CN106904814A - 一种污泥炭化复烧的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥炭化复烧的方法，该方法包括：污泥预热反应，污泥在低温炭化罐中的反应，冷却罐降温及压榨机压榨处理，造粒机造粒，炭化机炭化以及复烧，炭化机热能利用及热交换重复利用8大处理过程。本发明有益效果：能源回收重复利用，降低用电量；经高温复烧得到的生物质炭比表面积可达30002m/g，所得到的生物质炭既可用作吸附剂，又可用作土壤改良或缓释肥；解决了城市污泥和垃圾积堆的问题，同时丰富了炭能源市场，在一定的程度上解决了能源再生的问题。

Description

一种污泥炭化复烧的方法
技术领域
本发明涉及化工废料处理技术领域，特别是一种污泥炭化复烧的方法。
背景技术
污水和污泥是解决水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障，在经济发达国家，污泥处理处置是极其重要的环节，其投资约占污水处理厂总投资的50～70％。而在我国污泥处理、处置的主要方法中，一般采然而，在煤化工现阶段污水场活性污泥经脱水处理后含水率仍可达到80％左右，汽车运送到现有的灰渣场进行晾晒后，转移至危废中心进行焚烧、填埋处理。或晾干炭化，目前所使用的污泥炭化费用较高，用电量较大，炭化后的污泥直接填埋或者作吸附剂，但由于性能较差，比表面积较小，利用率较低而不被采用。本发明的创新点是：1污泥炭化后再次进行复烧，2复烧后的生物质炭将热量传递至导热油，导热油的热量又可进行回收利用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种污泥炭化复烧的方法。
实现上述目的本发明的技术方案为一种污泥炭化复烧的方法，包括以下步骤：
⑴预热反应：将待处理污泥输送至预热罐预热至100℃～120℃；
⑵反应罐反应：将步骤(1)中预热过的污泥输送至反应罐搅拌反应；
⑶冷却降温：将步骤(2)中反应后的污泥输送至冷却罐搅拌，冷却至70℃～80℃；
⑷压榨机处理：将步骤3)中冷却后的污泥在压榨机中脱水至含水率35％以下；
⑸造粒烘干：将步骤4)中经过脱水均匀的污泥制成颗粒大小均一的污泥炭转至烘干机中烘干；
⑹炭化：将步骤5)中污泥炭转至炭化窑炉中炭化得到炭，炭化过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；
⑺复烧：将步骤6)中炭化后的炭转至炭化炉中以250℃～600℃进行热解，复烧后的炭自落入炭化主机的底盘中，复烧过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；
⑻热量交换及重复利用：将步骤(6)和(7)中得到的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道与导热油进行热能交换，所述导热油温度升至280℃～350℃后分成三部分使用：
20％～35％的导热油直接用于步骤(1)中污泥预热；
30％～45％的导热油直接用于步骤(2)中反应罐加热反应；
40％～55％的导热油与15℃～25℃的水在交换器进行热量交换，水变成180℃～200℃的高温水蒸气转至烘干机中烘干污泥。
优选地，所述反应罐中温度控制在100℃～350℃，压力控制在5Mpa～25Mpa。
优选地，所述反应罐反应时间不少于10min～12min。
优选地，所述步骤(1)至步骤(8)中的物料输送均为电力输送。
优选地，所述导热油与生物质炭热交换后得到的导热油的温度低于350℃。
优选地，所述预热反应、反应罐反应和步骤(8)中水交换器2所需的热量仅开机时需供电加热，开机后所需的热量均通过导热油与生物质炭热交换后的得到的280℃～350℃的导热油通过热量交换提供。
优选地，所述步骤(1)至步骤(8)中的物料输送均为电力输送。
优选地，所述步骤(5)中污泥可与煤混合均匀后再进行造粒。
所述导热油温度控制280℃～300℃以下是通过与25℃～30℃导热油混合降温的方式控制。
优选地，所述步骤(7)复烧降温得到的生物质炭可作吸附剂，土壤改良剂或土壤缓释肥。
本发明有益效果：能源回收重复利用，降低用电量；经高温复烧得到的生物质炭比表面积可达30002m/g，所得到的生物质炭既可用作吸附剂，又可用作土壤改良或缓释肥；解决了城市污泥和垃圾积堆的问题，同时丰富了炭能源市场，在一定的程度上解决了能源再生的问题。
附图说明
图1是本发明污泥炭化复烧流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1所示，
本实施方案的特点为，一种污泥炭化复烧的方法，该方法包括以下步骤：(1)预热过程：将待处理污泥通过运输装置输送至预热罐预热至100℃～120℃；(2)反应罐反应：将步骤(1)中预热过的污泥通过运输装置输送至反应罐在温度为150℃，压力控制在7Mpa搅拌反应，保持反应不少于10min～12min，复烧过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；(3)冷却降温：将步骤(2)中反应后的污泥输送至冷却罐搅拌1h～2h冷却至70℃～80℃；(4)压榨处理：将步骤3)中冷却污泥在压榨机中细碎混合均匀；(5)造粒：将步骤4)中经过细碎混合均匀的污泥制成颗粒大小均一的污泥并转至烘干机中烘干；(6)炭化：将步骤5)中污泥颗粒输送至炭化窑炉中进行炭化获得炭，炭烧过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；(7)生物质炉复烧：将步骤6)中炭化后的炭再次进行复烧，此过程中将炭分成两部分，大于4000大卡的炭在生物质炉中在400℃～500℃进行复烧，小于4000大卡的炭在生物质炉中在250℃～300℃进行复烧，复烧过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；(8)热交换重复利用：将步骤(6)和(7)中得到的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道与导热油进行热能交换，与25℃～30℃导热油进行热能交换，将生物质炭冷却至室温，导热油带走生物质炭中的热量，得到具有较高热量温度为280℃～300℃导热油用于以下三种用途：20％～35％导热油直接用于步骤(1)中对污泥预热，并回收导热油；30％～45％的导热油直接用于步骤(2)中反应罐加热反应；40％～55％的导热油再与15～25％的水在交换器2进行热量交换，并将回收的导热油转至热交换器1中再次用于冷却高温生物质，所产生的180℃～200℃高温水蒸气转至烘干机中对污泥进行烘干；并将回收冷凝水，将冷凝水再次输送至水交换器2中重复利用。
实施事例1
启动污泥处理系统，实施过程如图1所示，将待处理污泥储存罐中的污泥通过运输装置输送至污泥低温碳化罐预热处理，利用电加热将污泥预热至100℃；将预热过的污泥输送至污泥反应罐中搅拌反应10min脱水，此时，反应罐中会产生大量的废气，将废气转至废气装置进行处理。反应后的污泥输送至冷却罐搅拌1h冷却至80℃；冷却后的污泥在压榨机中细碎混合均匀造粒，将细碎混合均匀的污泥转至烘干机中烘干后输送至炭化窑炉中进行炭化获得炭；迅速将炭化后大于4000大卡的炭在生物质炉中以400℃～500℃进行复烧，小于4000大卡的炭在生物质炉中以250℃～300℃进行复烧，将复烧得到的高温生物质炭在导热器1中与25℃～30℃导热油进行热能交换，将生物质炭冷却至室温，导热油带走生物质炭中的热量，此时导热油将具有较高热量，温度达到280℃～300℃，所述280℃～300℃导热油用作以下三种用途，其中20％～35％导热油直接用作对污泥预热，使污泥达到100℃，此过程可将280℃～300℃的导热油与25℃～30℃的导热油先混合至导热油温度为150℃再对污泥进行预热，此时导热油温度降至25℃～30℃，回收导热油，并将此部分再次转至热交换器1中进行再次用作冷却高温生物质炭，得到的炭无色味颗粒状的生物质炭，包装出厂。所述30％～45％温度约在280℃～300℃的导热油直接用于反应罐加热反应，使反应罐温度控制在250℃进行反应，此时导热油温度降低至25℃～30℃，回收导热油，并将其再次转至热交换器1中进行再次用作冷却高温生物质炭；所述40％～55％温度在280℃～300℃的导热油转至交换器2中，与15℃～25℃水进行热量交换，水变成水蒸气，将此部分水蒸汽转至烘干机中烘干污泥，此过程可能需要将280℃～300℃的导热油与25℃～30℃导热油先混合导热油温度降低至200℃再对水进行加热，并将冷却后的25℃～30℃导热油回收转至热交换器1中再次用于冷却高温生物质，15℃～25℃冷凝水再次输送至水交换器2中重复利用。
实施事例2
将污泥罐中待处理污泥输送至预热罐。利用热交换器1中冷却生物质炭得到的280℃～300℃导热油，其中20％～35％导热油与25℃～30℃的导热油混合后预热污泥至120℃，然后通过电泵运输装置输送至污泥反应罐，利用热交换器1中冷却生物质炭得到280℃～300℃的30％～45％导热油加热反应罐，边搅拌边反应10min脱水并进行水处理，此时，反应罐中会产生大量的废气，将废气转至废气装置进行处理。将反应后的污泥输送至冷却罐搅拌2h冷却至70℃。冷却后的污泥在压榨机中细碎混合均匀造粒并转至烘干机中利用热交换器1中冷却生物质炭而获得的280℃～300℃的40％～55％导热油将污泥烘干后与占污泥总体积的10％～20％的新鲜煤混合输送至炭化窑炉中炭化获得炭。迅速将炭化后大于4000大卡的炭在生物质炉中以400℃～500℃进行复烧，而小于4000大卡的炭则在生物质炉中以250℃～300℃进行复烧，将复烧得到的高温生物质炭在导热器1中与25℃～30℃导热油进行热量交换，生物质炭冷却至室温，导热油则带走生物质炭中的热量，此时导热油将具有较高热量，得到280℃～300℃的导热油进行以下三种利用，其中20％～35％导热油直接用作对污泥预热；所述30％～45％温度约300℃的导热油则直接用于反应罐加热反应；所述40％～55％温度约在300℃的导热油转至交换器2中，与室温中的水进行热量交换，水变成180℃～200℃水蒸汽，将此部分水蒸汽转至烘干机中烘干污泥。此过程可将280℃～300℃的导热油与25℃～30℃导热油先混合使导热油温度降低至150℃～200℃再对水进行加热，所得到的冷凝水再次输送至水交换器2中重复利用，三种用途中降温至25℃～30℃导热油均回收转至交换器1中再次对生物质炭进行冷却重复利用。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
⑴预热反应：将待处理污泥输送至预热罐预热至100℃～120℃；
⑵反应罐反应：将步骤(1)中预热过的污泥输送至反应罐搅拌反应；
⑶冷却降温：将步骤(2)中反应后的污泥输送至冷却罐搅拌，冷却至70℃～80℃；
⑷压榨机处理：将步骤3)中冷却后的污泥在压榨机中脱水至含水率35％以下；
⑸造粒烘干：将步骤4)中经过脱水均匀的污泥制成颗粒大小均一的污泥炭转至烘干机中烘干；
⑹炭化：将步骤5)中污泥炭转至炭化窑炉中炭化得到炭，炭化过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；
⑺复烧：将步骤6)中炭化后的炭转至炭化炉中以250℃～600℃进行热解，复烧后的炭自落入炭化主机的底盘中，复烧过程产生的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道；
⑻热量交换及重复利用：将步骤(6)和(7)中得到的烟气和主炉的余热由风机引入烟气管道与导热油进行热能交换，所述导热油温度升至280℃～350℃后分成三部分使用：
20％～35％的导热油直接用于步骤(1)中污泥预热；
30％～45％的导热油直接用于步骤(2)中反应罐加热反应；
40％～55％的导热油与15℃～25℃的水在交换器进行热量交换，水变成180℃～200℃的高温水蒸气转至烘干机中烘干污泥。
2.根据权利要求1所述的一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于所述反应罐中温度控制在100℃～350℃，压力控制在5Mpa～25Mpa。
3.根据权利要求1所述的一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于：所述反应罐反应时间不少于10min～12min。
4.根据权利要求1所述的一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于：所述步骤(1)至步骤(8)中的物料输送均为电力输送。
5.根据权利要求1所述的一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于：所述导热油与生物质炭热交换后得到的导热油的温度低于350℃。
6.根据权利要求1所述的一种污泥炭化复烧的方法，其特征在于：所述预热反应、反应罐反应和步骤(8)中水交换器2所需的热量仅开机时需供电加热，开机后所需的热量均通过导热油与生物质炭热交换后的得到的280℃～350℃的导热油通过热量交换提供。
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Assignor: SHANGHAI VANSCH ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A method of sludge carbonization and Reburning

Granted publication date: 20200915

License type: Common License

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