CN106642137B - 一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种立式污泥干燥焚烧集成处理装置及方法，包括电控室、进料机构、干燥室、气化室、对污泥进行焚烧的燃烧室、破碎混磨机和余热回收机构，所述干燥室、气化室和燃烧室由上至下依次设置，余热回收系统能够将燃烧室和气化室的热量回收并加以利用，同时经气化室气化后的泥渣与少量煤粉在破碎混磨机中混磨后进入燃烧室进行焚烧，气化后的产生的气体通过干燥室内设置的可燃气通道排出；本发明具有整体化、结构紧凑、节能环保、气化效率高、适用面广等优点，其不仅适用于常见生活污泥和化工污染污泥的处理同样也适用于城市固体垃圾的处理，从而有效缓解能源紧张、控制环境污染问题。

Description

一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置及方法
技术领域
本发明涉及气化领域，具体的说是涉及一种立式污泥干燥焚烧集成处理装置及方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，所面临的能源紧张，环境污染等问题日趋严重。同时城市生活、化工生产等都会产生各种大量污泥。如何合理有效的处理利用污泥对于节约能源、保护环境具有重要意义，因此该项技术也成为当今人们所关注研究的。目前国内对于污泥的处理方法主要有填埋处理、污泥气化利用、污泥焚烧炉直接焚烧等。
污泥填埋法具有操作简单、投资低等优点，但是建立污泥填埋场需要浪费大量的土地资源，而且污泥中可能含有的有毒物质会污染土壤和地下水资源。对于今天环保问题越来越严重，人们对污泥填埋要求也十分严格，因此传统的填埋处理法所需成本越来越高，难度也越来越大。
污泥气化可以解决传统污泥填埋法所面临的问题，同时产生的气体燃料也是目前广泛使用的清洁燃料。然而传统的气化炉仅仅将生活污泥合理有效的转化为可再生利用的燃气。但是并不能对抽气出来的可燃气进行净化处理；此外也不能合理的对气化后的泥渣进行回收利用，而且气化室所散发的余热不能进行回收，整体性环保性较差。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种立式污泥干燥焚烧集成处理装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，包括电控室、用于输送湿污泥的进料机构、对湿污泥进行干燥处理的干燥室、对干燥后的污泥进行气化反应的气化室、对污泥进行焚烧的燃烧室以及向燃烧室输送燃料的破碎混磨机，所述干燥室、气化室和燃烧室由上至下依次设置，且进料机构的出料口设置在干燥室内，所述干燥室顶部设有出气口，且干燥室内设有多排连通出气口与气化室的可燃气通道，以将气化室气化反应产生的气体输送出气口进入下一工序；
所述气化室内设有旋转下料器，该旋转下料器的下方设有向斜下方延伸的倾斜板，倾斜板的末端伸出气化室连接至破碎混磨机的进料口，以将在气化室内经过化学反应的污泥输送至破碎混磨机进行破碎混料形成燃烧室燃料，所述破碎混磨机出料口通过管道与燃烧室的进料口连接，且管道上设有向燃烧室输送燃料的送粉机，所述燃烧室的底部设有两个用于对燃料进行点火的点火助燃器；
所述处理装置还包括对燃烧室余热进行回收的余热回收机构，余热回收机构包括设置在燃烧室和气化室外周并用于回收燃烧室和气化室周围余热的加热腔室，加热腔室的一端顶部设有一向其输送新鲜冷空气的引风机，另一端顶部设有回收管路，所述回收管路设有用于向燃烧室提供热空气的多个支路Ⅰ，每个支路Ⅰ的末端均与燃烧室的供风口连通。
所述进料机构为螺旋式挤压进料器，该螺旋式挤压进料器包括设有进料口和出料口的壳体、设置在壳体内的空心轴以及设置在空心轴上的螺旋叶片，所述回收管路上设有一与空心轴内部输送热空气的支路Ⅱ，以对进料机构内的湿污泥进行初步干燥，且进料机构的出料端设有一向下倾斜的出料板，该出料板设置在空心轴末端的下方。
可燃气通道的中部采用螺旋形结构。
所述供风口有六个并且均匀分布至燃烧室的外壁上。
所述旋转下料器包括设置在中心的空心旋转轴和安装在空心旋转轴上的多个扇形下料叶片。
所述干燥室顶部的出气口上连接有可燃气净化机构，所述可燃气净化机构由静电除尘单元、CO2吸收单元、脱硝脱硫单元和干燥吸水单元组成。
所述燃烧室的底部设有排渣口。
所述气化室和燃烧室之间设有一层恒温层。
所述点火助燃器对称分布在燃烧室的底部。
利用集成处理装置进行污泥干燥气化焚烧的方法，包括以下步骤：待处理的湿污泥经进料机构的进料口进入进料机构，通过空心轴内的热空气初步干燥后经出料板进入干燥室，初步干燥后的污泥通过可燃气通道的导热和辐射换热进行充分干燥，并经旋转下料器落至倾斜板进入破碎混磨机，破碎混磨机将气化后的污泥进行破碎，同时掺入少量的煤粉进行混磨，充分混合后，由送粉机输送至燃烧室，在点火助燃器的作用下进行焚烧，同时打开引风机向加热腔室内输送新鲜冷空气，燃烧室焚烧产生的余热对新鲜冷空气进行加热后输送至回收管路，并分别通过回收管路上连接的支路Ⅰ和支路Ⅱ向燃烧室以及空心轴内部供应热空气。
本发明的有益效果：
（1）本发明可燃气通道的中部采用螺旋式结构，该种结构的设置使进料机构输出的污泥能够进行充分的换热，合理的利用了高温可燃气的余热，提高其利用率；
（2）破碎混磨机将气化后的污泥进行破碎，同时掺入少量的煤粉与之进行混磨，最后由管道输送至燃烧室入口，使得原料得到充分利用节约能源；
（3）本发明引风机引入新鲜空气，这些空气经过燃烧室与气化室周围的加热腔室回收热量，其中空气是由上向下流动，与炉内高温气体流动方向相反，这种流动方式与顺流相比较，在完成同样的传热条件下可以使评价温差增大，换热效果更理想，同时采用新鲜空气作为换热介质更加经济实用，充分吸热后的热空气一部分通往进料装置来对污泥进行初步加热，另一部分经过管道送往燃烧室下部的进风口提供燃烧所需要的热空气，充分的将余热进行了回收利用；
（4）本发明设有可燃气净化机构，经其净化处理作用下脱除可燃气中的有害物质或烟尘，以尽可能提供洁净的可燃气体；
（5）本发明在燃烧室和气化室之间设有恒温层，以此来保证气化室的污泥气化过程中温度不会发生太大波动；
（6）本发明进料机构设有空心轴，空心轴中通入的热空气对湿污泥进行初步加热，然后经出料板进入干燥室，由于出料板设置在空心轴出料口的下方，热空气的排出对污泥进入干燥室起到良好的辅助作用；
（7）本发明中最后充分燃烧利用的混合原料变成灰渣，在燃烧室下部开设的排渣口及时将这些灰渣排出，这些灰渣经处理后可以作为建筑材料等使用，在整个过程中电控室起到集中管理控制的作用，对于高效的整体化运行具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为可燃气净化器内部布置示意图；
图3为旋转下料器结构示意图；
图中标记：1、进料机构，2、干燥室，3、气化室，4、燃烧室，5、破碎混磨机，6、旋转下料器，7、倾斜板，8、管道，9、送粉机，10、点火助燃器，11、余热回收机构，12、加热腔室，13、引风机，14、回收管路，15、支路Ⅰ，16、供风口，17、壳体，18、空心轴，19、螺旋叶片，20、支路Ⅱ，21、出料板，22、空心旋转轴，23、扇形下料叶片，24、可燃气净化机构，25、排渣口，26、可燃气通道，27、恒温层，28、电控室。
具体实施方式
如图所示，一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，包括电控室28、用于输送湿污泥的进料机构1、对湿污泥进行干燥处理的干燥室2、对干燥后的污泥进行气化反应的气化室3、对污泥进行焚烧的燃烧室4以及向燃烧室4输送燃料的破碎混磨机5，所述干燥室2、气化室3和燃烧室4由上至下依次设置，且进料机构1的出料口设置在干燥室2内，所述干燥室2顶部设有出气口，且干燥室2内设有多排连通出气口与气化室3的可燃气通道26，可燃气通道26的中部采用螺旋形结构，以将气化室3气化反应产生的气体输送出气口进入下一工序；
所述气化室3内设有旋转下料器6，该旋转下料器6的下方设有向斜下方延伸的倾斜板7，倾斜板7的末端伸出气化室3连接至破碎混磨机5的进料口，以将在气化室3内经过化学反应的污泥输送至破碎混磨机5进行破碎混料形成燃烧室燃料，所述破碎混磨机5出料口通过管道8与燃烧室4的进料口连接，且管道8上设有向燃烧室4输送燃料的送粉机9，所述燃烧室4的底部设有两个用于对燃料进行点火的点火助燃器10；
所述处理装置还包括对燃烧室4余热进行回收的余热回收机构11，余热回收机构11包括设置在燃烧室4和气化室3外周并用于回收燃烧室4和气化室3周围余热的加热腔室12，加热腔室12的一端顶部设有一向其输送新鲜冷空气的引风机13，且引风机设置在气化室的右下方，另一端顶部设有回收管路14，所述回收管路14设有用于向燃烧室4提供热空气的多个支路Ⅰ15，每个支路Ⅰ15的末端均与燃烧室4的供风口16连通，所述供风口16有六个并且均匀分布至燃烧室4的外壁上，将余热进行了充分地回收利用。
所述进料机构1为螺旋式挤压进料器，该螺旋式挤压进料器包括设有进料口和出料口的壳体17、设置在壳体17内的空心轴18以及设置在空心轴18上的螺旋叶片19，所述回收管路14上设有一与空心轴18内部输送热空气的支路Ⅱ20，以对进料机构1内的湿污泥进行初步干燥，且进料机构1的出料端设有一向下倾斜的出料板21，该出料板21设置在空心轴18末端的下方。
所述旋转下料器6包括设置在中心的空心旋转轴22和安装在空心旋转轴22上的多个扇形下料叶片23。
所述干燥室2顶部的出气口上连接有可燃气净化机构24，所述可燃气净化机构24由静电除尘单元、CO2吸收单元、脱硝脱硫单元和干燥吸水单元组成。
所述燃烧室4的底部设有排渣口25，以及时将这些灰渣排出，这些灰渣经处理后可以作为建筑材料等使用，
所述点火助燃器10为两个，对称分布在燃烧室4的底部，所述气化室3和燃烧室4之间设有一层恒温层27；以此来保证气化室的污泥气化过程中温度不会发生太大波动。
利用集成处理装置进行污泥干燥气化焚烧的方法，包括以下步骤：待处理的湿污泥经进料机构1的进料口进入进料机构1，通过空心轴18内的热空气初步干燥后经出料板21进入干燥室2，初步干燥后的污泥通过可燃气通道26的热传导、热辐射等方式将热量传递给污泥，由于采用螺旋状能增大有效接触面积使得热量传递更充分。经过充分干燥的污泥进入到气化室3，在气化室3的高温环境下发生一系列的化学反应，即气化产生CO、CH4、H2等高温可燃气，通过气化室上部的可燃气通道高温可燃气体温度下降，到达干燥室上部的抽气孔1，抽气后进入可燃气净化处理器2，在其净化处理作用下脱除可燃气中的有害物质或烟尘，以尽可能提供洁净的可燃气体，气化后的污泥经旋转下料器6落至倾斜板7进入破碎混磨机5，破碎混磨机5将气化后的污泥进行破碎，同时掺入少量的煤粉进行混磨，充分混合后，由送粉机9输送至燃烧室4，在点火助燃器10的作用下进行焚烧，同时打开引风机13向加热腔室12内输送新鲜冷空气，燃烧室4焚烧产生的余热对新鲜冷空气进行加热后输送至回收管路14，并通过回收管路14上连接的支路Ⅰ15对燃烧室供应热空气；最后充分燃烧利用的混合原料变成灰渣，在燃烧室下部开设的排渣口及时将这些灰渣排出，这些灰渣经处理后可以作为建筑材料等使用，在整个过程中电控室28起到集中管理控制的作用，对于高效的整体化运行具有重要意义。

Claims (8)

1.一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，包括电控室（28）、用于输送湿污泥的进料机构（1）、对湿污泥进行干燥处理的干燥室（2）、对干燥后的污泥进行气化反应的气化室（3）、对污泥进行焚烧的燃烧室（4）以及向燃烧室（4）输送燃料的破碎混磨机（5），所述干燥室（2）、气化室（3）和燃烧室（4）由上至下依次设置，且进料机构（1）的出料口设置在干燥室（2）内，其特征在于：所述干燥室（2）顶部设有出气口，且干燥室（2）内设有多排连通出气口与气化室（3）的可燃气通道（26），以将气化室（3）气化反应产生的气体输送出气口进入下一工序；
所述气化室（3）内设有旋转下料器（6），该旋转下料器（6）的下方设有向斜下方延伸的倾斜板（7），倾斜板（7）的末端伸出气化室（3）连接至破碎混磨机（5）的进料口，以将在气化室（3）内经过化学反应的污泥输送至破碎混磨机（5）进行破碎混料形成燃烧室燃料，所述破碎混磨机（5）出料口通过管道（8）与燃烧室（4）的进料口连接，且管道（8）上设有向燃烧室（4）输送燃料的送粉机（9），所述燃烧室（4）的底部设有两个用于对燃料进行点火的点火助燃器（10）；
所述处理装置还包括对燃烧室（4）余热进行回收的余热回收机构（11），余热回收机构（11）包括设置在燃烧室（4）和气化室（3）外周并用于回收燃烧室（4）和气化室（3）周围余热的加热腔室（12），加热腔室（12）的一端顶部设有一向其输送新鲜冷空气的引风机（13），另一端顶部设有回收管路（14），所述回收管路（14）设有用于向燃烧室（4）提供热空气的多个支路Ⅰ（15），每个支路Ⅰ（15）的末端均与燃烧室（4）的供风口（16）连通；
所述进料机构（1）为螺旋式挤压进料器，该螺旋式挤压进料器包括设有进料口和出料口的壳体（17）、设置在壳体（17）内的空心轴（18）以及设置在空心轴（18）上的螺旋叶片（19），所述回收管路（14）上设有一与空心轴（18）内部输送热空气的支路Ⅱ（20），以对进料机构（1）内的湿污泥进行初步干燥，且进料机构（1）的出料端设有一向下倾斜的出料板（21），该出料板（21）设置在空心轴（18）末端的下方；
所述干燥室（2）顶部的出气口上连接有可燃气净化机构（24），所述可燃气净化机构（24）由静电除尘单元、CO2吸收单元、脱硝脱硫单元和干燥吸水单元组成。
2.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：可燃气通道（26）的中部采用螺旋形结构。
3.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：所述供风口（16）有六个并且均匀分布至燃烧室（4）的外壁上。
4.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：所述旋转下料器（6）包括设置在中心的空心旋转轴（22）和安装在空心旋转轴（22）上的多个扇形下料叶片（23）。
5.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：所述燃烧室（4）的底部设有排渣口（25）。
6.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：所述气化室（3）和燃烧室（4）之间设有一层恒温层（27）。
7.如权利要求1所述的一种立式污泥干燥气化焚烧集成处理装置，其特征在于：所述点火助燃器（10）对称分布在燃烧室（4）的底部。
8.利用如权利要求2所述的集成处理装置进行污泥干燥气化焚烧的方法，其特征在于：包括以下步骤：待处理的湿污泥经进料机构（1）的进料口进入进料机构（1），通过空心轴（18）内的热空气初步干燥后经出料板（21）进入干燥室（2），初步干燥后的污泥通过可燃气通道（26）的导热和辐射换热进行充分干燥，并经旋转下料器（6）落至倾斜板（7）进入破碎混磨机（5），破碎混磨机（5）将气化后的污泥进行破碎，同时掺入少量的煤粉进行混磨，充分混合后，由送粉机（9）输送至燃烧室（4），在点火助燃器（10）的作用下进行焚烧，同时打开引风机（13）向加热腔室（12）内输送新鲜冷空气，燃烧室（4）焚烧产生的余热对新鲜冷空气进行加热后输送至回收管路（14），并分别通过回收管路（14）上连接的支路Ⅰ（15）和支路Ⅱ（20）向燃烧室（4）以及空心轴（18）内部供应热空气。
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