焚烧
焚烧是完全燃烧,这是快速放热氧化污泥的可燃元素。脱水污泥将点燃的温度在- 420到500°C(788到932°F)氧气的存在。温度760 - 820°C(1400到1508°F)是完全燃烧所需的有机固体。在污泥焚烧结束,有机固体转化为氧化产品,主要是二氧化碳,水蒸气和灰。颗粒和其他气体也将出现在排气,决定治疗方案的选择之前的废气排气到大气中。
主要优势和焚烧的缺点相对于其他的方法污泥稳定表8.3中列出。污泥是焚烧如果它的利用率是不可能的或经济上不可行,如果存储区域是有限的或不可用,在这种情况下,它需要卫生的原因。
的主要参数之一污泥焚烧是污泥水分。污泥饼30到50%固体(50至70%水分)是自发的;也就是说,它可以在没有辅助燃料燃烧。与20 - 30%固体污泥饼(70 - 80%水分)可能需要一个辅助燃料燃烧。因此,在焚烧,污泥的含水率应减少机械脱水或热干燥。
表8.3焚烧的优缺点
优势
缺点
1。减少湿污泥饼的体积和重量约95%,从而减少处理的要求。
2。病原体被彻底摧毁。
3所示。破坏或减少毒素。
4所示。可能恢复能量通过废物的燃烧,从而减少能源的总体支出。
1。高资本和运营成本。
2。减少了有机固体残馀的潜在有益的使用。
3所示。高技能和经验丰富的操作和维护人员。
4所示。如果残差(灰)超过规定的最大污染物浓度,他们可能会被列为危险废物,这需要特别的处理。
5。排放到大气中(颗粒和其他有毒或有害排放)需要广泛的治疗,确保环境保护。
表8.4加热的污泥和其他残差值
干燥的固体
干燥的固体
表8.4加热的污泥和其他残差值
类型的污泥/残留 |
MJ /公斤 |
英热单位/磅 |
精神分裂症一般 |
8600 - 12000 |
|
活性污泥 |
16 - 22 |
6900 - 9500 |
10 - 15 |
4300 - 6500 |
|
油脂和污垢 |
39 |
16800年 |
放映 |
21 |
9000年 |
污泥焚烧的另一个重要参数是污泥的热值。它代表的数量释放热量每单位质量的固体。从污泥释放的热量是一个函数的类型和可燃元素出现在污泥。污泥的主要可燃元素(和大多数可用的辅助燃料)是碳、氢、硫。碳燃烧二氧化碳的热值34 MJ /公斤(14.6 x 103 Btu /磅),氢热值144 MJ /公斤(62 x 103 Btu /磅),和硫磺的热值10 MJ /公斤(4.5 x 103 Btu /磅)。因此,任何变化的碳、氢、硫污泥含量将提高或降低其热值。表8.4显示了不同的加热值类型的污泥,油脂和污垢,放映。
8.3.1焚烧的方法
在高炉污泥焚烧的过程可以分为以下阶段:加热、干燥、蒸馏的挥发性物质,燃烧有机燃料的问题,和煅烧烧残碳。污泥加热到100°C (212°F),然后干燥它大约在200°C (392°F)消耗的主要热量,通常所需的焚烧过程。这些参数的选择也会影响的大小主要和辅助设备,因此,确定成本。在干燥过程中水分蒸发区,一起解放与水分的挥发性物质,这些物质有时导致令人不快的气味。
污泥的燃烧发生在温度200至500°C(392和932°F),由于火焰的热辐射和燃烧室的白炽的墙壁,以及对流传热的废气。火山灰的一部分污泥的煅烧完成其冷却温度可以从网站删除。
炉的设计温度不应超过灰的熔点(通常,大约1050°C (1922°F)],不应低于700°C (1292°F),从而提供可靠的脱臭的气体。污泥焚烧系统应该提供完全燃烧的有机部分污泥利用废气的热量。
脱水污泥的燃烧炉的选择是由污泥含水率和非粘结碳化残留物的性质。第一个属性不包括燃烧的可能性污泥直接在火焰或旋风炉没有预干燥,第二属性不包括排水道的污泥燃烧的可能性;因此,目前,多室,流化床,旋转滚筒炉是最常用的。以下各部分将描述这些熔炉。
多室焚烧系统的流程图多室炉提出了如图8.7所示。炉壳是一个垂直的钢
1 -带式输送机,2 -污泥进料口,3 -螺旋加料器,4 -多层炉炉、外部炉、5 - 6 -草案鼓风机,7 -炉轴、冷却风机、8 - 9 -发泄,10 -再循环管、11 -洗涤器,12 -风机、13 -堆栈,14 -灰槽,15 -灰泥浆泵,16 - Pnuematic运输鼓风机,17 -门馈线,18 -气旋放电装置,19 -排灰斗,20 -气体调节器,21 -燃气管、22 -水管,23 -灰管,24 -污水管,25 -空气管。
1 -带式输送机,2 -污泥进料口,3 -螺旋加料器,4 -多层炉炉、外部炉、5 - 6 -草案鼓风机,7 -炉轴、冷却风机、8 - 9 -发泄,10 -再循环管、11 -洗涤器,12 -风机、13 -堆栈,14 -灰槽,15 -灰泥浆泵,16 - Pnuematic运输鼓风机,17 -门馈线,18 -气旋放电装置,19 -排灰斗,20 -气体调节器,21 -燃气管、22 -水管,23 -灰管,24 -污水管,25 -空气管。
图8.7多室焚烧的流程图。
缸6到8米(20至26英尺)直径内部加装了耐火砖或耐热混凝土。炉是将垂直分成7到9耐火火塘。垂直旋转轴穿过炉的中心,耙的水平框架的机制,由耐热铸铁,粘贴。每个炉材料转移开口位于另外一个壁炉的边缘和中心部分邻炉。
污泥输送机的进料口,然后移动到最炉的炉。污泥是感动耙子转移开口,它滴下炉,继续前往下灶台。这提供了污泥质量的连续运动相反的方向热燃烧空气。使用rake机制来移动和分手的团污泥强化干燥和燃烧过程。垂直轴和耙机制框架是中空的,冷却的空气由鼓风机。这一小部分空气通过一个特殊的空气管进入ash-cooling区然后去污泥燃烧区。多室炉操作与过量空气供应的50%。空气的数量通常是自动控制监测废气中的氧浓度的氧分析仪。点火并维持稳定运行,炉配备三个或四个燃烧器和供应压力。
上部腔体炉构成了湿润污泥干燥区,主要部分水分蒸发。中间的房间,有机污泥物质燃烧的温度700 - 900°C(1292到1652°F),在较低的房间,火山灰冷却之前卸灰斗。的灰斗可以在干燥的形式运输(气力输送)灰斗,然后灰转储(卡车),或湿的表格连同除尘器灰污泥床或池塘。
逆流运动的湿污泥和可燃炉气体干燥区导致冷却气体的250到300°C(482到572°F)。气体放电的尘埃洗涤器和风机排放到大气中。挥发性物质在干燥的早期阶段几乎没有。他们强烈的解放的燃烧发生在直接邻近区域的主要质量污泥,它几乎完全燃烧。焚化炉在欧洲和俄罗斯经验操作表明,炉正常运行期间,废气没有不愉快的气味。如果有必要,滋润干燥的气体排放区域可以使用一个特殊的加力燃烧室除臭,单独或在炉。
多室炉的优点包括初级和燃烧二级污泥从屏幕,以及垃圾,人渣从解决坦克和油分离器,肮脏的勇气毅力钱伯斯和工业废物。他们的特点是简单的服务和操作的可靠性和稳定性在重要的污泥处理的数量和质量的变化。炉可以安装在露天。多室炉的缺点包括资本成本高,需要大面积,高旋转机制——的存在温度带和频繁失败的rake设备。
流化床焚烧流化床炉是众所周知的在干燥和焙烧技术在各种工业领域。炉,一个垂直钢筒内部加装了耐火砖或耐热混凝土,由一个圆柱形炉室,一个较低的锥形截面不透水空气分布炉篦,和穹顶的皇冠。耐热石英砂0.6到2.5毫米大小是放置在炉篦的深度0.8到1米。
炉中的湍流床(怜)通过分布时形成空气吹炉篦的沙粒子运动速度在一个动荡的方式,似乎在气体流动沸腾。空气由鼓风机提供换热器,它由废气离开炉加热的温度600 - 700°C(1112到1292°F)。雷竞技csgo分布下的热空气进入炉篦12至15 kPa的压力(1.7到2.2 psi)。
炉的设计,确定污泥燃烧的物质和热量平衡过程,建立炉元素的几何尺寸,和数量的辅助燃料、空气和废气。炉的尺寸确定的体积污泥燃烧炉篦和气流速度分布。这个速度取决于炉操作的水动力机制砂床的大小以及污泥的性质(水分、不可燃固体和灰粒度分布)。完成所需的空气量有机物的氧化污泥污泥的最终成分决定。
图8.8给出了一个用流化床炉焚烧系统的流程图。60 - 75%的水分含量的脱水污泥是由输送机进入充电料斗,然后进入炉。穿过炉腔,温度是900到1000°C(1652到1832°F),在流化床污泥干燥和分散,彻底与白炽石英混合沙子。这结果污泥解体的团聚体,瞬时水分蒸发,分离挥发性有机物质,燃烧炭化残渣,段烧矿物的分数。由于强烈的质量和传热,整个过程不到1 - 2分钟。污泥可燃物质的挥发部分完全是在流化床焚烧,因此气体温度提高。
的初始充电和后续维护设计格栅上的砂量通过馈线的大门。沙(必要时更换)可以出院的底部炉篦通过一个特殊的滑动水口。细灰和尘埃卸离
我——带式输送机,2 -污泥进料口,3 -螺旋加料器,4 - FB炉、5 -换热器,6 -风机,
7 -湿尘陷阱,8 -风机、9 -堆栈,10灰罐,
二世,灰水泵12 -通风机13门馈线,14 -砂斗,15 -闸阀,16 -气旋放电装置,17 -排灰斗,18 -气体燃烧器,19 -气体控制单元,20 -料斗送料器
21 -风道,22 -燃气管、23 -水管,24 -灰管、25 -污水管道。
我——带式输送机,2 -污泥进料口,3 -螺旋加料器,4 - FB炉、5 -换热器,6 -风机,
7 -湿尘陷阱,8 -风机、9 -堆栈,10灰罐,
II -灰水泵、12 -通风机13 -门馈线,14 -砂斗,15 -闸阀,16 -气旋放电装置,17 -排灰斗,18 -气体燃烧器,19 -气体控制单元,20 -料斗送料器
21 -风道,22 -燃气管、23 -水管,24 -灰管、25 -污水管道。
图8.8流化床焚烧的流程图。
炉废气的流量,换热器(空气预热器)。减少废气的温度为900°C (1652°F)换热器的摄入量,之前有一个强制的冷气供应,数量由一个自动控制系统。空气,迫使在压力下,进入换热器管之间的空间,crosscurrent-countercurrent组织。提供这样的流动模式,换热器管之间的空间是由水平分区。换热器中的尘废气冷却去湿式除尘器,灰烬和尘埃和气体被排放到大气中。除灰系统类似于描述多室焚化。
热空气,通过流化床炉的炉篦设计速度,使流体化床和维护所需的燃烧温度。当有机污泥的热值分数不够维持燃烧过程,辅助燃料注入通过侧燃烧器炉。
Pyrofluid,修改技术开发的流化床炉处理的全部不吸烟者维持价格(OTV、法国),自1999年以来一直在运作的城市圣彼得堡,俄罗斯,焚烧的脱水小学和活性污泥的混合物。焚烧系统总共由四行和可以治疗的250吨/天干污泥固体。每一行与聚合物Centrypress调节设备污泥脱水28日至30%干固体,一个焚化炉,一个热回收利用系统,一个灰清除系统,和炉气洗和中和系统。炉有两个主要钱伯斯:较低的流化床室与石英砂中、上层反应堆。脱水污泥泵到流化床和空气的温度加热到500 - 600°C。粒子的干污泥和沙子的温度在710到770°C然后采取上面的反应堆,那里的温度达到880到900°C。在这个反应堆的颗粒污泥被烧毁,但重砂下降回到流化床。的废气含有火山灰boiler-electrofilter系统分开。酸和碱中和后,气体被冷却到130°C和疲惫到大气中。气体中氧气的浓度保持在6%。灰250°C的温度与水混合用于气体中和螺丝装入器集中到25 - 30%固体。每个焚烧炉使用1000 - 1500 m3 / d的天然气。2000年,焚烧的成本是50美元到60美元/吨的干燥固体。
回转窑焚烧旋转窑(或鼓窑)通常用于工业各领域和批量生产。最常使用的窑的煅烧水泥熟料和claydite污泥混合焚烧的垃圾(co-incineration)。
图8.9是一个图的回转窑焚烧系统。鼓安装倾角的2到4°的方向外部炉处于这个区间的低端。炉是圆柱形状,内衬耐火砖,配备气油燃烧器。炉是滚动on rails,艾滋病鼓的修复和更换衬时必需的。脱水污泥(与城市固体垃圾混合co-incineration)被指控的上端鼓。
污泥干燥穿过干燥区和焚化燃烧区解放的热量。热灰落通过开放外部炉腔和进入空气冷却器,它通过气力输送进入接收料斗,然后拖到灰转储。火山灰有时用作调节剂dewa-tering污泥。
冷却后的灰100°C (212°F),热空气进入炉用于燃烧。的粉尘进行废气,是挥发性有机物质中解放出来的干燥区。必要时,二次燃烧的有机物质和脱臭的气体可以在充电室的一个特殊部分进行的。干燥区,
1 -外部炉、2 -旋转窑,3 -叶片鳍,4 -螺旋摄入鳍,5 -最后的燃烧室,6 -螺旋加料器,7 -带式输送机,8 -污泥进料口,9 -洗涤器,10 -风机、11 -堆栈,12 -灰罐,13 -灰泥浆泵,14 -气动输送风机、15 -灰卸料斗,16 -气旋放电装置,17 -空气鼓风机、18 -空气冷却器,19 -门式给料机,20 -草案鼓风机,21 -气体控制装置,气体管路22 - 23 -水管,24 -灰管、25 -污水管、26 -空气管。
1 -外部炉、2 -旋转窑,3 -叶片鳍,4 -螺旋摄入鳍,5 -最后的燃烧室,6 -螺旋加料器,7 -带式输送机,8 -污泥进料口,9 -洗涤器,10 -风机、11 -堆栈,12 -灰罐,13 -灰泥浆泵,14 -气动输送风机、15 -灰卸料斗,16 -气旋放电装置,17 -空气鼓风机、18 -空气冷却器,19 -门式给料机,20 -草案鼓风机,21 -气体控制装置,气体管路22 - 23 -水管,24 -灰管、25 -污水管、26 -空气管。
图8.9回转窑焚烧的流程图。
废气的温度是200到220°C(392到428°F)和水分的污泥从65减少到85%到30 - 40%。在燃烧区,通常的长度不超过8到12米(26日至39英尺),温度达到900到1000°C(1652到1832°F)。
回转窑焚烧炉的优点包括低排放的热量和低排放废气的微粒,治疗的可能性高的污泥灰和高水分,和安装的可能性的旋转部分窑在户外(炉部分和充电室通常建筑)。缺点是他们的笨重的大小,巨大的重量,高资本成本和相对复杂的操作。
新兴技术一个新的高效的热干燥和污泥焚烧技术研究了在俄罗斯。这项技术包括生污泥浓缩与聚合物,离心脱水和热干燥和焚烧利用低温等离子体没有氧气。
熔点 |
沸点 |
|
金属 |
(°C) |
(°C) |
镉 |
321年 |
767年 |
锌 |
419.5 |
907年 |
铅 |
327.5 |
1749年 |
铜 |
1084.6 |
2562年 |
铬 |
1907年 |
2671年 |
镍 |
1455年 |
2913年 |
低温等离子体也被用于提取重金属的污泥。重金属一般是不溶性;他们通常存在在更高水平进一步比废水和污泥浓缩脱水的污泥。实验表明,重金属可以通过蒸发从污泥中提取的温度随着时间的增加。
不同的金属不同的温度融化和沸腾。表8.5列出了融沸点的重金属污泥的关切。这些金属使用低温等离子体和催化剂。等离子体的各种温度允许提取不同的金属。冷却反应堆的蒸汽让金属分离的纯金属。这个过程是由治疗脱水污泥在低温下100至500°C。一旦加热,水蒸发,然后高温过程的有机物质烧掉。(500到3000°C)后跟融化,沸腾,分离的金属冷却反应堆的蒸汽。
另一个技术是修改后的蛋糕旋风炉为脱水污泥焚烧。旋风炉用于燃烧的液体或细分散干燥喷雾形式的材料。他们没有被用于脱水污泥的燃烧,由于技术上的困难粉碎圆柱形炉腔的污泥。然而,这并不排除这种可能性原则上使用旋风炉。由于污泥的燃烧液态形式在经济上是不可行的,污泥应进行预干燥和彻底粉碎。热干燥可以在反对进行喷射烘干机或流化床干燥器。高效燃烧系统的污泥利用旋风炉的炉气体干燥污泥。污泥焚烧系统包括一个干燥机,磨床,旋风炉、气体脱臭室、洗涤器、鼓风机、排气管。
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