CN102633420A

CN102633420A - 具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置

Info

Publication number: CN102633420A
Application number: CN2012101413286A
Authority: CN
Inventors: 张力; 孙国平; 祁红; 闫云飞; 冯四平
Original assignee: JIANGSU ZHONGRONG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHONGRONG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，分为下部的产品收集室，位于筛板上方的预热干燥室，位于底板与筛板之间的腔体构成独立布置的多孔介质蓄热燃烧室和污泥热解反应室；在预热干燥室的顶部设有进料口，在预热干燥室内并位于进料口下方设有带孔的均料圆盘，在预热干燥室处设有热解气排出管道；污泥热解反应室的顶端通过筛板的筛孔与预热干燥室相通，底端通过卸料口与产品收集室相通；在多孔介质蓄热燃烧室处设有不凝热解气管道和排烟管道，排烟管道通过再循环管道和空气管道与多孔介质蓄热燃烧室连接。本发明可使污泥能量高效转化和回收利用。

Description

具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置

技术领域

本发明涉及一种废弃物蓄热式热解反应器，具体地说是一种适用于城市生活污泥及工业污泥的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置。

背景技术

污泥(Sewage Sludge,SS)一般指在水处理过程中产生的，以及排水管渠中沉积的固体与水的混合物或胶体物，是一种由有机物质残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。随着我国城市化和工业化进程加快，城市污水和工业污水排放量在不断增加，据2010年中国环境状况公报数据，每年产生污泥2200万吨，其中80%未得到有效处理。由于污泥富集了污水中的污染物，含有大量的病毒微生物、寄生虫卵、重金属和二噁英、放射性核素等有毒害难降解物质，如果处理不当，将从空气、地下水和食物链等方面威胁人类的生活。污泥已成为急需处理的难题，如何处理这些数量庞大的污泥，使其达到减量化、无害化、资源化的目的已成为我国乃至世界各国环保研究者深为关注的课题之一。从20世纪80年代末，欧美等国家发现污泥在农用、填埋、投海处理处置中存在诸多限制和不利因素后，污泥热处理技术由于具有减容量大、处理速度快、可分解污泥中有害物质、可回收能量等优点日益受到重视。

污泥热处理技术在技术可行性、环境相容性和经济性方面均表现出较大的优势，完全可以直接推广应用。但做出这样结论的前提是污泥已充分脱水和干燥，这就回避了污泥预处理工序所形成的能耗、成本、排放和技术问题。例如：在污泥的消化、调理过程中，要排放大量的NH₄、H₂S、CH₄、臭味等气态污染物，从而对环境造成负面影响；在污泥的干燥过程中能耗和成本较高，且热解过程中能量的利用率不高。同时，污泥干燥装置与污泥进料的分离也使得系统更加复杂。

现有的污泥处理装置均没有综合考虑均料、预热干燥、蓄热式热解及综合余热利用，造成了资源和能源的极大浪费。为此，开发研究此类热解装置，对城市生活污泥及工业污泥减量化及资源化利用具有重要意义。

发明内容

针对上述污泥热解处理过程中所存在的不足，本发明的目的是提供一种具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，该装置能实现污泥的能量及资源的高效利用和环境保护。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：该装置包括由外壳构成的腔体，在腔体的下部设有底板，在腔体的上部设有筛板，位于底板下方的腔体构成产品收集室，位于筛板上方的腔体构成预热干燥室；在预热干燥室的顶部设有进料口，在预热干燥室内并位于进料口下方设有带孔的均料圆盘，均料圆盘与电机连接；在预热干燥室处设有热解气排出管道；位于底板与筛板之间的腔体构成独立布置的多孔介质蓄热燃烧室和污泥热解反应室；污泥热解反应室的顶端通过筛板的筛孔与预热干燥室相通，污泥热解反应室的底端通过卸料口与产品收集室相通；在多孔介质蓄热燃烧室处设有不凝热解气管道和排烟管道，排烟管道通过再循环管道和空气管道与多孔介质蓄热燃烧室连接。

本发明中，在多孔介质蓄热燃烧室处设有天然气管道。所述热解反应室内温度较低时，可由天然气管道通入部分天然气，来保证热解反应处于相对稳定的状态。污泥热解反应室沿腔体垂直方向上均匀布置。

不凝热解气管道设置在多孔介质蓄热燃烧室下部，进入的热气由下向上流动。排烟管道设置在多孔介质蓄热燃烧室上部，多孔介质蓄热燃烧室中燃烧产生的部分烟气，经烟气再循环管和空气管道中来的空气进入多孔介质蓄热燃烧室，为多孔介质蓄热燃烧室提供燃烧需要的氧气和部分热量，充分回收利用烟气的余热。空气管道设置在多孔介质蓄热燃烧室中部。

本发明中，不凝热解气管道与热解气排出管道相通，部分热解气经过冷凝和除焦油后形成不凝气体，经过不凝热解气管道，进入多孔介质蓄热燃烧室。

多孔介质蓄热燃烧室污泥热解反应室内填充有主要成分为Al2O3的蓄热式泡沫陶瓷多孔介质材料，多孔介质材料可起到蓄热作用，使污泥热解反应室内保持在热解最佳温度，实现污泥的高效热解。

本发明自上而下分为：预热干燥室、多孔介质蓄热燃烧室、污泥热解室和产品收集室；所述预热干燥室上设有进料口，预热干燥室与多孔介质蓄热燃烧室之间设置有筛板，筛板上均匀分布有污泥进料口；筛板上方设置有可旋转的均料圆盘，圆盘上设有开孔，通过旋转均料圆盘使污泥在圆盘上均匀分布并经由圆盘上的开孔下落至筛板，污泥通过筛板上的开孔进入污泥热解反应室进行热解。

本发明污泥热解反应室中污泥产生的热解气向上流动，起到加热干燥预热干燥室中的湿污泥的作用。在均料圆盘的搅拌和重力的作用下，干燥后的污泥颗粒进入污泥热解反应室中热解转化为多孔活性炭，打开卸料口，在重力作用下，活性炭落入产品收集室。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.具有多孔介质蓄热燃烧室，填充的多孔介质材料可以使热量分布更加均匀，并可起到蓄热的作用，使污泥热解反应室保持在热解最佳温度，促进热解。

2.烟道排出的燃烧废气经烟气再循环管进入多孔介质蓄热燃烧室，充分利用烟气的余热，起到了降低能耗的作用。

3.筛板上的污泥经过均料圆盘的均料作用，使污泥能够更高效的干燥预热，同时也可使污泥更均匀地进入污泥热解反应室中进行热解，污泥热解反应室垂直方向上均匀布置，从而可显著提高热效率。

4.热解产生的不凝热解气体引入多孔介质蓄热燃烧室燃烧，不仅保护了环境，还可为污泥热解提供热量。

本发明，一方面将冷凝及除焦油后的不凝结气体引入多孔介质蓄热燃烧室,与空气反应,并将热量释放给多孔介质蓄热材料和热解反应室，燃烧室中燃烧产生的部分高温烟气经过再循环管和空气混合后进入多孔介质蓄热燃烧室，为热解气的燃烧提供氧气和部分热量。这些措施都为污泥的热解反应提供了稳定的运行环境。另一方面，污泥热解反应室中产生的热解气经过均料圆盘上的开孔进入预热干燥室，利用热解气的余热对进料污泥进行预热和干燥。本发明热解产生的可燃气体得到循环利用，热解产生的副产品焦油、活性炭等可得到高效回收，对降低污泥热解处理的成本及减少污染物排放具有十分重要的意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1–预热干燥室；2–多孔介质蓄热燃烧室；3–污泥热解反应室；4–筛板；5–排烟管道；6–电机；7–均料圆盘；8–产品收集室；9–卸料口；10–不凝热解气管道；11– 天然气管道；12.–再循环管道；13–进料口；14–热解气排出管道；15–空气管道；20-外壳；30底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明。

一种本发明所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，包括由外壳20构成的腔体，在腔体的下部设有底板30，在腔体的上部设有筛板4，位于底板30下方的腔体构成产品收集室8，位于筛板4上方的腔体构成预热干燥室1；在预热干燥室1的顶部设有进料口13，在预热干燥室1内并位于进料口13下方设有带孔的均料圆盘7，均料圆盘7与电机6连接；在预热干燥室1处设有热解气排出管道14；位于底板30与筛板4之间的腔体构成独立布置的多孔介质蓄热燃烧室2和污泥热解反应室3；污泥热解反应室3沿腔体垂直方向上均匀布置。污泥热解反应室3的顶端通过筛板4的筛孔与预热干燥室1相通，污泥热解反应室3的底端通过卸料口9与产品收集室8相通；在多孔介质蓄热燃烧室2处设有不凝热解气管道10、天然气管道11和排烟管道5，排烟管道5通过再循环管道12和空气管道15与多孔介质蓄热燃烧室2连接。

不凝热解气管道10设置在多孔介质蓄热燃烧室2下部，排烟管道5设置在多孔介质蓄热燃烧室2上部，空气管道15设置在多孔介质蓄热燃烧室2中部。不凝热解气管道10与热解气排出管道14相通。

多孔介质蓄热燃烧室2内填充有蓄热式泡沫陶瓷多孔介质材料，主要成分为Al2O3。

工作时，热解过程产生的热解气向上流动，进入预热干燥室1加热、干燥湿污泥。经干燥后的污泥在均料圆盘7的搅动和重力的作用下落，至筛板4上的污泥进料口进入污泥热解反应室3中热解。热解反应后，污泥转化为多孔活性炭，在重力作用下落入产品收集室8。热解气在预热干燥室1中加热、干燥湿污泥后经热解气排出管道排出反应器。部分热解气经过冷凝和除焦油后形成不凝气体，经过不凝热解气管道10，进入多孔介质蓄热燃烧室2，与空气接触并发生燃烧反应。燃烧产生的烟气经排烟管道5排出燃烧室，部分烟气经再循环管道12和空气管道15中的空气混合后进入燃烧室，为燃烧提供所需空气及部分热量。如热解反应室3内温度较低时，可由天然气管道11通入部分天然气，来保证热解反应处于相对稳定的状态。

本发明能实现污泥的能量及资源的高效利用和环境保护。

Claims

1.一种具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：该装置包括由外壳（20）构成的腔体，在腔体的下部设有底板（30），在腔体的上部设有筛板（4），位于底板（30）下方的腔体构成产品收集室（8），位于筛板（4）上方的腔体构成预热干燥室（1）；在预热干燥室（1）的顶部设有进料口（13），在预热干燥室（1）内并位于进料口（13）下方设有带孔的均料圆盘（7），均料圆盘（7）与电机（6）连接；在预热干燥室（1）处设有热解气排出管道（14）；位于底板（30）与筛板（4）之间的腔体构成独立布置的多孔介质蓄热燃烧室（2）和污泥热解反应室（3）；污泥热解反应室（3）的顶端通过筛板（4）的筛孔与预热干燥室（1）相通，污泥热解反应室（3）的底端通过卸料口（9）与产品收集室（8）相通；在多孔介质蓄热燃烧室（2）处设有不凝热解气管道（10）和排烟管道（5），排烟管道（5）通过再循环管道（12）和空气管道（15）与多孔介质蓄热燃烧室（2）连接。

2.根据权利要求1所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：在多孔介质蓄热燃烧室（2）处设有天然气管道（11）。

3.根据权利要求1所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：不凝热解气管道（10）设置在多孔介质蓄热燃烧室（2）下部，排烟管道（5）设置在多孔介质蓄热燃烧室（2）上部，空气管道（15）设置在多孔介质蓄热燃烧室（2）中部。

4.根据权利要求1所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：不凝热解气管道（10）与热解气排出管道（14）相通。

5.根据权利要求1所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：多孔介质蓄热燃烧室（2）内填充有蓄热式泡沫陶瓷多孔介质材料。

6.根据权利要求1所述的具有多孔介质蓄热及均料预热干燥功能的污泥热解装置，其特征在于：污泥热解反应室（3）沿腔体垂直方向上均匀布置。