在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，污泥料倉通過加料螺旋連接在循環(huán)流化床本體下端，第一級(jí)旋風(fēng)分離器連接在循環(huán)流化床本體的上部，第一級(jí)旋風(fēng)分離器的下端通過返料器連接在循環(huán)流化床本體的下部，在返料器上設(shè)有用來控制循環(huán)流化床的固體循環(huán)倍率的返料器排渣閥門；第一級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與第二級(jí)旋風(fēng)分離器連接；第二級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐設(shè)置在第二級(jí)旋風(fēng)分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設(shè)有下層油排放口。本發(fā)明采用循環(huán)流化床方式，提高了氣固傳熱效果；實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途高灰分污泥熱解油。
【專利說明】在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化處置領(lǐng)域，涉及一種在同一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我國目前城市污水處理總規(guī)模已達(dá)到I億噸/日，污泥量達(dá)到5萬噸/日。這些大量的污泥如處理不當(dāng)或不及時(shí)，會(huì)帶來嚴(yán)重的二次污染，而目前全國污水處理能力20萬t/d (含)以上的城市污水處理廠83%的污泥沒有經(jīng)過妥善處置。
[0003]污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)是通過無氧加熱污泥干燥至一定溫度(〈500°C )，由干餾和熱分解作用使污泥轉(zhuǎn)化為油、反應(yīng)水、不凝性氣體(NGG)和炭等4種可燃產(chǎn)物。污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)能有效地克服了傳統(tǒng)污泥處置方法的缺點(diǎn)。由于重金屬富集于固體殘?jiān)蟹€(wěn)定性好，且反應(yīng)溫度低，避開了二惡英生成區(qū)，NOx和SOx生成也很少，足以滿足嚴(yán)格的政策法規(guī)，而其經(jīng)濟(jì)性又顯著優(yōu)于焚燒，因此低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)是一種有重要應(yīng)用前景的污泥資源化熱化學(xué)處置技術(shù)。
[0004]位于澳大利亞柏斯的Subiaco污水處理廠90年代末建成世界上第一座商業(yè)化的污泥煉油廠，采用回轉(zhuǎn)窯熱解+流化床燃燒工藝，處理規(guī)模為每天25噸干污泥，每噸干污泥可產(chǎn)出200~300升與柴油類似的液態(tài)油和半噸燒結(jié)炭，回轉(zhuǎn)窯熱解爐產(chǎn)生的燒結(jié)炭、不凝結(jié)可燃?xì)怏w和輔助燃料送入流化床燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑腿牖剞D(zhuǎn)窯熱解爐外壁夾套提供熱解反應(yīng)熱源。從2001年開始，該系統(tǒng)開始正式運(yùn)行。但投資方處于減少財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)的考慮，該項(xiàng)目只正式運(yùn)行了 9個(gè)月的時(shí)間。
[0005]全世界的研究者已經(jīng)進(jìn)行了許多污泥中低溫?zé)峤庠囼?yàn)研究，包括污泥熱解制油以及制碳，但是能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定運(yùn)行的商業(yè)示范項(xiàng)目卻十分少見。這主要是由于熱解工藝的經(jīng)濟(jì)效益偏低，影響了它的推`廣和應(yīng)用。
[0006]目前許多污水處理廠都面臨著進(jìn)水COD較設(shè)計(jì)值偏低的困境，這直接導(dǎo)致了污水廠排放的污泥中有機(jī)質(zhì)的減少，灰分含量的增加，降低了污泥熱解油的利用價(jià)值。在循環(huán)流化床反應(yīng)器中熱解這種高灰分的污泥可以同時(shí)獲得活性炭和生物油，有利提高處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。但反應(yīng)區(qū)中灰分濃度的不斷增加會(huì)減少高熱值組分油的產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，該裝置利用污泥灰分的催化特性，通過調(diào)整循環(huán)流化床反應(yīng)區(qū)中的灰分濃度，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器中通過控制固體循環(huán)倍率來獲得不同用途高灰分污泥熱解油。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
一種在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:該裝置包括污泥料倉、循環(huán)流化床本體、第一級(jí)旋風(fēng)分離器、返料器、第二級(jí)旋風(fēng)分離器、殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐、噴淋塔主體和上層油收油瓶，污泥料倉通過加料螺旋連接在循環(huán)流化床本體下端，第一級(jí)旋風(fēng)分離器連接在循環(huán)流化床本體的上部，第一級(jí)旋風(fēng)分離器的下端通過返料器連接在循環(huán)流化床本體的下部，在返料器上設(shè)有用來控制循環(huán)流化床的固體循環(huán)倍率的返料器排渣閥門；第一級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與第二級(jí)旋風(fēng)分離器連接；第二級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐設(shè)置在第二級(jí)旋風(fēng)分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設(shè)有下層油排放口。
[0009]本發(fā)明中，在第一級(jí)旋風(fēng)分離器與返料器之間設(shè)有膨脹節(jié)，在返料器處設(shè)有松動(dòng)風(fēng)管。第二級(jí)旋風(fēng)分離器連接在噴淋塔主體的中部。
[0010]上層油收油瓶通過上層油收油管路與噴淋塔主體連接，且噴淋塔主體內(nèi)的液位與上層油收油管路在噴淋塔主體上開口位置一致。在上層油收油管路上設(shè)有上層油疏通閥門和上層油收油管路閥門。
[0011]污泥熱解殘?zhí)康拇呋Ч偷V物質(zhì)催化劑類似，不僅能夠促進(jìn)污泥中有機(jī)質(zhì)的揮發(fā)，而且能夠促進(jìn)熱解蒸汽中大分子物質(zhì)的二次裂解。本發(fā)明采用循環(huán)流化床方式，通過返料器將第一級(jí)旋風(fēng)分離器捕集到的污泥熱解殘?zhí)垦h(huán)回流化床反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)區(qū)中熱解殘?zhí)繚舛仍降?，高熱值上層油的前?qū)物二次裂解反應(yīng)程度越低，高熱值上層油產(chǎn)量也就越大；而反應(yīng)區(qū)中熱解殘?zhí)繚舛仍礁?，高熱值上層油的前?qū)物二次裂解反應(yīng)程度越高，導(dǎo)致熱解油水相中含氮雜環(huán)類物質(zhì)濃度的增加。同時(shí)在返料器底部設(shè)置排渣閥門，通過定期排放返料器中的熱解殘?zhí)縼砜刂蒲h(huán)流化床固體循環(huán)倍率。若是以得到可用做燃料油的熱解油為目標(biāo)，可采用中低固體循環(huán)倍率；而若是以得到可用于提取化工原料的熱解油為目標(biāo)，則可用高固體循環(huán)倍率。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1.污泥熱解器采用循環(huán)流化床方式，提高了氣固傳熱效果；
2.解決了利用高灰分污泥難以獲取高值產(chǎn)物的問題；
3.實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)循環(huán)流化床反應(yīng)器中通過控制固體循環(huán)倍率來獲得不同用途高灰分污泥熱解油。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:爐膛排渣管1、風(fēng)室2、加料螺旋3、污泥料倉
4、循環(huán)流化床本體5、第一級(jí)旋風(fēng)分離器6、膨脹節(jié)7、松動(dòng)風(fēng)管8、返料器排渣閥門9、返料器10、第二級(jí)旋風(fēng)分離器11、殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐12、噴淋塔儲(chǔ)液段13、噴淋塔進(jìn)氣口 14、噴淋塔主體15、上層油疏通閥門16、上層油收油管路閥門17、上層油收油管路18、上層油收油瓶19、下層油排放口 20。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面參照?qǐng)D1，具體說明本發(fā)明。
[0015]一種在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，包括爐膛排渣管1、風(fēng)室2、加料螺旋3、污泥料倉4、循環(huán)流化床本體5、第一級(jí)旋風(fēng)分離器6、膨脹節(jié)7、松動(dòng)風(fēng)管8、返料器排渣閥門9、返料器10、第二級(jí)旋風(fēng)分離器11、殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐12、噴淋塔儲(chǔ)液段13、噴淋塔進(jìn)氣口 14、噴淋塔主體15、上層油疏通閥門16、上層油收油管路閥門17、上層油收油管路18、上層油收油瓶19、下層油排放口 20。污泥料倉通過加料螺旋連接在循環(huán)流化床本體下端，第一級(jí)旋風(fēng)分離器連接在循環(huán)流化床本體的上部，第一級(jí)旋風(fēng)分離器的下端通過返料器連接在循環(huán)流化床本體的下部，在返料器上設(shè)有用來控制循環(huán)流化床的固體循環(huán)倍率的返料器排渣閥門；第一級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與第二級(jí)旋風(fēng)分離器連接；第二級(jí)旋風(fēng)分離器的頂端與噴淋塔主體連接，殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐設(shè)置在第二級(jí)旋風(fēng)分離器的底部；噴淋塔主體與上層油收油瓶連接，在噴淋塔主體底部設(shè)有下層油排放口。
[0016]在第一級(jí)旋風(fēng)分離器與返料器之間設(shè)有膨脹節(jié)，在返料器處設(shè)有松動(dòng)風(fēng)管。第二級(jí)旋風(fēng)分離器連接在噴淋塔主體的中部。上層油收油瓶通過上層油收油管路與噴淋塔主體連接，且噴淋塔主體內(nèi)的液位與上層油收油管路在噴淋塔主體上開口位置一致。在上層油收油管路上設(shè)有上層油疏通閥門和上層油收油管路閥門。在上層油收油管路18上布置了兩個(gè)上層油疏通閥門16，以防止上層油收油管路18堵塞。
[0017]本發(fā)明采用可調(diào)倍率循環(huán)流化床作為反應(yīng)器熱解污泥，高固體循環(huán)倍率保持在30~50，中低固體循環(huán)倍率保持在I~29 ;通過調(diào)節(jié)排渣閥9的開啟頻率和開啟時(shí)間來控制循環(huán)流化床的固體循環(huán)倍率。
[0018]若是以得到可用做燃料油的熱解油為目標(biāo)，可采用中低固體循環(huán)倍率運(yùn)行循環(huán)流化床熱解反應(yīng)器；若是以得到可用于提取化工原料的熱解油為目標(biāo)，則采用高固體循環(huán)倍率運(yùn)行循環(huán)流化床熱解反應(yīng)器；
冷凝污泥熱解油的噴淋塔可實(shí)現(xiàn)對(duì)上層高熱值油的單獨(dú)回收，噴淋塔在運(yùn)行過程中始終保持最高液位和上層油收油管路18在噴淋塔15上開口位置一致，在中低固體循環(huán)倍率下(I~29)，上層油產(chǎn)量較大，上層油通過溢流的方式經(jīng)上層油收油管路18進(jìn)入上層油收油瓶19 ;在高循環(huán)倍率下(30~50)，上層油產(chǎn)量少，富含含氮雜環(huán)類物質(zhì)的水相熱解油均從下層油排放口 20排出噴淋塔15 ；
本發(fā)明中，污泥從其底部側(cè)面進(jìn)入反應(yīng)器，流化風(fēng)經(jīng)風(fēng)室2進(jìn)入反應(yīng)器5，床內(nèi)污泥在流化狀態(tài)下進(jìn)行脫揮發(fā)分和熱解反應(yīng)。熱解氣攜帶一部分熱解炭進(jìn)入第一級(jí)旋風(fēng)分離器6，在這里絕大部分熱解炭被收集下來，并通過返料器10返回?zé)峤馄鱅進(jìn)行循環(huán)熱解。在返料器底部設(shè)有排渣閥9，通過調(diào)節(jié)排渣閥9的開啟次數(shù)和時(shí)間來控制固體循環(huán)倍率。而熱解氣從其上部流出并進(jìn)入第二級(jí)旋風(fēng)分離器11，在這里捕集更為細(xì)小的熱解殘?zhí)坎?chǔ)存在殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐12中。熱解氣從第二級(jí)旋風(fēng)分離器11上部流出后經(jīng)噴淋塔進(jìn)氣口 14進(jìn)入噴淋塔15，噴淋塔在運(yùn)行過程中始終保持最高液位和上層油收油管路18在噴淋塔15上開口位置一致，在中低固體循環(huán)倍率下(I~29)，上層油產(chǎn)量較大，上層油通過溢流的方式經(jīng)上層油收油管路18進(jìn)入上層油收油瓶19。由于上層油粘度較大易堵塞管道，在上層油收油管路18上布置了兩個(gè)上層油疏通閥門16。在高循環(huán)倍率下(30~50)，上層油產(chǎn)量少，富含含氮雜環(huán)類物質(zhì)的水相熱解油均從下層油排放口 20排出噴淋塔15。
【權(quán)利要求】
1.一種在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:該裝置包括污泥料倉(4)、循環(huán)流化床本體(5)、第一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)、返料器(10)、第二級(jí)旋風(fēng)分離器(11)、殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐(12)、噴淋塔主體(15)和上層油收油瓶(19)，污泥料倉(4)通過加料螺旋(3)連接在循環(huán)流化床本體(5)下端，第一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)連接在循環(huán)流化床本體(5)的上部，第一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)的下端通過返料器(10)連接在循環(huán)流化床本體(5)的下部，在返料器(10)上設(shè)有用來控制循環(huán)流化床的固體循環(huán)倍率的返料器排渣閥門(9);第一級(jí)旋風(fēng)分離器(6 )的頂端與第二級(jí)旋風(fēng)分離器(11)連接；第二級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的頂端與噴淋塔主體(15)連接，殘?zhí)績(jī)?chǔ)罐(12)設(shè)置在第二級(jí)旋風(fēng)分離器(11)的底部；噴淋塔主體(15)與上層油收油瓶(19)連接，在噴淋塔主體(15)底部設(shè)有下層油排放口(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:在第一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)與返料器(10)之間設(shè)有膨脹節(jié)(7)，在返料器(10)處設(shè)有松動(dòng)風(fēng)管(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:第二級(jí)旋風(fēng)分離器(11)連接在噴淋塔主體(15)的中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:上層油收油瓶(19)通過上層油收油管路(18)與噴淋塔主體(15)連接，且噴淋塔主體(15)內(nèi)的液位與上層油收油管路(18)在噴淋塔主體(15)上開口位置一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在循環(huán)流化床反應(yīng)器中獲得不同用途污泥熱解油的裝置，其特征在于:在上層油收油管路(18)上設(shè)有上層油疏通閥門(16)和上層油收油管路閥門(17)。`
【文檔編號(hào)】C02F11/10GK103555355SQ201310587723
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】孫國平, 金保昇, 孫宇, 左武, 賈紀(jì)強(qiáng), 馮四平, 黃亞繼, 張勇, 祁紅 申請(qǐng)人:江蘇中容環(huán)保有限公司, 東南大學(xué)