兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用方法及裝置系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污泥整體無(wú)害化處置的方法及裝置，特別涉及一種兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法及其裝置系統(tǒng)。本發(fā)明包括：污泥機(jī)械壓濾預(yù)干化；污泥低溫高速風(fēng)干二次干化：污泥熱解；熱能利用的步驟。本發(fā)明還將生物質(zhì)材料混合到污泥中，提高污泥的熱值和有機(jī)質(zhì)的固含量，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化有效熱解；采用廢棄的生物質(zhì)材料混合污泥，并使二者的能量得到有效轉(zhuǎn)化，解決了污水廠污泥整體無(wú)害化處置的問(wèn)題，避免了大量的環(huán)境污染，同時(shí)創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。
【專利說(shuō)明】?jī)啥胃苫峤獾奈勰嗵幹?、熱能利用方法及裝置系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污泥整體無(wú)害化處置的方法及裝置，特別涉及一種兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法及其裝置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入“十二五”以來(lái)，我國(guó)的污水處理產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，污水處理能力及處理率增長(zhǎng)迅速，帶來(lái)了污泥產(chǎn)量的迅速增加。根據(jù)住建部資料顯示，截止到2011年年底，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理量達(dá)到320億立方米，濕污泥(含水率80%)產(chǎn)生量突破3000萬(wàn)噸。根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，我國(guó)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，有80%沒(méi)有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問(wèn)題已經(jīng)凸顯出來(lái)，并且引起了社會(huì)的關(guān)注。
[0003]近年來(lái)國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出多種污泥處理處置技術(shù)，但是未出現(xiàn)規(guī)?；医?jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)效果良好的技術(shù)工藝及設(shè)備系統(tǒng)?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外常規(guī)的污泥處置方法有農(nóng)田利用、填埋、焚燒等并不能完全消除污染物的威脅。各種不同的處理技術(shù)往往受不同污泥物性的制約，很難達(dá)到合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。
[0004]污泥熱解處理技術(shù)在技術(shù)可行性、環(huán)境相容性和經(jīng)濟(jì)性方面均表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)，完全可以直接推廣應(yīng)用。但做出這樣結(jié)論的前提是污泥的干化程度。熱解污泥的水分含量高，整個(gè)熱解過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。熱解污泥的水分含量低，增加能耗和成本。
[0005]中國(guó)專利2010202329260公開了一種自供能污泥熱解炭化處理系統(tǒng)，包括:污泥干化裝置，污泥熱解焚燒裝置，污泥連續(xù)炭化裝置。污泥干化裝置的出料口分別與污泥熱解焚燒裝置和污泥連續(xù)炭化裝置連接，污泥熱解焚燒裝置的出氣口連接至污泥連續(xù)炭化裝置。此發(fā)明只使用污泥作為單獨(dú)熱解原料，工藝的工業(yè)化實(shí)現(xiàn)受制于污泥的熱值和水分變化。
[0006]中國(guó)專利201210137498.7公開了一種以廢棄塑料作為補(bǔ)充能源的污泥熱解處理工藝?，F(xiàn)有熱解技術(shù)處理熱值低、含濕量高污泥投資運(yùn)行費(fèi)用大，需添加輔助燃料才能達(dá)到系統(tǒng)供能平衡。本發(fā)明將廢棄塑料通過(guò)粉碎裝置粉碎均勻后與含水率80%的污泥一起進(jìn)入干化裝置干燥，將含水率降至10%以下后進(jìn)入熱解裝置，熱解產(chǎn)生的油、氣燃燒產(chǎn)生能量回用于熱解裝置，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱利用裝置產(chǎn)生飽和蒸汽，該蒸汽在干化裝置干燥含水污泥和廢棄塑料后冷凝，冷凝水送出渣管對(duì)高溫殘?jiān)M(jìn)行冷卻后返回余熱利用裝置；余熱利用裝置煙氣通過(guò)尾氣處理裝置處理后達(dá)標(biāo)排放。此發(fā)明使用廢棄塑料作為補(bǔ)充熱源，廢塑料的預(yù)處理增加了整個(gè)系統(tǒng)的工藝復(fù)雜程度，投資和成本加大。
[0007]中國(guó)專利201210153574.3公開了一種流態(tài)化蓄熱式污泥低溫催化熱解方法，包括如下步驟:A、污泥熱解產(chǎn)氣；B、熱解氣體回收循環(huán)利用；C、燃燒廢氣余熱利用。同時(shí)還公開了一種流態(tài)化蓄熱式污泥低溫催化熱解裝置。將污泥熱解產(chǎn)生的熱解氣體一方面通過(guò)空氣預(yù)熱器，將熱量回收利用，再通過(guò)冷凝器將熱解氣體冷凝后制得焦油，避免氣體排放污染環(huán)境；另一方面，熱解廢棄物直接排出收集，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便運(yùn)行，也可減少安全隱患。本發(fā)明綜合利用流態(tài)化、蓄熱顆粒熱解及利用熱解氣、燃燒廢氣的余熱并制得焦油，實(shí)現(xiàn)污泥的能量和資源的高效利用和環(huán)境保護(hù)。此發(fā)明得到的最后產(chǎn)物為焦油，不進(jìn)行熱解氣體的凈化燃燒，增加銷售成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種能夠工業(yè)化生產(chǎn)的污泥整體無(wú)害化處置的方法及裝置，最大限度地利用了污泥所蘊(yùn)藏的能源，同時(shí)對(duì)環(huán)境的影響最小。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種污泥整體無(wú)害化處置、熱能利用的方法，包括:污泥機(jī)械壓濾預(yù)干化；污泥低溫高速風(fēng)干二次干化:污泥熱解；熱能利用的步驟。具體的步驟為:
[0010]一、將污泥中加入脫水藥劑，壓濾，達(dá)到含水率為50~60% ；
[0011 ] 二、將含水率為50~60%的污泥進(jìn)行破碎；
[0012]三、將破碎后的污泥輸送進(jìn)入低溫高速風(fēng)干烘房，將污泥的含水率降為45% ；
[0013]四、將經(jīng)干化的污泥輸送進(jìn)入熱解反應(yīng)器，熱解生成可燃?xì)猓?br> [0014]五、將可燃?xì)庖肴紵覂?nèi)燃燒并蓄熱，生成高溫?zé)煔猓桓邷責(zé)煔廨斔椭琳羝l(fā)生器中用于產(chǎn)生蒸汽，換熱后成為低溫?zé)煔猓缓髮⒌蜏責(zé)煔廨斔椭敛襟E三的低溫高速風(fēng)干烘房或用于預(yù)熱水輸送給蒸汽發(fā)生器。
[0015]上述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，步驟一中脫水藥劑為木屑、稻殼、秸桿、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
[0016]上述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，步驟三中污泥干化烘房夏季室內(nèi)溫度保持在55~60° C ;冬季保持在25~30° C。
[0017]上述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，步驟四為將污泥在40(T500°C下熱解 30~60min。
[0018]上述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)為依次布置包括壓濾機(jī)、破碎機(jī)、低溫高速風(fēng)干烘房、熱解反應(yīng)器、燃燒室、蒸汽發(fā)生器、余熱利用裝置，其中低溫高速風(fēng)干烘房的出料口與熱解反應(yīng)器的進(jìn)料口相連，熱解反應(yīng)器上部的燃?xì)獬隹谂c燃燒室的進(jìn)氣口相連，燃燒室前端設(shè)置有燃燒器。
[0019]所述低溫高速風(fēng)干烘房頂部安裝定向空氣循環(huán)機(jī)組，提供高速循環(huán)風(fēng)，內(nèi)部至少設(shè)置有三層層板，每層板的上部設(shè)有熱風(fēng)風(fēng)箱。
[0020]所述兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)熱解反應(yīng)器為立式熱解反應(yīng)器。
[0021]所述污泥處理、熱能利用裝置系統(tǒng)余熱利用裝置包括換熱器和省煤器。
[0022]本發(fā)明獨(dú)特的低溫高速風(fēng)干污泥烘房設(shè)計(jì)，污泥逐層落下，經(jīng)過(guò)上方的高速低溫?zé)犸L(fēng)，高效地進(jìn)行干化處理。
[0023]污泥經(jīng)高溫?zé)峤夂螽a(chǎn)生了混合了甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽的可燃?xì)饨?jīng)燃燒后產(chǎn)生了高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔饪梢杂糜诎l(fā)生蒸汽，經(jīng)過(guò)蒸汽發(fā)生的煙氣還可以進(jìn)一步利用，因此污泥蘊(yùn)含的能量得到了高效的轉(zhuǎn)化和利用。
[0024]本發(fā)明具有積極的效果:(1)通過(guò)機(jī)械壓濾和低溫高速風(fēng)干，以較低的能源消耗大幅度降低污泥含水率，提高污泥的熱值和有機(jī)質(zhì)的固含量，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化有效熱解；(2)采用非焚燒的熱解工藝無(wú)害化處置污泥，污泥蘊(yùn)含能量得到有效轉(zhuǎn)化，解決了污水廠污泥處理的 問(wèn)題，避免了大量的環(huán)境污染，同時(shí)創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0026]圖1為本發(fā)明的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中:
[0028]1壓濾機(jī)；2破碎機(jī)；3低溫高速風(fēng)干污泥烘房；4層板；5熱風(fēng)風(fēng)箱；6熱解反應(yīng)器；7燃燒器；8燃燒室；9蒸汽發(fā)生器；10余熱利用裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0029](實(shí)施例1)
[0030]見圖1
[0031]兩 段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，依次布置包括壓濾機(jī)1、破碎機(jī)2、低溫高速風(fēng)干污泥烘房3、熱解反應(yīng)器6為立式熱解反應(yīng)器、燃燒室8、蒸汽發(fā)生器9、余熱利用裝置10，其中低溫高速風(fēng)干污泥烘房3的出料口與熱解反應(yīng)器6的進(jìn)料口相連，熱解反應(yīng)器6上部的燃?xì)獬隹谂c燃燒室8的進(jìn)氣口相連，燃燒室8前端設(shè)置有燃燒器7。其中壓濾機(jī)I為板框隔膜壓濾機(jī)，低溫高速風(fēng)干污泥烘房3頂部安裝定向空氣循環(huán)機(jī)組，提供高速循環(huán)風(fēng)，內(nèi)部設(shè)置有三層層板4，每層板的上部設(shè)有熱風(fēng)風(fēng)箱5。余熱利用裝置10為安裝在燃燒室上部的換熱器和省煤器，換熱器產(chǎn)出的60°C左右的溫水，用于供給蒸汽發(fā)生器。
[0032]污泥整體無(wú)害化處置、熱能利用的方法，具體的步驟為:
[0033]一、將污泥中加入脫水藥劑木屑，將污泥加入到板框隔膜壓濾機(jī)中壓濾干化，使得污泥的含水率為60% ；
[0034]二、將上述含水率為60%的污泥進(jìn)行破碎；
[0035]三、將破碎后的污泥輸送進(jìn)入低溫高速風(fēng)干烘房，夏季室內(nèi)溫度保持在55飛(TC ；冬季保持在25~30°C，將污泥的含水率降為45% ；
[0036]四、將經(jīng)干化的污泥輸送進(jìn)入熱解反應(yīng)器，在400°C下熱解30min，熱解生成可燃?xì)?
[0037]五、將可燃?xì)庖肴紵覂?nèi)在1100°C下燃燒并蓄熱，生成高溫?zé)煔?；高溫?zé)煔廨斔椭琳羝l(fā)生器中用于產(chǎn)生蒸汽，換熱后成為低溫?zé)煔?，然后將低溫?zé)煔廨斔椭敛襟E三的低溫高速風(fēng)干烘房或用于預(yù)熱水輸送給蒸汽發(fā)生器。
[0038](實(shí)施例2)
[0039]見圖1
[0040]兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，依次布置包括壓濾機(jī)1、破碎機(jī)2、低溫高速風(fēng)干污泥烘房3、立式熱解反應(yīng)器6、燃燒室8、蒸汽發(fā)生器9、余熱利用裝置10，其中低溫高速風(fēng)干污泥烘房3的出料口與熱解反應(yīng)器6的進(jìn)料口相連，熱解反應(yīng)器6上部的燃?xì)獬隹谂c燃燒室8的進(jìn)氣口相連，燃燒室8前端設(shè)置有燃燒器7。其中壓濾機(jī)I為板框隔膜壓濾機(jī)，低溫高速風(fēng)干污泥烘房3頂部安裝定向空氣循環(huán)機(jī)組，提供高速循環(huán)風(fēng)，內(nèi)部設(shè)置有三層層板4，每層板的上部設(shè)有熱風(fēng)風(fēng)箱5。余熱利用裝置10為安裝在燃燒室上部的換熱器和省煤器，換熱器產(chǎn)出的60°C左右的溫水，用于供給蒸汽發(fā)生器。
[0041]污泥整體無(wú)害化處置、熱能利用的方法，具體的步驟為:
[0042]一、將污泥中加入脫水藥劑稻殼，將污泥加入到板框隔膜壓濾機(jī)中壓濾干化，使得污泥的含水率為55% ；
[0043]二、將上述含水率為55%的污泥進(jìn)行破碎；
[0044]三、將破碎后的污泥輸送進(jìn)入低溫高速風(fēng)干烘房，夏季室內(nèi)溫度保持在55飛(TC ；冬季保持在25~30°C，將污泥的含水率降為45% ；
[0045]四、將經(jīng)干化的污泥輸送進(jìn)入熱解反應(yīng)器，在460°C下熱解45min，熱解生成可燃?xì)?
[0046]五、將可燃?xì)庖肴紵覂?nèi)在1100°C下燃燒并蓄熱，生成高溫?zé)煔猓桓邷責(zé)煔廨斔椭琳羝l(fā)生器中用于產(chǎn)生蒸汽，換熱后成為低溫?zé)煔?，然后將低溫?zé)煔廨斔椭敛襟E三的低溫高速風(fēng)干烘房或用于預(yù)熱水輸送給蒸汽發(fā)生器。
[0047](實(shí)施例3)
[0048]見圖1
[0049]兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，依次布置包括壓濾機(jī)1、破碎機(jī)
2、低溫高速風(fēng)干污泥烘房3、立式熱解反應(yīng)器6、燃燒室8、蒸汽發(fā)生器9、余熱利用裝置10，其中低溫高速風(fēng)干污泥烘房3的出料口與熱解反應(yīng)器6的進(jìn)料口相連，熱解反應(yīng)器6上部的燃?xì)獬隹谂c燃燒室8的進(jìn)氣口相連，燃燒室8前端設(shè)置有燃燒器7。其中壓濾機(jī)I為板框隔膜壓濾機(jī)，低溫高速風(fēng)干污泥烘房3頂部安裝定向空氣循環(huán)機(jī)組，提供高速循環(huán)風(fēng)，內(nèi)部設(shè)置有三層層板4，每層板的上部設(shè)有熱風(fēng)風(fēng)箱5。余熱利用裝置10為安裝在燃燒室上部的換熱器和省煤器，換熱器產(chǎn)出的60°C左右的溫水，用于供給蒸汽發(fā)生器。
[0050]污泥整體無(wú)害化處置、熱能利用的方法，具體的步驟為:
[0051]一、將污泥中加入脫水藥劑聚合氯化鐵，將污泥加入到板框隔膜壓濾機(jī)中壓濾干化，使得污泥的含水率為52% ；
[0052]二、將上述含水率為52%的污泥進(jìn)行破碎；
[0053]三、將破碎后的污泥輸送進(jìn)入低溫高速風(fēng)干烘房，夏季室內(nèi)溫度保持在55飛(TC ；冬季保持在25~30°C，將污泥的含水率降為45% ；
[0054]四、將經(jīng)干化的污泥輸送進(jìn)入熱解反應(yīng)器，在500°C下熱解60min，熱解生成可燃?xì)?
[0055]五、將可燃?xì)庖肴紵覂?nèi)在1100°C下燃燒并蓄熱，生成高溫?zé)煔?；高溫?zé)煔廨斔椭琳羝l(fā)生器中用于產(chǎn)生蒸汽，換熱后成為低溫?zé)煔猓缓髮⒌蜏責(zé)煔廨斔椭敛襟E三的低溫高速風(fēng)干烘房或用于預(yù) 熱水輸送給蒸汽發(fā)生器。
[0056]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，包括:污泥機(jī)械壓濾預(yù)干化；污泥低溫高速風(fēng)干二次干化:污泥熱解；熱能利用的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，其特征在于:具體的步驟為: 一、將污泥中加入脫水藥劑，壓濾，達(dá)到含水率為50-60%； 二、將含水率為50-60%的污泥進(jìn)行破碎； 三、將破碎后的污泥輸送進(jìn)入低溫高速風(fēng)干烘房，將污泥的含水率降為45%； 四、將經(jīng)干化的污泥輸送進(jìn)入熱解反應(yīng)器，熱解生成可燃?xì)猓? 五、將可燃?xì)庖肴紵覂?nèi)燃燒并蓄熱，生成高溫?zé)煔?；高溫?zé)煔廨斔椭琳羝l(fā)生器中用于產(chǎn)生蒸汽，換熱后成為低溫?zé)煔?，然后將低溫?zé)煔廨斔椭敛襟E三的低溫高速風(fēng)干烘房或用于預(yù)熱水輸送給蒸汽發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，其特征在于:步驟一中脫水藥劑為木屑、稻殼、秸桿、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，其特征在于:步驟三中污泥干化烘房夏季室內(nèi)溫度保持在55飛0°C ;冬季保持在25~30° C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用的方法，其特征在于:步驟四為將污泥在40(T500°C下熱解3(T60min。
6.一種如權(quán)利要求1至5任一所述的兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，其特征在于:該裝置系統(tǒng)依次布置包括壓濾機(jī)(I)、破碎機(jī)(2)、低溫高速風(fēng)干烘房(3)、熱解反應(yīng)器(6)、燃燒室(8)、蒸汽發(fā)生器(9)、余熱利用裝置(10)，其中低溫高速風(fēng)干烘房(3)的出料口與熱解反應(yīng)器(6 )的進(jìn)料口相連，熱解反應(yīng)器(6 )上部的燃?xì)獬隹谂c燃燒室(8 )的進(jìn)氣口相連，燃燒室(8 )前端設(shè)置有燃燒器(7 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，其特征在于:低溫高速風(fēng)干烘房(3 )頂部安裝定向空氣循環(huán)機(jī)組，提供高速循環(huán)風(fēng)，內(nèi)部至少設(shè)置有三層層板(4 )，每層板的上部設(shè)有熱風(fēng)風(fēng)箱(5 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述兩段干化、熱解的污泥處置、熱能利用裝置系統(tǒng)，其特征在于:熱解反應(yīng)器(6)為立式熱解反應(yīng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述污泥處理、熱能利用裝置系統(tǒng)，其特征在于:余熱利用裝置(10)包括換熱器和省煤器。
【文檔編號(hào)】C02F11/10GK103910478SQ201210591959
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】崔茂佩, 王兢, 劉凱 申請(qǐng)人:蘇州格瑞展泰再生能源有限公司