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2 污泥接收储运系统
4座污水处理厂的脱水污泥通过卡车运输至本污泥处理厂区,经物流出入口的地磅称重计量后,卸载至4座地下污泥接收仓,每仓有效容积30m³。污泥由接收仓底部的4台柱塞泵分别输送至4座污泥储仓,储仓总有效容积1500m³,可储存2天进厂污泥量。储仓下共设8台污泥输送泵,其中6台螺杆泵与6台干化机一一对应供泥,2台液压柱塞泵将剩余部分湿污泥直接输送至焚烧炉前的混合进料螺旋。
3 污泥干化系统
本工程共配置了6台四轴桨叶式干化机,单台换热面积为200m²。桨叶式干化机适用于高粘度物料的干化,它能够直接跨越污泥粘滞区,产出含固率60%以上的干污泥,便于采用皮带、螺旋等简单的方式进行输送。桨叶采用了特殊的齿合设计,叶片之间具有自清洁功能,防止污泥在受热面板结影响传热效率。国内污泥含砂量高,对设备磨损严重,因此对桨叶进行了100%碳化钨耐磨喷涂。
在干化机空心轴、桨叶和夹套中通入0.5~0.8MPa饱和蒸汽,湿污泥从干化机一端进入,在干化机内以推流形式缓慢前进并逐渐被干化和破碎,最后半干污泥从另一端排出。干化机内通过循环载气(空气)将机内水分快速带走,同时保证干化机内部处于微负压状态。排出的湿载气温度在85~90℃,经过洗涤塔洗涤降温至40~50℃并脱除水分后,80%送回干化机循环使用,剩余20%送入焚烧炉作为焚烧二次风,同时载气中有机成分被高温分解脱除臭味。采用直接洗涤方式,洗涤水采用污水处理厂处理尾水,冷凝液排放至污水池后经提升返回污水处理厂处理。干化系统流程见图2。
干化热源主要来自余热锅炉产生的蒸汽,不足部分引入外高桥发电厂的蒸汽。外高桥蒸汽用量取决于污泥的含水率和热值。冷凝水经换热器降温后,进入除氧器除氧后返回锅炉系统。
4 污泥焚烧系统
焚烧炉是整个工程的核心。本工程设置2台鼓泡流化床焚烧炉,每台焚烧炉直径7.3m(外径),高度14.8m,立式圆柱钢壳体,内有耐火材料及保温材料衬里,外设保温夹套,每台焚烧炉额定热负荷12.35MW。焚烧炉自下而上依次为锥底、流化区、自由燃烧区。焚烧炉布风采用布风管形式,设于砂床下部,布风管向下开孔,通过焚烧炉锥形底部的反射作用将砂床流化。每台焚烧炉床层上部设置两套启动燃烧器用于焚烧炉启动时升温,每套负荷12000MJ/h,使用轻柴油作为燃料;底部设有辅助燃烧系统,每台焚烧炉设8个喷油枪,用于运行中炉温的调节。焚烧炉顶部设有冷却水喷枪和喷尿素系统,用于防止焚烧炉超温和减少氮氧化物产生。焚烧炉原理见图3。
干化后含水率40%以下的污泥经皮带机和链板机输送和提升,再经螺旋分配至4个干污泥缓存仓,每个缓存仓容量12m³。缓存仓下设置计量槽对干污泥进行称重后,进入焚烧炉前的混合进料螺旋,与剩余含水率80%左右的湿污泥混合后进入焚烧炉焚烧,混合污泥含水率为60%左右。污泥进入流化床后被剧烈扰动状态的灼热床料打磨、迅速破碎并均匀分布到砂床内,并与空气充分接触,实现污泥稳定和完全燃烧。砂床静止时厚度约1.5m,流化时厚度约2.5m,石英砂平均粒径在0.3~0.5mm。设有砂循环系统,根据砂床高度和床砂品质的变化进行补砂或换砂操作,一般不需排渣,热损失较少。
焚烧炉设一次和二次供风系统。设置2台一次流化风机,配置能力16744Nm³/h每台,出口风压35kPa,额定工况单台焚烧炉供风量12150Nm³/h。一次风包括全厂收集的臭气和焚烧炉夹套中抽吸的热空气,首先经过一级空气预热器与干化机蒸汽凝结水换热,将温度升高至80℃左右,再经过焚烧炉出口烟道上的二级高温空气预热器,与焚烧产生的热烟气换热,温度升高至300℃左右,从砂床下部的布风管进入。二次风来自干化机循环载气,直接通入焚烧炉自由燃烧区,确保完全燃烧,额定工况风量3075Nm³/h。
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