способ переработки обезвоженных осадков сточных вод
Классы МПК: | C02F11/18 термическим воздействием |
Автор(ы): | Соколов В.Д., Галдилов В.С., Боярский А.А. |
Патентообладатель(и): | Соколов Виктор Дмитриевич, Галдилов Владимир Сергеевич, Боярский Александр Александрович |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-03-28 публикация патента:
27.08.2003 |
Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах, и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Обезвоженные осадки сточных вод измельчают и сжигают с образованием золы с последующим удалением золы в отвал. Перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата. Количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.%, измельчение смеси ведут до тонины помола R90=515%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200400oС до влажности 1-2%. Технический эффект - утилизация обезвоженных осадков сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сокращение объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощение переработки за счет использования для сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшение расхода основного топлива-угля. 1 ил., 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, отличающийся тем, что перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод в количестве 1-5 мас. % равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут до тонины помола R90= 515% с одновременной сушкой горячим воздухом температурой 200-400oС до влажности 12% с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способам утилизации и переработки влажных низкокалорийных материалов органического происхождения, в частности обезвоженных осадков коммунальных и промышленных сточных вод, путем сжигания в типовых котельных агрегатах и может быть использовано на предприятиях различных отраслей промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. В настоящее время проблема утилизации и переработки обезвоженных осадков сточных вод является очень актуальной. Для обезвоживания осадков сточных вод на территории очистных сооружений канализации требуется отведение значительных площадей. С ростом производства количество образующихся осадков сточных вод возрастает, что требует отчуждения новых земельных участков, значительных материальных и трудовых затрат, а также наносит огромный экологический ущерб окружающей среде. Известны многочисленные действующие экспериментальные и промышленные системы по переработке обезвоженных осадков сточных вод путем сжигания. Известен способ переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающий сушку обезвоженных осадков теплом отходящих газов - продуктов сжигания высушенных осадков, сжигание высушенных осадков в печи и дожигание образующихся в процессе сушки паров (Патент США 3521581, F 23 G 5/04, 1970). Недостатками известного способа являются необходимость использования дополнительного топлива (90 кг условного топлива на 1 т осадка), а также значительный выжиг органических веществ из осадков непосредственно в сушилке за счет подачи в нее высокотемпературных газов (~1000oС), что существенно снижает теплотворную способность высушенных осадков при последующем их сжигании. Известен способ переработки влажных осадков сточных вод в многоподовых печах (Обработка и удаление осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1985 г., т.2, стр.13-20). Известен также способ переработки осадков сточных вод сжиганием в барабанных печах с кипящим слоем твердого вещества (Методы очистки производственных сточных вод. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. - М.: Стройиздат, 1977, стр.199-202). К недостаткам известных способов можно отнести необходимость строительства специальных агрегатов, что связано с большими капиталовложениями. Реализация известных способов также затруднена вследствие сложности транспортировки и дозировки осадков, а также за счет сложности эксплуатации оборудования. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ переработки осадков сточных вод, согласно которому сырой осадок, предварительно обезвоженный на ленточном фильтре, измельчают, вводят в него присадку - обезвоживающую добавку, например, золу от сжигания осадка, угольную пыль, опилки и др. , после чего подвергают вторичному обезвоживанию - сгущению (уплотнению) путем прессования при давлении 1,5-3,0 МПа, дезинтегрируют (измельчают) и сжигают, при этом часть золы, образующейся при сжигании осадка, возвращают на стадию обезвоживания в качестве присадки, а остальную - складируют в бункере с последующим удалением (Патент США 4587022, C 02 F 11/14, 1986). К недостаткам известного способа можно отнести его многостадийность, а также необходимость использования большого количества оборудования для фильтрации, дробления, смешения и прессования. Это ведет также к увеличению энерго- и трудозатрат, что усложняет использование известного способа. Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа утилизации обезвоженных осадков сточных вод в качестве источника энергии. Технический результат от использования предложенного способа заключается в сокращении объемов сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упрощении переработки обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также в экономии основного топлива - угля за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды. Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в способе переработки обезвоженных осадков сточных вод, включающем их измельчение, сжигание с образованием золы с последующим удалением золы в отвал, перед измельчением обезвоженные осадки сточных вод равномерно смешивают с углем, измельчение смеси обезвоженных осадков и угля ведут с одновременной сушкой горячим воздухом с образованием твердого пылевидного топлива, сжигание которого ведут в топке промышленного котлоагрегата, при этом количество осадков в смеси составляет 1-5 мас.% , измельчение смеси ведут до тонины помола R90=515%, а сушку смеси ведут горячим воздухом температурой 200400oС до влажности 12%Изобретение поясняется чертежом. На чертеже схематически изображен технологический процесс переработки обезвоженных осадков сточных вод
Способ осуществляют следующим образом. Обезвоженные осадки сточных вод 1 подают на угольный склад 2, где осадки равномерно перемешивают с углем. Со склада 2 по ленточным конвейерам 3 и 4 смесь подают в бункер 5 (и/или питатель 6) сырого угля, откуда через питатель сырого угля 6 направляют на измельчение (размол) и сушку в мельницу 7, куда одновременно подают горячий воздух 20 после воздухоподогревателя 19 котла 12. В шаровой мельнице 7 происходят размол и сушка смеси горячим воздухом 20 после воздухоподогревателя 19, где холодный воздух с напора дутьевого вентилятора 18 нагревается до температуры 200400oС, с образованием твердого пылевидного топлива необходимых проектных параметров (тонины помола R90515% и влажности Wp=12%). После чего восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор 8, где крупные фракции с R90>1520% отделяются и возвращаются на домол в мельницу 7, а остальную пыль подают в циклон 9, где отделяется пыль мелкой фракции R90= <15%, которую мельничным вентилятором 10 сбрасывают в сбросные горелки 11 котла 12 для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R90= 515% подают в бункер пыли 13, из которого посредством пылепитателя 14 сжатым воздухом 15 подают по пылепроводу 16 в основные горелки 17 котла 12 для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы проходят очистку в скрубберах 21 с трубами Вентури, после чего дымососом 22 их направляют в дымовую трубу 23. После сжигания в котле 12 уловленные золу с содержанием горючих в уносах Гун3% и шлак направляют в золошлакоотвал. Соотношение компонентов в смеси, подвергаемой обработке в системе пылеприготовления котлоагрегата, следующее, мас.%: обезвоженные осадки - 15%, уголь - 9599%. Такое соотношение не приводит к снижению номинальной мощности котла (при незначительном снижении КПД котла на 0,050,15%). Сушка и дробление обезвоженных осадков в шаровой мельнице системы пылеприготовления котла дает высокую степень их выгорания. Содержание горючих в уносах при этом ун не превышает 3%, что говорит о высоком КПД котла (брутто). Характеристика топлива из осадков сточных вод и угля приведена в таблице. Следует иметь в виду, что при объемах подачи сухого осадка более 5% для совместного сжигания с углем проектной калорийности 5600 ккал/кг начнет снижаться нагрузка котла ниже номинальной. Учитывая, что, как правило, типовые промышленные котлы работают на паровых нагрузках 8095% от номинальной производительности, это позволит им сжигать осадки объемом 510% от массы всего топлива без ограничения потребителей пара. При необходимости поддержания паровой нагрузки на уровне номинальной при объемах сжигаемых осадков 510% необходимо пропорционально увеличить калорийность сжигаемого угля QP H (в нашем случае с 5600 ккал/кг до 60006200 ккал/кг). Пример
Переработке подвергают обезвоженную на центрифуге смесь первичного осадка и избыточного активного или влажностью 65%. Обезвоженный осадок автомобильным транспортом перевозят к ближайшей ТЭЦ. К имеющемуся на складе углю, используемому в качестве основного топлива, добавляют 1% по массе обезвоженного осадка и равномерно перемешивают. Смесь осадка и угля по ленточным конвейерам направляют в бункер сырого угля, из которого через питатель сырого угля подают в шаровую мельницу, куда одновременно подают горячий воздух с температурой 250oС. В шаровой мельнице происходит размол и сушка смеси осадка и угля до тонины помола 515% и влажности 12%. Восходящим потоком воздуха пылевидное топливо подают в сепаратор, где крупные фракции с R90>1520% отделяют и возвращают на домол в шаровую мельницу, остальную пыль подают в циклон, где отделяют пыль мелкой фракции R90=<15%, которую мельничным вентилятором сбрасывают в сбросные горелки котла для сжигания, а основное пылевидное топливо проектного помола с R90=515% подают в бункер пыли, из которого посредством пылепитателя сжатым воздухом подают по пылепроводу в основные горелки котла для сжигания его в пылевидном состоянии. Образовавшиеся в процессе сжигания пылевидного топлива газы через систему скрубберов с трубами Вентури дымососом направляют в дымовую трубу. Уловленные золу с содержанием горючих в уносах Гун=2% и шлак направляют в золошлакоотвал. КПД котлоагрегата составляет 90-97%. Таким образом, предложенный способ позволяет утилизировать обезвоженные осадки сточных вод без предварительной сушки с содержанием воды 60-85% в качестве источника энергии, сократить объемы сооружений за счет исключения необходимости отведения значительных площадей, упростить переработку обезвоженных осадков сточных вод за счет использования для их сжигания типовых котельных агрегатов, а также уменьшить расход основного топлива (угля) за счет его частичного замещения обезвоженными осадками. Кроме того, использование способа позволяет улучшить экологическую ситуацию за счет устранения загрязнения окружающей среды.
Класс C02F11/18 термическим воздействием