污泥干化制砖技术
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孙红波 李科 魏青亮
摘 要：当前窑炉制砖工艺仍以传统的黏土配料烧制为主，主流工艺为：将黏土、粉煤灰、页岩等按一定比例添加后，通过破碎系统破碎呈粉末状，将水按比例添加搅拌均匀后进行陈化，陈化好的原料送入制砖机进行压制成型，经自动码垛后进入窑炉烧制成品。此生产过程需消耗大量资源及能源，成品烧制需煤粉燃烧产生大量高温烟气进行焙烧，为保证成品砖质量窑炉内烟气降低到一定温度后需引出窑炉，引出窑炉后的高温烟气温度约300℃，为保证厂区尾气处理系统的安全及使用寿命，烟气需要冷却塔降温至约100℃，再进入尾气处理系统，这样大量热量被白白浪费掉。
为充分利用能源，节约生产成本，在窑炉高温烟气可接入的厂区采用太阳能与窑炉余热综合利用对厂区所在地的市政或生活污泥进行集中干化处理，干化后的污泥含水率大大降低，可作为制砖原材料进行资源化利用，该技术是在当前太阳能污泥干化的基础上，通过开发窑炉余热热能共同加速污泥内水分的蒸发；该工艺符合国家节能减排的政策，在减少能源浪费的同时，还能实现资源的更大价值的利用，满足可持续发展要求，对建设地起到良好的环境效益；该技术工艺以运行成本低、操作简单、污泥含水率低、维护保养容易等特点，得到市场的广泛认可。
关键词：窑炉余热；太阳能；污泥干化；制砖原材料；成品砖；
1、概述
1.1技术介绍
太阳能与窑炉余热综合利用污泥干化制砖技术是以太阳能与窑炉余热为热源，对建设地的市政或生活污泥进行低温干化。该工艺借助传统太阳能温室保温除湿技术，结合自动化远程控制技术，实现对污泥的干化处理，干化后的污泥含水率大大降低，进行粉碎后按一定比例添加作为制砖原材料，循环后的烟气温度降低至100℃以下，可直接进入尾气处理系统处理达标排放，干化过程中车间内产生的气体经管道集中收集后送入除臭虑塔内处理达标排放，产生的废水可回流作为制砖用水，整个过程采用远程自动化控制，无需人员进入现场操作，避免职业病的发生，实现生产的闭环循环。
1.2技术优势
与传统的污泥干化处理工艺相比，其主要优点是：
1、系统利用窑炉余热为主要热源对污泥进行干化，以废制废，属国内首创；
2、系统可解决周边市政、企业等一般固废处理需求，有效改善生态环境；
3、系统运营成本低，污泥处理成本仅为10-30元/吨，经济效益显著；
4、系统自动化程度高、操作简单，安全稳定使用寿命长；
5、系统配有除臭设施，干化后的气体集中处理，达标排放，无二次污染；
6、系统可实现对干化污泥建材利用，实现了污泥的资源化处置；
7、项目利用清洁能源与工业余热为热源降低污泥含水率，同时利用污泥中的热值做为助燃制砖，符合国家相应节能减排政策，满足可持续发展的要求；
2、工艺系统组成及原理分析
2.1工艺系统组成
1、湿污泥输送系统
2、太阳能干化温室系统
3、窑炉余热循环供热系统
4、全自动翻抛布料系统
5、干料收集输送系统
6、原料粉碎、配料成型系统
7、窑炉焙烧系统
8、尾气及臭气处理系统
9、自动化远程控制系统
2.2工艺原理分析说明
湿污泥（含水率60%-80%）经湿泥输送系统设备送入太阳能干化温室，经全自动摊铺布料系统进行自动下料、自动布料、翻抛、平移，并在太阳辐射能及底部窑炉余热平台的作用下水份不断蒸发，污泥含水率降至约30%后经干料输送设备送入原料陈化车间进行陈化。陈化好的干污泥与页岩等配料混合后进行粉碎制砖，砖坯进入窑炉高温焙烧成品砖，制砖过程中持续产生的高温余热则通过风机引出进入散热平台对污泥进行烘干，循环后的烟气温度降低到100℃左右，经引风机送入厂区末端尾气处理系统进行处理达标排放，干化过程中车间内产生的少量臭气经过收集管道集中收集后送入除臭虑塔进行处理，经过滤、喷淋水洗、生物分解等一系列处理将臭气分子进行降解为二氧化碳、水等无害物质，实现气体达标排放，生产过程中产生的废水可循环用于制砖生产用水，真正实现废弃物的资源化利用，产生巨大的经济效益和环境效益。
3、生产工艺流程
3.1工艺流程图
太阳能与窑炉余热综合利用污泥干化制砖工艺流程图
3.2工艺流程说明
外运湿污泥→湿污泥输送系统→太阳能温室系统与余热干化平台系统→全自动摊铺布料机系统→干料收集系统→原料粉碎、配料、成型系统→窑炉焙烧系统→成品砖。
（1）湿污泥输送部分可由湿污泥料仓及污泥输送皮带系统组成，污泥通过螺旋输送机、斜皮带机、布料皮带输送机和犁式卸料器将污泥均匀输送至各摊铺布料机的中转料仓，皮带机污泥输送具有操作简单，效率高的优点，也可采用污泥柱塞泵输送，此方式封闭性好适用于含水率高的污泥输送。
（2）太阳能温室系统由温室主体、冷凝水收集、顶通风系统组成。温室为四顶尖主动式太阳能温室，主骨架、各构件及连接件均为热镀锌材料，顶部及四周覆盖中空阳光板，透光率≥80%，可有效吸收太阳辐射能并持续保温，顶通风为顶部设有天窗用于除湿换气，该干化车间保温除湿效果明显，为污泥干化提供能量。
（3）全自动摊铺布料机系统由螺旋下料机、刮板平移换向系统、物料翻抛系统、湿料强通风系统组成，其原理是通过螺旋喂料机控制物料均匀下料，通过刮板使物料逐渐向一侧移动，将物料均匀得摊铺到干化平台上；通过翻抛系统不断翻新物料上表面，湿料强通风系统增大污泥表面的空气流动，从而不断提高湿物料干化速度。
（4）余热散热平台部分由余热输送管路、引风机、钢板散热平台组成。高温余热经引风机通过输送管路定量输送至钢板散热平台底部的循环烟道，高温余热呈迂回状缓慢通过烟道，通过热传导为平台上方摊铺的污泥干化提供能量，增加水分蒸发速率，干化平台由钢板铺设而成，钢板传热系数高，效率高，使得污泥获得更均匀的热量，从而加速水分的蒸发。
（5）干料收集输送系统是由室内干料收集皮带机、干料集中收集皮带机和干料输送斜皮带机组成，将处理后的污泥集中收集输送至陈化车间内存放。
（6）原料粉碎、配料、成型系统是由粉碎机、配料机、制砖机组成，干化后的污泥含水率大大降低，性质稳定，经粉碎机粉碎后与制砖原材料按10%-20%的比例进行配料，最后进入制砖机压制成品砖。
（7）成品砖经码垛后进入窑炉焙烧系统高温烧制成品砖，期间持续产生高温余热进入干化车间底部干化平台内进行闭环循环，循环后的余热温度降低可直接进入窑炉尾气处理系统处理达标排放，干化过程中车间内产生的气体经管道集中收集送入配套生物除臭系统内处理达标排放。
（8）自动化远程控制系统实现了集中控制方式，操作人员可通过现场监控摄像头实时掌握现场情况，实现一人操控即可实现污泥上料-摊铺干化—干料收料—粉碎、配料、成型-窑炉焙烧整个污泥污泥处理过程，降低干化生产人力投入。
4、工程案例
浙江某太阳能与窑炉余热综合利用污泥干化制砖项目（参观热线：4000534995）
本项目建设在制砖企业生产厂区内，可用高温烟气量约100000m³/h，温度300℃左右，日处理150吨市政污泥，含水率由70%降至40%，干化后的污泥量为75t，按10%-20%的添加比例计算可日生产成品砖约10万块，日节约黏土、粉煤灰、页岩等原材料成本约10000元，经济效益可观，同时解决了当地污泥处理难题，为当地环境质量提升做出贡献，得到当地政府的关注，成为当地的标杆企业。
尾气处理
外运污泥上料 温室及地面加热 摊铺翻抛
干污泥输送
成品砖 窑炉焙烧 与黏土、煤灰、配料成型
污泥干化制砖生产工艺流程
5、结束语
随着科技的发展，太阳能作为可再生清洁能源越来越成为人们开发和利用的重要资源，高温烟气的余热被排放到大气中，造成严重能源浪费且给环境带来严重负担。将窑炉余热资源循环利用，即解决了污泥干化能量不足的问题，同时也减轻了资源的浪费和对建设地环境的压力。太阳能与窑炉余热综合利用污泥干化制砖技术实现了开发和利用太阳能与工业余热资源相结合的全新生产模式，使能源得到充分利用，带来巨大的经济效益和环境效益，势必成为未来制砖行业的主流工艺。（交流热线：4009621995）
