分析回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用與思考

紀(jì)偉勇 項(xiàng)樂(lè)群 姬志國(guó)

浙江三聯(lián)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>

分析回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用與思考

紀(jì)偉勇 項(xiàng)樂(lè)群 姬志國(guó)

浙江三聯(lián)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?/p>

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工業(yè)化水平不斷提高，但生態(tài)污染問(wèn)題卻愈加嚴(yán)重，嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類生存。近些年來(lái)，我國(guó)水處理相關(guān)領(lǐng)域取得了極大進(jìn)步，污泥處理技術(shù)也在不斷發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)就是其中之一。因此，本文重點(diǎn)探究回轉(zhuǎn)窯焚燒的應(yīng)用原則與技術(shù)原理，進(jìn)而分析回轉(zhuǎn)窯焚燒在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用。

回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)；污泥干化焚燒；技術(shù)原理；應(yīng)用

1 引言

隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程不斷發(fā)展，工業(yè)化水平不斷提高，但卻造成了嚴(yán)重的生態(tài)污染，我國(guó)廢水、污水等污染問(wèn)題愈加嚴(yán)重。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，再加上國(guó)家對(duì)污水、污泥處理的重視程度不斷提高，因此，近些年我國(guó)污水、污泥處理能力也在不斷增加。對(duì)于污泥來(lái)說(shuō)，污泥中含有及其復(fù)雜的有機(jī)成分，如蛋白質(zhì)、洗滌劑、腐蝕物等，如果不對(duì)其進(jìn)行妥善處理，會(huì)導(dǎo)致污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，從而造成二次污染，擴(kuò)大污染范圍。回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥處理中發(fā)揮著巨大作用，能夠有效提高污泥處理效率與質(zhì)量，從而降低污泥對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)能夠健康發(fā)展。

2 污泥焚燒技術(shù)設(shè)備選型要求分析

2.1 貫徹污泥焚燒適宜性原則

在污泥進(jìn)行干化焚燒過(guò)程中，能夠有效分解或破壞污泥中的有機(jī)質(zhì)，最大程度上降低污泥體積。當(dāng)污泥內(nèi)的有害物含量較高、無(wú)法簡(jiǎn)單處理時(shí)，通常都會(huì)采用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)，通過(guò)焚燒的形式處理污泥。再者，由于回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)只是焚燒技術(shù)中的一項(xiàng)技術(shù)，針對(duì)不同地區(qū)、不同污染情況需要合理選擇焚燒方法。

2.2 污泥焚燒設(shè)備選擇與分析

通常情況下，常見(jiàn)的污泥焚燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)窯焚燒爐、機(jī)械爐排式焚燒爐、流化床式焚燒爐等。第一，流化床式。該種焚燒爐主要應(yīng)用與劣質(zhì)材料焚燒中，具備傳熱速度快、處理單位面積大、與空氣接觸率高、燃燒徹底、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等有點(diǎn)，應(yīng)用范圍非常廣泛。但硫化式焚燒爐對(duì)焚燒物的體積要求較高，并且要配備輔助設(shè)備，提高了投資量，并且會(huì)不斷浪費(fèi)床料，對(duì)電能損耗較大，煙氣除塵配套要求高。這些不足也是造成在當(dāng)今污泥干化焚燒中流化床式焚燒爐已經(jīng)不是首選設(shè)備。第二，機(jī)械式鏈條爐在我國(guó)電力行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，并在上個(gè)世紀(jì)末應(yīng)用在污泥干化焚燒中處理中。機(jī)械是鏈條爐中的上層物料能夠與助燃空氣接觸條件非常好，并且對(duì)廢物預(yù)處理程度要求相對(duì)較低。但是鏈條爐對(duì)對(duì)材質(zhì)要求較高，對(duì)無(wú)聊含水耐沖力較差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大型加工制造，同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫酸。第三，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐在冶金、建材、化工、環(huán)保等領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，回轉(zhuǎn)窯焚燒通過(guò)不斷反轉(zhuǎn)、持續(xù)攪拌、受熱面積大、熱利用率高、制造簡(jiǎn)單、維修方便等特點(diǎn)。但是爐體的體積相對(duì)較大，需要較大的占地面積，并且對(duì)窖尾、窖頭間的連接密封組件精度要求高。但其優(yōu)點(diǎn)也不容忽視：回轉(zhuǎn)窯焚燒能夠處理各種形態(tài)的污泥與廢物，對(duì)物料的適用范圍相對(duì)較廣，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性高，焚燒污泥時(shí)間停留時(shí)間長(zhǎng)，能夠保障廢物燃盡率在99.99%以上。并且在近些年發(fā)展當(dāng)中，回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)愈加成熟，廢物入爐進(jìn)料和出渣都非常方便，因此，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐已經(jīng)成為污泥干化焚燒處理中的首選設(shè)備。

3 回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)的運(yùn)作原理分析

在回轉(zhuǎn)窯焚燒爐運(yùn)作當(dāng)中，物料需要通過(guò)回轉(zhuǎn)窯爐、二燃室、余熱利用，最終實(shí)現(xiàn)污泥干化焚燒處理工藝。

3.1 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐工作原理

污泥通過(guò)窖尾頭筒體的高端進(jìn)入到回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中。由于筒體存在向下傾斜和緩慢的回轉(zhuǎn)作用，這時(shí)污泥會(huì)隨著滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)方向翻轉(zhuǎn)，并且沿著軸向從高端逐漸朝向低端移動(dòng)。最后，所生成的熟料爐渣經(jīng)過(guò)窖頭進(jìn)入到冷卻系統(tǒng)中冷卻。燃料主要是由窯頭噴入窖內(nèi)，待到燃燒所產(chǎn)生的廢氣和污泥進(jìn)行交換過(guò)后，由窖尾排出。

3.2 二燃室單元

二燃室主要是由出口高溫?zé)煹?、下部箱體、上部筒體、爐強(qiáng)吊架、檢查人孔門(mén)等組成。二燃室的主要作用就是將回轉(zhuǎn)窯中未燃燒完全的污泥進(jìn)行二次燃燒。為了能夠提高二次燃燒效率，需要嚴(yán)格控制燃燒室的形狀以及煙氣停留時(shí)間。合理設(shè)計(jì)二燃室形狀能夠保障參與顆粒物與氧氣和煙氣均勻接觸，煙氣在室內(nèi)停留時(shí)間能夠進(jìn)一步提高反應(yīng)時(shí)間。通常情況下，二燃室的溫度需要大于1100℃，煙氣停留時(shí)間大于2S，這樣才能夠保障爐內(nèi)的殘留物質(zhì)充分燃燒。此外，二燃室的另一個(gè)目的就是將爐內(nèi)的煙氣、灰塵相分離，飛灰分離通過(guò)二燃室的加熱效果持續(xù)上升，同時(shí)由于煙氣顆粒物會(huì)受到重力影響，從而沉降在二燃室底部的濕氣排渣裝置當(dāng)中，待到灰渣落入到水池中會(huì)瞬間冷卻、聚合，進(jìn)而將其排出。

3.3 余熱利用系統(tǒng)

在回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中通常會(huì)設(shè)有余熱利用系統(tǒng)，主要是將焚燒爐運(yùn)作所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)行二次利用，從而產(chǎn)生出蒸汽，降低整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高污泥干化處理的經(jīng)濟(jì)效益，降低尾氣處理負(fù)荷問(wèn)題。但是污泥分化爐與普通焚化爐還有一定的差異，包括運(yùn)行條件、運(yùn)行介質(zhì)等，余熱回收必須要在保障焚燒系統(tǒng)運(yùn)行安全與防治二次污染的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

4 回轉(zhuǎn)窯焚燒爐維護(hù)與污泥處理優(yōu)勢(shì)

4.1 維護(hù)工作

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐作為污泥焚燒處理中重要的設(shè)備之一。在污泥焚燒過(guò)程中，通過(guò)利用回轉(zhuǎn)窯爐將脫水后的污泥進(jìn)行干燥處理，之后在筒體后部利用高溫氧化技術(shù)來(lái)去除污泥中的有機(jī)質(zhì)，將其燃燒成少量的灰燼；污泥顆粒在回轉(zhuǎn)窯中高溫狀態(tài)能夠通過(guò)重載交變低速周期轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)備附件檢修以及回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的操作水平直接影響著回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運(yùn)行安全性與運(yùn)行效率。在傳動(dòng)裝置保養(yǎng)過(guò)程中，需要加強(qiáng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑度，這樣才能夠保障轉(zhuǎn)動(dòng)部件的運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中支撐裝置來(lái)說(shuō)，其安裝精度直接影響著焚燒爐是否能夠安全運(yùn)行，并在運(yùn)用過(guò)程中控制格擋拖輪荷載量的均衡度以及拖輪組的形式。魚(yú)鱗片、迷宮節(jié)、繩索結(jié)構(gòu)等密封裝飾會(huì)直接影響到回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運(yùn)行成本與安全性。

4.2 優(yōu)勢(shì)分析

回轉(zhuǎn)窯焚燒爐作為污泥干化焚燒的主要處理基礎(chǔ)，通過(guò)分析回轉(zhuǎn)窯焚燒爐的運(yùn)行原理得知，其能夠?qū)⑤椛鋫鳠帷?duì)流傳熱、熱傳遞三種傳熱方式的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到了極致，熱效率非常高。高溫污泥會(huì)直接與耐火材料接觸形成窯皮，這對(duì)保護(hù)耐火材料十分有益。再者，回轉(zhuǎn)窯焚燒爐對(duì)進(jìn)料污泥含水率區(qū)間要求不高，應(yīng)用十分廣泛，對(duì)污泥的形態(tài)沒(méi)有要求。并且，由于回轉(zhuǎn)窯焚燒爐中含有二燃室，具有較強(qiáng)的氣相湍流度，是的高溫?zé)煔鉀](méi)有燃燒的污泥徹底燃盡，這樣就能夠?qū)⑽勰嘀械挠卸疚镔|(zhì)全部分解，其溫度調(diào)節(jié)可控性也相對(duì)較高。

5 回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)在污泥干化焚燒處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 合理運(yùn)用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)

由于污泥干化焚燒技術(shù)的種類非常繁多，已經(jīng)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展格局。因此，在應(yīng)用過(guò)程中，必須要根據(jù)工程特點(diǎn)、項(xiàng)目狀況、擬建規(guī)模、污泥泥質(zhì)等特點(diǎn)，從而開(kāi)展全方位、針對(duì)性的選擇與借鑒，綜合確定污泥處理的基礎(chǔ)路線。

5.2 設(shè)置爐排

在應(yīng)用回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)過(guò)程中，為了保障污泥泥質(zhì)出現(xiàn)變化，如果污泥中的含灰量較多的情況下，污泥物料不能充分燃燒，可以在二燃室下部安裝一個(gè)爐排。這樣回轉(zhuǎn)窯中尾部沒(méi)有徹底燃燒的固廢污泥與爐渣，就能夠回轉(zhuǎn)窖尾區(qū)域落到爐排中繼續(xù)燃燒直到燃燒殆盡后在排渣，從而避免進(jìn)料污泥泥質(zhì)不均等問(wèn)題，并且能夠保障污泥爐渣灼減合格率。

5.3 采用間接換熱降溫型干式冷渣器

由于爐渣排水由水淬刮板出渣中增加了含水量，從而提高了水資源的使用量以及污水處理量，特別是爐渣浸水后會(huì)導(dǎo)致重量增加，最終提高了外運(yùn)處置的成本。為了能夠降低廢物的運(yùn)輸成本，我們必須要從運(yùn)行管理出發(fā)，應(yīng)用源頭設(shè)計(jì)和技術(shù)改良等渠道，采用簡(jiǎn)潔換熱降溫型的干式冷渣器出渣，從而降低實(shí)際運(yùn)行成本，這樣不僅能夠貫徹節(jié)能減排的理念，同時(shí)也能夠減少資源浪費(fèi)以及氣、水、渣等對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

5.4 加強(qiáng)回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝配置

在污泥干化分焚燒投資與設(shè)計(jì)階段中，需要對(duì)回轉(zhuǎn)窯焚燒技術(shù)進(jìn)行綜合判斷、充分考慮，最終確定技術(shù)路線工藝配置，盡可能避免單線投資設(shè)計(jì)形式。例如在生產(chǎn)線設(shè)備故障檢測(cè)狀態(tài)停止時(shí)，污泥是否需要進(jìn)行外運(yùn)處置。由此可見(jiàn)，在工程決策階段，需要重要考慮備用設(shè)備是否能夠滿足工程要求，并且要提高工況應(yīng)急能力。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠降低無(wú)您對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)廢物利用，我們必須要加強(qiáng)污泥焚化處理工作。本文重點(diǎn)探究了污泥焚燒技術(shù)設(shè)備選型要求、運(yùn)作原理、維護(hù)與污泥處理優(yōu)勢(shì)以及污泥處理中的應(yīng)用要點(diǎn)，旨在提高污泥焚燒處理效率，保障生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。

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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.014