CN106865945A - 一种用于污泥碳化工艺的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及市政和工业固体废物处理领域，提供一种用于污泥碳化工艺的设备。该设备包括沿着物料流通方向依次连接的反应器、减压装置和缓冲储存容器，反应器和减压装置之间串联有热回收装置，用于将物料的温度降低以使得物料进入所述减压装置之后不出现闪蒸；减压装置不设置闪蒸罐。该设备不会因为减压阀和闪蒸而发生能量损失，因而热回收的效率很高。在物料进入减压装置之前，先将物料通入热回收装置中，对物料携带的能量进行回收，从而避免能量的浪费。此外，经过热回收装置之后，物料的温度被降低使得其进入所述减压装置之后不出现闪蒸，从而本发明的用于污泥碳化工艺的设备无需设置闪蒸罐，实现设备结构的简化，并节省工厂的空间。

Description

一种用于污泥碳化工艺的设备

技术领域

本发明涉及市政和工业固体废物处理领域，尤其涉及一种用于污泥碳化工艺的设备。

背景技术

随着城市人口的增加，工业化、城市污废水处理厂的增设，污泥产生量逐渐增加，污泥处理成了环境的焦点。原有技术的干燥、填埋、堆肥等工艺只是对污泥进行简单的处理，污泥的处理如何实现“减量化”、“无害化”、“资源化”现已成为诸多企业关注的焦点中的焦点。污泥碳化技术是将污泥进行无氧或微氧的条件下的“干溜”，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。污泥碳化的优势在于，污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出，能源消耗少，剩余产物中的碳含量高，发热量大，而其它工艺大部分是通过加热和蒸发的方式去除污泥中的水分，因此能耗大。碳化后的污泥体积小，污泥中无有毒气体等，不会造成二次污染。并且，污泥碳化技术不仅能有效处理污泥，还能将其制成具有高附加值的生物炭。所以污泥碳化是一种既不会损坏环境又能资源回用的经济型处理技术。

污泥碳化工艺通常在高温高压工作条件下进行。具体的，污泥在反应器中进行热调理与水热碳化，并由固态转化为液态形成泥浆。泥浆需要去后续的生产单元进行泥水分离。在泥浆进行泥水分离之前，需要将从反应器的物料出口排出的物料进行减压，并将减压后的物料输入缓冲储存容器进行贮存。

目前国内常采用减压阀配合闪蒸罐来进行减压，即污泥在高温高压条件反应并液化后，泥浆经减压阀释放到闪蒸罐中，利用反应器与闪蒸罐中的压力差，将泥浆释放到闪蒸罐中迅速沸腾汽化并进行两相分离。其中，闪蒸罐的作用是提供泥浆迅速汽化和气液分离所需的空间。可以看出闪蒸会导致泥浆的温度降低，从而造成能量的浪费。并且，闪蒸罐体积较大，占用较大空间，不利于污泥碳化工艺设备的结构简化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的其中一个目的是：提供一种用于污泥碳化工艺的设备，解决现有技术中采用减压阀配合闪蒸罐来进行减压时，导致能量浪费且设备占用空间大的问题。

为了实现该目的，本发明提供了一种用于污泥碳化工艺的设备，包括沿着物料流通方向依次连接的反应器、减压装置和缓冲储存容器，所述反应器和所述减压装置之间串联有热回收装置，用于将物料的温度降低以使得物料进入所述减压装置之后不出现闪蒸；所述减压装置不设置闪蒸罐。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的用于污泥碳化工艺的设备，不会因为减压阀和闪蒸而发生能量损失，因而热回收的效率很高。在物料进入减压装置之前，先将物料通入热回收装置中，对物料携带的能量进行回收，从而避免能量的浪费。此外，经过热回收装置之后，物料的温度被降低，既不会对减压装置造成损坏，又使得其进入所述减压装置之后不出现闪蒸，从而本发明的用于污泥碳化工艺的设备无需设置闪蒸罐，实现设备结构的简化，并节省工厂的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例的用于污泥碳化工艺的设备的连接关系示意图；

图2是本发明实施例的用于污泥碳化工艺的热交换装置的连接关系示意图；

图3和图4是本发明实施例的前热交换器的结构示意图；

图5和图6是本发明实施例的后热交换器的结构示意图；

图中：1、前热交换器；2、后热交换器；3、第一开关阀；4、第二开关阀；5、第三开关阀；6、第四开关阀；7、流量调节阀；8、排气调节阀；9、介质热交换器；10、反应器；11、导热油炉；12、泵；13、介质流通管道；14、物料输送管道；15、减压装置；16、第一三通阀；17、第二三通阀；18、第一管路；19、第二管路；20、第三管路；21、第四管路；22、缓冲储存器；23、第五开关阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

不失一般性，本实施例仅以污泥的碳化工艺为例对本申请的用于污泥碳化工艺的设备进行说明。应当理解的是，该用于污泥碳化工艺的设备，除了用于污泥的碳化工艺，同样可以适用于其它具有物质的类似碳化工艺中。并且，将本实施例的设备用于污泥的碳化工艺中时，其中的物料指的就是污泥，并且，从反应器出来后的液态物料也就是泥浆。

请参见图1，本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，包括沿着物料流通方向依次连接的反应器10、减压装置15和缓冲储存容器，所述反应器10和所述减压装置15之间串联有热回收装置，用于将物料的温度降低以使得物料进入所述减压装置15之后不出现闪蒸；所述减压装置15不设置闪蒸罐。

本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，不会因为减压阀和闪蒸而发生能量损失，因而热回收的效率很高。其中，在物料进入减压装置15之前，先将物料通入热回收装置中，对物料携带的能量进行回收，从而避免能量的浪费。回收的能量的用途不限，既可以用于对进入反应器10之前的污泥进行预热，也可以用于给工厂的附属设施冬季供暖等。此外，经过热回收装置之后，物料也即泥浆的温度被降低，既不会对减压装置15造成损坏，又使得其进入所述减压装置15之后不出现闪蒸，例如，将物料温度降至60～70℃后再进入减压装置15。从而本发明的用于污泥碳化工艺的设备无需设置闪蒸罐，实现设备结构的简化，并节省工厂的空间。

请进一步参见图1，反应器10的物料入口连接有前热交换器1，反应器10的物料出口连接有后热交换器2。其中，设置前热交换器1的目的是给物料(也即污泥)预热，设置后热交换器2的主要目的是接收物料(也即泥浆)并回收热能。其中，后热交换器2还可以将热量传递给前热交换器1供污泥预加热，具体在后文将做详细描述。

为了进一步简化本实施例中用于污泥碳化工艺的设备的结构，优选热回收装置采用上述后热交换器2，从而无需额外设置装置用于热回收。该种情况下，经过后热交换器2之后，物料的温度必须降低至后续减压装置15可以接受的水平，以保证进入减压装置15的物料不出现闪蒸现象。当然，不排除在设置有后热交换器2的基础上，额外设置热回收装置的情况。

减压装置15优选但是不必须采用变频卸压泵。通过对变频卸压泵的调节，可以实现不同压力的物料输出，从而在减压的同时进行压力控制。并且，只需要借助变频卸压泵的出口压力，就可以将降温降压后的物料也即物料输送至厂区任意位置的缓冲储存容器，无需再借助其它的泵送设备。此外，由于只有经过充分热调理和水热碳化后的物料才能通过减压装置15送至后续处理单元，而本实施例中通过控制变频卸压泵的转速，可以控制整个装置的单位处理产量，进而控制整个设备的产量与质量之间的平衡。

本实施例中，优选卸压泵为逆向设计的多级螺杆泵，该多级螺杆泵与传统加压泵的流向设计相反。具体的，传统的加压螺杆泵，物料入口设置在泵壳体的顶端，而物料出口设置在泵壳体的侧面；而本实施例的多级螺杆泵，其采用逆向设计，包括泵壳体，物料入口为高压力端，且该物料入口设置在所述泵壳体的侧面，物料出口为低压力端，且该物料出口设置在所述泵壳体的顶端，并且该种多级螺杆泵的旋转方向与普通的加压螺杆泵相反。此外，该种多级螺杆泵，其可以通过配置变频控制器和制动电阻进行变频控制，进而实现泵出口压力和流量的调节。

图1中，后热交换器2的物料出口和所述缓冲存储容器之间并联有择一导通的第一管路18和第二管路19，所述第一管路18和第二管路19上均连接有一个所述减压装置15。此处设置并联的两个减压装置15，从而一台正常使用一台备用，以防止突发情况的出现。当然，也可以只设置一个减压装置15。

进一步的，图1中在反应器10和热回收装置之间设置有第五开关阀23(后文会提到第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的应用)，且所述第五开关阀23在所述设备工作时导通，在所述设备待机时断开。所述第一管路18和第二管路19物料的公共出口端通过第三管路20接入所述热回收装置的物料入口，使得所述热回收装置和减压装置15之间形成物料的第一循环回路；且所述公共出口端通过第四管路21接入所述缓冲存储容器；所述第三管路20和所述第四管路21择一导通。

本实施例中，为了实现第一管路18和第二管路19的择一导通，在第一管路18和第二管路19的公共入口端连接有第一三通阀16，其中，第一三通阀16具体采用的是二位三通阀的形式。同理，为了实现第三管路20和第四管路21的择一导通，设置一个第二三通阀17，并使得第一管路18和第二管路19的公共出口端连接第二三通阀17的入口，所述第三管路20连接所述第二三通阀17的第一出口，所述第四管路21连接所述第二三通阀17的第二出口。当然，此处为了实现管路的择一导通，除了采用三通阀之外，还可以采用电控阀、气动阀等，或者还手动控制。同样，第五开关阀23优选但是不必须为气动阀门。

当本实施例的用于污泥碳化工艺的设备正常运行时，第五开关阀23开启，第三管路20断开且第四管路21导通，减压装置15减压后，泥浆仅留有工作余压并被输送至缓冲储存器22。当用于污泥碳化工艺的处于待机模式下时，为防止泥浆沉降，第五开关阀23断开，第四管路21断开且第三管路20导通，该种情况下减压装置15加压后泥浆被重新输入到热回收装置中，从而在第一循环回路之间形成自循环。

本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，根据工艺生产及检修的需要，可以实现正常运行模式和待机模式间的自由切换，保证泥浆不在设备中发生沉降。

并且，通过实践证明，本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，减压装置15与后热交换器2联合使用，对比传统使用减压阀和闪蒸罐的情况，其能量损失可减少50％以上。

在此基础上，请参见图2，所述前热交换器1的数量为多个且串联形成前热交换器组，和/或，所述后热交换器2的数量为多个且串联形成后热交换器组。

本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，在多个前热交换器之间或者多个后热交换器之间形成多级热交换，从而可以对物料进行分级热交换，使得物料的热交换更充分、更均匀，并且可以提高换热效率以实现节能的目的。

其中，前热交换器组中的多级前热交换器，其作用在于给进入反应器10的物料也即污泥进行预热，从而使得进入到反应器10中的污泥达到设定温度，此处的设定温度一般但是不局限为50℃～80℃。后热交换器组中的多级后热交换器，作用在于对从反应器10输出的物料也即泥浆进行降温，从而使得从后热交换器组输出后的泥浆可以输入到后续减压装置中。显然多级串联的热交换器(本实施例中，只要没有限定的情况下，热交换器均指的是前热交换器和后热交换器)，其能够更加有效的实现以上目的。

由于现有技术的热交换器适用于污泥和泥浆的换热时，其容易出现物料粘滞的现象。并且，存在流动性差、换热效率低、换热周期长等缺点。因此本实施例提出一种新的前热交换器1和后热交换器2，下面分别描述前热交换器1和后热交换器2。

本实施例的前热交换器1，请参见图3和图4，包括介质流通管道13以及设置在所述介质流通管道13中的物料输送管道14。其中，热交换介质通过N1口通入到所述介质流通管道13和物料输送管道14之间的空间，之后从N2口流出；物料通过N3口通入到物料输送管道14内，从而使得热交换介质和物料之间充分接触，之后从N4口排出。

优选介质流通管道13和物料输送管道14均为直线管道，从而减少管道内壁对物料和热交换介质的阻力。并且，优选但是不必须，介质流通管道13和物料输送管道14，其横截面均呈圆形，材质均采用316L不锈钢材质。

从图4中可知，和前热交换器1的级数对应，此处一根所述介质流通管道13中设置的物料输送管道14的数量为三根。由于介质流通管道13中物料输送管道14的数量越多，则物料输送能力越弱，但是物料与热交换介质之间的热接触面积越大。本实施例针对污泥的特点，选择在介质流通管道13中设置三根物料输送管道14，以在换热效率和换热效果之间寻求一个合理的平衡。当然，物料输送管道14的数量不受附图4的限制。

上述前热交换器1水平布置，也即介质流通管道13和物料输送管道14的轴线均位于水平面上，从而极大的降低了物料输送的阻力。并且，从图2中可知，多级前热交换器均位于同一水平面上，该种分布节省空间，且可进一步方便物料的泵送。

本实施例的后热交换器2，请参见图5和图6，也包括介质流通管道13以及设置在所述外管道中的物料输送管道14。

和上述前热交换器1不同之处在于，本实施例的后热交换器2，其介质流通管道13中设置有七根物料输送管道14。并且，后热交换器2竖直放置，从而对于单个后热交换器2而言，泥浆从后热交换器2顶端输入，并且从后热交换器2底端输出；而热交换介质从后热交换器2的底端输入，从后热交换器2的顶端输出，以保证泥浆和热交换介质之间换热充分。

图2中给出了前热交换器组包括三级前热交换器且后热交换器组包括六级后热交换器的情形。应当理解的是，图2不构成对本实施例的限制，除了前热交换器组和后热交换器组均只包括一级热交换器的情形以外，其它任意级数的前热交换器组和后热交换器组均包括在本实施例的涵盖范围中。

综合预热效果和预热效率等多个因素，本实施例优选前热交换器组包括三台前热交换器1，且沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器。

其中，“物料流通方向”指的是附图2中从左至右的方向，从而使得物料最终通入到反应器10中。由于一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器对污泥进行分级预热，从而一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器中的污泥温度逐渐升高，最终从三级前热交换器中输出的污泥达到设定温度。

请进一步参见图2，在三级前热交换器一侧设置有用于热交换介质流入的第一入口，在所述一级前热交换器一侧设置有用于热交换介质流出的第一出口。从而热交换介质从第一入口进入之后，依次经过三级前热交换器、二级前热交换器和一级前热交换器，最后从一级前热交换器一侧的第一出口流回后热交换器组。该种情况下，热交换介质进入三级前热交换器时温度最高，经过二级前热交换器和一级前热交换器后温度逐渐降低，从而满足各个前热交换器1对污泥预热的要求。

由上可知，前热交换器组中，污泥是从左至右流通，而热交换介质是从右至左流通，也即物料流通方向和热交换介质流通方向相反，使得物料和热交换介质换热充分。

假设输入前热交换器组的物料，其初始温度为10℃～30℃，最终离开前热交换器组的物料温度需要达到50℃～80℃，那么前热交换器1的数量为三个时，每个前热交换器1只需要对物料升温15℃左右。

本实施例的后热交换器组，其各个后热交换器组分别包括六台串联的后热换交换器2，沿着物料流通方向依次为一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器。

同理，此处“物料流通方向”指的是附图2中从左至右的方向，从而使得从反应器10输出的物料进入到后热交换器组中，并通过后热交换器组输入到减压装置中。由于一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器对污泥进行分级降温，从而一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器中的泥浆温度逐渐降低，最终从六级后热交换器中输出的泥浆达到设定温度。

请进一步参见图2，在所述六级后热交换器一侧设置有用于热交换介质流入的第二入口，所述一级后热交换器一侧设置有用于热交换介质流出的第二出口。从而热交换介质从第二入口进入之后，依次经过六级后热交换器、五级后热交换器、四级后热交换器、三级后热交换器、二级后热交换器和一级后热交换器，最后从一级后热交换器一侧的第二出口流回前热交换器组。该种情况下，热交换介质进入六级后热交换器时温度最高，经过后续后热交换器2后温度逐渐降低，从而满足各个后热交换器2中对泥浆降温的要求。

需要说明的是，第二入口除了设置在六级后热交换器一侧，还可以设置在六级后热交换器和五级后热交换器之间，并且热交换介质通过该第二入口进入五级后热交换器，之后依次进入四级后热交换器、三级后热交换器、二级后热交换器和一级后热交换器。该种情况下，前五级后热交换器可以和前热交换器组之间连接形成闭合回路，而六级后热交换器中可以采用和闭合回路中不同的热交换介质。优选六级后热交换器中采用水作为热交换介质，从而使得六级后热交换器中降温彻底，从六级后热交换器输出的物料满足设定要求。

同理，后热交换器组中，物料从左侧的后热交换器2流向右侧的后热交换器2，热交换介质从右侧的后热交换器2流向左侧的后热交换器2，也即对于整个后热交换器组而言，物料流通方向和热交换介质流通方向相反，使得物料和热交换介质换热充分。

其中，根据从反应器10的物料出口处物料温度和六级后热交换器的物料出口处的物料温度之间的差值，选择设置六级后热交换器。应当理解的是，后热交换器2不局限为六级。

出于环保节能目的，所述第一入口通过第五管路连接所述第二出口，所述第一出口连接所述第二入口，使得所述前热交换器组和所述后热交换器组之间形成热交换介质的第二循环回路。从而，热交换介质在前热交换器组中对污泥进行预热后，得到温度降低的热交换介质，之后将该温度降低的热交换介质通入到后热交换器组中对泥浆进行降温。与此同时，后热交换器组中的热交换介质回收泥浆的热能，得到温度升高的热交换介质。之后再将该温度升高后的热交换介质被通入到前热交换器组对污泥进行预热，如此循环往复。

其中，之所以限定第一入口和第二出口之间通过第五管路连接，而对第一出口和第二入口之间的连接方式不做限定，主要因为后续需要对第五管路进一步描述。

并且，后热交换器组回收的热能除了对污泥进行预热，还可以用于给工厂的附属设施冬季供暖，以充分利用剩余热能，实现高效节能。

为了应对后热交换器组中回收的热量不足以使前热交换器组中的污泥预热至设定温度的情况，在二级前热交换器和三级前热交换器之间，靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口，靠近所述三级前热交换器设置有第三出口。当然，第三入口可以直接设置在二级前热交换器本体上，第三出口也可以直接设置在三级热交换器本体上。

所述第三入口通过第六管路连接所述第二出口，使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换器组之间形成热交换介质的第三循环回路，且所述第五管路和所述第六管路择一导通；所述第三出口通过第七管路连接所述第一入口，使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第四循环回路。

当后热交换器组中回收的热量足以对前热交换器组中的污泥充分预热时，第五管路导通且第六管路断开，从后热交换器组流出的热交换介质会进入三级前热交换器，此时热交换介质在整个前热交换器组和后热交换器组连接形成的第二循环回路中循环。

当后热交换器组中回收的热量不足以对前热交换器组中的污泥充分预热时，此时第六管路导通第五管路断开，从后热交换器组流出的热交换介质直接进入二级前热交换器，然后流入一级前热交换器。而对于温度要求较高的三级前热交换器，其通过第四循环回路进行加热。

由此可知，所述第六管路导通时，所述第四循环回路接通；所述第五管路导通时，所述第四循环回路断开。

请参见图2，可以在第五管路上设置第三开关阀5(后续有对第一开关阀3和第二开关阀4的描述)，从而通过第三开关阀5的通断控制第五管路的通断。并且，第六管路的通断也可以通过阀实现(附图2中没有画出设置在第六管路上的阀)。当第六管路导通时，为了防止第四循环回路中的热交换介质流入到二级前热交换器中，在第三入口和第三出口之间设置有第四开关阀6，从而当第五管路断开第六管路导通时，控制第四开关阀6断开；当第五管路导通第六管路断开时，控制第四开关阀6导通。

为了使得第四循环回路具有加热效果，可以将第七管路接入到介质热交换器9中，且所述介质热交换器9通过接入高温换热管道给所述第七管路中的热交换介质升温。该介质热交换器9不同于上述前热交换器1和后热交换器2，其作用就在于给第七管路中的热交换介质加热升温。

从图2中可知，为了给反应器10中的物料进行加热，在反应器10的加热介质入口和加热介质出口之间设置有热源装置。具体地，所述加热介质入口连接热源装置的出口，所述加热介质出口通过第八管路连接所述热源装置的回流口，并在所述反应器10和所述热源装置之间形成循环加热回路。

本实施例中，优选高温换热管道和第八管路并联，从而高温换热管道采用给反应器10加热的热源装置作为热源，无需额外设置热源，以减小整个用于污泥碳化工艺的设备的占地空间。

本实施例中，优选热源装置为导热油炉11，从而从导热油炉11进入到反应器10中的加热介质为导热油。并且，优选但是不必须前热交换器组和后热交换器组中的介质也是导热油。此时，第七管路和高温换热管道接入的所述介质热交换器9中进行导热油和导热油之间的热交换。

为了对所述第八管路和所述高温换热管道中的导热油流量进行调节，可以在高温换热管道和所述第八管路上分别设置流量调节阀7。优选高温换热管道和第八管路上的流量调节阀7相关，从而当高温换热管道上流量调节阀7开度减小时，第八管路上的流量调节阀7开度增大；反之，当高温换热管道上流量调节阀7开度增大时，第八管路上的流量调节阀7开度减小。

此外，从图2中可以发现，各个后热交换器2均对应设置有一个排气调节阀8，该排气调节阀8可以用于排出热交换介质中的气体。并且，在热交换介质的回路上设置有泵12，用于泵送热交换介质。

值得强调的是，在多个串联的热交换器形成一个热交换器组的基础上，还可以设置多个热交换器组，且多个热交换器组之间并联。例如图2中，并联的前热交换器组和后热交换器组的数量均为两个，从而两个热交换器组可以交替工作。当然，附图2不构成对本实施例的限制，本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，其前热交换器组和后热交换器组的数量均可以为其它任意数。

具体的，当其中一个热交换器组对其中的物料进行充分热交换时，其它热交换器组可以将经过充分热交换的物料输送至污泥水热碳化系统的后续装置中，使得物料可以平稳缓慢的经过各组热交换器组，以保证物料和热交换器组中的热交换介质进行充分热交换。此外，由于多个热交换器组之间交替工作，从而可以保证热交换装置工作连续进行，以提高用于污泥碳化工艺的设备的换热效率。

并且，当本实施例的用于污泥碳化工艺的设备工作连续进行时，其还可以提高预热回收率，实现节能环保的效果。

其中，当前热交换器组的数量为多个时，可以对进入反应器10的污泥进行充分预热，并保证用于污泥碳化工艺的设备的换热效率。当后热交换器组的数量为多个时，可以对从反应器10输出的泥浆进行充分降温，并保证用于污泥碳化工艺的设备的换热效率。

而本实施例的用于污泥碳化工艺的设备，既包括前热交换器组或后热交换器组的数量为多个的情况，还包括前热交换器组和后热交换器组的数量均为多个的情况。优选前热交换器组和后热交换器组的数量均为多个，从而兼具上述提到的有益效果。

本实施例中，为了实现多个前热交换器组之间的交替工作，优选但是不必须两个所述前热交换器组的物料入口分别连接一个第一开关阀3。并且，可以采用控制器控制上述第一开关阀3的通断。从而，当前热交换器组连接的第一开关阀3导通时，污泥可以在该前热交换器组中流通，并输送至后续反应器10中；当前热交换器组连接的第一开关阀3断开时，污泥停留在该前热交换器组中进行加热，直至其预热完成。

当然，为了实现多个前热交换器组之间的交替工作，除了通过第一开关阀3控制物料的流通之外，还需要设置第二开关阀4控制热交换介质的流通。

从图2中可知，本实施例中，在两个前热交换器组的第一出口位置分别连接有一个第二开关阀4，从而前热交换器组对应的第二开关阀4导通时，热交换介质可以在该前热交换器组流通。

对于某一个前热交换器组而言，如果第一开关阀3断开，此时导通该前热交换器组对应的第二开关阀4，从而使得流通的热交换介质对该前热交换器组中的污泥进行充分预热。反之，如果某个前热交换器组的第一开关阀3导通，说明位于前热交换器组中的污泥预热充分，此时可以断开该前热交换器组对应的第二开关阀4。

同理，为了实现多个后热交换器组之间的交替工作，同样可以通过设置第一开关阀3控制物料流通，并且通过设置第二开关阀4控制热交换介质的流通。其中，后热交换器组的第一开关阀3和第二开关阀4之间的通断同样存在一定联系，以实现多个后热交换器组的工作交替。

从图2中可知，后热交换器组的第二开关阀4设置在热交换介质的第二入口处，当然也可以将第二开关阀4设置在热交换介质的第二出口处或者是其它位置，只要可以控制后热交换器组中的热交换介质的流通即可。同理，后热交换器组的第一开关阀3，以及前热交换器组的第一开关阀3和第二开关阀4的设置位置均不受附图的限制，只要可以实现物料或者热交换介质的控制即可。

并且需要说明的是，当热交换器组的数量为两个以外的其它数量时，也可以通过第一开关阀3和第二开关阀4实现交替工作，其原理和热交换器组数量为两个时候的原理相同，此处不再赘述。

其中，优选每隔5～8分钟切换热交换器组对应的第一开关阀3和第二开关阀4的通断，从而多个控制热交换器组之间的交替。并且，对应每个热交换器可以分别设置一个监控仪表，用于监控各个热交换器的工作状态，并基于监控结果控制该用于污泥碳化工艺的设备。

附图2中，为了区分热交换介质、加热介质和物料的输送管路，热交换介质的第二循环回路、第三循环回路和第四循环回路用虚线表示，循环加热回路用点画线表示，物料的输送管路用实现表示。

上述提到的阀的类型不受限制，其可以是任意现有技术中公开的阀。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于污泥碳化工艺的设备，包括沿着物料流通方向依次连接的反应器、减压装置和缓冲储存容器，其特征在于，所述反应器和所述减压装置之间串联有热回收装置，用于将物料的温度降低以使得物料进入所述减压装置之后不出现闪蒸；所述减压装置不设置闪蒸罐。

2.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述热回收装置为与所述反应器的物料出口连接的后热交换器。

3.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述减压装置为变频卸压泵。

4.根据权利要求3所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述卸压泵为多级螺杆泵，包括泵壳体，所述多级螺杆泵的物料入口设置在所述泵壳体的侧面，物料出口设置在所述泵壳体的顶端。

5.根据权利要求1所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述热回收装置的物料出口和所述缓冲存储容器之间并联有择一导通的第一管路和第二管路，所述第一管路和第二管路上均连接有一个所述减压装置。

6.根据权利要求5所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述反应器和所述热回收装置之间设置有开关阀，且所述开关阀在所述设备工作时导通，在所述设备待机时断开；所述第一管路和第二管路物料的公共出口端通过第三管路接入所述热回收装置的物料入口，使得所述热回收装置和减压装置之间形成物料的第一循环回路；且所述公共出口端通过第四管路接入所述缓冲存储容器；所述第三管路和所述第四管路择一导通。

7.根据权利要求6所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述公共出口端连接三通阀的入口，所述第三管路连接所述三通阀的第一出口，所述第四管路连接所述三通阀的第二出口。

8.根据权利要求2所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述反应器的物料入口连接前热交换器，所述前热交换器的数量为多个且串联形成前热交换器组，且所述后热交换器的数量为多个且串联形成后热交换器组。

9.根据权利要求8所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，所述前热交换器组包括三台所述前热交换器，沿着物料流通方向依次为一级前热交换器、二级前热交换器和三级前热交换器，所述三级前热交换器一侧设置有用于热交换介质流入的第一入口，所述一级前热交换器一侧设置有用于热交换介质流出的第一出口；

所述后热交换器组包括六台所述前热交换器，沿着物料流通方向依次为一级后热交换器、二级后热交换器、三级后热交换器、四级后热交换器、五级后热交换器和六级后热交换器，所述六级后热交换器一侧设置有用于热交换介质流入的第二入口，所述一级后热交换器一侧设置有用于热交换介质流出的第二出口；

所述第一入口通过第五管路连接所述第二出口，所述第一出口连接所述第二入口，使得所述前热交换器组和所述后热交换器组之间形成热交换介质的第二循环回路。

10.根据权利要求9所述的用于污泥碳化工艺的设备，其特征在于，二级前热交换器和三级前热交换器之间，靠近所述二级前热交换器设置有用于热交换介质流通的第三入口，靠近所述三级前热交换器设置有第三出口；所述第三入口通过第六管路连接所述第二出口，使得所述一级前热交换器、二级前热交换器和所述后热交换器组之间形成热交换介质的第三循环回路，且所述第五管路和所述第六管路择一导通；

所述第三出口通过第七管路连接所述第一入口，使得所述三级前热交换器自身形成热交换介质的第四循环回路；所述第六管路导通时，所述第四循环回路接通；所述第五管路导通时，所述第四循环回路断开；

所述第七管路接入到介质热交换器中，且所述介质热交换器通过接入高温换热管道给所述第七管路中的热交换介质升温。