公布日：2023.10.03
申請(qǐng)日：2022.03.24
分類(lèi)號(hào)：C02F11/13(2019.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C10B53/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污泥處理處置的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥干化熱解系統(tǒng)及工藝處理方法。系統(tǒng)包括污泥泥餅倉(cāng)、輸送設(shè)備、污泥烘干機(jī)、污泥熱解爐、燃燒器、熱解氣燃燒爐等工藝設(shè)備，可以將含水率60%的污泥依次進(jìn)行干化、熱解處理，得到資源化利用的熱解產(chǎn)物，熱解產(chǎn)物含水率為1%~5%，同時(shí)在污泥干化熱解工藝中，增加低溫?fù)Q熱器和高溫?fù)Q熱器，在回收烘干氣體中低溫?zé)崃客瑫r(shí)將烘干載氣和煙氣分離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低溫廢熱的回收，同時(shí)解決烘干載氣臭味污染問(wèn)題，通過(guò)該工藝提升污泥干化熱解系統(tǒng)能效，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)臭排放。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污泥干化熱解系統(tǒng)，其特征在于：包括污泥泥餅倉(cāng)1、輸送設(shè)備2、污泥烘干機(jī)3、輸送設(shè)備4、污泥熱解爐5、燃燒器6、熱解氣燃燒爐7、冷卻倉(cāng)8、輸送設(shè)備9、污泥炭料倉(cāng)10、除塵設(shè)備11、循環(huán)風(fēng)機(jī)12、低溫?fù)Q熱器13、冷凝器14、冷卻塔15、汽水霧化器16、高溫?fù)Q熱器17、尾氣處理18、引風(fēng)機(jī)19、排放筒20、冷卻循環(huán)泵21。
2.所述污泥泥餅料倉(cāng)1通過(guò)輸送設(shè)備2連通污泥烘干機(jī)3進(jìn)料口（31），污泥烘干機(jī)出料口（32）通過(guò)輸送設(shè)備4連通污泥熱解爐5的進(jìn)料口（53），污泥熱解爐5底部的出料口（54）連接冷卻倉(cāng)8的進(jìn)料口，冷卻倉(cāng)8的出料口通過(guò)輸送設(shè)備9連通污泥炭料倉(cāng)10頂部的進(jìn)料口。
3.所述污泥烘干機(jī)3產(chǎn)生的氣體（簡(jiǎn)稱(chēng)“烘干載氣”）熱量回收和除臭由系統(tǒng)設(shè)備組成：除塵設(shè)備11、循環(huán)風(fēng)機(jī)12、低溫?fù)Q熱器13、冷凝器14、冷卻塔15、汽水霧化器16和高溫?fù)Q熱器17；連接方式如下：污泥烘干機(jī)3的氣體出口（34）管道連接除塵設(shè)備11進(jìn)氣口（111），除塵設(shè)備11出氣口（112）管道連接循環(huán)風(fēng)機(jī)12，循環(huán)風(fēng)機(jī)出口管道連接低溫?fù)Q熱器13熱端進(jìn)氣口（131），低溫?fù)Q熱器13熱端出氣口（132）管道連接冷凝器14進(jìn)氣口（141），同時(shí)汽水霧化器16的出氣口（161）管道連接冷凝器14進(jìn)氣口（143），冷凝器14出氣口（142）管道連接低溫?fù)Q熱器13冷端進(jìn)氣口（133），換熱器13冷端出氣口（134）分別管道連接高溫?fù)Q熱器17冷端進(jìn)氣口（171）和燃燒器6的熱空氣入口（61）。
4.所述污泥烘干機(jī)3在工作時(shí)干化溫度達(dá)500℃~600℃，含水率為60%污泥泥餅經(jīng)破碎后通過(guò)輸送設(shè)備4進(jìn)入污泥烘干機(jī)3進(jìn)行干化、污泥熱解爐5進(jìn)行熱解、冷卻倉(cāng)8進(jìn)行冷卻，最終得到溫度為60~80℃、含水量為1%~5%的污泥炭。
5.所述污泥熱解爐5在工作時(shí)控制熱解處理溫度為450~650℃、時(shí)間為60~90min，熱解后的污泥含水率為1~5%。
6.所述燃燒器6作為助燃?xì)怏w與補(bǔ)充燃料配合燃燒，補(bǔ)充燃料為天然氣或生物質(zhì)顆粒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔?/span>1000~1200℃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決污泥處理處置問(wèn)題，緩解污泥處置不當(dāng)導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題，提供一種高效的污泥干化熱解系統(tǒng)及工藝處理方法，使得污泥處理處置環(huán)保效益好、投資成本低。
本發(fā)明提供一種污泥干化熱解系統(tǒng)，是在污泥干化熱解工藝中，增加低溫?fù)Q熱器13和高溫?fù)Q熱器17，在回收烘干氣體中低溫?zé)崃客瑫r(shí)將烘干載氣和煙氣分離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低溫廢熱的回收，同時(shí)解決烘干載氣臭味污染問(wèn)題，通過(guò)該工藝提升污泥干化熱解系統(tǒng)能效，降低運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)臭排放。
本發(fā)明提供一種污泥干化熱解系統(tǒng)包括污泥泥餅倉(cāng)1、輸送設(shè)備2、污泥烘干機(jī)3、輸送設(shè)備4、污泥熱解爐5、燃燒器6、熱解氣燃燒爐7、冷卻倉(cāng)8、輸送設(shè)備9、污泥炭料倉(cāng)10、除塵設(shè)備11、循環(huán)風(fēng)機(jī)12、低溫?fù)Q熱器13、冷凝器14、冷卻塔15、汽水霧化器16、高溫?fù)Q熱器17、尾氣處理18、引風(fēng)機(jī)19、排放筒20、冷卻循環(huán)泵21。
所述污泥泥餅料倉(cāng)1通過(guò)輸送設(shè)備2連通污泥烘干機(jī)3進(jìn)料口（31），污泥烘干機(jī)出料口（32）通過(guò)輸送設(shè)備4連通污泥熱解爐5的進(jìn)料口（53），污泥熱解爐5底部的出料口（54）連接冷卻倉(cāng)8的進(jìn)料口，冷卻倉(cāng)8的出料口通過(guò)輸送設(shè)備9連通污泥炭料倉(cāng)10頂部的進(jìn)料口。
所述污泥烘干機(jī)3產(chǎn)生的氣體（簡(jiǎn)稱(chēng)“烘干載氣”）熱量回收和除臭由系統(tǒng)設(shè)備組成：除塵設(shè)備11、循環(huán)風(fēng)機(jī)12、低溫?fù)Q熱器13、冷凝器14、冷卻塔15、汽水霧化器16和高溫?fù)Q熱器17；連接方式如下：污泥烘干機(jī)3的氣體出口（34）管道連接除塵設(shè)備11進(jìn)氣口（111），除塵設(shè)備11出氣口（112）管道連接循環(huán)風(fēng)機(jī)12，循環(huán)風(fēng)機(jī)出口管道連接低溫?fù)Q熱器13熱端進(jìn)氣口（131），低溫?fù)Q熱器13熱端出氣口（132）管道連接冷凝器14進(jìn)氣口（141），同時(shí)汽水霧化器16的出氣口（161）管道連接冷凝器14進(jìn)氣口（143），冷凝器14出氣口（142）管道連接低溫?fù)Q熱器13冷端進(jìn)氣口（133），換熱器13冷端出氣口（134）分別管道連接高溫?fù)Q熱器17冷端進(jìn)氣口（171）和燃燒器6的熱空氣入口（61）；工作時(shí)，污泥烘干機(jī)3干化溫度達(dá)500℃~600℃，含水率為60%污泥泥餅經(jīng)破碎后通過(guò)輸送設(shè)備4進(jìn)入污泥烘干機(jī)3進(jìn)行干化、污泥熱解爐5進(jìn)行熱解、冷卻倉(cāng)8進(jìn)行冷卻，最終得到溫度為60~80℃、含水量為1%~5%的污泥炭。
進(jìn)一步，燃燒器6燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔�，進(jìn)入熱解氣燃燒爐7，與來(lái)源于污泥熱解爐5污泥熱解產(chǎn)生的熱解氣在高溫環(huán)境下混合燃燒，產(chǎn)生熱煙氣進(jìn)入污泥熱解爐5給污泥熱解爐加熱，經(jīng)過(guò)熱解爐利用后，高溫?zé)煔鉁囟冉档椭?/span>600℃~800℃，然后進(jìn)入高溫?fù)Q熱器17熱端，與高溫?fù)Q熱器17冷端氣體發(fā)生熱交換，將熱量傳到給烘干載氣，溫度降低至150℃~180℃后進(jìn)入尾氣處理設(shè)備18處理后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)和排放筒對(duì)空排放。
進(jìn)一步，污泥烘干機(jī)中出來(lái)的烘干載氣，是一種高溫(180℃~250℃)、高濕（接近飽和濕蒸汽）、高粉塵（≧350mg/m3)、高臭味濃度(≧20000)的氣體，攜帶大量熱量；第一步，烘干載氣進(jìn)入除塵設(shè)備11中脫除粉塵；第二步，通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)12鼓入低溫?fù)Q熱器13熱端，與低溫?fù)Q熱器13冷端的氣體發(fā)生熱交換，熱端氣體的熱量傳遞給冷端氣體，溫度降低至80℃~100℃，烘干載氣中部分水蒸氣遇冷轉(zhuǎn)變成水滴脫除下來(lái)，通過(guò)冷凝廢水排放口（144）排出設(shè)備；第三步，烘干載氣然后進(jìn)入冷凝器與氣化霧化器16產(chǎn)生水汽混合，溫度迅速降低，然后進(jìn)入冷凝器換熱面，與冷卻水（冷卻塔15冷卻后的水通過(guò)泵23送入冷凝器換熱面，冷卻水升溫后回流至冷卻塔15冷卻）間接發(fā)生熱交換，溫度降低至30~40℃，烘干載氣中的水分進(jìn)一步變成冷凝廢水脫除排出設(shè)備，在此過(guò)程中將烘干載氣中的潛熱釋放出并回收利用；第四步，經(jīng)過(guò)冷凝后的氣體變成低溫干燥氣體，進(jìn)入低溫?fù)Q熱器13冷端，與低溫?fù)Q熱器13熱端的烘干載氣（溫度180~250℃）發(fā)生熱交換，轉(zhuǎn)變成150℃~180℃熱空氣；第五步，經(jīng)過(guò)低溫?fù)Q熱器升溫的熱空氣分成二部分，一部分（與烘干載氣熱端相當(dāng)氣體量）進(jìn)入高溫?fù)Q熱器17冷端繼續(xù)加熱，溫度由150-180℃轉(zhuǎn)變成500-600℃高溫?zé)煔猓缓筮M(jìn)入污泥烘干機(jī)3中烘干污泥，另一部分（與進(jìn)入氣化霧化器相當(dāng)氣量的氣體）送入燃燒器6作為助燃?xì)怏w與補(bǔ)充燃料配合燃燒，轉(zhuǎn)變1000℃~1200℃成高溫?zé)煔狻?/span>
本發(fā)明還包括一種污泥干化熱解系統(tǒng)的工藝處理方法，具體包括以下方法步驟：(1)干化：將污泥泥餅經(jīng)破碎機(jī)破碎后通過(guò)輸送設(shè)備2輸送至污泥烘干機(jī)3內(nèi)，進(jìn)行干化處理，得到干化污泥；控制干化處理溫度為500~600℃、干化處理時(shí)間為60~90min左右，含水率為20~30%;(2)熱解：烘干后的污泥經(jīng)輸送設(shè)備4輸送至熱解爐5中進(jìn)行熱解處理，得到熱解污泥，熱解污泥輸送至外部存儲(chǔ)備用；熱解污泥的含水率為1%~5%，控制熱解處理溫度為450~650℃、時(shí)間為60~90min;（3）熱量回收：循環(huán)載氣通過(guò)低溫?fù)Q熱器13換熱、冷凝器14冷卻實(shí)現(xiàn)烘干載氣循環(huán)利用，并對(duì)熱量進(jìn)行回收利用，降低系統(tǒng)能耗，提高能源利用效率。
進(jìn)一步，所述待處理污泥為市政污泥、工業(yè)污泥或石化油泥中的一種或者多種的混合物。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果：1、本發(fā)明的一種污泥干化熱解系統(tǒng)及工藝處理方法，將含水率60%的市政污泥依次進(jìn)行干化、熱解處理，得到熱解污泥，熱解污泥含水率降為1%~5%，體積也大幅減少25%~50%，而且污泥經(jīng)高溫?zé)峤馊コ≡w和重金屬等物質(zhì)，得到留有機(jī)物的熱解污泥，熱解污泥可用于水處理或者改良土壤，解決了目前不合理處置污泥造成嚴(yán)重的市政污染問(wèn)題;2、本發(fā)明的一種污泥干化熱解系統(tǒng)及工藝處理方法，產(chǎn)生的尾氣處理安全環(huán)保，具體的污泥熱解爐內(nèi)熱解產(chǎn)生的熱解氣引入熱解氣燃燒爐燃燒處理，以充分利用其自身熱量，減少燃料的消耗量，提高能量的利用效率，避免排放造成大氣污染。
3、污泥熱解前的高溫烘干技術(shù)不可避免污泥中揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成臭氣進(jìn)入烘干氣體中，如處理不當(dāng)將造成排放廢氣的臭味污染。采用高效換熱工藝，將烘干氣體與加熱煙氣分離，避免兩類(lèi)氣體混合造成交叉污染，實(shí)現(xiàn)排放煙氣無(wú)臭味排放。
（發(fā)明人：盧歸;吳丹）
