CN112624561A - 一种污泥热干化的方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种污泥热干化的方法，通过在传送装置下方设置蒸汽加热夹套的方式，使传送面上的污泥原料能够在传送过程中通过与蒸汽加热夹套内的过热水蒸汽换热实现连续干燥处理，提高了装置处理量和污泥干化效率；并且通过使干燥过程中产生的饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机压缩后得到的过热水蒸汽循环回蒸汽加热夹套的方式，大幅节省了干燥过程中的加热蒸汽用量以及饱和水蒸汽冷凝能耗，具有装置集成度高、占地面积小、操作简单的特点。
Description
技术领域
本公开涉及炼油厂污泥热干化领域，具体地，涉及一种污泥热干化的方法。
背景技术
炼油厂会产生三种污泥，第一种是清罐污泥、第二种是生化污泥、第三种是浮渣污泥，简称“三泥”。由于“三泥”含水量较高，无法直接作为燃料回用，也无法直接进行无害化处理。目前，“三泥”的处理方法一般是先干化减量，将污泥中的水份蒸发掉一大部分，将污泥的热值提高到可以作为燃料时，掺入循环流化床锅炉燃煤烧掉，这是最经济的一种处理方法。还有一种“三泥”的处理方法是先干化减量，将污泥中的水份蒸发掉一大部分，然后进入到热脱附设备中，把污泥中的油干馏出来回收利用，污泥经过热脱附后，变成了普通固体废物可作为园林土壤使用。不管是用那种方法处理“三泥”，干化减量这一环节是必不可少的。
目前，污泥的干化减量设备大致有两种：桨叶式干燥机和热泵低温干化设备。但桨叶干燥机存在能耗高、单台加工能力小、蒸发温度高的缺点，热泵低温干化设备存在单台加工能力小、微正压操作、有恶外溢、设备结构复杂的缺点。
发明内容
本公开为了实现炼油厂污泥的高效节能处理，提供了一种污泥热干化的方法。
本公开提供一种污泥热干化的方法，所述方法包括：
S1：使污泥原料进至污泥真空干燥器的传送装置，所述传送装置具有传送面，所述传送面下设置有蒸汽加热夹套，以使所述污泥原料在所述传送面上与所述蒸汽加热夹套内的过热水蒸汽换热，并进行干燥处理，得到固渣和饱和水蒸汽；
S2：使所述饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机进行压缩处理，使所述压缩后得到的水蒸汽作为所述过热水蒸汽返回至所述蒸汽加热夹套内进行所述换热，得到蒸汽凝液。
可选地，所述蒸汽加热夹套具有加热面，所述传送面可滑动地贴合于所述加热面的上方；所述传送装置的传送面移动方向与所述蒸汽加热夹套内所述过热水蒸汽的流动方向相反。
可选地，所述污泥真空干燥器包括壳体，所述传送装置设置于所述壳体内；所述传送装置包括：竖直方向上依次间隔设置的第一传送带、第二传送带和第三传送带；所述第一传送带的传送面下设置有第一蒸汽加热夹套，所述第二传送带的传送面下设置有第二蒸汽加热夹套，所述第三传送带的传送面下设置有第三蒸汽加热夹套；所述方法包括：
使所述污泥原料依次经所述第一传送带的传送面、所述第二传送带的传送面和所述第三传送带的传送面，进行所述干燥处理，得到所述固渣和所述饱和水蒸汽。
可选地，所述方法还包括：使所述过热水蒸汽依次进入所述第三蒸汽加热夹套、所述第二蒸汽加热夹套和所述第一蒸汽加热夹套内，与传送面上的所述污泥原料进行逆流换热，得到蒸汽凝液。
可选地，所述第一传送带、所述第二传送带和所述第三传送带的传送面分别沿水平方向设置，且所述第一传送带与所述第二传送带的传送面移动方向相反，所述第二传送带与所述第三传送带的传送面移动方向相反。
可选地，所述方法还包括：在步骤S1之前，向所述蒸汽加热夹套内通入开工蒸汽，至所述压缩后得到的过热水蒸汽的流量与所述开工蒸汽的流量相等时，停止通入所述开工蒸汽。
可选地，所述污泥原料中，水的含量为50～95重量％。
可选地，该方法还包括：使所述固渣经过设置于所述壳体下部的下料转阀排出所述壳体；
所述干燥处理的条件为：温度为77～97℃，压力为-0.06至-0.01MPa；所述污泥原料在所述污泥真空干燥器内的停留时间为1～2h。
可选地，所述过热水蒸汽的温度为150～301℃，压力为0.02～0.3MPa。
可选地，所述固渣中，水的含量为5～45重量％。
本公开通过在传送装置下方设置蒸汽加热夹套的方式，使传送面上的污泥原料能够在传送过程中通过与蒸汽加热夹套内的过热水蒸汽换热实现连续干燥处理，提高了装置处理量和污泥干化效率；并且通过使干燥过程中产生的饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机压缩后得到的过热水蒸汽循环回蒸汽加热夹套的方式，大幅节省了干燥过程中的加热蒸汽用量以及饱和水蒸汽冷凝能耗，具有装置集成度高、占地面积小、操作简单的特点。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是本公开的一种实施方式中的污泥热干化方法的系统示意图；
图2是本公开的一种实施方式中的污泥热干化方法的系统原理示意图。
附图标记说明
1.污泥真空干燥器 2.蒸汽压缩机 3.传送装置
4.下料转阀 5.螺旋输送机 6.密封壳体
7.蒸汽加热夹套 8.传送带主动轮 9.传送带被动轮
10.蒸汽转移管线 11.传送带托锟
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指装置在正常使用状态下的上和下，例如参考图1的图面方向，“内、外”是指相对于装置轮廓而言的。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一、第二、第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1、图2所示，本公开提供一种污泥热干化的方法，该方法包括：S1：使污泥原料进至污泥真空干燥器1的传送装置3，传送装置3具有传送面，传送面下设置有蒸汽加热夹套7，以使污泥原料在传送面上与蒸汽加热夹套7内的过热水蒸汽换热，并进行干燥处理，得到固渣和饱和水蒸汽；S2：使饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机2进行压缩处理，使压缩后得到的水蒸汽作为过热水蒸汽返回至蒸汽加热夹套7内进行换热，得到蒸汽凝液。
本公开通过在传送装置下方滑动设置蒸汽加热夹套的方式，使传送面上的污泥原料能够在传送过程中通过与蒸汽加热夹套内的过热水蒸汽换热实现连续干化处理，提高了装置处理量和污泥干化效率；并且通过使干化过程中产生的饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机压缩后得到的过热水蒸汽循环回蒸汽加热夹套的方式，大幅节省了干化过程中的加热蒸汽用量以及饱和水蒸汽冷凝能耗，具有装置集成度高、占地面积小、操作简单的特点。
根据本公开的一种具体实施方式，如图2所示，蒸汽加热夹套7具有加热面，传送装置3的传送面可滑动地贴合于加热面的上方；为了提高污泥原料在传送面上的干化效率，节省干化时间，一种实施方式中，可以使传送装置3的传送面移动方向与蒸汽加热夹套7内过热水蒸汽的流动方向相反。一种进一步的实施方式中，蒸汽加热夹套7具有与传送面的尺寸相匹配的壳体，壳体用于容纳加热蒸汽，该壳体包括上下两个相对设置的主表面，其中壳体的上主表面贴合地设置于传送面下方，例如在传送装置3为传送带的实施方式中，壳体的上主表面形成为蒸汽加热夹套7的加热面，并紧贴于传送带的下面，壳体的上主表面优选地与传送带的宽度相同。壳体例如形成为与传送带的宽度相同的矩形。
根据本公开的一种具体实施方式，污泥真空干燥器1包括壳体，传送装置3设置于壳体内；为了实现污泥的连续干化处理，提高污泥干化处理量和干化效率，同时提高污泥真空干燥器1的集成度，节省占地面积，在根据本公开的一种优选的实施方式中，如图1、图2所示，传送装置3可以包括：竖直方向上依次间隔设置的第一传送带、第二传送带和第三传送带，污泥原料自第一传送带的入口端经第一传送带的传送面传送至第一传送带的出口端后，落入第二传送带的入口端经第二传送带的传送面传送至第二传送带的出口端后，落入第三传送带的入口端经第三传送带的传送面传送至第三传送带的出口端，从而在第一传送带、第二传送带和第三传送带上连续干化；进一步地一种实施方式中，第一传送带的传送面下设置有第一蒸汽加热夹套，第二传送带的传送面下设置有第二蒸汽加热夹套，第三传送带的传送面下设置有第三蒸汽加热夹套，优选地，蒸汽压缩机2的压缩气出口通过密封管线与第三蒸汽加热夹套的过热水蒸汽入口连通，第三蒸汽加热夹套的过热水蒸汽出口与第二蒸汽加热夹套的过热水蒸汽入口连通，第二蒸汽加热夹套的过热水蒸汽出口与第一蒸汽加热夹套的过热水蒸汽入口连通，以充分利用过热蒸汽作为干燥热源，在污泥传送过程中通过蒸汽加热夹套7对传送面上的污泥原料进行连续干燥处理。
在本公开的传送装置3包括竖直方向上依次间隔设置的第一传送带、第二传送带和第三传送带的实施方式中，本公开的方法可以包括：使污泥原料依次经第一传送带的传送面、第二传送带的传送面和第三传送带的传送面，并依次与第一蒸汽加热夹套、第二蒸汽加热夹套和第三蒸汽加热夹套中的蒸汽换热，并进行干燥处理，得到固渣和饱和水蒸汽；
进一步地，为了节省干化过程中的加热蒸汽用量以及饱和水蒸汽冷凝能耗，一种具体实施方式中，本公开的方法还可以包括：使过热水蒸汽依次进入第三蒸汽加热夹套、第二蒸汽加热夹套和第一蒸汽加热夹套内，与传送面上的污泥原料进行逆流换热，得到蒸汽凝液，以提高每一层传送带的传送面上待干化污泥的水分蒸出率，实现不同含水量的污泥中水分的充分干化；
更进一步地，第一传送带、第二传送带和第三传送带的传送面分别沿水平方向设置，且第一传送带与第二传送带的传送面移动方向相反，第二传送带与第三传送带的传送面移动方向相反，以实现竖直方向上间隔设置的传送面上污泥的连续干化，提高系统集成度。
根据本公开的一种具体实施方式，为了能够在污泥进料时，蒸汽加热夹套7内含有充足的加热蒸汽实现换热，可以在步骤S1之前，向蒸汽加热夹套7内通入开工蒸汽，至步骤S2中压缩后得到的过热水蒸汽的流量与开工蒸汽的流量相等时，停止通入开工蒸汽。
本公开对于污泥原料的来源及含水量没有限制，可以为本领域的常规选择，污泥原料例如可以来自炼油厂清罐污泥、生化剩余污泥或污水处理厂的浮渣，污泥原料中水的含量可以为50～95重量％，优选为50～85重量％。
根据本公开的一种具体实施方式，可以使污泥真空干燥器1在负压状态下进行上述干化处理，从而使污泥在较低的温度下进行干化，节省干化过程中过热水蒸汽的用量，同时减少污泥在干化过程中产生的恶臭，一种具体实施方式中，干化处理的压力可以为-0.06至-0.01MPa，优选可以为-0.03至-0.01MPa，温度可以为77～97℃，优选可以为90～97℃；进一步地一种实施方式中，为了维持污泥真空干燥器1内的负压，可以使固渣经过设置于壳体下部的下料转阀4排出壳体，下料转阀4的种类可以本领域的常规选择。
本公开对于污泥原料在污泥真空干燥器1内的停留时间没有限制，可以根据污泥含水量的不同进行调整，一种实施方式中，污泥原料在污泥真空干燥器1内的停留时间可以为1～2h，优选可以为1.3～1.6h。
本公开对于蒸汽加热夹套7内过热水蒸汽的条件没有限制，一种具体实施方式中，过热水蒸汽的温度可以为150～301℃，优选可以为260～301℃，压力可以为0.02～0.3MPa，优选可以为0.15～0.3MPa。
本公开对于污泥干化处理后，固渣中的水含量没有限制，可以根据不同生产需求进行调整，一种具体实施方式中，采用本公开的方法进行干化处理得到的固渣中的水含量可以为5～45重量％，优选可以为25～35重量％。
在根据本公开的一种具体实施方式中，如图1、图2所示，传送装置3还可以包括转轴、电机和第一变频器，电机与转轴连接以带动转轴旋转，第一变频器与电机电控连接，以控制电机的转速，从而根据不同污泥原料的含水量调整污泥原料在干燥器内的停留时间，得到符合含水量要求的固渣。
在根据本公开的一种具体实施方式中，系统还可以包括第二变频器，如图1所示，第二变频器与蒸汽压缩机2电控连接，以控制蒸汽压缩机2的转速，从而控制压缩机的水蒸气排出量，进而控制污泥真空干燥器1内的压力，使真空干燥器内压力稳定，从而使蒸发温度稳定。
为了保证污泥真空干燥器1的负压操作，杜绝恶臭溢出，同时完成固渣的顺利卸料，在根据本公开的一种具体实施方式中，如图1所示，污泥真空干燥器1还可以包括螺旋输送机5和下料转阀4，螺旋输送机5可以设置于密封壳体6内的底部，且螺旋输送机5的入口朝向传送面的出口端，下料转阀4设于密封壳体6外部，螺旋输送机5的出口通过密封管线与下料转阀4的入口连通，下料转阀4的出口形成为系统的固渣出口；本公开对于螺旋输送机5和下料转阀4的种类没有限制，可以为本领域的常规选择，此处不再赘述。
本公开对于传送带和压缩机的种类及形式没有限制，可以为本领域的常规选择，一种实施方式中，上述传送带可以选自平衡网带、乙型网带、人字网带、链条式网带和链杆式网带中的一种，蒸汽压缩机2可以选自螺杆压缩机、离心压缩机、往复压缩机和罗茨压缩机中的一种。
下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例1
采用如图1所示的污泥热干化系统进行污泥热干化，该系统包括污泥真空干燥器1和蒸汽压缩机2，污泥真空干燥器1设有密封壳体6；壳体顶部设有污泥原料入口和饱和水蒸汽出口，底部设有固渣出口，固渣出口处设有位于密封壳体6内部的螺旋输送机5，以及设于固渣出口向外延伸的管线上的下料转阀4；密封壳体6内竖直方向上自上而下依次设有第一传送带、第二传送带和第三传送带，并且第一传送带、第二传送带和第三传送带下方分别滑动设置有第一蒸汽加热夹套、第二蒸汽加热夹套和第三蒸汽加热夹套，密封壳体6的顶部设有饱和水蒸汽出口，该饱和水蒸汽出口与蒸汽压缩机2入口连通，蒸汽压缩机2出口与连通第三蒸汽加热夹套的过热水蒸汽入口连通，第一蒸汽加热夹套、第二蒸汽加热夹套和第三蒸汽加热夹套分别设有凝结水出口，凝结水出口通过管线与外界连通。
干化处理开始之前，向蒸汽加热夹套7内通入开工蒸汽，至干化过程中压缩后得到的过热水蒸汽的流量与开工蒸汽的流量相等时，停止通入开工蒸汽；
干化过程的操作方法为：使污泥原料(来自炼油厂清罐污泥)依次经第一传送带的传送面、第二传送带的传送面和第三传送带的传送面，与蒸汽加热夹套7内的过热水蒸汽逆流换热，进行干燥处理，得到固渣和饱和水蒸汽；使上述饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机2进行压缩，使压缩后得到的水蒸汽作为过热水蒸汽(温度为301℃，压力为0.3MPa)依次返回至第三蒸汽加热夹套、第二蒸汽加热夹套和第一蒸汽加热夹套内进行上述逆流换热，得到蒸汽凝液，将蒸汽凝液引出系统；污泥真空干燥器1内，第一传送带、第二传送带和第三传送带的传送面分别沿水平方向设置，且第一传送带与第二传送带的传送面移动方向相反，第二传送带与第三传送带的传送面移动方向相反；其中，干燥处理的温度为97℃，压力为-0.01MPa，污泥原料在污泥真空干燥器1内的停留时间为1.42h，传送带的传送面积(蒸发面积)为170m2，蒸发速率为2121kg水/h。
采用本例的系统对5万吨/年的污泥原料进行干化处理，蒸汽凝液中的油含量为0.74重量％，总能耗费用为109.4元/吨凝结水，污泥原料及固渣的总重量和组成见表1，每蒸发1吨水的公用工程消耗量见表2。
对比例1-2
分别采用桨叶干燥机和热泵低温干化设备对实施例1中的污泥原料进行干化处理，干燥温度分别为220℃、85℃，压力分别为-0.05MPa、0.1MPa，蒸发面积分别为50m2、54m2，蒸发速率分别为414kg水/h、194kg水/h，总能耗费用分别为369.8元/吨凝结水、285.3元/吨凝结水，污泥原料及固渣的总重量及组成见表1，每蒸发1吨水的公用工程消耗量见表2。
表1
表2
表中蒸汽单价250元/吨，电单价0.65元/度，循环水单价0.3元/吨
根据实施例1、对比例1-2及表1的数据，与对比例1-2中常规干化方法相比，本公开实施例1的干化方法能够在低温低压下进行污泥干化，从而节省能耗，减少恶臭溢出；同时，本公开的干化方法能够实现污泥原料的连续处理，蒸发面积更大，水分蒸发速率更快，大幅增加了污泥干燥器的污泥处理量及处理效率，并且蒸发得到的固渣中水含量更低，干化更加彻底；另外，根据实施例1、对比例1-2及表2的数据，与对比例1-2中常规干化方法相比，本公开实施例1的干化方法无需使用额外的加热蒸汽，大大降低了蒸发所用的公用工程消耗量及处理成本。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种污泥热干化的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：使污泥原料进至污泥真空干燥器的传送装置，所述传送装置具有传送面，所述传送面下设置有蒸汽加热夹套，以使所述污泥原料在所述传送面上与所述蒸汽加热夹套内的过热水蒸汽换热，并进行干燥处理，得到固渣和饱和水蒸汽；
S2：使所述饱和水蒸汽进入蒸汽压缩机进行压缩处理，使所述压缩后得到的水蒸汽作为所述过热水蒸汽返回至所述蒸汽加热夹套内进行所述换热，得到蒸汽凝液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蒸汽加热夹套具有加热面，所述传送面可滑动地贴合于所述加热面的上方；所述传送装置的传送面移动方向与所述蒸汽加热夹套内所述过热水蒸汽的流动方向相反。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污泥真空干燥器包括壳体，所述传送装置设置于所述壳体内；所述传送装置包括：竖直方向上依次间隔设置的第一传送带、第二传送带和第三传送带；所述第一传送带的传送面下设置有第一蒸汽加热夹套，所述第二传送带的传送面下设置有第二蒸汽加热夹套，所述第三传送带的传送面下设置有第三蒸汽加热夹套；所述方法包括：
使所述污泥原料依次经所述第一传送带的传送面、所述第二传送带的传送面和所述第三传送带的传送面，进行所述干燥处理，得到所述固渣和所述饱和水蒸汽。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括：使所述过热水蒸汽依次进入所述第三蒸汽加热夹套、所述第二蒸汽加热夹套和所述第一蒸汽加热夹套内，与传送面上的所述污泥原料进行逆流换热，得到蒸汽凝液。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述第一传送带、所述第二传送带和所述第三传送带的传送面分别沿水平方向设置，且所述第一传送带与所述第二传送带的传送面移动方向相反，所述第二传送带与所述第三传送带的传送面移动方向相反。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：在步骤S1之前，向所述蒸汽加热夹套内通入开工蒸汽，至所述压缩后得到的过热水蒸汽的流量与所述开工蒸汽的流量相等时，停止通入所述开工蒸汽。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述污泥原料中，水的含量为50～95重量％。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：使所述固渣经过设置于所述壳体下部的下料转阀排出所述壳体；
所述干燥处理的条件为：温度为77～97℃，压力为-0.06至-0.01MPa；所述污泥原料在所述污泥真空干燥器内的停留时间为1～2h。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过热水蒸汽的温度为150～301℃，压力为0.02～0.3MPa。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述固渣中，水的含量为5～45重量％。
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2020
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