CN110803851A - 一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:1‑2的比例均匀混合；将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为6‑10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。本发明通过在污泥样品中添加不同比例的褐煤组分，并控制不同进料速率，从而提高过热蒸汽污泥烘干效率以及改善所得干化污泥质量。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺。
背景技术
污泥是伴随污水净化处理产生的一类固液混合污染物，其成分复杂、含水率高。其中含有大量致病微生物、多种有机和无机污染物以及重金属。目前，我国城镇污水处理率几乎达95％，而与之相应污泥无害化处置率仅为57％左右，污水和污泥处理高度不匹配。污泥目前常用的处置方向为土地资源化利用和焚烧。土地资源化利用是将稳定化、无害化处理后的污泥通过深耕或播撒方式用于土壤或其表面的一种处置方式。污泥中含有丰富的微量元素，将其资源化利用于土地可改善土壤结构，增加土壤肥力。污泥焚烧处理需要对原污泥进行深度脱水预处理以提高其燃烧能力，从而减少甚至替代化石燃料掺烧情况。
过热蒸汽干燥(superheated steam drying，SSD)是一项新的干燥技术，它是利用过热蒸汽直接与被干物料接触而去除水分的一种干燥方式，具有节能、环保、干燥速率快的优势，将其应用于污泥干化具有优异效果。但仅采用单一的过热蒸汽烘干工艺在干化污泥粒径、干化速率等方面具有一定局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，该工艺通过在污泥样品中添加不同比例的褐煤组分，并控制不同进料速率，从而提高过热蒸汽污泥烘干效率以及改善所得干化污泥质量，解决现有技术存在的上述问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:1-2的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为6-10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。
进一步地，步骤(1)中，污泥和褐煤按照1:1的比例均匀混合；步骤(3)中，进料速率为6rpm。
进一步地，步骤(1)中，污泥和褐煤按照1:2的比例均匀混合；步骤(3)中，进料速率为10rpm。
进一步地，还包括，在步骤(3)的干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
进一步地，步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
进一步地，还包括，取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
进一步地，步骤(3)之后还包括，将剩余物料进行完全混合后筛分，筛子孔径为0.5-7mm。
优选地，步骤(3)之后还包括，将剩余物料进行完全混合后筛分，筛子孔径分别为0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm。
进一步地，还包括，对步骤(1)中的污泥褐煤混合物和步骤(3)中干燥后的物料中的大肠杆菌和沙门氏菌分别进行测试。
本发明一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，在污泥样品中添加不同比例的褐煤组分，并控制不同进料速率，通过污泥烘干后含水率变化和烘干污泥的颗粒粒径分布来验证褐煤对于烘干污泥质量改善和烘干效果的影响。由于褐煤是煤化程度较低的矿产煤，价格低廉，具有良好的持水性能，将其与污泥以一定比例混合后进行过热蒸汽烘干处理，不仅可提升污泥干化效果，而且可改善干化污泥的粒径分布。如此，在达到污泥减量化目的同时，减少了运输成本，改善了干化污泥质量，更加有利于其土地资源化利用和焚烧处置。
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是本发明的过热蒸汽回转窑炉系统示意图；
图2是本发明污泥干化步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1-2所示，说明本发明的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将收集到的污泥使用铁铲在不锈钢容器中进行均质化处理，再将污泥和褐煤按照1:1-2的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h，直至系统温度达到稳定；
(3)系统中回转窑炉内为密闭条件，且水平放置，设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为6-10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min，以保证系统达到平衡。其中，在干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。还包括，取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。步骤(3)之后还包括，将剩余物料进行完全混合后筛分，筛子孔径为0.5-7mm。
下面以具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本实施例的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:1的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为6rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。其中，在干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
将剩余物料进行完全混合后筛分，具体的，将剩余物料分别过0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm筛，将筛得物料进行称重，得到粒径分布范围D50＝3.35-5.6mm。
实施例2
本实施例的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:2的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。其中，在干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
将剩余物料进行完全混合后筛分，具体的，将剩余物料分别过0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm筛，将筛得物料进行称重，得到粒径分布范围D50＝2-5.6mm。
实施例3
本实施例的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:1.5的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为8rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。其中，在干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
将剩余物料进行完全混合后筛分，具体的，将剩余物料分别过0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm筛，将筛得物料进行称重，得到粒径分布范围D50＝2.5-5.5mm。
实施例4
本实施例的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:0的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。其中，在干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
将剩余物料进行完全混合后筛分，具体的，将剩余物料分别过0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm筛，将筛得物料进行称重，得到粒径分布范围D50＝2-6.7mm。
实施例5
将实施例1-3中的步骤(1)中的污泥褐煤混合物和步骤(3)中干燥后的物料中的大肠杆菌和沙门氏菌分别进行测试。将实施例4中步骤(1)中的污泥和步骤(3)中干燥后的物料中的大肠杆菌和沙门氏菌分别进行测试。将检测结构进行对比，可得表1。
表1 检测结果对比表。
| 含水率变化％ | 粒径分布D50 | 大肠杆菌降低率 | 沙门氏菌降低率 | |
| 实施例1 | 69 | 3.35-5.6mm | 100 | 100 |
| 实施例2 | 78 | 2-5.6mm | 100 | 100 |
| 实施例3 | 86 | 2.5-5.5mm | 100 | 100 |
| 实施例4 | 75 | 2-6.7mm | 100 | 100 |
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)首先将污泥进行均质处理，再将污泥和褐煤按照1:1-2的比例均匀混合；
(2)将过热蒸汽发生器的加热器系统温度设置为260℃，并预设1h；
(3)设定过热蒸汽回转窑炉的转速为8rpm，采用螺旋进料的系统进料方式对步骤(1)中的污泥褐煤混合物进行进料，进料速率为6-10rpm，进料完成后使物料在过热蒸汽回转窑炉内干燥120min。
2.根据权利要求1所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：步骤(1)中，污泥和褐煤按照1:1的比例均匀混合；步骤(3)中，进料速率为6rpm。
3.根据权利要求1所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：步骤(1)中，污泥和褐煤按照1:2的比例均匀混合；步骤(3)中，进料速率为10rpm。
4.根据权利要求1所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：还包括，在步骤(3)的干燥过程中，每间隔5min从出料口采集样品，并计算物料出口产率，连续采样60min。
5.根据权利要求4所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：步骤(3)之后还包括，物料干燥完成后，将加热器系统温度设置为0℃，同时保持过热蒸汽回转窑炉持续转动，将剩余物料排放干净。
6.根据权利要求1所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：还包括，取步骤(1)中的污泥褐煤混合物料和步骤(3)的干燥后的物料，并称重；再分别置于105℃干燥箱内烘干12h后再次称重，计算干燥箱烘干前后的含水率变化。
7.根据权利要求5所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：步骤(3)之后还包括，将剩余物料进行完全混合后筛分，筛子孔径为0.5-7mm。
8.根据权利要求7所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：步骤(3)之后还包括，将剩余物料进行完全混合后筛分，筛子孔径分别为0.5mm、1mm、2mm、3.35mm、5.6mm和6.7mm。
9.根据权利要求1所述的一种褐煤辅助污泥的过热蒸汽干燥工艺，其特征在于：还包括，对步骤(1)中的污泥褐煤混合物和步骤(3)中干燥后的物料中的大肠杆菌和沙门氏菌分别进行测试。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4502227A (en) * | 1982-01-20 | 1985-03-05 | Voest-Alpine Aktiengesellschaft | Process for continuously drying and upgrading of organic solid materials such as, for example, brown coals |
| CN109504485A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 | 利用污水厂污泥制备的固体燃料及其制备方法和应用 |
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- 2019-11-19 CN CN201911134312.0A patent/CN110803851A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4502227A (en) * | 1982-01-20 | 1985-03-05 | Voest-Alpine Aktiengesellschaft | Process for continuously drying and upgrading of organic solid materials such as, for example, brown coals |
| CN109504485A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-22 | 辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司 | 利用污水厂污泥制备的固体燃料及其制备方法和应用 |
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