200吨每天市政污泥干化碳化方案

污泥干化碳化方案2017年11月江苏碧诺环保科技有限公司一、前言污泥的产生在人类活动过程中是不可避免的。污水处理产生的大量污泥通常被任意堆放和投弃，这对环境造成了新的污染。如何将这些污泥妥善处理已成为全球共同关注的课题。早在上世纪中期，日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥。随着污泥干化技术水平的不断提高，其优势也愈发明显：1.污泥显著减容，体积可减少4～5倍；2.形成颗粒或粉状稳定产品，污泥性状大大改善；3.产品无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的污泥更易被接受；4.产品具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、替代能源等。所以无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用，污泥干化都是重要的第一步，若将污泥继续进行碳化处理，可进一步减容，同时可将污泥资源化。经过碳化后的污泥有以下几点优势：1.经碳化后进一步减容，产品质轻，比表面积大；2.碳化污泥热值比干燥后的污泥热值高，可作燃料使用；3.碳化产物无害，不产生二噁英等有毒物质，环境负面效应基本为零；4.碳化物用途广，可作除臭剂、土壤改良剂等。所以，江苏碧诺环保科技有限公司秉承“矢志碧水，一诺千金”的宗旨，在进行对各类污水进行处理的，同时，对于污水处理中产生的污泥问题，以及后续处理一直保持关注，并花费大量的人力、物力、财力进行研究以及技术储备。通过日本焚烧、干燥、炭化领域的专家及国内知名大学研究院各位教授的研究开发，终于在2014年完成对污泥脱水、干燥、炭化一系列技术的研发，申报了该系列的发明专利与实用新型专利，实现了整体技术的国产化并开始正式推广。此技术可利用国家推广的天然气、RDF等清洁环保能源进行加热干燥，并利用炭化技术，在处理过程中基本不产生二噁英，而且能将原料中的碳元素进行固定。与直接将污泥焚烧相比，此项技术所需能源和碳排放量大大减少，符合国家低碳环保要求。通过大量数据分析表明，污泥经历碳化后，污泥中的重金属形态发生了改变，可交换态含量显著降低，残留态含量升高，浸出浓度都低于监测标准。而超级污泥干燥机则是此研究中产生的最新干燥设备，代表了污泥干燥设备制造的的最高水准。本公司将针对不同客户提出的要求设计不同的技术处理方案。二、设计条件(干化）总泥量200吨/天，数量(套）：2代号项目具体参数单位kg/hCC污泥处置成本350.00元/吨Sd1污泥初始水分0.80S1干燥最终水分0.30Xd每套干燥量100.00ton/d4166.67X干燥出料量28.57ton/d1190.48Yd绝干泥量20.00ton/d833.33Wd干化蒸发量71.43ton/d2976.19tda原料温度20.00℃tdb出料温度70.00℃Qdj蒸发潜热557.30kcal/kgt3圆筒出口温度120.00℃Cj水蒸气比热0.45kcal/kgCk绝干泥比热0.40kcal/kgK干燥热效率80%ρ1进料密度1.15ton/m³ρ2干燥品密度0.7ton/m³K4碳化尾气利用率0.5三、设计采用的规范和标准3.1污泥处理处置规范（不限于）《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJl7-2001《生活垃圾填埋污染控制标准》GBl6889-2001《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》建标[2001]101号《城市生活垃圾卫生填埋场运行维护技术规程》CJJ93-2003《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》CJ/T3037《恶臭污染物排放标准》GB14554-93《污水综合排放标准》GB8978-1996《环境空气质量标准》GB3095-1996《大气污染物综合排放标准》GBl6297-1996《城市防洪工程设计规范》CJJ50-1992《建筑设计防火设计设计规范》GBJ16-1987《堤防工程设计规范》GB50286-1998《厂矿道路设计规范》GBJ22《地基基础设计规范》DBJ08-11-1999《地基处理技术规范》nBJ0840-1999《室外排水设计规程》GBJl4-1997《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002《供配电系统设计规范》GB50052-1995《土工合成材料应用技术规范》GB50290-1998《工业企业厂界环境噪声排放标准》GB12348-2008《汽车危险货物运输规则》GT3130-1988《地下水质量标准》GB/T14848-1993《生产过程安全卫生要求总则》GB/T12801-2008《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》GB4387-2008《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》GB/T23485-2009《城镇污水处理厂污泥泥质》GB24188-2009《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002《道路危险货物运输管理规定》《中华人民共和国道路运输条例》※国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。3.2工程所涉及的设备制造、安装、验收技术规范（不限于）《安全文明施工标准》《中华人民共和国安全生产法》《水处理设备制造技术条件》JB2932-99《安装机械焊接件通用技术条件》JB/ZQ3011-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88《碳素结构钢》GB700-88《气焊\手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》GB895-88《切削加工件通用技术要求》JB/ZQ4000.2-86《焊接件通用技术要求》JB/ZQ4000.3-86《涂装通用技术条件》JB/ZQ4000.10-86《装配通用技术条件》JB/ZQ4000.9-86《铸件通用技术条件》JB/ZQ4000.5-86《锻件通用技术条件》JB/ZQ4000.7-86《有色金属铸件通用技术条件》JB/T5000.5-98《铸造铜合金技术条件》GB1176《铸件尺寸公差》GB6414《管路法兰技术条件》JB/T74-94《管路法兰类型》JB/T75-94《凸面板式平焊钢制管法兰》JB/T81-94《水处理设备油漆包装技术条件》ZBJ98003-87《标牌》GB13306-1991《水处理产品检验通用技术要求》JB/ZQ4000.1-86《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-98《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98《工业安装工程质量检验评定统一标准》GB50252-94《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》GB50185-93《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97※国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。3.3工程所涉及的电气控制设备及仪器仪表制造、安装、验收技术规范（不限于）《低压电器外壳防护等级》GB/T4942.2-93《低压电器》GB4720-84《装有电子器件电控箱技术条件》GB3797-89《低压电器电控箱》GB4720-84《低压电器外壳防护等级》GB/T4942.2-93《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93-86《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90《工业计算机监视系统抗干扰技术规范》CECS81-96《工业计算机监视系统验收大纲》JB/T5234《过程检测和控制流程图用文字和图形符号》GB2625-81《分散型控制系统工程设计规定》HG/T20573-95《自动化仪表选型规定》HG20507-92《仪表系统接地设计规定》HG20503-92《控制室设计规定》HG20508-92《仪表供电设计规定》HG20509-92《信号报警、联锁系统计规定》HG20511-92※国家及有关部门对上述规范重新修订时，以现行规范为准；上述规范如有遗漏，遗漏部分的内容可参阅相关的规范及标准。四、工艺流程4.1项目主要内容序号项目内容1干燥系统形式热风干燥2干燥方式直接接触式3碳化系统形式无氧碳化4碳化加热方式间接式加热5物料供给方式螺旋变频供料6搅拌方式变频搅拌控制7污泥卸料方式连续式8热源天然气或其他9碳化系统冷却装置螺旋输出冷却夹套10除尘方式旋风除尘和尾气处理系统11除臭方式脱臭装置12出料方式侧部连续出料4.2工艺流程图图4-1干化碳化工艺流程图4.3物质收支干化碳化系统的物质收支主要分为两大部分，一个是物料部分，还有一个是气体部分主要分为两部分：4.3.1物料部分物质收支将脱水后的物料通过定量供应机输送至干燥机中，在粉碎轴的搅拌粉碎作用下持续的被热风干燥，最后通过埋刮板式输送机将物料送至碳化系统，进入碳化系统后，在碳化的同时，由于筒体的搬运作用，物料从碳化炉末端的冷却收集装置排出，被输送至碳化产品存储仓保存。4.3.2气体部分物质收支在干化碳化系统运行伊始，干化系统的热风发生器中进行燃烧，产生热风，产生的热风与被搅拌粉碎的物料充分接触，物料中的水分被蒸发，含有一定湿度和部分粉尘的热风经旋风集尘器将粒径0.3mm以上的粉尘除去后，再经由引风机将部分烟气抽送碳化炉的燃烧室，剩余部分先经过热交换器后再次进入热风发生器，达到余热利用和循环使用的效果。干化系统运行一段时间后，经干燥的物料开始进入碳化系统，碳化过程中产生的大量干馏气体，被引风机抽送至碳化炉燃烧室进行燃烧，当运行稳定后，碳化系统的燃烧器可根据温度自动间接性点火；碳化系统产生的高温烟气通过热交换器将碳化产生的高温烟气与干燥系统产生的高温烟气进行热交换，与此同时，干燥机的燃烧器可减少燃料的使用量，极大的节约了燃料。两大系统产生的废烟气最终经过尾气处理系统处理达标后排放。4.4物料缓冲机制由于污泥处理量的不稳定性，我们适当放宽了污泥的处理量。在污泥进入干燥系统前和碳化系统分别设置了原泥存储仓和碳化污泥存储仓，为了方便维护与维修，及应对突发情况。五、干化碳化工艺介绍5.1干化原理物料通过螺旋输送机输送到加料料斗后，先由料斗内的搅拌装置首先进行搅拌破碎，再通过双轴螺旋装置进行输送，物料被输送至干燥筒体后，被安置在干燥筒体内的升降件带至高处，然后由于重力作用，刚好落在高速旋转的粉碎轴上，被迅速的打碎成小颗粒，增加比表面积，可迅速被干燥。这个循环动作一直连续进行着，直到原料被排出。碳化炉是一个卧式旋转体，采用间接供热的方式，其侧部的热风炉燃烧产生高温，对可旋转的炉体进行加热，炉体内的物料在高温厌氧甚至无氧的状态下受热分解，产生大量的干馏气体，干馏气体经引风机引入燃烧室进行二次燃烧；物料经炉体的搬送从炉体末端输出，输出端带有产品冷却收集系统，将产品冷却后收集；燃烧排出的高温烟气首先通过热交换，再经过尾气处理系统处理达标后进行排放。5.3工艺特点5.3.1无粘结问题污泥的特性是非常粘，且在干燥过程中有一特殊的胶粘相阶段（含水率为40%-60%左右）。在这一极窄的过渡段内，污泥极易结块，表面坚硬、难以粉碎，而里面却仍是稀泥。超级干燥机具有独特的粉碎搅拌装置，在筒内干燥污泥的同时此装置会高速旋转，将胶黏相阶段的污泥彻底粉碎成小颗粒状物质，从而提高干燥效率。5.3.2运行费用极低，热能可回收利用干化污泥经中温碳化技术在无氧状态下产生大量由碳氢化合物组成的干馏气体，经引风机引入碳化炉的燃烧室，作为碳化的热源，燃烧后产生的高温烟气通过热交换器与干燥系统循环使用的气体进行热交换，可给干燥提供热量，所以热效率极高。因此，运行费用极低，热能也被有效利用，节约能源。5.3.3污泥体积和总量减少90%以上污泥先经干燥机干燥后，体积明显减少，之后再经碳化炉碳化，进一步减容，最终体积和总量可减少90%以上。5.3.4无有害气体排放拥有先进的尾气处理系统，碳化过程中基本不产生二噁英，粉尘等经旋风除尘和成套尾气处理系统处理，尾气被高度净化，绝对优于国家排放标准。尾气处理系统根据实际情况另行设计。5.3.5碳化产品无害，具有广泛的用途污泥经过干化和中温碳化后，最终形成粒径为1-5mm的性质稳定的颗粒，同时重金属的形态也发生改变，使其毒性降低。由于本