分析回转窑焚烧技术在污泥干化焚烧处理中的应用与思考

2017-03-08纪伟勇项乐群姬志国

绿色环保建材 2017年12期

关键词：焚烧炉回转窑污泥

纪伟勇项乐群姬志国

浙江三联环保科技股份有限公司

分析回转窑焚烧技术在污泥干化焚烧处理中的应用与思考

纪伟勇项乐群姬志国

浙江三联环保科技股份有限公司

随着我国社会经济不断发展，工业化水平不断提高，但生态污染问题却愈加严重，严重影响社会经济发展和人类生存。近些年来，我国水处理相关领域取得了极大进步，污泥处理技术也在不断发展，回转窑焚烧技术就是其中之一。因此，本文重点探究回转窑焚烧的应用原则与技术原理，进而分析回转窑焚烧在污泥干化焚烧处理中的应用。

回转窑焚烧技术；污泥干化焚烧；技术原理；应用

1 引言

随着我国城市化建设进程不断发展，工业化水平不断提高，但却造成了严重的生态污染，我国废水、污水等污染问题愈加严重。随着我国科学技术不断发展，再加上国家对污水、污泥处理的重视程度不断提高，因此，近些年我国污水、污泥处理能力也在不断增加。对于污泥来说，污泥中含有及其复杂的有机成分，如蛋白质、洗涤剂、腐蚀物等，如果不对其进行妥善处理，会导致污染物进一步扩散，从而造成二次污染，扩大污染范围。回转窑焚烧技术在污泥处理中发挥着巨大作用，能够有效提高污泥处理效率与质量，从而降低污泥对生态环境的影响，保障我国社会经济能够健康发展。

2 污泥焚烧技术设备选型要求分析

2.1 贯彻污泥焚烧适宜性原则

在污泥进行干化焚烧过程中，能够有效分解或破坏污泥中的有机质，最大程度上降低污泥体积。当污泥内的有害物含量较高、无法简单处理时，通常都会采用回转窑焚烧技术，通过焚烧的形式处理污泥。再者，由于回转窑焚烧技术只是焚烧技术中的一项技术，针对不同地区、不同污染情况需要合理选择焚烧方法。

2.2 污泥焚烧设备选择与分析

通常情况下，常见的污泥焚烧设备有回转窑焚烧炉、机械炉排式焚烧炉、流化床式焚烧炉等。第一，流化床式。该种焚烧炉主要应用与劣质材料焚烧中，具备传热速度快、处理单位面积大、与空气接触率高、燃烧彻底、结构简单等有点，应用范围非常广泛。但硫化式焚烧炉对焚烧物的体积要求较高，并且要配备辅助设备，提高了投资量，并且会不断浪费床料，对电能损耗较大，烟气除尘配套要求高。这些不足也是造成在当今污泥干化焚烧中流化床式焚烧炉已经不是首选设备。第二，机械式链条炉在我国电力行业中应用非常广泛，并在上个世纪末应用在污泥干化焚烧中处理中。机械是链条炉中的上层物料能够与助燃空气接触条件非常好，并且对废物预处理程度要求相对较低。但是链条炉对对材质要求较高，对无聊含水耐冲力较差，无法实现大型加工制造，同时也无法实现炉内脱酸。第三，回转窑焚烧炉在冶金、建材、化工、环保等领域中应用非常广泛，回转窑焚烧通过不断反转、持续搅拌、受热面积大、热利用率高、制造简单、维修方便等特点。但是炉体的体积相对较大，需要较大的占地面积，并且对窖尾、窖头间的连接密封组件精度要求高。但其优点也不容忽视：回转窑焚烧能够处理各种形态的污泥与废物，对物料的适用范围相对较广，设备运行稳定性高，焚烧污泥时间停留时间长，能够保障废物燃尽率在99.99%以上。并且在近些年发展当中，回转窑焚烧技术愈加成熟，废物入炉进料和出渣都非常方便，因此，回转窑焚烧炉已经成为污泥干化焚烧处理中的首选设备。

3 回转窑焚烧技术的运作原理分析

在回转窑焚烧炉运作当中，物料需要通过回转窑炉、二燃室、余热利用，最终实现污泥干化焚烧处理工艺。

3.1 回转窑焚烧炉工作原理

污泥通过窖尾头筒体的高端进入到回转窑焚烧炉中。由于筒体存在向下倾斜和缓慢的回转作用，这时污泥会随着滚筒转动方向翻转，并且沿着轴向从高端逐渐朝向低端移动。最后，所生成的熟料炉渣经过窖头进入到冷却系统中冷却。燃料主要是由窑头喷入窖内，待到燃烧所产生的废气和污泥进行交换过后，由窖尾排出。

3.2 二燃室单元

二燃室主要是由出口高温烟道、下部箱体、上部筒体、炉强吊架、检查人孔门等组成。二燃室的主要作用就是将回转窑中未燃烧完全的污泥进行二次燃烧。为了能够提高二次燃烧效率，需要严格控制燃烧室的形状以及烟气停留时间。合理设计二燃室形状能够保障参与颗粒物与氧气和烟气均匀接触，烟气在室内停留时间能够进一步提高反应时间。通常情况下，二燃室的温度需要大于1100℃，烟气停留时间大于2S，这样才能够保障炉内的残留物质充分燃烧。此外，二燃室的另一个目的就是将炉内的烟气、灰尘相分离，飞灰分离通过二燃室的加热效果持续上升，同时由于烟气颗粒物会受到重力影响，从而沉降在二燃室底部的湿气排渣装置当中，待到灰渣落入到水池中会瞬间冷却、聚合，进而将其排出。

3.3 余热利用系统

在回转窑焚烧炉中通常会设有余热利用系统，主要是将焚烧炉运作所产生的高温烟气进行二次利用，从而产生出蒸汽，降低整个系统的运行成本，提高污泥干化处理的经济效益，降低尾气处理负荷问题。但是污泥分化炉与普通焚化炉还有一定的差异，包括运行条件、运行介质等，余热回收必须要在保障焚烧系统运行安全与防治二次污染的基础上进行。

4 回转窑焚烧炉维护与污泥处理优势

4.1 维护工作

回转窑焚烧炉作为污泥焚烧处理中重要的设备之一。在污泥焚烧过程中，通过利用回转窑炉将脱水后的污泥进行干燥处理，之后在筒体后部利用高温氧化技术来去除污泥中的有机质，将其燃烧成少量的灰烬；污泥颗粒在回转窑中高温状态能够通过重载交变低速周期转动，设备附件检修以及回转窑焚烧炉的操作水平直接影响着回转窑焚烧炉的运行安全性与运行效率。在传动装置保养过程中，需要加强转动部件的润滑度，这样才能够保障转动部件的运行状态。对于回转窑焚烧炉中支撑装置来说，其安装精度直接影响着焚烧炉是否能够安全运行，并在运用过程中控制格挡拖轮荷载量的均衡度以及拖轮组的形式。鱼鳞片、迷宫节、绳索结构等密封装饰会直接影响到回转窑焚烧炉的运行成本与安全性。

4.2 优势分析

回转窑焚烧炉作为污泥干化焚烧的主要处理基础，通过分析回转窑焚烧炉的运行原理得知，其能够将辐射传热、对流传热、热传递三种传热方式的优点发挥到了极致，热效率非常高。高温污泥会直接与耐火材料接触形成窑皮，这对保护耐火材料十分有益。再者，回转窑焚烧炉对进料污泥含水率区间要求不高，应用十分广泛，对污泥的形态没有要求。并且，由于回转窑焚烧炉中含有二燃室，具有较强的气相湍流度，是的高温烟气没有燃烧的污泥彻底燃尽，这样就能够将污泥中的有毒物质全部分解，其温度调节可控性也相对较高。

5 回转窑焚烧技术在污泥干化焚烧处理中的应用要点

5.1 合理运用回转窑焚烧技术

由于污泥干化焚烧技术的种类非常繁多，已经呈现出多元化发展格局。因此，在应用过程中，必须要根据工程特点、项目状况、拟建规模、污泥泥质等特点，从而开展全方位、针对性的选择与借鉴，综合确定污泥处理的基础路线。

5.2 设置炉排

在应用回转窑焚烧技术过程中，为了保障污泥泥质出现变化，如果污泥中的含灰量较多的情况下，污泥物料不能充分燃烧，可以在二燃室下部安装一个炉排。这样回转窑中尾部没有彻底燃烧的固废污泥与炉渣，就能够回转窖尾区域落到炉排中继续燃烧直到燃烧殆尽后在排渣，从而避免进料污泥泥质不均等问题，并且能够保障污泥炉渣灼减合格率。

5.3 采用间接换热降温型干式冷渣器

由于炉渣排水由水淬刮板出渣中增加了含水量，从而提高了水资源的使用量以及污水处理量，特别是炉渣浸水后会导致重量增加，最终提高了外运处置的成本。为了能够降低废物的运输成本，我们必须要从运行管理出发，应用源头设计和技术改良等渠道，采用简洁换热降温型的干式冷渣器出渣，从而降低实际运行成本，这样不仅能够贯彻节能减排的理念，同时也能够减少资源浪费以及气、水、渣等对生态环境的影响。