CN101428954A - 乏蒸汽热能循环利用系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乏蒸汽热能循环利用系统及工艺。所述乏蒸汽热能循环利用工艺，包括以下步骤：(1)第一反应釜内的污泥热解反应结束后，打开第一反应釜与第二反应釜连接的阀门，使乏蒸汽从第一反应釜进入已装入新污泥的第二反应釜，对第二反应釜内的污泥进行预热或热解；(2)当第一反应釜与第二反应釜内的压力保持一致时，关闭所述第一阀门；(3)打开第一反应釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和热解污泥排出至第一缓冲槽或脱水系统；(4)使从第一缓冲槽或脱水系统中排出的乏蒸汽进入后续的第一环保处理系统，进行冷凝、水洗和除臭处理。本发明对乏蒸汽的热能进行回收利用，使污泥处理的能耗大幅降低。

Description

乏蒸汽热能循环利用系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种能量循环利用系统及工艺，更具体地说，涉及一种乏蒸汽热能循环利用系统及工艺。

背景技术

污水处理过程中会产生湿污泥，其中含有可回收利用的多种有机物以及会对环境造成不良影响的物质，如重金属及病原体等。目前有多种对湿污泥进行处理的工艺方法，例如在单一装置中对湿污泥进行干燥、焚烧和烟气无害化处理；对污泥进行蒸汽热解处理；等等。

污泥的蒸汽热解反应在密闭的应釜中进行。如图1所示，处理每吨污泥需要向反应釜内导入200～250℃的饱和蒸汽200～500公斤。通过搅拌，污泥与高温高压的蒸汽在反应釜内充分接触，并发生热解反应。达到规定的时间(30～20分钟)或者温度(150～200℃)后，热解过程结束。此时打开反应釜上的排气阀，排出乏蒸汽，反应釜内的压力降到常压。之后打开卸料口，排出污泥并对其进行后续的脱水、干燥等处理，得到干污泥。同时对脱水过程中产生的过滤液进行过滤回收，得到富含有机质的液体有机肥料。

乏蒸汽是饱和蒸汽与污泥直接接触反应后剩余的气体，污泥中大部分臭气已经进入其中，是必须进行环保处理才能排放的有害气体。通常的处理方法是将乏蒸汽进行冷凝、水洗，之后进行焚烧或者使用活性碳吸附来除臭。虽然在冷凝过程中可以回收乏蒸汽的部分热能，但是乏蒸汽经过多个步骤的处理，会耗散热量，仅能回收小部分热能。此外，出于环保的目的，需要对从反应釜中排放的所有乏蒸汽进行复杂的后续处理，导致能源浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的乏蒸汽处理过程中耗散热量多且所有乏蒸汽都需要进行处理的缺陷，提供一种乏蒸汽热能循环利用系统及工艺，可降低蒸汽消耗并降低乏蒸汽的后续处理量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种乏蒸汽热能循环利用系统，至少包括使污泥在其中发生热解反应的第一反应釜和第二反应釜，所述第一反应釜包括第一进气口、第一进料口以及第一卸料口；所述第二反应釜包括第二进气口、第二进料口以及第二卸料口，其中，所述第一反应釜和第二反应釜之间通过第一阀门相连，所述第一阀门打开时，其中一个反应釜的乏蒸汽进入另一个反应釜。

在本发明所述的乏蒸汽热能循环利用系统中，还包括用于存储新污泥并为所述第一、第二反应釜给料的储料仓，所述储料仓与所述第一、第二反应釜中的至少一个之间设有第二阀门，所述第二阀门打开时，反应釜的乏蒸汽进入所述储料仓。

在本发明所述的乏蒸汽热能循环利用系统中，所述第一、第二卸料口分别与对应的第一、第二缓冲槽或脱水系统以及后续的第一、第二环保处理系统相连。

本发明还提供了一种乏蒸汽热能循环利用工艺，包括以下步骤：

(1)、第一反应釜内的污泥热解反应结束后，打开第一反应釜与第二反应釜连接的阀门，使乏蒸汽从第一反应釜进入已装入新污泥的第二反应釜，对第二反应釜内的污泥进行预热或热解；

(2)、当第一反应釜与第二反应釜内的压力保持一致时，关闭所述第一阀门；

(3)、打开第一反应釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和热解污泥排出至第一缓冲槽或脱水系统；

(4)使从第一缓冲槽或脱水系统中排出的乏蒸汽进入后续的第一环保处理系统，进行冷凝、水洗和除臭处理。

在本发明所述的乏蒸汽热能循环利用工艺中，还包括所述第(2)步骤之后的步骤：

(21)：打开第一反应釜与储料仓之间的第二阀门，使剩余的乏蒸汽排入密闭的储料仓，对储料仓内的新污泥进行预热；以及

(22)当第一反应釜与储料仓内的压力保持一致时，关闭所述第二阀门。

在本发明所述的乏蒸汽热能循环利用工艺中，还包括所述第(3)步骤之后的步骤：

(31)向所述第二反应釜内补入新鲜的饱和蒸汽，使其中的污泥发生热解反应；

(32)、将所述储料仓的出料口与所述第一反应釜的进料口连接，使储料仓内的污泥进入所述第一反应釜；

(33)第二反应釜内的污泥热解反应结束后，打开第一反应釜与第二反应釜连接的阀门，使乏蒸汽从第二反应釜进入已装入新污泥的第一反应釜，对第一反应釜内的污泥进行预热或热解。

实施本发明的乏蒸汽热能循环利用系统和工艺，具有以下有益效果：直接对乏蒸汽的热能进行回收利用，不需要附加的回收步骤；减少了需要注入的新鲜饱和蒸汽，使污泥处理的能耗大幅降低。此外，经过循环利用后，从卸料口或排气口排出的乏蒸汽较少，且温度和压力都比较低，降低了后续的环保处理量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中污泥处理工艺的部分流程图；

图2是本发明的乏蒸汽热能循环利用系统的示意图；

图3是本发明的乏蒸汽热能循环利用工艺的流程图。

具体实施方式

本发明实用新型中的系统和工艺主要用于对湿污泥处理过程中的乏蒸汽热能进行循环利用。如图2所示，在本发明的乏蒸汽热能循环利用系统100中，至少包括：第一反应釜200和第二反应釜300。第一反应釜200包括用于注入高温高压蒸汽的第一进气口201、用于使湿污泥进入的第一进料口202、以及使反应后的污泥和乏蒸汽排出的第一卸料口203。类似地，第二反应釜300包括第二进气口301、第二进料口302、以及第二卸料口303。此处的第一、第二卸料口203、303用作排出反应后的污泥和乏蒸汽，但是也可分别增设排气口，使反应后的污泥与乏蒸汽分别从卸料口和排气口排出。且第一、第二卸料口203、303分别与对应的第一、第二缓冲槽或脱水系统204、304以及后续的第一、第二环保处理系统205、305相连，从而对所排出的反应后污泥与乏蒸汽进行处理。

第一反应釜200和第二反应釜300之间通过第一阀门500相连，当打开第一阀门500时，蒸汽从气压较高的反应釜流入气压较低的反应釜，关闭第一阀门500，就可切断。

乏蒸汽热能循环利用系统100还包括储料仓400，用于储存新污泥，并在必要时向第一反应釜200及第二反应釜300内给料。在储料仓400上，设置有出口401，需要时，与第一进料口202、第二进料口302相连，实现给料。在储料仓400与两个反应釜的至少一个之间设置有第二阀门600。图1中以第一反应釜200为例，即第二阀门600设置在储料仓400与第一反应釜200之间。当打开第二阀门600时，蒸汽从气压较高的一侧流到气压较低的一侧；关闭第二阀门600时，可切断两者之间的蒸汽流动。

反应时，向第一反应釜200的第一进料口202内给入污泥，之后根据污泥的重量，处理每吨污泥从第一进气口201导入200～250℃的饱和蒸汽200～500公斤。通过搅拌，污泥与高温高压的蒸汽在密闭的第一反应釜200内充分接触，并发生热解反应。达到规定的时间(30～20分钟)或者温度(150～200℃)后，热解过程结束。

此时第二反应釜300内已加入新污泥，处于常压并保持密闭。如图3所示，第一反应釜200内的污泥热解完毕后，产生了初始温度为150～200℃的高温高压乏蒸汽。打开第一反应釜200与第二反应釜300之间的第一阀门500，使乏蒸汽进入第二反应釜300。此时，乏蒸汽对第二反应釜300内的污泥进行预热或热解。随着时间推移，第一反应釜200内持续降温降压，而第二反应釜300内持续升温升压，直到两个反应釜内的压力保持一致，热转移结束。此时关闭第一阀门500，使第一反应釜200仍然保持密闭状态。

之后打开第一反应釜200与储料仓400之间的第二阀门600，使剩余的乏蒸汽排入密闭的储料仓400，对储料仓400内的新污泥进行预热。类似地，随着时间推移，第一反应釜200内持续降温降压，而储料仓400内持续升温升压，直到两者压力相等，第一反应釜200内压力接近常压，热转移结束。此时关闭第二阀门600。

然后，打开第一反应釜200的第一卸料口203，剩余的乏蒸汽和热解污泥在常压下排出至第一缓冲槽或脱水系统204。从第一缓冲槽或脱水系统204中排出的乏蒸汽，进入后续的第一环保处理系统205进行冷凝、水洗和除臭处理。

同时，通过第二进气口301向第二反应釜300内持续导入新鲜的200～250℃的饱和蒸汽，对釜体内的污泥进行加压升温，并进行搅拌，使其发生热解。由于第一反应釜200为其供应了部分高温高压蒸汽，经实验证明，第二反应釜300需要导入的新鲜饱和蒸汽量比现有技术要减少30～50％。

通过将储料仓400的出口401与第一反应釜200的第一进料口202对接，使储料仓400内的污泥进入第一反应釜200。类似地，第二反应釜300内的污泥热解反应完毕后，此时打开第一反应釜200与第二反应釜300之间的第一阀门500，使乏蒸汽进入第一反应釜200，对第一反应釜200内的污泥进行预热或热解，并类似地重复反应过程。这样，两个反应釜联动，互相利用对方排出的乏蒸汽的热量。也可以采用两个以上的反应釜进行联动，更加充分地利用乏蒸汽的热量。

与现有技术相比，本发明的乏蒸汽热能循环利用系统和工艺直接对乏蒸汽的热能进行回收利用，不需要附加的回收步骤；减少了需要注入的新鲜饱和蒸汽，使污泥处理的能耗大幅降低。此外，经过循环利用后，从卸料口或排气口排出的乏蒸汽较少，且温度和压力都比较低，降低了后续的环保处理量。

Claims (10)

1、一种乏蒸汽热能循环利用系统，至少包括使污泥在其中发生热解反应的第一反应釜和第二反应釜，所述第一反应釜包括第一进气口、第一进料口以及第一卸料口；所述第二反应釜包括第二进气口、第二进料口以及第二卸料口，其特征在于，所述第一反应釜和第二反应釜之间通过第一阀门相连，所述第一阀门打开时，其中一个反应釜的乏蒸汽进入另一个反应釜。

2、根据权利要求1所述的乏蒸汽热能循环利用系统，其特征在于，还包括用于存储新污泥并为所述第一、第二反应釜给料的储料仓，所述储料仓与所述第一、第二反应釜中的至少一个之间设有第二阀门，所述第二阀门打开时，反应釜的乏蒸汽进入所述储料仓。

3、根据权利要求1所述的乏蒸汽热能循环利用系统，其特征在于，所述第一、第二卸料口分别与对应的第一、第二缓冲槽或脱水系统以及后续的第一、第二环保处理系统相连。

4、一种乏蒸汽热能循环利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、第一反应釜内的污泥热解反应结束后，打开第一反应釜与第二反应釜连接的阀门，使乏蒸汽从第一反应釜进入已装入新污泥的第二反应釜，对第二反应釜内的污泥进行预热或热解；

(2)、当第一反应釜与第二反应釜内的压力保持一致时，关闭所述第一阀门；

(3)、打开第一反应釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和热解污泥排出至第一缓冲槽或脱水系统；

(4)使从第一缓冲槽或脱水系统中排出的乏蒸汽进入后续的第一环保处理系统，进行冷凝、水洗和除臭处理。

5、根据权利要求4所述的乏蒸汽热能循环利用工艺，其特征在于，还包括所述第(2)步骤之后的步骤：

(21)：打开第一反应釜与储料仓之间的第二阀门，使剩余的乏蒸汽排入密闭的储料仓，对储料仓内的新污泥进行预热；以及

(22)当第一反应釜与储料仓内的压力保持一致时，关闭所述第二阀门。

6、根据权利要求5所述的乏蒸汽热能循环利用工艺，其特征在于，还包括所述第(3)步骤之后的步骤：

(31)向所述第二反应釜内补入新鲜的饱和蒸汽，使其中的污泥发生热解反应；

(32)、将所述储料仓的出口与所述第一反应釜的进料口连接，使储料仓内的污泥进入所述第一反应釜；

(33)第二反应釜内的污泥热解反应结束后，打开第一反应釜与第二反应釜连接的阀门，使乏蒸汽从第二反应釜进入已装入新污泥的第一反应釜，对第一反应釜内的污泥进行预热或热解。

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