CN110357378A - 一种节能的电磁感应加热有机固废碳化处置方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能的电磁感应加热有机固废处置方法，包括如下步骤：步骤1：对有机固废污泥进行初步干燥；步骤2：将经过初步干燥后的有机固废污泥送入电热炭化炉内进行缺氧碳化，电热碳化炉内的温度为400℃～700℃；碳化后的有机固废污泥冷却后收集利用。本发明还公开了实现上述节能的电磁感应加热有机固废处置方法的装置。本发明采用电磁感应加热碳化窑体，升温更迅速，物料被瞬间引燃，利用自身热量碳化，更节能。

Description

一种节能的电磁感应加热有机固废碳化处置方法及装置
技术领域
本发明涉及有机固废碳化处理技术领域,特别涉及一种节能的电磁感应加热有机固废处置方法及装置。
背景技术
有机固废如：市政污泥、自来水污泥、生活垃圾、印染污泥等。其含水量较高，不适合焚烧处理；其有机物含量高，容易腐化发臭，填埋占用土地资源，还会产生沼气和大量渗滤液，严重污染环境，且很难治理；本发明涉及对其进行碳化处理，产物为一种碳化产品，可作为土壤改良剂、活性炭、燃料等广泛使用，实现废物的资源化利用。
目前市场上有代表性的碳化炉型
1.缺氧燃烧式炭化炉：在炉窑内通入低于空气过量系数的空气，使物料缺氧燃烧，燃烧的热量供物料干燥、裂解、碳化。
该缺氧燃烧式炭化炉的缺点是：产生烟气量大，尾气处理复杂；以烧为主，碳化产品产量低；物料理化性复杂，碳化温度不稳定，对碳化产品品质和窑炉材料影响大；窑炉体积较大，安装制造难度大、投资大、维修维护难度高、运行耗能大。
2.间接传热式炭化炉：将燃料和碳化产生的有机气体燃烧的热烟气引入炭化炉的夹套中，加热炭化炉筒体，传递热量给内部物料，使其干燥、裂解、碳化，传热后的中温烟气引入干燥装置与物料直接接触，干燥排出废气温度在±150℃。
该间接传热式炭化炉的缺点是：干燥产生的废气，温度高，含水高，有机物含量高，尾气净化处理设施复杂；由烟气在夹套传热，传热系数低，产量低；设备体积大，安装制造难度大、投资大、维修维护难度高、运行耗能大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有有机固废碳化处理所存在的诸多技术问题而提供一种节能的电磁感应加热有机固废处置方法。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种实现上述节能的电磁感应加热有机固废处置方法的装置。
作为本发明第一方面的节能的电磁感应加热有机固废处置方法，包括如下步骤：
步骤1：对有机固废污泥进行初步干燥；
步骤2：将经过初步干燥后的有机固废污泥送入电热炭化炉内进行缺氧碳化，电热碳化炉内的温度为400℃～700℃；碳化后的有机固废污泥冷却后收集利用。
作为本发明第二方面的节能的电磁感应加热有机固废处置装置，包括：
一污泥贮池，用以存放有机固废污泥；
一用以对有机固废污泥进行初步干燥的阳光房；
一将有机固废污泥由所述污泥贮池输送到阳光房内的第一污泥输送装置；
一对经过初步干燥后的有机固废污泥进行碳化的电热碳化炉；
一将所述阳光房内的经过初步干燥后的有机固废污泥输送到所述电热碳化炉内的第二污泥输送装置；
一与所述阳光房连接、对所述阳光房内的废气进行净化处理的废气净化处理装置；所述废气净化处理装置还与所述污泥贮池中的废气收集装置连接；
一与所述电热碳化炉的出料口连接的水冷出渣装置；
一与所述电热碳化炉的烟道连接的燃烧室；
一与所述燃烧室的高温烟气出口连接的余热锅炉；所述余热锅炉通过第一热水循环装置与所述污泥贮池内的加热装置连接，所述余热锅炉还通过第二热水循环装置与所述阳光房内的加热装置连接；
一空气预热器，所述空气预热器的冷风进口、热风出口、低温烟气进口和尾气出口，所述空气预热器的冷风进口连接一鼓风机，所述空气预热器的热风出口与所述燃烧室的热风进口连接；所述空气预热器的低温烟气进口与所述余热锅炉的低温烟气出口连接；
一尾气净化系统，所述尾气净化系统具有一个尾气进口，所述尾气净化系统中的尾气进口与所述空气预热器的尾气出口连接，尾气净化系统中的尾气出口通过第一引风机与排气筒连接。
在本发明的一个优选实施例中，在所述阳光房内设置有槽沟，所述槽沟的尾部通过所述第二污泥输送装置与所述电热碳化炉连接；在所述槽沟内设置有翻槽机轨道，所述翻槽机轨道上架设有翻槽机。
在本发明的一个优选实施例中，所述阳光房内的加热装置由与所述第二热水循环装置连接的若干热水盘管组成。
在本发明的一个优选实施例中，在所述阳光房内设置有若干抽气管线，若干抽气管线通过一第二引风机与所述废气净化装置连接；同时所述第二引风机还与所述污泥贮池中的废气收集装置连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一污泥输送装置为一行车抓斗。
在本发明的一个优选实施例中，所述第二污泥输送装置为一带料斗的带式输送机，所述料斗与所述槽沟的尾部连接，所述带式输送机的出料端与所述电热碳化炉连接。
在本发明的一个优选实施例中，所述电热碳化炉包括一碳化窑和一电磁感应加热装置，所述碳化窑通过若干滚动支撑装置支撑，其中一滚动支撑装置由一驱动装置驱动带动所述碳化窑转动；所述电磁感应加热装置套设在所述碳化窑的适当位置上并通过一加热支撑装置支撑。
在本发明的一个优选实施例中，所述碳化窑包括一碳化窑窑体和位于所述碳化窑窑体两端的窑头罩、窑尾罩；所述碳化窑窑体具有一发热内筒体和包覆在所述发热内筒体外表面上的保温层以及铺设在所述发热内筒体内表面上的若干传热炒板；在所述窑头罩上设置有进料口、接料斗、测温点、测压点以及观火孔，所述进料口通过一水冷螺旋给料器连接一料仓，所述料仓与所述带式输送机的出料端连接；在所述窑尾罩上设置有出料口、所述的烟道以及观火孔，所述的烟道内设置有测温点、测压点，所述出料口与所述水冷出渣装置连接。
由于采用了如上的技术方案，本发明与现有的碳化处置方法相比，具有如下的优点：
①余热回收碳化产生的废热来加热水作为阳光房的控温介子，传热快，易布置，投资低，且大大降低干燥能耗。
②阳光房保持在50℃左右，提高空气的湿度，同时此温度不会有VOCs气体在湿空气中，湿空气带走的有机物为痕量，废物热值不损失，废气更易处理。
③干燥在物料贮存和输送过程中进行，靠机械翻动，将水传递到空气中，减少投资和占地。
④采用电磁感应加热碳化窑体，升温更迅速，物料被瞬间引燃，利用自身热量碳化，更节能。电磁感应技术可以在不接触金属的情况使金属迅速发热，本发明利用这个现象，发热内筒体和与其连接的传热炒板选用耐热技术材料，通过电磁感应加热装置在不接触碳化窑窑体的情况下，将其加热后直接传递给物料。
⑤碳化后的废气经高温焚烧后，有机物被完全焚毁，废气更易处理。
⑥开机后，整个过程按设定要求自动运行，设备现场无需安排人员操作，仅需定期巡检即可，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明的节能的电磁感应加热有机固废处置装置的原理框图。
图2为本发明的碳化窑结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。
参见图1，图中所示的节能的电磁感应加热有机固废处置装置，包括污泥贮池100、行车抓斗110、阳光房200、翻槽机210、电热碳化炉300、水冷出渣装置400、燃烧室500、余热锅炉600、空气预热器700和尾气净化系统800。污泥贮池100用以存放有机固废污泥，其与阳光房200连通。在阳光房200内设置有槽沟(图中未示出)，槽沟的尾部通过一带料斗的带式输送机900与电热碳化炉300连接，其中料斗与槽沟的尾部连接。
在槽沟内设置有翻槽机轨道，翻槽机轨道上架设有翻槽机210。翻槽机210在翻槽机轨道上运行。在阳光房200内设置有由若干热水盘管组成的加热装置和若干抽气管线，若干抽气管线通过一引风机220与一废气净化装置230连接。同时引风机220还与污泥贮池100中的废气收集装置连接。
特别参见图2，电热碳化炉300包括一碳化窑310和一电磁感应加热装置320，碳化窑310中的碳化窑窑体311通过若干滚动支撑装置330、340、支撑，其中一滚动支撑装置340由一驱动装置350驱动并带动碳化窑310中的碳化窑窑体311转动；电磁感应加热装置320套设在碳化窑310的中的碳化窑窑体311适当位置上并通过一加热支撑装置321支撑。
碳化窑窑体311具有一发热内筒体311a和包覆在发热内筒体311a外表面上的保温层311b以及铺设在发热内筒体311a内表面上的若干传热炒板311c。
碳化窑310还包括位于碳化窑窑体311两端的窑头罩312、窑尾罩313；在窑头罩312上设置有进料口312a、接料斗312b、测温点312c、测压点312d以及观火孔312e。窑头罩312通过一窑头罩支架312f支撑。进料口312a通过一水冷螺旋给料器312g连接一料仓312h，料仓312h与带式输送机900的出料端连接。
在窑尾罩313上设置有出料口313a、烟道313b以及观火孔313e，烟道313b内设置有测温点313c、测压点313d，出料口313a与水冷出渣装置400连接。碳化窑窑体311内的裂解气体由烟道313b排出。
燃烧室500上的裂解气体入口510与烟道313b连接，燃烧室500的高温烟气出口520与余热锅炉600上的高温烟气入口610连接。余热锅炉600通过第一热水循环装置620与污泥贮池100内的加热装置连接，余热锅炉600还通过第二热水循环装置630与阳光房200内的加热装置。
余热锅炉600的低温烟气出口640与空气预热器700的低温烟气进口710连接，空气预热器700的冷风进口720连接一鼓风机730，空气预热器700的热风出口740与燃烧室500的热风进口530连接。
尾气净化系统800具有一排放口810和一个尾气进口820，尾气净化系统800中的尾气进口820与空气预热器700的尾气出口750连接，尾气净化系统800中的尾气排放口810通过引风机840与排气筒850连接。
本发明的节能的电磁感应加热有机固废处置装置工作原理如下：
有机固废污泥进场后，由叉车或翻斗车送入污泥贮池100。操作工通过污泥贮池100上的行车抓斗110将有机固废污泥投入阳光房200的槽沟内，通过翻槽机210从前到后的运动，有机固废污泥不断被搅动，并且随着翻槽机210的运动方向移动，最终落入带料斗的带式输送机900中的料斗内，有机固废污泥中的水分不断转移到阳光房200内的空气中，阳光房200内设有由热水盘管组成的加热装置，阳光房200温度调节在50℃左右。
阳光房200为密闭结构，内设有多条与引风机220连接的抽气管线，引风机220将阳光房200内的湿空气抽出送入废气净化装置230除尘、除味后排放，完成有机固废污泥的初步干燥。
经过初步干燥后的有机固废污泥，由带式输送机900到电热碳化炉300中窑头罩312的料仓312h，通过料仓312h下部的水冷螺旋给料器312g送入电热炭化炉300的碳化窑窑体311内，电热炭化炉300的碳化窑窑体311内的温度在400℃～700℃可调。初步干燥后的有机固废污泥在碳化窑窑体311内均匀受热，利用自身热值缺氧碳化，裂解气体通过电热炭化炉300的窑尾罩313上的烟道313b排出进入燃烧室500。
燃烧室500体积较大，并配有燃烧器540、鼓风机730；裂解气体在燃烧室500内完全燃尽，燃烧室500后端设有余热锅炉600、空气预热器700，烟气降温后，进入尾气净化系统800，达标排放，余热锅炉600产生的热水通入到污泥贮池100和阳光房200内的热水盘管，作为有机固废污泥干燥的热源。碳化后的有机固废污泥在窑尾罩313上的出料口313a进入水冷出渣装置400排出收集后资源化利用。
本发明的节能的电磁感应加热有机固废处置装置具有如下特点：
1.料仓312h设有称重计量，水冷螺旋给料器312g配变频电机，可以按设定值控制连续密闭给料。水冷螺旋给料器312g的出料口探入碳化窑窑体311的发热内筒体311a内，有机固废污泥可直接落入发热内筒体311a内；水冷螺旋给料器312g探入窑头罩312部分外侧包裹耐火浇注料，保证水冷螺旋给料器312g不超温，不影响正常工作。
2.在窑头罩312的前面板上设有进料口312a、测温点312c、测压点312d、观火孔312e，整块前面板与窑头罩312本体法兰连接，可作为停炉后的检修人孔；窑头罩312下方设有接料斗312b，进料时或碳化窑窑体311内正负压变化、传热炒板311c搅动时的漏料，可从接料斗312b下定期排出，避免了由于特殊工况窑头罩312积料，造成设备停炉故障。
3.电热碳化炉300主要由电磁感应加热装置320和碳化窑310组成，碳化窑310中的碳化窑窑体311主要由发热内筒体311a、传热炒板311c、保温层311b组成，采用耐热金属材料制成的发热内筒体311a和传热炒板311c通过电磁感应可以迅速发热，大大减少碳化窑窑体311的预热时间，直接达到设定温度，并通过直接接触有机固废污泥，将有机固废污泥迅速加热、引燃，降低用电负荷，利用物料自身热量将物料碳化，更节能。
4.窑尾罩313上端设有烟道313b，烟道313b与燃烧室500的入口510连接，烟道313b内设有测温点313c和测压点313d，测压点313d上的测压仪控制第一引风机840变频调速；窑尾罩313的后面板设有观火孔313e、检修门,整块后面板与窑尾罩313的本体为法兰连接，可作为停炉后的检修人孔；窑尾罩313下端设有出料口313a连接水冷出渣装置400进料口，碳化产品可连续排出。

Claims (9)

1.节能的电磁感应加热有机固废处置方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对有机固废污泥进行初步干燥；
步骤2：将经过初步干燥后的有机固废污泥送入电热炭化炉内进行缺氧碳化，电热碳化炉内的温度为400℃～700℃；碳化后的有机固废污泥冷却后收集利用。
2.一种实现权利要求1所述的节能的电磁感应加热有机固废处置方法的装置，其特征在于，包括：
一污泥贮池，用以存放有机固废污泥；
一用以对有机固废污泥进行初步干燥的阳光房；
一将有机固废污泥由所述污泥贮池输送到阳光房内的第一污泥输送装置；
一对经过初步干燥后的有机固废污泥进行碳化的电热碳化炉；
一将所述阳光房内的经过初步干燥后的有机固废污泥输送到所述电热碳化炉内的第二污泥输送装置；
一与所述阳光房连接、对所述阳光房内的废气进行净化处理的废气净化处理装置；所述废气净化处理装置还与所述污泥贮池中的废气收集装置连接；
一与所述电热碳化炉的出料口连接的水冷出渣装置；
一与所述电热碳化炉的烟道连接的燃烧室；
一与所述燃烧室的高温烟气出口连接的余热锅炉；所述余热锅炉通过第一热水循环装置与所述污泥贮池内的加热装置连接，所述余热锅炉还通过第二热水循环装置与所述阳光房内的加热装置连接；
一空气预热器，所述空气预热器的冷风进口、热风出口、低温烟气进口和尾气出口，所述空气预热器的冷风进口连接一鼓风机，所述空气预热器的热风出口与所述燃烧室的热风进口连接；所述空气预热器的低温烟气进口与所述余热锅炉的低温烟气出口连接；
一尾气净化系统，所述尾气净化系统具有一个尾气进口，所述尾气净化系统中的尾气进口与所述空气预热器的尾气出口连接，其中所述尾气净化系统中的尾气出口通过第一引风机与排气筒连接。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述阳光房内设置有槽沟，所述槽沟的尾部通过所述第二污泥输送装置与所述电热碳化炉连接；在所述槽沟内设置有翻槽机轨道，所述翻槽机轨道上架设有翻槽机。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述阳光房内的加热装置由与所述第二热水循环装置连接的若干热水盘管组成。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述阳光房内设置有若干抽气管线，若干抽气管线通过一第二引风机与所述废气净化装置连接；同时所述第二引风机还与所述污泥贮池中的废气收集装置连接。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一污泥输送装置为一行车抓斗。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二污泥输送装置为一带料斗的带式输送机，所述料斗与所述槽沟的尾部连接，所述带式输送机的出料端与所述电热碳化炉连接。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电热碳化炉包括一碳化窑和一电磁感应加热装置，所述碳化窑通过若干滚动支撑装置支撑，其中一滚动支撑装置由一驱动装置驱动带动所述碳化窑转动；所述电磁感应加热装置套设在所述碳化窑的适当位置上并通过一加热支撑装置支撑。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述碳化窑包括一碳化窑窑体和位于所述碳化窑窑体两端的窑头罩、窑尾罩；所述碳化窑窑体具有一发热内筒体和包覆在所述发热内筒体外表面上的保温层以及铺设在所述发热内筒体内表面上的若干传热炒板；在所述窑头罩上设置有进料口、接料斗、测温点、测压点以及观火孔，所述进料口通过一水冷螺旋给料器连接一料仓，所述料仓与所述带式输送机的出料端连接；在所述窑尾罩上设置有出料口、所述的烟道以及观火孔，所述的烟道内设置有测温点、测压点，所述出料口与所述水冷出渣装置连接。
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