泥60t/d焚烧资源化处理
工程技术方案
一、总论 1.1 概述
黄磷生产通常以磷矿和焦炭为原料，辅之以硅石和电极电能，经一系列生产过程而成。其生产工艺流程如下图所示：
电炉制磷生产工艺流程图
由上图可以看出，电炉制黄磷生产在冷凝和精制的生产工艺过程中都产生大量的磷泥。同样用高炉焚烧磷矿制磷酸在后处理也产生大量的磷泥。大约每生产1吨黄磷产生磷泥0.1～0.15吨。少部分企业采用土法焚烧回收，很少有科学严格磷泥焚烧处理回收工艺。大部分磷泥排放严重地磷染了环境。 1.2 设计依据和标准
1) 《中华人民共和国污染防治法》
2) 《中华人民共和国固体废弃物环境污染防治法》 3) 《中华人民共和国大气污染防治法》 4) 《中华人民共和国环境噪声污染防治法条例》 5) 《生活垃圾焚烧污染物控制标准》（GB18485-2001） 6) 《污水综合排放标准》（GB8978-1996） 7) 《水污染物排放限值》（DB44/26-2001） 8) 《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996） 9) 《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001） 10) 《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）
11) 《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2002） 12) 《生活垃圾焚烧炉》（CJJ-T188-2000） 13)用户提供的设计资料
1.3工程规模和范围 1.3.1工程规模
日处理磷泥能力：60 m3/d(2.5 m3/h)设计。 1.3.2工程范围
本工程日处理湿磷泥（含水率80%；含磷20%）60 吨，本次编制内容为磷泥干化系统的设计、干磷泥输送系统的设计，将干化后的磷泥和煤送流化床焚烧焚烧、对原有烟气净化吸收系统的设计以及外部相接的道路、供水、供汽、供电（动力线从磷水处理站配电柜进线开始），排水至磷泥污水循环处理站界区边线止。废水处理土建按耐酸及排水管道等各种管线设计。 1.4 方案编制原则
1、严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后的排放物质达到国家行业排放的有关标准。采用技术先进，运行可靠，运行费用低，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。采用成熟先进技术，处理效率高，尽量降低工程投资和运行费用。采用先进的控制手段，保证操作运行与维护管理方便可靠。 2、按照“减量化、无害化、资源化”的原则，在实现清洁生产的 前提下对磷泥进行干化及焚烧处理。
3、为降低工程造价，提高设备国产化程度，大力促进国内环保产 业发展，在保证技术先进的前提下尽量做到节省一次性投资。 4、保护环境，防止磷染，保证磷染物排放达标。 5、节约用地、用水，避免资源的浪费。
6、提高装备自动化水平，采用先进的控制手段，保证操作运行与 维护管理方便可靠。建筑物及总平面布置合理美观，符合现代 化工厂的需求 二、磷泥处理量
1. 处理污泥水量为2.5吨/小时，60吨/日； 2. 磷泥成分 湿基磷泥成分如下：
P2O5 10～30% 水分 30～40% 固体杂质 40～30% 三、产品回收标准 含磷酸（H5PO4）80～85% 四、磷泥焚烧处理工艺流程
由磷化工厂在制磷和制磷酸生产过程中产生的磷泥，综合的磷泥一般含水率80～90%，干磷泥含磷10～40%。由于磷泥遇空气的特殊性，热干化磷泥只能考虑间接加热干化。湿磷泥通过泥浆泵输送到湿磷泥储仓后，通过预压螺旋及磷泥泵输送到磷泥干化机（干化至60％左右），磷泥干化后的磷泥与干煤分别通过输送给料系统送入循环流化床进行焚烧处理。系统包括：磷泥存储系统、磷泥干燥系统、流化床焚烧系统、尾部烟气净化系统及相应的配套的辅助设备。 处理方案的选择应综合考虑基建投资、运行管理费用、资源回收、操作管理难易、占地面积大小等多种因素，通过多方案的技术经济比较见附件（方案《一》“半干化磷泥焚烧处理制酸工艺流程”和方案《二》“磷泥直接焚烧处理制酸工艺流程”），确定优选方案《一》。根据该行业没有成熟工艺技术，从工艺的可靠性出发，借鉴污泥焚烧处理技术。我们首先推荐如下半干化磷泥焚烧处理制酸工艺流程。见下图（一）
图 （一）半干化磷泥焚烧处理制酸工艺流程图 五、处理工艺说明 1. 存储系统
生产过程中产生磷泥磷水集中到磷泥磷水综合池，由磷泥泵通
过防腐管道输送到密闭磷泥仓，磷泥储存于2个有效容积100m3的磷泥储仓准备备用；仓中底部渗出的水可从输送管返回磷泥磷水综合池。该磷泥储仓每天上泥一次补充湿泥。储存于磷泥储仓的湿磷泥被一条倾斜无轴螺旋输送机按照45度倾斜角以4-5m3/h的速度连续均匀的输送到磷泥干燥机。输送速度可调；无轴螺旋输送机运行功率11kw;采用变频控制。 2. 干化系统
本项目装有1套空心浆叶式磷泥干燥系统，处理能力为：50m3/d。干化后的磷泥输送给料装置进入干磷泥仓。
空心浆叶式磷泥干化机的结构如图（二）和图（三）所示：
1－W型槽体；2－空心热轴；3－上盖；4－轴承及填料箱；5－夹套；6－楔形桨叶；
7－齿轮；8减速装置；9－旋转接头；10－链轮
图（二） 空心浆叶式干化机结构示意图 图（三） 空心浆叶式干化机剖面图
蒸发产生的尾气主要有水蒸汽和少量不可凝气体（包括臭气）组成。尾气进入冷凝塔，采用磷水处理厂的中水作为洗涤液。除湿后不可凝气体送入焚烧炉内焚烧处理，冷凝水进入磷水管网送回污水处理池。热量释放后的蒸汽经疏水阀排出后重新进入锅炉。
磷泥专用干燥机；被前一台无轴螺旋输送机送来的磷泥进入干燥机进行干化；干化过程中磷泥以蠕动的形式向前流动；这个过程既是磷泥缓慢输送的过程；同时也是磷泥干化的过程；在这个设备里面这个过程中实现了磷泥的干化；磷泥中的水份含量从80-82%（湿基）逐步降低到了30-40%（湿基）；磷泥的外观品相从粘膏状体转变成了粉体略带虚假团粒体；末端磷泥的温度到达了80℃左右的干泥。干泥从干燥机的排料口排出。本干燥机单台日处理磷泥60吨；需要两台30kw电机作为动力源；主轴转数为8r/min左右；主轴不需要调速。
排料螺旋输送机。本干燥机配置一台排料螺旋输送机；它的作用是将干燥机干泥排走；避免干燥机末端长期积料形成俗话所讲的“肠梗阻”。本螺旋采用有轴管式螺旋输送机；运行功率5.5kw;定速运行。
干磷泥仓，由于磷泥干化过程的连续性；同时根据现场测量的数
据显示；磷泥半干化后的体积是原来体积的1/5；所以干泥暂存储仓的全容积确定为100m3。
本设备热介质采用饱和水蒸汽。热源温度不得低于160℃。由于
磷泥在半干化过程中蒸发量很大；所以干燥机分离空间里面充满了大量的水蒸汽；该水蒸汽遇见设备上盖；后系统管道等部件内壁厚降温会产生冷凝；如果蒸发出来的水蒸汽出现冷凝或者局部凝结后产生的冷凝水再次回流到干燥机里面；造成干燥机二次蒸发；这样就会大大降低干燥机的运行效率；为了避免该现象的发生；保证已经蒸发出来的水蒸汽在“露点”温度以上排气；配套冷凝器洗涤塔，塔径2.0米；塔高8.5米；后续接二次风机进口。后系统的二次风机就是引风机是排气动力设备；除过克服了前系统的全程压降以外；还要克服后系统的管道阻力；同时要严格保证整体系统的负压运行；只有这样；才能保证磷泥处理车间闻不到磷磷泥异味。 3、焚烧锅炉系统
流化床磷泥焚烧专用技术，具有技术先进成熟、结构紧凑合理、燃烧效率高、启动运行简单快速、环保性能超群、密封性能好、使用寿命长等特点，是磷泥焚烧处理理想设备。
干化后的磷泥通过螺旋给料机从投料口送入焚烧炉内，由一次风鼓风机对砂粒进行流化，并由二次风鼓风机送入空气搅拌和助燃，以完成连续、瞬间、有效、完全的燃烧过程；焚烧炉能充分适应脱水磷泥干化后的组分、水分、热值等变化，同时可以处理其他废弃物；通过合理的焚烧炉设计，能充分适应脱水磷泥和干化磷泥的含水率等变化，处理调节能力上具有65～120%的焚烧能力；炉膛内负压维持在5～10mmH2O，防止烟气外溢；利用灰颗粒的循环和燃烧的合理控制使焚烧炉内运行温度650°C～950°C，并保证炉膛内烟气停留时间大大超过2秒；通过结构上的合理设计，使整个系统密封非常好；流化床采用立式布置，流化风从炉底送入保证流化良好，达到全沸腾，流化床的温度非常均匀；选择耐热耐磨性能好的耐火材料（耐热温度>1450°C），由于耐火材料通过密布销钉而固定在膜式水冷壁上，因此耐火材料使用温度低于炉膛的烟气温度，性能容易保证。而且选择合适线膨胀系数的耐火材料，不会产生无温差伸缩而导致的材料脱落；由于水冷壁外表温度恒定在200°C左右，保温设计非常容易，并可始终保持外表温度低于50°C。
本焚烧炉外形布置和传统成熟的煤粉炉结构类似，本体由燃烧设备、给磷泥设备、床下点火装置、二次风装置、高温分离器和循环灰自动返回装置、汽水系统（包括锅筒、水冷壁、对流管束、省煤器、连接管路等）、固定结构件、空气预热器、钢架、平台扶梯、炉墙、护板、门类等组成。
采用双锅筒、自然循环设计，保证水循环安全可靠。采用水冷布风板和水冷风室，为床下自动点火提供了可靠的保证。整个炉室部为全密封的膜式水冷壁结构，水平烟道部分布置了双锅筒和对流管束，包墙管亦采用膜式水冷壁结构，并悬吊于顶梁上。尾部受热面采用支撑结构，在悬吊和支撑部分之间设置了三维揉性膨胀节。炉膛部分的炉墙采用敷管炉墙，尾部竖井采用轻型护板炉墙。 a．燃烧系统
主要由进料装置、炉膛、物料分离器和返料器三部分所组成。
根据磷泥的特点在前墙设置了1台特殊设计的进料装置，避免堵塞，进料不畅。进料装置出口布置了不锈钢膨胀节、不锈钢溜管等，保证燃料通畅均匀地进入焚烧炉膛。利用二级分离器返料管进行床料补充和点火时进底料，避免在炉膛下部额外增加开口。
整个炉膛部分全部由全膜式水冷壁组成，上面是由膜式水冷壁组成的受热面部分，保证高效的传热和炉膛温度；下部膜式水冷壁覆盖了高强耐磨衬里，用来保证燃烧温度和防止密相区内物料对管壁的磨损；膜式水冷壁一直延伸到底部，形成水冷布风板和水冷等压风室，布风板上布置有铸钢蘑菇型风帽和水冷排渣管，为床下点火提供结构保证。