烧装置4包括输泥装置40、送料装置41、焚烧炉42和温度传 感器43。
[0061] 见图1，所述输泥装置40为螺杆输料机，输泥装置40的进泥端与烘干装置3的出 料斗31-2的出料口密封连通，输泥装置40的出泥端与送料装置41的料斗41-1的进料口 密封连通。
[0062] 见图12和图14,送料装置41包括料斗41-1、粉碎组件41-2、送料组件41-3和喷 射管41-4。料斗41-1上部呈长方体形，下部呈上大下小的圆台形，中部为方接圆过渡。使 用时料斗41-1上端与输泥装置40的出泥端密闭连通，料斗41-1下端通过圆筒段41-1-1 密闭连通设置在喷射管41-4的中部上侧上。粉碎组件41-2包括筛筒41-2-1、搅拌组件 41 -2-2和驱动电机41-2-3。筛筒41-2 -1呈半圆柱壳形，筛筒41-2-1开口向上设置在料斗 41- 1上郃中，筛筒41-2-1沿其轴线设有若干列筛孔41-2-1-1，各列筛孔41-2-1-1均沿筛 筒41-2-1的周向设置。搅拌组件41- 2-2由一根转动轴和若干设置在转动轴上的搅拌棒构 成，转动轴沿筛筒41-2-1的轴向转动设置在料斗41-1上部上，与筛筒41-2-1同轴，且由驱 动电机41-2-3驱动其转动，从而带动各搅拌棒将脱水和加温干燥处理后的污泥打碎成粉 末状并从筛筒41-2-1的筛孔41-2-1-1中挤出。送料组件41_3包括螺旋叶片41-3-1和第 二驱动电机41-3-2。螺旋叶片41-3-1的转动轴铅垂设置，由第二驱动电机41-3-2驱动螺 旋叶片41-3-1转动。螺旋叶片41-3-1设置在料斗41-1的下部中，螺旋叶片41-3-1的下 端与料斗41-1下端的圆筒段41-1-1的内壁相接触形成密闭的螺旋输送结构，可以进行定 量输送；送料组件41-3用于将料斗中被打碎的污泥粉末送入喷射管41-4中。喷射管41-4 的左端设有气管接头41-4-1，气管接头41-4-1用于连接高压气泵；喷射管41-4的右端设 有连接法兰。喷射管41-4通过高压空气将被打碎的污泥粉末喷入焚烧炉42中。送料装置 41由相应的安装架支撑固定在烘干装置3的烘干箱31的墙壁上(说明书附图中未画出）。
[0063] 焚烧炉42包括基座42-1、底座42-2、壳体42-3、保温层42-4、加热层42-5、内筒 42- 6、污泥进口 42-7和排烟管42-8。基座42-1中部设有开口向上和向前的出灰槽42-1-1。 底座42-2设置在基座42-1上方。底座42-2中部设有贯穿其上下的污泥灰通道42-2-1， 沿底座42-2周向设有环形气流管42-2-2,环形气流管42-2-2的上侧靠内的部分沿其周 向设有若干出气口 42-2-2-1。污泥灰通道42-2-1中从上至下依次设有抽拉式第一挡灰板 42-2-a和第二挡灰板42-2-b。底座42-2右侧设有与环形气流管42-2-2相连通的底座进 气口 42-2-3。壳体42-3密闭设置在底座42-2的环形气流管42-2-2的上侧。保温层42-4、 加热层42-5和内筒42-6从外至内依次设置在壳体42-3中。加热层42-5为电加热炉丝 加热。内筒42-6下端与污泥灰通道42-2-1相通。环形气流管42-2-2的出气口 42-2-2-1 位于加热层42-5和内筒42-6之间。内筒42-6上设有若干进气孔42-6-1。污泥进口 42-7 密闭连接设置在内筒42-6的上部右侧上，由内向外穿过保温层42-4和壳体42-3后与外界 相连通。污泥进口 42-7的右端与喷射管41-4的右端密闭连通。排烟管42-8密闭设置在 壳体42-3上端上，与内筒42-6相连通。排烟管42-8的后侧设有烟气出口 42-8-1，排烟管 42-8的顶部铰接设置有防爆盖42-8-2。温度传感器43用于监测内筒42-6中的温度，并将 采集的数据反馈给相应的自动温度控制系统，自动温度控制系统采用工业控制PLC温度控 制模组进行PID精密调节，利用改变输出端占空比的频率开关控制电加热炉丝工作，本可 控制方式可以把炉内除了电加热炉丝的其他因素考虑进去实现温度的精准控制，其精度可 达± 1摄氏度，从而保证污泥粉末在800摄氏度至850摄氏度的炉温下瞬间充分燃烧，避免 产生二噁英。
[0064] 污泥焚烧装置4使用时，先通电将炉内温度升高至800摄氏度左右。污泥被脱水 和加温干燥处理后由相应的进料装置40送入料斗41-1中，污泥被粉碎组件41-2的搅拌棒 打碎成粉末状并从筛筒41-2-1的筛孔41-2-1-1中挤出，然后由送料组件41-3送入喷射管 41-4中。通过高压气泵将空气送入喷射管41-4,气流将喷射管41-4中的污泥粉末通过焚 烧炉42的污泥进口 42-7喷射进焚烧炉42的内筒中，污泥粉末进入焚烧炉42的内筒后形 成瞬间充分燃烧，从而将污泥中的病原体杀灭，将其中的有机物等有毒有害物质进行无害 化处理。
[0065] 污泥焚烧装置4的烟气出口 42-8-1通过进气管路100与烘干装置3的第一进气 口 31-3密闭连通，烘干床进气口 32-4-1与烘干箱31的第一进气口 31-3通过相应的管路 密闭连通，从而污泥焚烧装置4的焚烧产生的烟气首先进入烘干床32内腔中。
[0066] 本实施例中污泥焚烧装置4的焚烧炉42的底座进气口 42-2-3通过管道与烘干装 置3的热交换器35的烟气出口相连通，从而烘干装置3流出的混有空气的部分烟气进入焚 烧炉42中燃烧，燃烧过程中烟气中的有机物被去除。
[0067] 见图2,烟气净化装置5包括第一除尘器51、第二除尘器52、干燥塔53、电晕式除 尘除臭装置54和烟囱55。第一除尘器51的上端烟气进口与热交换器35的烟气出口相连 通，第一除尘器51的下端烟气出口与第二除尘器52的上端烟气进口相连通，第二除尘器52 的下端烟气出口与干燥塔53的下端进气口相连通，干燥塔53上端的出气口与电晕式除尘 除臭装置54的进气端相连通，电晕式除尘除臭装置54的出气端与烟囱55的下端进气口相 连通。
[0068] 所述第一除尘器51、第二除尘器52为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒。所述 干燥塔53中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽。所 述电晕式除尘除臭装置54为中国专利文献CN 202511399 U (申请号201220103060. 2)所 公开的高压高频除尘灭菌装置，该装置实际工作时产生的臭氧会氧化烟气中的臭气使得臭 气降解。所述烟囱55的下端设置水淋装置，即烟囱55的下端设置喷淋头，气体在烟囱55 中自下向上运动时首先经过水淋，进一步除去气体中的颗粒后，再从烟囱55的出口排放。
[0069] 见图1，供气装置6包括储气罐61、空气压缩机62和供气管道63。储气罐61的进 气口与空气压缩机62的出气口相连，储气罐61的出气口通过各供气管道63与污泥高压喷 射装置2和焚烧装置4的喷射管41-4相连通。
[0070] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1和第二供气管道63-2与焚烧装置4 的喷射管41-4的气管接头41-4-1相连通。
[0071] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1、第三供气管道63-3和第四供气管道 63-4与热交换器35的冷气进口相连通，热交换器35的热气出口通过第六供气管道63-6与 污泥高压喷射装置2的喷头座组件21的进气口 21-1-5相连通。
[0072] 储气罐61的出气口通过第一供气管道63-1、第三供气管道63-3和第五供气管道 63-5与污泥高压喷射装置2的清洁组件23的气缸进气口相连通。
[0073] (实施例2、污泥干化焚烧方法） 本实施例的污泥干化焚烧方法使用实施例1所述的污泥干化焚烧系统，包括以下步 骤： ①将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的污泥输送入湿污泥储罐1的罐体11 中，打开搅拌电机12使得湿污泥搅拌均匀，然后打开污泥泵13将湿污泥由罐体11中送入 污泥高压喷射装置2中。
[0074] 湿污泥从喷头座组件21的缸体21-1的进泥口 21-1-3进入污泥腔21-la，然后进 入喷头22的污泥通道22-1，打开空气压缩机，向缸体21-1的进气口 21-1-5通入高压热空 气，此时产生的负压将污泥通道22-1中的湿污泥带出喷头22进入烘干装置3的干燥箱31 中，湿污泥进入干燥箱31的瞬间被打散成雾状，湿污泥颗粒的粒径为80目~120目。
[0075] 所述高压热空气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器35,与从干燥箱31 中流出的烟气进行热量交换后得到的。
[0076] ②烘干装置3的干燥箱31中充满了温度为100°C~120°C的烟气，雾状污泥在下 降过程中其中的水份迅速变成水蒸汽，水蒸汽混合在烟气中，等待后续处理。所述l〇〇°C~ 120°C的烟气是从焚烧炉中流出的高温烟气经烘干床利用后，再流入烘干箱中的烟气。
[0077] 污泥在重力作用下最后散落在烘干床32的钢带32-3上，钢带的温度为300°C~ 310°C，污泥中的水份被迅速蒸发，污泥则附着在钢带32-3上，随钢带32-3顺时针转动，在 转动过程中保持相应温度进行进一步干燥，当污泥运动到刮板32-6处时，被刮板32-6从钢 带32-3上剥离而落入烘干箱31的出料斗31-2中，出料斗31-2中的污泥含水率为4. 5%~ 8% 〇
[0078] 所述钢带由焚烧炉中流出的烟气加热。
[0079] ③污泥焚烧装置4的输泥装置40将出料斗31-2中的干污泥输送至送料装置41 中，干污泥被打碎成粉末状后从喷射管41-4喷出，进入焚烧炉42的内筒42-6中燃烧。内 筒42-6最初由加热层42-5的电加热炉丝加热，并且由自动温度控制系统控制内筒42-6 的温度为800°C~850°C，粉末状的污泥进入内筒42-6中后瞬间燃烧，污泥燃烧时产生大 量热量，此时通过自动控制系统降低电加热炉丝的功率，维持内筒42-6的温度为800°C~ 850。。。
[0080] 自焚烧炉42中有污泥开始燃烧起，由于污泥燃烧产生的大量热量，逐渐降低电加 热炉丝的功率以维持焚烧炉42中的温度。若焚烧炉中温度一直上升接近850°C，有突破 850°C的趋势，则减少污泥进入量或者加大进气量使炉内温度下降；若焚烧炉中温度一直下 降接近800°C，有突破800°C的趋势，则增加污泥进入量或者增加电加热炉丝的功率进行电 力补偿。
[0081] 污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口 42-8-1流出，经过进气管路100进入烘干装置 3的烘干床32内腔，烟气的热量使钢带32-3升温到300°C左右，且不超过310摄氏度，烟气 的热量经烘干床32利用后，烟气被第一引风机34-1从烘干床32中引入并充满烘干箱31 中，烟气与雾状污泥接触，其中的部分水份被烟气汽化使其从污泥中脱离出来。烘干箱中 的烟气与雾状污泥热交换后，打开第二引风机34-2和第三引风机34-3,烟气从第二出气口 31-6和第三出气口 31-7流出，第一路从第二管路34 -5的右端烟气出口流出进入烟气净化 装置5进行净化，第二路由第三引风机34-3抽入热交换器35中，经过热交换后的气体通过 管道进入污泥焚烧装置4中进行焚烧。
[0082] 燃烧后的污泥灰从落在第一挡灰板42-2-a或第二挡灰板42-2-b上，由于设置了 两块挡灰板，因此抽走其中一块，污泥灰仍可以落在另一块挡灰板上，清灰过程不用中断燃 烧过程。
[0083] ④进入烟气净化装置5的烟气经过第一除尘器51、第二除尘器52除尘后，进入干 燥塔53中干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置54去除气体中的臭气，最后在烟囱55的下 部水淋后从烟囱排出。
[0084] 实施例1的装置设计成50吨至100吨的处理量，根据GB/T24602-2009和 GB18485-2014标准对从烟囱排出的气体进行检测，检测结果如下表1和表2 : 表1废气污染控制标准及本实施例检测结果
表2二噁英污染控制标准及本实施例检测结果
根据GB5085. 3-2007和GB18485-2001《生活垃圾焚烧污染控制标准》对燃烧后挡灰 板上的污泥灰进行检测，检测结果如下表3 : 表3残渣污染控制标准及本实施例检测结果
【主权项】
1. 一种污泥干化焚烧系统，其特征在于：包括湿污泥储罐（1)、污泥高压喷射装置（2)、 烘干装置（3)、焚烧装置（4)、烟气净化装置（5)和供气装置（6); 湿污泥储罐（1)包括罐体（11)和污泥送料管道（14)，污泥送料管道（14)的出泥端与污 泥高压喷射装置（2)的进泥口相连通； 污泥高压喷射装置（2)安装固定在烘干装置（3)的烘干箱（31)的一侧墙板上，包括喷 头座组件（21)和喷头（22)，喷头座组件（21)设有进泥口（21-1-3)和进气口（21-1-5);污 泥高压喷射装置（2)的喷头（22)的喷泥口与烘干箱（31)的污泥进口相连通，喷头（22)内 设有污泥通道（22-1); 烘干装置（3)包括烘干箱（31)、烘干床（32)、驱动装置（33)、引风装置（34)和热交换器 (35)，烘干床（32)设置在烘干箱（31)内部，驱动装置（33)与烘干床（32)的驱动辊连接； 烘干箱（31)设有第一进气口（31-3)、第一出气口（31-4)、第二进气口（31-5)、第二出 气口（31-6)和第三出气口（31-7); 烘干箱（31)的第一进气口（31-3)通过进气管路（100)与相应的进气设备相连，由进气 设备提供热空气或污泥焚烧后产生的带热量的烟气，第一进气口（31-3)通过相应的管路与 烘干床（32)的烟气进口密闭连通，烘干箱（31)的第一出气口（31-4)通过相应的管路与烘 干床（32)的烟气出口密闭连通； 第二进气口（31-5)、第二出气口（31-6)和第三出气口（31-7)与烘干箱（31)内腔连通， 第一出气口（31-4)通过相应的第一管路（34-4)与第二进气口（31-5)在烘干箱（31)的外 部密闭连通，第一引风机（34-1)设置在第一管路（34-4)上；第二出气口（31-6)通过相应的 第二管路（34-5)与第三出气口（ 31-7)相连通；第二引风机（34-2)设置在第二管路（34-5) 的右端，用于将烘干箱（31)中的烟气抽出来；第二引风机（34-2)的出口通过管道与烟气净 化装置（5)的进气口密闭连通；第三引风机（34-3)设置在第二管路（34-5)的左端，第三引 风机（34-3)的出气口通过相应的管路与热交换器（35)的烟气进口相连通； 焚烧装置（4 )包括输泥装置（40 )、送料装置（41)、焚烧炉（42 )和温度传感器（43 )，输泥 装置（40 )的进泥端与烘干装置（3 )的出料口密封连通，输泥装置（40 )的出泥端与送料装置 (41)的进料口密封连通，送料装置（41)的出料口与焚烧炉（42)的进料口密封连通； 供气装置（6)的出气口通过各供气管道（63)与污泥高压喷射装置（2)和焚烧装置（4) 的送料装置（41)相连通。2. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：污泥高压喷射装置（2)的喷 头（22)的位于出泥段的污泥通道（22-1)的直径为12毫米至20毫米； 烘干箱（31)的第一进气口（31-3)通过进气管路（100)与焚烧装置（4)的焚烧炉（42) 的烟气出口相连通。3. 根据权利要求2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：供气装置（6)包括储气罐 (61)、空气压缩机（62)和供气管道（63)，储气罐（61)的出气口通过第一供气管道（63-1)、 第三供气管道（63-3)和第四供气管道（63-4)与热交换器（35)的冷气进口相连通，热交换 器（35)的热气出口通过第六供气管道（63-6)与污泥高压喷射装置（2)的喷头座组件（21) 的进气口（21-1-5)相连通。4. 根据权利要求2所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：热交换器（35)的烟气出口 与污泥焚烧装置（4)的焚烧炉（42)的进气口相连通。5. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：湿污泥储罐（I)还包括搅拌 电机（12 )、搅拌桨叶和污泥回流管道（15 )，搅拌电机（12 )设置在罐体（11)的底部外侧，搅 拌电机（12)的电机轴自下向上伸入罐体（11)的内腔，电机轴与罐体（11)内部的搅拌桨叶 连接；污泥回流管道（15)的进泥端口与污泥喷射装置（2)的回泥口相连通，污泥回流管道 (15)的出泥端口与罐体（11)的侧壁上的回泥入口相连通。6. 根据权利要求1所述的污泥干化焚烧系统，其特征在于：烟气净化装置（5)包括第一 除尘器（51)、第二除尘器（52)、干燥塔（53)、电晕式除尘除臭装置（54)和烟囱（55);第一除 尘器（51)的上端烟气进口与热交换器（35)的烟气出口相连通，第一除尘器（51)的下端烟 气出口与第二除尘器（52)的上端烟气进口相连通，第二除尘器（52)的下端烟气出口与干 燥塔（53)的下端进气口相连通，干燥塔（53)上端的出气口与电晕式除尘除臭装置（54)的 进气端相连通，电晕式除尘除臭装置（54)的出气端与烟囱（55)的下端进气口相连通； 所述第一除尘器（51)、第二除尘器（52)为旋风除尘器，用于除去烟气中的颗粒；所述 干燥塔（53)中自下向上放置若干隔层，每层隔层上放置干燥剂，用于除去烟气中的水汽； 所述电晕式除尘除臭装置（54)用于除去烟气中的颗粒和臭气；所述烟囱（55)的下端设置 水淋装置。7. -种如权利要求1所述的污泥干化焚烧系统干化焚烧污泥的方法，其特征在于包括 以下步骤： ① 将城市污水处理厂产生的含水率为75%~85%的湿污泥输送入湿污泥储罐（1)的罐 体（11)中，打开污泥泵（13)将湿污泥由罐体（11)中送入污泥高压喷射装置（2)中；打开空 气压缩机和储气罐，向污泥高压喷射装置（2)的进气口（21-1-5)通入高压热空气，此时产 生的负压将湿污泥带出喷头（22)进入烘干装置（3)的干燥箱（31)中，湿污泥进入干燥箱 (31) 的瞬间被打散成雾状； ② 烘干装置（3)的干燥箱（31)中充满了温度为100 °C~120 °C的烟气，雾状污泥在下 降过程中与烟气热交换；污泥在重力作用下最后散落在烘干床（32)上，烘干床（32)表面的 温度为300°C~310°C，污泥中的水份迅速蒸发，污泥附着在烘干床（32)表面上，随烘干床 (32) 表面移动，在移动过程中进一步干燥，污泥最后被刮板从烘干床（32)表面上剥离而落 入烘干箱（31)的出料斗中； ③ 污泥焚烧装置（4 )的输泥装置（40 )将出料斗中的干污泥输送至送料装置（41)中，干 污泥被打碎成粉末状后进入焚烧炉（42)的中燃烧；污泥燃烧后产生的烟气从烟气出口流 出，经过进气管路（100)进入烘干装置（3)的烘干床（32)内腔； ④ 燃烧后产生的高温烟气先进入烘干床（32)内腔，从烘干床（32)内腔流出后再进入 干燥箱（31)内腔，烟气与湿污泥完成热交换后从干燥箱（31)内腔流出，一部分烟气进入烟 气净化装置（5)，烟气经过第一除尘器（51)、第二除尘器（52)除尘后，进入干燥塔（53)中 干燥，然后流入电晕式除尘除臭装置（54)去除气体中的臭气，最后在烟囱（55)的下部水淋 后从烟囱排出，从干燥箱（31)内腔流出的另一部分烟气经过热交换器（35)后进入焚烧炉 (42)中燃烧。8. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：步骤①所用的高压热空 气是从储气罐流出的高压冷空气经过热交换器（35)，与从干燥箱（31)中流出的烟气进行 热量交换后得到的；污泥从污泥高压喷射装置（2)中喷出时的流速为lm/s至3m/s。9. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：焚烧炉（42)内控制温度 为 80(TC~850°C。10. 根据权利要求7所述的干化焚烧污泥的方法，其特征在于：步骤②烘干结束后，烘 干箱（31)的出料斗中污泥的含水率为5%~10%。
【专利摘要】本发明公开了一种污泥干化焚烧系统和方法，包括湿污泥储罐、污泥高压喷射装置、烘干装置、焚烧装置、烟气净化装置和供气装置；湿污泥储罐的污泥送料管道的出泥端与污泥高压喷射装置的进泥口相连通；污泥高压喷射装置的喷头的喷泥口与烘干箱的污泥进口相连通；烘干装置的第一烟气出口与焚烧装置的进气口相连通，烘干装置的第二烟气出口与烟气净化装置相连通；焚烧装置的烟气出口与烘干装置相连通。本发明的污泥干化焚烧系统利用污泥焚烧时产生的高温烟气所携带的热量对湿污泥进行干燥，污泥干燥阶段完全利用污泥焚烧产生的热量，不需要使用其他能源。
【IPC分类】C02F11/18, B01D53/26, B01D53/32, F23G7/00, C02F11/12, B01D50/00
【公开号】CN104891769
【申请号】CN201510306826
【发明人】贺国清, 唐政
【申请人】常州振业机械设备有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日
最新回复(0)