CN101818086B - 污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备 - Google Patents

污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备 Download PDF

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Abstract

一种污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备，它属于新能源技术领域，它包括如下的工艺步骤：将污泥和生活垃圾颗粒加热到摄氏150-200度；再将混合物料在摄氏300-350度和10MPa压力条件下裂解变成碳化浆既完成碳化程序；将碳化浆泻入减压换热器减压换热；在通过螺旋降温器降温；把降温的碳化浆泵入立式行星磨机进行超细粉碎达到400目/D95再进入储浆罐。本发明的生产设备包括物料搅拌器，预热仓，碳化反应釜，减压换热器，带有散热片的螺旋降温器，调浆池；立式行星磨机和储浆罐连接。本发明利用污泥和生活垃圾作为原料生产碳化浆燃料，其工艺流程短，设备可靠性高，生产能耗小。

Description

污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备
技术领域：
本发明涉及一种污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备，它属于新能源技术领域。
背景技术：
目前有90％的污泥未经过任何处理就填埋或丢弃，造成严重的环境和地下水污染，急迫需要有效处理措施改变现状。从污水厂运出的污泥一般含水80％，有机物20％，因此传统污泥干化方式需要蒸发大量的水分，能耗非常高。美国、日本等国相续开发了碳化污泥的工艺，其主要工艺路线为：污泥碳化后进行脱水(污水进行再处理)然后烘干，压制成碳化块，作为一种低热质燃料与煤进行混烧。其中日本通常是采用高温常压碳化工艺，工艺技术复杂，能耗高，生产成本高，不易于推广使用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种工艺可靠、生产流程短和能耗少的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺及生产设备。
本发明的目的是这样实现的：
一种污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺，它包括如下的工艺步骤：
A、混合、加压、预热：将污泥和生活垃圾颗粒在物料搅拌器中按1∶1重量比例混合均匀，形成混合物料，混合物料通过输送皮带进入高压进料泵的料仓；经由高压进料泵把混合物料注入预热仓预热；混合物料在预热仓内被舱壁夹套内的高温蒸汽加热到摄氏150-200度；
B、高压碳化：首先将碳化釜预热到摄氏315度；开启预热仓与碳化釜之间的第一电动阀门，混合物料在高压进料泵压力作用下注入碳化釜，再关闭第一电动阀门，混合物料在摄氏300-350度和10MPa压力条件下裂解变成碳化浆既完成碳化程序；
C、减压换热：开启碳化釜与减压换热器之间的第二电动阀门，将碳化浆泻入减压换热器，高温碳化浆和产生的部分高温蒸汽迅速将减压换热器夹套内的液体汽化，高温蒸汽通过管道进入预热仓夹套内；
D、降温：将减压换热后的碳化浆泻入螺旋降温器，通过螺旋降温器外面的散热片充分与水槽内的水以及降温水池之中的水进行热交换，带走热量，降低碳化浆温度；
E、调浆、研磨：螺旋降温器把逐步降温后的碳化浆缓慢的推入调浆池中进行调浆；第一输浆泵把碳化浆泵入立式行星磨机进行超细粉碎达到400目/D95，第二输浆泵把细化的碳化浆泵入到储浆罐。
一种用于所述的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺的生产设备，它包括物料搅拌器，水平设置的高压进料泵和带有夹套的预热仓，连接在预热仓出口处的垂直设置的碳化反应釜，在所述的预热仓出口处设置有第一电控阀门，在碳化反应釜通过第二电控阀门连接一个带有内外夹套的减压换热器，所述的减压换热器通过第三电控阀门连接一个螺旋降温器，螺旋降温器设置一个输送管道通向一个调浆池；调浆池通过管道和第一调浆泵与立式行星磨机连接，所述的立式行星磨机连接通过管道和第二调浆泵与储浆罐连接。
所述的螺旋降温器包括一个装有冷却水的箱体、一个设置在箱体内的旋转螺旋推进器，在所述的旋转螺旋推进器外表面设置有散热片。
在所述的螺旋降温器入口处与螺旋降温器中分别设置有管道，所述的管道通入一个降温水池。
所述的预热仓和碳化釜可以是分立的两组，两组预热仓和碳化釜均连接在一个减压换热器上。
本发明工艺流程短，设备可靠性高，吨电耗少。其主要特点是在污泥中加入等量的生活垃圾颗粒一起碳化，这样不但降低了碳化时水的比例，而且提高了碳化浆固含量，从20％提高到40-50％，污泥.、垃圾都是有机物，碳化过程产生的其他可燃物质，也基本保留在浆内，增加碳化浆热值。碳化浆无需脱水，调浆、超细粉碎后即可成为燃料，燃烧率99％。二氧化碳排放为0，二氧化硫和氮氧化物微量，是工业鍋炉，电站锅炉，工业窑炉等理想的绿色新能源。
附图说明：
图1为本发明的生产设备示意图
图2为本发明的螺旋降温器的结构示意图
具体实施方式：
下面结合附图，对本发明进行进一步的说明：
实施例1：
在本实施例中，本发明的生产设备它包括物料搅拌器1，水平设置的高压进料泵3和带有夹套的预热仓4，连接在预热仓4出口处的垂直设置的碳化反应釜6，在所述的预热仓4出口处设置有第一电控阀门5-1，在碳化反应釜6通过第二电控阀门5-2连接一个带有内外夹套的减压换热器7，所述的减压换热器7通过第三电控阀门5-3连接一个螺旋降温器8，螺旋降温器8设置一个输送管道通向一个调浆池12；调浆池通过管道和第一调浆泵9-1与立式行星磨机10连接，所述的立式行星磨机10连接通过管道和第二调浆泵9-2与储浆罐连接。所述的螺旋降温器8包括一个装有冷却水的箱体81、一个设置在箱体内的旋转螺旋推进器82，在所述的旋转螺旋推进器82外表面设置有散热片83。在所述的螺旋降温器8入口处与螺旋降温器8中分别设置有管道，所述的管道通入一个降温水池。
在本实施例中，本发明的具体工艺步骤如下
将污泥和生活垃圾颗粒在物料搅拌器1中按1∶1重量比例混合均匀成为混合物料，通过输送皮带2进入高压进料泵料泵3的料仓。高压进料泵3把混合物料注入预热仓4。混合物料在预热仓内被舱壁夹套内的高温蒸汽加热到摄氏150度。开启预热仓与碳化釜之间的第一电控阀门5-1，混合物料在高压进料泵压力作用下注入碳化釜6，在关闭第一电控阀门5-1，混合物料在300度和10MPa压力条件下，裂解变成碳化浆；所述的碳化釜在生产线开动前预热到设定温度摄氏315度。
开启碳化釜与减压换热器7之间的第二电控阀门5-2，碳化浆泻入减压换热器，高温碳化浆和产生的部分高温蒸汽迅速将减压换热器的内外夹套内的液体汽化，高温蒸汽通过管道进入预热仓夹套内把热量传导给物料进行预热。开启第三电动阀门5-3，碳化浆泻入螺旋降温器8，由于螺旋降温器完全浸泡于水槽之水中。通过螺旋降温器外表面的散热片83充分与水接触，水槽内的水与降温水池13之中的水进行热交换，带走热量降低碳化浆温度。螺旋降温器把逐步降温后的碳化浆缓慢的推入调浆池12中，延长碳化浆在螺旋降温器中的时间，使得碳化浆可以充分的降温，然后加入添加剂进行调浆。第一输浆泵9-1把碳化浆泵入立式行星磨机10进行超细粉碎达到400目/D95。第二输浆泵9-2把细化的碳化浆泵入到储浆罐11中。
本发明中所示的立式行星磨机为已经公开的专利的技术，专利号为ZL200420058007.0。
实施例2：
在本实施例中，为了使得本发明进一步的提高生产效率，在设置生产设备系统时，可以设置一个较大体积的减压换热器，然后设置两组分立的预热仓和碳化釜，两组分立的预热仓和碳化釜连接在这个减压换热器上。这样在生产时，两组预热仓和碳化釜可以交替进料出料，使得工艺流畅，充分利用设备的空间，提高生产效率。
在本实施例中，所述的混合、加压、预热工艺步骤中：混合物料在预热仓内被舱壁夹套内的高温蒸汽加热到摄氏200度。
高压碳化步骤中：将碳化釜预热到摄氏315度，混合物料在摄氏350度和10MPa压力条件下裂解变成碳化浆既完成碳化程序。
本实施例的其他部分与实施例1完全相同。

Claims (5)

1.一种污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺，其特征在于它包括如下的工艺步骤：
A、混合、加压、预热：将污泥和生活垃圾颗粒在物料搅拌器中按1∶1重量比例混合均匀，形成混合物料，混合物料通过输送皮带进入高压进料泵的料仓；经由高压进料泵把混合物料注入预热仓预热；混合物料在预热仓内被舱壁夹套内的高温蒸汽加热到摄氏150-200度；
B、高压碳化：首先将碳化釜预热到摄氏315度；开启预热仓与碳化釜之间的第一电动阀门，混合物料在高压进料泵压力作用下注入碳化釜，再关闭第一电动阀门，混合物料在摄氏300-350度和10MPa压力条件下裂解变成碳化浆既完成碳化程序；
C、减压换热：开启碳化釜与减压换热器之间的第二电动阀门，将碳化浆泻入减压换热器，高温碳化浆和产生的部分高温蒸汽迅速将减压换热器夹套内的液体汽化，高温蒸汽通过管道进入预热仓夹套内；
D、降温：将减压换热后的碳化浆泻入螺旋降温器，通过螺旋降温器外面的散热片充分与水槽内的水以及降温水池之中的水进行热交换，带走热量，降低碳化浆温度；
E、调浆、研磨：螺旋降温器把逐步降温后的碳化浆缓慢的推入调浆池中进行调浆；第一输浆泵把碳化浆泵入立式行星磨机进行超细粉碎达到400目/D95，第二输浆泵把细化的碳化浆泵入到储浆罐。
2.一种用于权利要求1中所述的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺的生产设备，其特征在于它包括物料搅拌器(1)，水平设置的高压进料泵(3)和带有夹套的预热仓(4)，连接在预热仓(4)出口处的垂直设置的碳化反应釜(6)，在所述的预热仓(4)出口处设置有第一电控阀门(5-1)，在碳化反应釜(6)通过第二电控阀门(5-2)连接一个带有内外夹套的减压换热器(7)，所述的减压换热器(7)通过第三电控阀门(5-3)连接一个螺旋降温器(8)，螺旋降温器(8)设置一个输送管道通向一个调浆池(12)；调浆池通过管道和第一调浆泵(9-1)与立式行星磨机(10)连接，所述的立式行星磨机(10)连接通过管道和第二调浆泵(9-2)与储浆罐连接。
3.如权利要求2中所述的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺的生产设备，其特征在于所述的螺旋降温器(8)包括一个装有冷却水的箱体(81)、一个设置在箱体内的旋转螺旋推进器(82)，在所述的旋转螺旋推进器(82)外表面设置有散热片(83)。
4.如权利要求2或3中所述的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺的生产设备，其特征在于在所述的螺旋降温器(8)入口处与螺旋降温器(8)中分别设置有管道，所述的管道通入一个降温水池。
5.如权利要求2中所述的污泥、垃圾碳化浆燃料生产工艺的生产设备，其特征在于所述的预热仓和碳化釜可以是分立的两组，两组预热仓和碳化釜均连接在一个减压换热器上。
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