污泥高温等离子玻璃化技术

　　申请日2014.10.28

　　公开(公告)日2015.03.04

　　IPC分类号C02F11/00; F23G7/00; C02F11/10

　　摘要

　　一种污泥高温等离子玻璃化装置，其结构是，污泥燃烧器的一端设有助燃剂入口和污泥入料口，污泥燃烧器的另一端分别连接于第一捕收器的上端和管道的一端;第一捕收器的下端连接于玻璃化炉的上端，玻璃化炉的下端设有用于排出熔融态的污泥的尾渣出口，玻璃化炉连接有第一高温等离子火炬;管道的另一端连接于第二捕收器的上端，且设有用于排出烟气的尾气出口，收集管道的两端分别连接于第二捕收器的下端和玻璃化炉，管道连接有第二高温等离子火炬。本实用新型装置结构简单，占地面积小，处理过程由PLC自动控制，不需要人工操作和干预，处理时不排放有害气体，也不产生有毒气体，污泥处理彻底且效率高、适应范围广。

　　权利要求书

　　1.一种污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，它包括污泥燃烧器、第一捕收器、 玻璃化炉、第一高温等离子火炬、第二捕收器、收集管道、第二高温等离子火炬、管道和 尾渣出口，所述污泥燃烧器的一端设有助燃剂入口和污泥入料口，污泥燃烧器的另一端分 别连接于第一捕收器的上端和管道的一端;

　　第一捕收器的下端连接于玻璃化炉的上端，玻璃化炉的下端设有用于排出熔融态的污 泥的尾渣出口，玻璃化炉连接有第一高温等离子火炬;

　　管道的另一端连接于第二捕收器的上端，且设有用于排出烟气的尾气出口，收集管道 的两端分别连接于第二捕收器的下端和玻璃化炉，管道连接有第二高温等离子火炬。

　　2.如权利要求1所述的污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，所述污泥燃烧器的 端部沿第一捕收器的外壁呈一弧形结构并与第一捕收器连通。

　　3.如权利要求1所述的污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，所述管道与第二捕 收器的连接端沿第二捕收器的外壁呈一弧形结构后并与第二捕收器连通。

　　4.如权利要求1所述的污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，所述第二高温等离 子火炬有两个或两个以上，它们绕着管道轴线均匀布置。

　　5.如权利要求1至4任意一项所述的污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，所述 污泥高温等离子玻璃化装置还包括实现污泥自动化处理操作控制的PLC自动控制系统，所 述PLC自动控制系统包括用于监控装置内压力、污泥入料口进入的污泥流速、助燃剂入口 进入的助燃剂流量、污泥燃烧器内温度、玻璃化炉内温度以及管道内温度的传感器、与传 感器电连接的控制器和若干个执行控制器控制指令的电控装置。

　　6.如权利要求5所述的污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，所述电控装置包 括用于控制污泥入料口进入的污泥流速和助燃剂入口进入的助燃剂流量的阀门装置以及 控制第一高温等离子火炬和第二高温等离子火炬点火温度的火炬温度调节装置。

　　说明书

　　一种污泥高温等离子玻璃化装置

　　技术领域

　　本实用新型涉及污泥处理设备，尤其涉及一种污泥高温等离子玻璃化装置。

　　背景技术

　　常规污泥是污水处理厂对污水进行净化处理后的产物，污泥的特点是：1、成分十分复 杂，呈胶体状，性质不稳定，易腐化发臭;2、重金属、有毒有害污染物的含量高;3、含水率高，脱水性差，不易脱水;4、含大量病原菌及寄生虫卵等。若不合理地处理此类污 泥，将对环境和人类及动物健康造成较大的危害。

　　当前主要的处置工艺有：一厌氧发酵;二好氧发酵;三协同焚烧(包括水泥厂协同焚烧、 电厂协同焚烧、垃圾协同焚烧等);四简单填埋;五生产肥料。现有上述污泥处置技术工 艺存在以下几个主要的技术缺点：1、厌氧发酵处置过程和效果受污泥成分变化影响较大， 处置效率低;2、好氧消化污泥处理方式能耗较高，基础投资大，受污泥的成分变化影响 大;3、协同焚烧处置过程可产生二恶英等有毒气体，不能解决污泥中重金属等有毒有害 物质的污染问题;4、简单填埋逐渐被禁止，这种方法可产生严重的环境污染问题;5、污 泥生产肥料中含有重金属等污染物，仅可用作园林绿化，且存在引起环境污染的风险。

　　目前，干化处理工艺和处置工艺的组合便构成了当前污泥处理处置的主要技术路线。但 由于污泥量较大，干化需要消耗能源，成本费用很高，填埋又浪费土地资源，污泥自身有 一定的热值，因此可以进行玻璃化实现污泥的处置。但是，目前的污泥玻璃化处理设备大 多结构复杂，控制难度也大，处理效率低，其在处理过程中产生的烟气排放极易引起二次 污染;例如中国专利ZL 201420139125.8公开的一种玻璃化污泥处置系统，它无法对污泥 进行分类捕获处理，这种无差别玻璃化处置过程会造成极大的能耗，对烟气的洗涤处理不 仅成本高，还无法彻底避免污泥处理过程中的二次污染的可能。

　　实用新型内容

　　本实用新型的目的是提供一种污泥高温等离子玻璃化装置，它具有结构简单，控制方 便和污泥处理效率高的优点。

　　本实用新型是这样来实现的，一种污泥高温等离子玻璃化装置，其特征在于，它包括 污泥燃烧器、第一捕收器、玻璃化炉、第一高温等离子火炬、第二捕收器、收集管道、第 二高温等离子火炬、管道和尾渣出口，所述污泥燃烧器的一端设有助燃剂入口和污泥入料 口，污泥燃烧器的另一端分别连接于第一捕收器的上端和管道的一端;

　　第一捕收器的下端连接于玻璃化炉的上端，玻璃化炉的下端设有用于排出熔融态的污 泥的尾渣出口，玻璃化炉连接有第一高温等离子火炬;管道的另一端连接于第二捕收器的 上端，且设有用于排出烟气的尾气出口，收集管道的两端分别连接于第二捕收器的下端和 玻璃化炉，管道连接有第二高温等离子火炬。

　　优选的是：所述污泥燃烧器的端部沿第一捕收器的外壁呈一弧形结构并与第一捕收器 连通。

　　优选的是：所述管道与第二捕收器的连接端沿第二捕收器的外壁呈一弧形结构后并与 第二捕收器连通。

　　优选的是：所述第二高温等离子火炬有两个或两个以上，它们绕着管道轴线均匀布置。

　　所述污泥高温等离子玻璃化装置还包括实现污泥自动化处理操作控制的PLC自动控制 系统，所述PLC自动控制系统包括用于监控装置内压力、污泥入料口进入的污泥流速、助 燃剂入口进入的助燃剂流量、污泥燃烧器内温度、玻璃化炉内温度以及管道内温度的传感 器、与传感器电连接的控制器和若干个执行控制器控制指令的电控装置。所述电控装置包 括用于控制污泥入料口进入的污泥流速和助燃剂入口进入的助燃剂流量的阀门装置以及 控制第一高温等离子火炬和第二高温等离子火炬点火温度的火炬温度调节装置。

　　本实用新型的有益效果为：1、不产生有害气体排放。气体排放前经高温等离子火炬 整理，有效去除其中的氮氧化物、硫化物等有害物质;2、不产生有毒气体。污泥玻璃化 炉内温度高于1500℃，处理过程中不会产生二恶英、呋喃等有毒物质;3、污泥处理彻 底。处理温度超过1500℃，高于污泥灰熔点，使污泥实现彻底处置;4、处理后的污泥可 方便进行建材利用。处理后的污泥呈现熔融态，经尾渣出口排出后可经离心法制成建筑保 温材料岩棉或玻璃砂等，实现污泥的资源化利用。5、装机功率小，节能环保。整个玻璃 化炉中无动力元件，粉状污泥经燃烧器喷入后可自持燃烧，充分节约能源。6、适应范围 广。可适应于市政污泥、煤泥、工业污泥等各种污泥的处置。7、结构简单，占地面积小。 本设备采用模块化设计，占地面积小，且可根据实际情况进行组合。