一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的系统及方法与流程

2021-03-04 19:03:38|

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本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的系统及方法。

背景技术：

在现有技术中，污泥建材化利用是污泥资源化利用技术的重要方向之一，污泥无机成分的主要成分包括fe2o3、al2o3、sio2等黏土矿物质，性质与黏土相近。因此利用污泥的这一特性，可以将污泥脱水、干化后，直接进行建材的制造。但是，例如干化后的污泥直接制砖时，需要对污泥的成分进行调整后才可以烧制，且掺入污泥的比例很低，有一定的限制，否则会因为高有机质的含量影响砖坯或者陶粒等建材的质量，而烧制建材时，焙烧炉的温度高，能耗高，且增加了处理的经济成本。

申请号为：201810742757.6的中国发明专利公开了一种污泥干化焚烧热平衡处理系统及方法，其针对含水率较高、干基热值较低的污泥，在干化焚烧处理过程中不能实现自身热平衡的问题，利用污泥烘干过程排出的含有水蒸气的高温臭气，对冷空气进行预加热，再采用辅助加热装置，对预加热后的空气再加热，再加热空气最后与焚烧热烟气换热成为热空气，热空气的热量不低于污泥干化所需热量。然而该发明并不能将焚烧所产生的炉渣直接进行制砖或者制造陶粒，并且无法解决焙烧炉温度高与能耗高的问题，有一定的限制。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的系统及方法。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的系统，包括用于将污泥进行干化处理的干化装置以及将干化后的污泥进行焚烧处理的焚烧装置，所述干化装置与所述焚烧装置相连接，其特征在于，还包括将焚烧后的物料进行烧结处理的焙烧装置，所述焙烧装置与所述焚烧装置相连接。

还包括造粒装置，所述造粒装置用于将焚烧过的炉渣进行造粒处理，所述造粒装置与焚烧装置以及所述焙烧装置均连接。

所述造粒装置为造粒机，所述焙烧装置为焙烧炉，所述焚烧装置为焚烧炉。

还包括余热回收锅炉，所述余热回收锅炉与所述干化装置以及所述焙烧装置均连接。

还包括烟气净化设备，所述烟气净化设备与余热回收锅炉连接。

一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的方法，包括以下步骤：

a、干化：将污泥送入干化装置中，采用间接干化技术对污泥进行加热；

b、焚烧：干化后将污泥推入焚烧炉中进行焚烧；

c、制备建筑材料：焚烧后的炉渣和磨细的黏土按照一定的比例混合并进行压力成型处理，或者焚烧后的炉渣进入造粒机进行造粒处理；

d、焙烧：压力成型处理或者造粒处理得到的物料送入焙烧炉中进行烧结，最后得到成品烧结砖或者陶粒；

e、余热回收：焚烧过程产生的热烟气用来加热焙烧炉，然后再接入余热回收锅炉，将余热回用到干化阶段；

f、烟气处理：焚烧产生的烟气经过烟气净化设备处理后排放。

步骤a中，间接干化技术可以保证加热介质循环再利用，干化后的污泥含水率为40％-50％。

步骤b中，将干化后的污泥在850℃-950℃之间焚烧120min。

步骤d中，混合比例为炉渣：黏土：硅砂＝1：1：0.4，且压力成型的压力为700mpa-1500mpa。

步骤e中，陶粒的焙烧温度为1000℃-1100℃，砖坯的焙烧温度为900℃-950℃，进行陶粒的烧结操作时，焙烧炉的热量由焚烧炉焚烧产生的热烟气进入焙烧炉提供，需要利用天然气对热烟气进行加热，使得焙烧温度达到需要的1000-1100℃。

本发明的有益效果是：

a、干化后再焚烧，污泥的含固率升高，有机质含量提升，产生的热量增加，焚烧产热可以继续对焙烧装置进行加热，热损失减少，降低了热能的损耗，节约了处理的成本，并且加热焙烧炉所剩余的热量接入余热回收锅炉，将余热回用到干化阶段；

b、焚烧后的炉渣，相对于污泥的体量大幅减少，因此制备建材烧结砖的时候炉渣的掺入量提高，黏土的使用量相对下降，方法简单，节省成本。

附图说明

图1是本发明实施例一结构框图；

图2是本发明实施例一焙烧炉结构示意图；

图3是本发明实施例二结构框图；

图4是本发明实施例三步骤流程图。

图中：1、干化装置；2、焚烧装置；3、焙烧装置；4、造粒装置；5、余热回收锅炉；6、烟气净化设备；7、炉体；8、支架；9、支撑板；10、隔热板；11、砖坯腔；12、陶粒腔；13、排气口；14、加热板；15、陶粒烧结架；16、天然气接口；17、导热管；18、导热通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，

实施例一：

一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的系统，包括用于将污泥进行干化处理的干化装置1以及将干化后的污泥进行焚烧处理的焚烧装置2，干化装置1与焚烧装置2相连接，将焚烧后的物料进行烧结处理的焙烧装置3，焙烧装置3与焚烧装置2相连接，本发明实施例一结构框图如图1所示。

其中，焙烧装置3为焙烧炉，焚烧装置2为焚烧炉。

还包括余热回收锅炉5，余热回收锅炉5与干化装置1以及焙烧装置6均连接，焚烧过程产生的热烟气用来加热焙烧炉，焙烧炉与余热回收锅炉5连通，余热回收锅炉5将余热回收，将余热回用到干化阶段。

还包括烟气净化设备6，烟气净化设备6与余热回收锅炉5连接，烟气净化设备6用于将焚烧过程所产生的烟气经过处理后排放。

焙烧炉包括炉体7以及支架8，支架8设置在炉体7下端且与炉体7固定连接，炉体7内部设有支撑板9，支撑板9设置在炉体7内侧下部且与炉体7固定连接，还包括隔热板10，隔热板10设置在支撑板9上端中部且其两端与炉体7以及支撑板9均固定连接，隔热板10用于将炉体7内部温度分隔为两部分，隔热板10将炉体7与支撑板9之间分为砖坯腔11以及陶粒腔12，砖坯腔11用于烧结砖坯，陶粒腔12用于烧结陶粒，炉体7对应砖坯腔11以及陶粒腔12设有排气口13，排气口13贯穿炉体7，砖坯腔11以及陶粒腔12通过排气口13排气并连接余热回收锅炉5，炉体7侧壁内部设有加热板14，加热板14与外部电源电性连接，通过加热板14可对炉体7进行加热，每个加热板14单独控制，陶粒腔12内部设有陶粒烧结架15，陶粒烧结架15设置在隔热板10上且与隔热板10固定连接，陶粒烧结架15上对应陶粒设有凹槽，可将陶粒放置在陶粒烧结架15上进行烧结处理，炉体7侧壁对应陶粒腔12设有天然气接口16，天然气接口16贯穿炉体7，焙烧炉通过天然气接口16连接外部天然气源，还包括导热管17，导热管17设置在炉体7下部且贯穿炉体7与炉体7内部连通，导热管17与焚烧炉连通，焚烧炉焚烧污泥所产生的热烟气可通过导热管17进入焙烧炉中，支撑板9上设有导热通道18，导热通道18贯穿支撑板9且与砖坯腔11以及陶粒腔12均连通，导热通道18为焚烧炉所传递过来的热烟气提供通路，本发明实施例一焙烧炉结构示意图如图2所示。

其中，焙烧炉可同时或单独进行砖坯与陶粒的烧制，缩短生产周期，优化工艺效率，极大地提高了生产效率。

干化装置1与焚烧装置2通过传送带连接，传送带将干化处理后的污泥运送至焚烧炉中，焚烧装置2与焙烧装置3之间通过传送带连接。

余热回收锅炉5与干化装置1以及焙烧装置3通过管道连接，管道连接实现焚烧炉、焙烧炉以及余热回收锅炉5之间的热量传递。

烟气净化设备6与余热回收锅炉5通过管道连接，生产过程中所产生的烟气从管道中进入烟气净化设备6，经烟气净化设备6净化后排出。

实施例二：

在实施例一的基础上，增加造粒装置4，造粒装置4为造粒机，造粒装置4用于将焚烧过的炉渣进行造粒处理，造粒装置4与焙烧装置3通过传送带连接，造粒处理后，物料进入焙烧炉进行烧结处理，制成陶粒，本发明可选择制作砖坯或者陶粒，或者同时制作砖坯和陶粒，本发明实施例二结构框图如图3所示。

实施例三：

一种污泥干化、焚烧制备建筑材料的方法，包括以下步骤：

a、干化：将污泥送入干化装置1中，采用间接干化技术对污泥进行加热。

b、焚烧：干化后将污泥推入焚烧炉中进行焚烧。

c、制备建筑材料：焚烧后的炉渣和磨细的黏土按照一定的比例混合并进行压力成型处理，或者筛选后的炉渣进入造粒机进行造粒处理。

d、焙烧：压力成型处理或者造粒处理得到的物料送入焙烧炉中进行烧结，最后得到成品烧结砖或者陶粒。