[发明专利]一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置

说明书

一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置，包括如下步骤：1)渣球混合均热，冶炼熔渣转移到渣球混合器中，渣球混合器内置若干钢球，冶炼熔渣与渣球混合器中滚动的钢球充分混合、换热，熔渣的热量被钢球快速夺取而冷却，并被破碎形成粒渣；2)渣、球、泥混合干化，当熔渣经过钢球冷却到200‑800℃后，连续混入需要干化的污泥；污泥在滚动的钢球和粒渣共同作用下，很快完成均化混合；同时，污泥与钢球和粒渣接触，污泥吸收热量后温度升高，水分主要以蒸汽形式排出；3)渣、球、泥分离，通过分离方法将混合在一起的钢球、渣、泥分离；粒渣和干化污泥分别送入对应的料仓，然后外运到用户，进行后续资源化利用。

技术领域

本发明涉及固废处理/污泥干化技术，特别涉及一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置。

背景技术

随着经济发展和城市人口的迅速增长，工业和城市污水的处理率不断提高，污水处理厂的污泥数量与日俱增，污泥处置技术相对落后，污泥围城的现象越来越严重，污泥干化是实现污泥无害化、减量化和资源化的必要环节。从污水处理厂出来的污泥通过机械脱水，含水率一般在75％-85％之间，如果将污泥的含水率降到20％以下，常规的污泥干化技术通常是采用电加热或蒸汽加热的方式，需要消耗大量能源，导致污泥干化成本高企。

同时，我国作为钢铁大国，年产钢接近10亿吨，每年产生的钢铁渣超过2亿吨，每吨炉渣蕴含的热能相当于60公斤标煤，由于炉渣是热的不良导体，炉渣的余热回收进展缓慢，现有的渣处理都是采用水淬工艺，巨量热能白白浪费。为了解决传统污泥干化成本高从而影响污泥处置，而钢铁渣余热又无法有效利用的难题，提出了利用冶金熔渣余热干化污泥的工艺路线和实施方法。

现有污泥干化技术代表专利如下：浙江大学在污泥干化领域开展了许多有益工作，其主要是利用余热烘干污泥，例如中国专利CN200510048978.6利用锅炉余热，CN200510049554.1和CN200510049556.0利用电厂烟气余热；CN200410052759.0公开了一种回流式可控温污泥干化装置与方法，它是用粒径大于4毫米的干化污泥回流与湿污泥混合，利用钢丝网将污泥切割成较小的块体后进入回转窑，可提高后续热风烘干的效率，但污泥含水率过高是无法实现的。中国专利CN03155966.2采用了负压密闭方式，在切断了污泥处理过程中所产生的各种病毒向外传播与蔓延渠道的同时，也可避免系统在移动过程中系统空间的污染空气及所带的病毒向外界泄漏传播，但由于所有工艺装置均集中在移动设备中，其处理能力必定相对较低，无法实现连续化作业。

上述现有污泥干化技术大多利用热态渣作为热源，将热态渣冷却处理和污泥干化处理耦合起来，通过熔渣处理实现污泥干化的工艺还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺及装置，通过高温钢渣与污泥的耦合干化，同时实现钢渣与污泥的环保化处理，解决熔渣冷却和污泥干化两个难题，实现熔渣和污泥的协同处理。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高温钢渣与污泥耦合干化的工艺，其包括如下步骤：

1)渣球混合均热

冶炼熔渣通过渣沟或渣罐转移到渣球混合器中，渣球混合器为一筒体结构，内置若干钢球，钢球体积占容器内容积的20-50％体积比，渣球混合器在传动机构的带动下转动，同时带动其中的钢球滚动，冶炼熔渣与渣球混合器中滚动的钢球充分混合、换热，熔渣的热量被钢球快速夺取而冷却，并被破碎形成粒渣，最终与钢球达到一个平衡温度；

2)渣、球、泥混合干化

当熔渣经过钢球冷却到200-800℃后，通过污泥注入口连续混入需要干化的污泥，污泥的注入量相当于熔渣量的40-50％质量比；污泥在滚动着的钢球和粒渣共同作用下，很快完成均化混合；同时，污泥与钢球和粒渣接触，污泥吸收热量后温度升高，水分主要以蒸汽形式排出，污泥含水率即可下降到20％以下；