印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢氣處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種印染污泥焚燒脫硫工藝。印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，所述的工藝包括下述的步驟：采用石灰漿吸收煙氣中的二氧化硫，所述的煙氣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再氧化成硫酸鈣。本發(fā)明的有益效果是，操作簡單，運行可靠，管理方便；工藝中的廢水經(jīng)處理后可重復(fù)利用。
【專利說明】印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種印染污泥焚燒脫硫工藝。
[0002]【背景技術(shù)】
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境保護(hù)矛盾日益突顯，而實施可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，其中重要的一部分就是要保護(hù)好環(huán)境，節(jié)約資源和開發(fā)新能源。
[0003]長期以來，隨著我國紡織行業(yè)的發(fā)展，印染污泥作為污水處理的剩余產(chǎn)物，含水率聞達(dá)80 %,易腐爛,有惡臭，并含有大量的有機(jī)物、豐富的氣憐等營養(yǎng)物、病原微生物、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，如不加妥善處理和處置，直接排放會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的二次污染。由此可見，印染污泥處理已成為污水處理廠面臨的一大難題。
[0004]目前污水處理廠及一些工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的污泥處置實行的都是簡單的填埋，而實行填埋處理的缺點一是侵占土地嚴(yán)重，場址不太容易解決；二是若防滲透技術(shù)不夠?qū)?dǎo)致潛在的土壤和地下水污染，長期下去，對于大環(huán)境來講，相當(dāng)于污水沒有進(jìn)行有效的處理。
[0005]污水處理廠脫水污泥含水率高，成分非常復(fù)雜，不僅含大量有機(jī)質(zhì)，而且還含有很多病原微生物，并伴有惡臭。而且，填埋帶來了較大危害，具體包括:
(1)縮短垃圾填埋場使用年限；
(2)對垃圾填埋場的環(huán)境造成了極大的污染；
(3)污泥含水率太高，給填埋作業(yè)造成了極大的困難；
(4)嚴(yán)重影響填埋場垃圾滲濾液的收集和處理系統(tǒng)；
(5)污泥的流變性使得填埋體易變形和滑坡，給填埋場帶來極大的安全隱患。
[0006]污泥厭氧消化
污泥厭氧消化也稱為污泥厭氧生物穩(wěn)定，主要目的是減少原污泥中以碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪形式存在的高能量物質(zhì)，也就是通過降解將高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)。厭氧消化是在無氧條件下依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用，使污泥中有機(jī)物分解的厭氧生化反應(yīng)，是一個極其復(fù)雜的過程。一般可分為酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段，酸性發(fā)酵階段又可以分為水解階段和產(chǎn)酸階段，堿性發(fā)酵階段可以分為酸性衰退階段(產(chǎn)乙酸階段)和產(chǎn)甲烷階段。厭氧分解過程中產(chǎn)生大量氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氫等，氣體經(jīng)處理后，可作為清潔的能源。
[0007]該處理技術(shù)是一種可持續(xù)的污泥處理技術(shù)，是能使污泥穩(wěn)定化、減量化和資源化的經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)，是較普遍采用的穩(wěn)定化技術(shù)。但由于操作復(fù)雜、存在安全隱患，運行難度大，目前大部分污水廠的厭氧消化池都處于停用狀態(tài)。
[0008]污泥好氧堆肥
好氧堆肥技術(shù)探討始于1920年，堆肥系統(tǒng)可分為三類:條形堆肥系統(tǒng)、靜態(tài)好氧堆肥系統(tǒng)和裝置式堆肥系統(tǒng)。城市污水處理廠的污泥中含有大量促進(jìn)植物和農(nóng)作物生長的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，肥效較好，經(jīng)過堆肥處理可以達(dá)到穩(wěn)定化、無害化及資源化的目的。堆肥是一個由嗜溫菌、嗜熱菌對有機(jī)物進(jìn)行好氧分解的穩(wěn)定過程，其特點是污泥自身可以產(chǎn)生一定的熱量，并且高溫持續(xù)時間長，不需外加熱源，即可達(dá)到無害化。經(jīng)過堆肥化處理后，污泥的性狀改善，含水率降低(小于40%)，成為疏松、分散、細(xì)粒狀，可殺滅病原菌和寄生蟲(卵)，便于貯藏、運輸和使用。
[0009]污泥堆肥一般應(yīng)添加膨脹劑，膨脹劑可用堆熟的污泥、秸桿、木屑或城市垃圾等，膨脹劑的作用是增加污泥堆肥的孔隙，改善通風(fēng)以及調(diào)節(jié)污泥含水率與碳氮比。
[0010]污泥堆肥可分為兩個階段，即一級堆肥階段與二級堆肥階段。一級堆肥階段可分為3個過程:發(fā)熱、高溫消毒及腐熟。堆肥初期為發(fā)熱過程，在強制通風(fēng)條件下，污泥中有機(jī)物開始分解，嗜溫菌迅速成長，污泥溫度上升至約45— 55°C ;高溫消毒過程，有機(jī)物分解所釋放的能量，一部分固化污泥制新細(xì)胞，一部分使肥堆的溫度繼續(xù)上升，可達(dá)55— 70°C，此時嗜溫菌受到限制，嗜熱菌繁殖，病原菌、寄生蟲卵與病毒被殺滅，由于大部分有機(jī)物已被氧化分解，需氧量逐漸減少，溫度開始回落；腐熟過程，溫度降至40°C左右，堆肥基本完成。二級堆肥階段:一級堆肥完成后，停止強制通風(fēng)，采用自然通風(fēng)方式，便進(jìn)一步熟化、干燥、成粒。
[0011]該處理技術(shù)是一種適用的污泥農(nóng)用技術(shù)，但無法有效處理污泥里面的重金屬，且占地面積大、處置周期長，適合于堆肥生產(chǎn)的場地難以尋找，堆肥處理過程和產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，制造的產(chǎn)品在使用過程中，受政策、法規(guī)制約，對使用的方式、方法也有很多限制。
[0012]污泥蒸汽熱解
污泥蒸汽熱解技術(shù)通過蒸汽熱解反應(yīng)破壞脫水污泥持水結(jié)構(gòu)，使得原來只能通過熱力蒸發(fā)方式脫除的水分(結(jié)合水)，大部分可以通過機(jī)械分離方式以液態(tài)形式脫除，大幅度降低污泥脫水能耗和污泥處理成本。
[0013]該處理技術(shù)的基本原理為蒸汽熱解破壞污泥膠狀絮體等持水結(jié)構(gòu)，將結(jié)合水釋放出來，脫水性能大大提高；蒸汽熱解使污泥大顆粒變成細(xì)微顆粒，比表面積大幅度增大，從而使水分從污泥表面揮發(fā)脫除更容易。
[0014]該處理技術(shù)只是提高了污泥的脫水性能，適用于污泥的前處理，后續(xù)還得進(jìn)行機(jī)械脫水等最終污泥處理處置工藝。
[0015]污泥填埋
污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分為簡單填埋和衛(wèi)生填埋兩種方式。簡單填埋是指在自然條件下，采用坑、塘以及洼地等自然填埋，不加覆土掩蓋和防止污染措施的填埋方法。衛(wèi)生填埋是指能對填埋氣體和滲濾液進(jìn)行控制的科學(xué)填埋方式。衛(wèi)生填埋與傳統(tǒng)填埋根本區(qū)別在于采取了底側(cè)層防滲、廢氣回收處理、覆壓實作業(yè)等措施，避免造成二次污染。衛(wèi)生填埋設(shè)施及作業(yè)設(shè)備簡單，一次性投資相對較小，但是其占地面積大，運輸距離遠(yuǎn)，場址不易選擇，而且隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，對填埋場的設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)越來越高，其建場投資和填埋費用也相應(yīng)提高。
[0016]污泥干化
污泥干化能使污泥顯著減容，體積可以減少4-5倍，產(chǎn)品穩(wěn)定、無臭且無病原生物，便于運輸、利用或最終處置，干化處理后的污泥產(chǎn)品用途多，可以用作肥料、土壤改良劑、替代能源等。污泥干化與焚燒各有各的設(shè)備，也可在同一設(shè)備中進(jìn)行。目前應(yīng)用較多的污泥干化工藝類型有流化床干化、漿葉干化、帶式干化、薄層干化、轉(zhuǎn)鼓干化等，常用的污泥干化方法有以下幾種。
[0017]利用煙氣余熱或蒸汽干化污泥。將熱電廠或水泥廠排放的煙氣，或鍋爐蒸汽，通過引風(fēng)設(shè)備送入特制的污泥干化成料裝置中，在煙氣與污泥直接接觸的過程中，煙氣余熱加熱污泥，并將污泥蒸發(fā)的水分，隨煙氣一起經(jīng)過除塵除氣處理后，達(dá)標(biāo)排放。
[0018]利用熱媒介油減壓干化污泥。將脫水污泥和預(yù)先加熱媒介油混合，在減壓狀態(tài)(真空下)降低原料中水的沸點，進(jìn)行加熱、低溫(90°C左右)下短時間內(nèi)進(jìn)行干燥。該技術(shù)的原理是:油的沸點比水高，在通常的大氣壓下，水的沸點是100°C，含有水分的物質(zhì)加熱到100°C以上時，物質(zhì)中的水分變成蒸汽，蒸發(fā)到空氣中。油溫減壓干化系統(tǒng)應(yīng)用這個原理將廢棄食油作為間接熱媒體進(jìn)行加熱，使加熱油和原料混合接觸，從而使原料中的水分蒸發(fā)脫水而干燥。由于該系統(tǒng)處于減壓狀態(tài)，因而降低水的沸點及媒介油的溫度，可以進(jìn)行較低溫度(90°C左右)的干燥處理，防止油裂化的同時飛快提高干燥處理的速度。
[0019]該處理技術(shù)占地小，處理和利用效率高，但處理費用較高，如降低運行費用，需有就近的熱電廠或水泥廠等熱源，且投資較大，對生產(chǎn)安全性要求較高。
[0020]因此，尋求經(jīng)濟(jì)有效的減量化，無害化和資源化的印染污泥處理利用技術(shù)具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種對印染過程中產(chǎn)生的污泥焚燒脫硫的工藝； 印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，所述的工藝包括下述的步驟:
采用石灰漿吸收煙氣中的二氧化硫，所述的煙氣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再氧化成硫酸鈣。
[0022]上述的工藝包括下述的步驟:
(1)二氧化硫在氣流中擴(kuò)散；
(2)擴(kuò)散通過氣膜；
(3)二氧化硫被吸收，由氣態(tài)轉(zhuǎn)入溶液態(tài)，生成水合物；
SO2 (g) — SO2
SO2+ H2O — H++HS03- — 2H++S032-
(4)二氧化硫的水合物和離子在液膜中擴(kuò)散；
(5)消化反應(yīng) CaCHH2O — Ca (OH) 2 吸收反應(yīng)
Ca (OH) 2 + SO2 — CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O — Ca (H SO3) 2
Ca (H SO3) 2+ Ca (OH) 2 — 2 CaSO3+ 2H20
(6)氧化=SO32I0.502 — SO42-
(7)結(jié)晶分離:
Ca2++ SO32X).5 H2O — CaSO3 ? 0.5H20 (s)
Ca2++ SO42^0.5 H2O — CaSO4 ? 2H20 (s)
二氧化硫制備及供應(yīng)過程中，配制石灰漿液，再通過石灰加漿泵送到脫硫吸收塔。
[0023]二氧化硫吸收過程中，鍋爐除塵后煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓通過煙氣系統(tǒng)進(jìn)入吸收塔，塔內(nèi)煙氣流動上升，與吸收塔上部噴淋層噴淋下來的石灰石漿液逆向接觸洗滌，煙氣中的SO2與石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，匯于吸收塔下部的漿池。漿池中攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)，同時氧化風(fēng)機(jī)向漿池送入空氣，進(jìn)行強制氧化，使亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣(石膏)，再經(jīng)石膏漿液排出泵送入石膏處理系統(tǒng)進(jìn)行一、二級脫水處理。
[0024]來自吸收塔的石膏漿液經(jīng)吸收塔排漿泵后進(jìn)入石膏旋流器，濃縮后離開旋流器的含固量為40%至60%的漿液再經(jīng)過真空皮帶脫水機(jī)脫水，脫水的同時對石膏進(jìn)行沖洗，脫水后石膏含水量小于15% (wt)，進(jìn)入石膏庫或石膏倉貯存，濾液返回吸收塔作為補充水，以維持吸收塔內(nèi)的液面平衡，或者進(jìn)入石灰制漿系統(tǒng)。
[0025]通過對印染污泥進(jìn)行焚燒發(fā)電，利用污泥的固有熱值發(fā)電，是一種變廢為寶、節(jié)約資源的新措施，是實現(xiàn)污泥的減量化、資源化和無害化最好的一種處理方式。同時，本項目利用新型高效的石灰石膏法進(jìn)行脫硫，確保了廢氣排放中二氧化硫的達(dá)標(biāo)排放。采用NSCR脫硝技術(shù)，實現(xiàn)高溫爐內(nèi)脫硝，既確保氮氧化物的達(dá)標(biāo)排放，又能防止催化產(chǎn)生三氧化硫。所以本項目完全可以保證鍋爐的煙氣中污染物排放達(dá)到國家和地方規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，也符合國家和地方的有關(guān)政策。
[0026]本發(fā)明的有益效果在于，
(1)石灰一石膏法煙氣脫硫工藝技術(shù)成熟，操作簡單，運行可靠，管理方便。(2)脫硫效率高達(dá)95%以上，對煤種適用性強，可用于高中低含硫煤種，是目前脫硫效率最高的方法。
(3)吸收劑:石灰石來源廣，價格低廉，因此，運行成本低。(4)脫硫劑鈣硫比Ca/S: ( 1.03，為脫硫劑最大利用率、最小消耗率的方法。(5)脫硫產(chǎn)物為石膏(二水硫酸鈣)，品質(zhì)達(dá)90%左右，純度高，可作建材使用，易于綜合利用。(6)工藝中的廢水經(jīng)處理后可重復(fù)利用。
[0027]通過新型高效脫硫技術(shù)的應(yīng)用，吸收廢氣中的二氧化硫，并進(jìn)一步氧化成硫酸鈣，達(dá)到回收利用的目的，實現(xiàn)廢氣中`硫的資源化綜合利用。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明，以便本領(lǐng)域的技術(shù)人員更了解本發(fā)明，但并不因此限制本發(fā)明。
[0029]實施例1
印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，該工藝包括下述的步驟:
采用石灰漿吸收煙氣中的二氧化硫，所述的煙氣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再氧化成硫酸鈣。
[0030]上述的工藝包括下述的步驟:
(O二氧化硫在氣流中擴(kuò)散；
(2)擴(kuò)散通過氣膜；
(3)二氧化硫被吸收，由氣態(tài)轉(zhuǎn)入溶液態(tài)，生成水合物；
SO2 (g) — SO2
SO2+ H2O — H++HS03- — 2H++S032-
(4)二氧化硫的水合物和離子在液膜中擴(kuò)散；
(5)消化反應(yīng) CaCHH2O — Ca (OH) 2吸收反應(yīng)
Ca (OH) 2 + SO2 — CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O — Ca (H SO3) 2
Ca (H SO3) 2+ Ca (OH) 2 — 2 CaSO3+ 2H20
(6)氧化=SO32K).502 — SO42-
(7)結(jié)晶分離:
Ca2++ SO32X).5 H2O — CaSO3.0.5H20 (s)
Ca2++ SO42X).5 H2O — CaSO4.2H20 (s)
二氧化硫制備及供應(yīng)過程中，配制石灰漿液，再通過石灰加漿泵送到脫硫吸收塔。
[0031]二氧化硫吸收過程中，鍋爐除塵后煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓通過煙氣系統(tǒng)進(jìn)入吸收塔，塔內(nèi)煙氣流動上升，與吸收塔上部噴淋層噴淋下來的石灰石漿液逆向接觸洗滌，煙氣中的SO2與石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，匯于吸收塔下部的漿池。漿池中攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)，同時氧化風(fēng)機(jī)向漿池送入空氣，進(jìn)行強制氧化，使亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣(石膏)，再經(jīng)石膏漿液排出泵送入石膏處理系統(tǒng)進(jìn)行一、二級脫水處理。
[0032]來自吸 收塔的石膏漿液經(jīng)吸收塔排漿泵后進(jìn)入石膏旋流器，濃縮后離開旋流器的含固量為40%至60%的漿液再經(jīng)過真空皮帶脫水機(jī)脫水，脫水的同時對石膏進(jìn)行沖洗，脫水后石膏含水量小于15% (wt)，進(jìn)入石膏庫或石膏倉貯存，濾液返回吸收塔作為補充水，以維持吸收塔內(nèi)的液面平衡，或者進(jìn)入石灰制漿系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，所述的工藝包括下述的步驟: 采用石灰漿吸收煙氣中的二氧化硫，所述的煙氣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再氧化成硫酸鈣。
2.如權(quán)利要求1所述的印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，所述的工藝包括下述的步驟: (1)二氧化硫在氣流中擴(kuò)散； (2)擴(kuò)散通過氣膜； (3)二氧化硫被吸收，由氣態(tài)轉(zhuǎn)入溶液態(tài)，生成水合物；
SO2 (g) — SO2
SO2+ H2O — H++HS03- — 2H++S032- (4)二氧化硫的水合物和離子在液膜中擴(kuò)散； (5)消化反應(yīng)
CaCHH2O — Ca (OH) 2 吸收反應(yīng)
Ca (OH) 2 + SO2 — CaSO3 + H2O
CaSO3 + SO2 + H2O — Ca (H SO3) 2
Ca (H SO3) 2+ Ca (OH) 2 — 2 CaSO3+ 2H20
(6)氧化=SO32I0.502 — SO42- (7)結(jié)晶分離:
Ca2++ SO32X).5 H2O — CaSO3 ? 0.5H20 (s)
Ca2++ SO42^0.5 H2O — CaSO4 ? 2H20 (s) 如權(quán)利要求1所述的印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，二氧化硫制備及供應(yīng)過程中，配制石灰漿液，再通過石灰加漿泵送到脫硫吸收塔。
3.如權(quán)利要求1所述的印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，二氧化硫吸收過程中，鍋爐除塵后煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓通過煙氣系統(tǒng)進(jìn)入吸收塔，塔內(nèi)煙氣流動上升，與吸收塔上部噴淋層噴淋下來的石灰石漿液逆向接觸洗滌，煙氣中的SO2與石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣，匯于吸收塔下部的漿池。
4.漿池中攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)，同時氧化風(fēng)機(jī)向漿池送入空氣，進(jìn)行強制氧化，使亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣(石膏)，再經(jīng)石膏漿液排出泵送入石膏處理系統(tǒng)進(jìn)行一、二級脫水處理。
5.如權(quán)利要求1所述的印染污泥焚燒煙氣脫硫工藝，其特征在于，來自吸收塔的石膏漿液經(jīng)吸收塔排漿泵后進(jìn)入石膏旋流器，濃縮后離開旋流器的含固量為40%至60%的漿液再經(jīng)過真空皮帶脫水機(jī)脫水，脫水的同時對石膏進(jìn)行沖洗，脫水后石膏含水量小于15%(wt)，進(jìn)入石膏庫或石膏倉貯存， 濾液返回吸收塔作為補充水，以維持吸收塔內(nèi)的液面平衡，或者進(jìn)入石灰制漿系統(tǒng)。
【文檔編號】C01F11/46GK103691297SQ201310725332
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】閆英山, 劉濤, 賈洪斌, 周建強, 張炳營, 張志勇, 姚永旺, 李天榮, 王緒山, 呂建品 申請人:華紡股份有限公司