关于回转窑污泥焚烧技术的研究

关于回转窑污泥焚烧技术的研究

李臻熙

南京普瑞环境科技有限公司，南京  210000

摘要：我国工业化水平不断提升创造了巨大的社会效益，与此同时全社会也将重点放在生态环保问题上，该背景下污水处理厂需要在污泥排放处理上加强技术创新。本文从回转窑焚烧技术的原理入手，讨论回转窑焚烧炉维护与污泥处理优势，最后提出回转窑焚烧技术在污泥干化焚烧处理的应用要点，希望对有关研究带来参考。

关键词：回转窑；污泥焚烧；焚烧技术

在工业经济飞速发展的今天，部分行业依旧存在工业三废排放超标问题，其中废水排放始终是环保领域关注的重点。现阶段我国污水和污泥处理能力逐渐提升，而污泥当中的有机成分复杂，只有科学处理才能减少污染物扩散，避免出现二次污染。应用回转窑焚烧技术可以有效处理污泥，减少对生态环境造成的不利影响，进而促进社会经济健康发展。

1污泥焚烧技术设备选型要求

进行污泥的干化焚烧可以对污泥中的有机质分解或者破坏，使得污泥的体积缩小，如果污泥中的有害物质含量大并且难以进行简单的处理需要应用回转窑焚烧技术，不过这一技术需要结合不同污染情况与不同地区加以选择和应用。一般情况下，使用的污泥焚烧设备为回转窑烧炉、流化床式烧炉和机械炉排式烧炉，具体如下：

1.1流化床式烧炉

流化床式烧炉主要焚烧过程中主要使用劣质材料，在处理过程中具有结构简单、处理面积大、和空气接触率高、传热速度快、燃烧彻底等优势，不过硫化式焚烧炉需要焚烧物的体积严格控制，然后进行辅助设备的配置，对烟气除尘配置提出较高要求，所以资金投入较大。此外，在焚烧的过程中床料浪费较大，所以综合分析不会将流化床作为焚烧首选设备。

1.2机械炉排式烧炉

这种设备已经在我国电力行业中得到了广泛应用，而上世纪末也开始用于污泥干化焚烧处理。机械炉排式烧炉内部的上层物料可以充分接触空气，对废料的预处理要求不高，不过需要保证链条炉的材料质量，并且这种设备的耐冲力较差，难以实现大型加工制造，也难以将炉内的酸性物质脱除。

1.3回转窑烧炉

对于回转窑烧炉来说具有结构简单和维修便捷的优势，设备在运行的过程中通过持续反转、搅拌可以保证受热面积，并且对热量利用率较高。不过炉体的体积大，所以需要保证场地面积，这一设备在运行中还需要保证窖尾、窖头间的连接密封组件精度。在运行期间可以处理不同形态的污泥和废物，废物的入炉和出渣操作便捷，并且运行过程稳定，研究发现废物燃尽率超过99%，成为当前污泥干化焚烧处理的主要设备。

1.4回转炉污泥处理

在污泥干化焚烧的过程中回转窑焚烧炉是处理的基础，根据回转窑炉运行原理可以保证热传递、辐射传热、对流传热的作用发挥出来，进而保证热效率。在回转窑污泥处理的过程中主要包括浓缩、消化、脱水与干化、焚烧、最终处理等流程，高温污泥会和耐火材料直接接触，之后形成的窑皮可以起到保护耐火材料的作用。与此同时，回转窑焚烧炉不对进料污泥含水率区间与污泥形态提出过高要求，所以应用十分广泛。此外，在回转窑焚烧炉中设置二燃室，即使高温烟气没有充分将污泥燃烧之后依然可以燃尽，并且将污泥中的毒害物质完全分解，并且保证温度具有可调节性（如图1）。

图1：回转炉污泥处理设备

2回转窑焚烧技术的原理

2.1回转窑炉

污泥经过窖尾、窖头筒体再转移到回转窑焚烧炉，受到筒体向下倾斜与缓慢回转的影响，污泥开始随着滚筒转动的方向移动，之后从高处转移到低处，得到的熟料炉渣依次通过窖头和冷却系统。燃料从窖头转移到窖内，在燃烧的废气和污泥交换之后从窖尾排放。

2.2二燃室单元

这一单元的主要组成部分包括上部筒体、下部箱体、高温烟道、检查人孔门、炉强吊架，二燃室可以对未充分燃烧的污泥进行处理，之后实现二次燃烧。为了提升燃烧效率需要对燃烧室的形状与烟气停留时间加以控制，只有燃烧室的形状合理才能让氧气、烟气与颗粒物充分接触，而停留时间足够可以提升反应质量。在二燃室单元处理过程中，为了充分燃烧残留物质温度要达到1100摄氏度，将烟气停留时间控制在2秒左右。此外，二燃室可以实现炉内的烟气与灰尘分离，并且飞灰分离过程会随着二燃室的加热不断提升效果，不过在重力影响下，烟气颗粒物会逐渐沉降到湿气排渣装置，在灰渣落在水池后短时间冷却与聚合，之后排出。

2.3余热利用

在回转窑焚烧的过程中一般会设置余热利用系统，其作用在于可以再次利用焚烧炉运行期间的烟气，之后释放蒸汽，使得系统的运行成本下降，在整体上提升污泥干化处理效益，并且可以降低尾气处理负荷。不过污泥焚化炉在运行条件与运行介质上和普通的焚化炉还存在差异，所以在余热回收的过程中需要基于焚烧系统的安全运行与实现二次污染防治。

3回转窑焚烧技术在污泥干化焚烧处理的应用要点

污泥中含有蛋白质、腐蚀物、洗涤剂以及含氮、含硫物质，所以污水处理厂在污泥干化焚烧处理中不仅需要考虑处理的效率，还需要分析处理的安全性，采取回转窑焚烧技术需要注意以下方面：

3.1对回转窑焚烧技术合理选择

当前在污水处理领域可选择的污泥干化焚烧技术逐渐增多，并且具有多元化的发展趋势，所以在实际应用中需要结合工程特征、项目状况、建设规模、污泥泥质进行全面、针对性的选择与应用，之后科学制定污泥处理路线。

3.2合理进行排炉设置

应用回转窑焚烧技术的过程中主要是为了实现污泥泥质变化，在污泥含灰量较大的情况下如果污泥不能充分燃烧需要在二燃室下方设置炉排，其作用在于回转窑尾部未能充分燃烧的固体、废液、炉渣可以在炉排中继续燃烧，之后排渣，使得污泥的泥质更加均匀。

3.3应用间接换热降温型干式冷渣器

在炉渣排水期间水淬刮板出渣使得含水量增加，不仅保证了水资源利用效率，还提升了污水处理量，其中炉渣湿润后重量显著增加，使得外运处置的成本增加。为降低废物的运输成本，还需要污水处理厂完善管理模式，加强源头设计，重视技术创新，积极应用间接换热降温型干式冷渣器，不仅可以保证出渣效果，还可以节约运行成本（如图2）。此外，污水、废气与沉渣对环境的破坏性也显著下降，达到节能减排的目标。

图2：干式冷渣器

3.4加强回转窑焚烧工艺配置

在投资与设计环节需要明确污泥干化焚烧的价值，之后对回转窑焚烧技术加以分析，确定最佳技术路线与工艺配置，进而避免出现单线投资设计，其中在生产线设备故障检测的过程中需要分析污泥是否需要外运处理，并且分析外运设备的使用，进而达到工期要求，并且提升应急处理能力。

3.5回转窑焚烧炉维护

作为污泥焚烧处理的主要设备，回转窑焚烧炉需要对脱水后的污泥进行干燥处理，之后通过高温氧化技术达到污泥中有机质去除的目标，通过充分燃烧化成灰烬，并且污泥颗粒在回转窑中处于高温状态可以低速下周期转动。回转焚烧炉与设备的检修水平对回转窑炉的运行效率与运行安全生产直接影响，比如保养传动装置的过程中需要对转动部件润滑，进而达到良好的运行状态。再如回转窑焚烧炉支撑装置，需要确保安装到位，主要是控制挡拖轮荷载量，此外要对鱼鳞片、迷宫节和绳索结构加以调节，保证装置的密封效果。

结束语：

综上所述，当前回转窑已经在化工、冶金、建材与环保等领域得到了应用，其制造简单、热利用率高，并且维修便捷，应用回转窑焚烧技术不仅有效处理了毒害物质，还能够实现余热再利用，所以对回转炉焚烧技术研究具有重要意义。所以污水处理厂在实际运营过程中需要制定科学的管理措施，杜绝出现重水轻泥的情况，最终实现污泥和废物稳定化、减量化、资源化和无害化处理。

参考文献：

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