CN201195708Y - 一种污泥热解处理装置 - Google Patents

Abstract

污泥热解处理装置，应用于污泥状固体废物的干化与热分解处理。由水平回转炉和馏分冷凝器组成。特征是：水平回转炉由进料封头、进料密封箱、旋转反应筒、出渣密封箱、出渣封头和加热炉窑组成；馏分冷凝器由换热器和气液缓冲箱组成。效果是：水平回转炉对污泥蒸馏与热解产生的馏分经冷凝器进行冷凝分离，产生的油水混合物用以回收处理，不凝气用作加热炉窑的燃料，以减少外供燃料的消耗。污泥蒸馏与热解形成的剩余残渣随旋转反应筒的转动向出渣封头的方向移动，并从残渣排出管排出。经处理的污泥减量90％以上。该污泥热解处理装置结构新颖合理，加工制造容易，运行安全可靠。

Description

一种污泥热解处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种污泥热解处理装置。该热解处理装置适用于各种污泥状固体废物的干化与热分解处理，以实现其减量化与资源化。

背景技术

污泥是油田炼化等工业污水和城市污水处理场的主要污染源之一，是油田炼化等工业污水及城市污水处理的重要污染防治内容。随着天然资源的短缺和固体废物排量的激增，许多国家把固体废物作为“资源”积极开展综合利用。我国目前也已将污泥的资源化利用列为国家建设节约型社会的重要工作内容。油田炼化等工业污水及城市污水处理污泥的石油类及其它有机物质含量高(干重含油量一般在10％以上，多数可达20％-30％)，具有非常好的油气回收利用价值。污泥资源化利用将是其今后最终处置的根本方式，开展污泥资源化处理与利用的研究与应用，不仅有利于加强油田炼化与城市污水处理企业清洁生产与环境保护，而且对资源节约型、环境友好型企业建设和促进循环经济的发展有作十分积极的意义。

国内外针对污泥的来源、特性以及各地自然条件、处置目的的不同，污泥处理的方式、方法都不尽一样。按照固体废物“减量化、资源化和无害化”的处置原则，污泥处理过程一般分为浓缩脱水和最终处置。浓缩与脱水属于污泥先期减量化范畴，在先期减量化基础上，采取一些先进的技术进行最终处置，实现的最终减量和资源化利用的目标。国内外对污泥的最终减量和资源化已进行了广泛研究，但最终实现减量化和资源化的工业应用存在不少问题。目前国内对污泥的最终减量化和资源化处置采用的主要技术方法有焚烧及热分解等。

焚烧是利用污泥中具有一定热值的有机成份来处置污泥。污泥焚烧主要可分为三大类：一是脱水污泥直接送焚烧炉焚烧；二是将脱水污泥先干化再送焚烧炉焚烧，三是将污泥与其它可燃物混合用作燃料。通过与其它可燃物混合用作燃料直接燃烧，利用热能操作简便，无需投资，在民间得到一些个人或集体的自发利用。例如与粘土混合用于烧砖，与煤等燃料物质混合用作燃料等。焚烧是早期污泥处理研究与应用主要方向，但由于送焚烧炉实行有规模焚烧与利用热能，其设备投资及运行操作费用较高，产生烟气二次污染，而一些个人或集体采用直接燃烧利用热能虽然无需设备投资，但恶臭严重，因此焚烧利用热值应用有限。如，刘玉丽在针对油田稠油含油污泥焚烧处理技术及设备的研究中表明，如果对焚烧旋风除尘器出口烟气不经过喷淋塔处理，其二氧化硫和颗粒物的浓度则达不到国家排放标准。

热解是比较成熟的化工工艺过程，将热解工艺应用于城市垃圾、工业污泥等固体废物处理与能源回收属于现代开发的工艺。国外对污泥热解制油技术的研究始于80年代。Lee等对城市污水处理厂的一级和二级处理污泥实验表明，一级处理污泥直接萃取得到油的质量产率为0.181％，经过热解反应的产油率为31.4％；Suzuki等人实验表明，消化污泥热解产油率低于25％，而剩余活性污泥热解产油率可达41％～45％；已在加拿大的多伦多和澳大利亚的悉尼分别建造了两个干污泥处理能力为4t/d和45t/d的演示性装置。国内在这方面研究起步较晚，目前仍处在室内研究阶段，但近年进展较快。张云鹏等用热重分析法，研究了五种不同废水污泥的热解和燃烧曲线，同时研究了金属含量对其热分解过程的影响。汪恂介绍了污水厂污泥低温热解试验的初步研究成果，它能有效去除污泥中的污染物质，同时污泥热解的产物还可作为能源加以回收。刘连芳等采用固定床式试验台对城市污水污泥和自然湖底污泥进行了热解试验，考察加热温度、含水率及停留时间等因素对重金属在灰渣中的残留特性的影响。邵立明等采取间歇式室内装置对污水厂污泥进行了低温热解实验，其燃料油的产率达16％~20％，热值33.3kJ/g，同时热解也产生污泥炭，可以用于掺煤直接作为热解补充能源。李水清等利用自行设计的小型回转窑进行了造纸污泥热解处理试验。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种污泥热解处理装置，经济有效地解决油田炼化等工业污水和城市污水处理场产生脱水污泥的最终干化减量与资源化利用处理问题，为油田炼化等工业污水和城市污水处理企业的环境保护与清洁生产提供配套处理装备。

本实用新型是这样实现的：一种污泥热解处理装置，主要由水平回转炉和馏分冷凝器组成。其特征在于：水平回转炉为圆筒状，在水平回转炉的进料端连接有进料密封箱。进料密封箱通过法兰连接有进料封头。进料密封箱通过法兰与旋转反应筒连接。在旋转反应筒的出渣端通过法兰连接有出渣密封箱。出渣密封箱通过法兰连接有出渣封头。在水平回转炉的外围有加热炉窑部分。加热炉窑部分包括加热炉窑和燃烧器，加热炉窑为圆筒状，在加热炉窑与旋转反应筒之间的环形空间内有燃烧器。燃烧器连接有天然气管。加热炉窑的上部固定有排烟口，燃烧烟气由烟气出口排出。在进料封头的上部有馏分排放口，馏分排放口通过管线连接有馏分冷凝器的进气口。污泥在旋转反应筒内蒸馏与热解产生的馏分经进料封头上馏分排放口通过管道从冷凝器上的馏分进口进入换热器进行冷凝处理。馏分冷凝器有不凝气出口，不凝气出口通过不凝气管连接燃烧器。

所述的馏分冷凝器由换热器和气液缓冲箱构成，气液缓冲箱连接在换热器的下部。即换热器下方固定有出口，出口的下端有法兰，气液缓冲箱上方固定有入口，入口的上端是法兰。进气口固定在换热器的上部，不凝气出口固定在气液缓冲箱的上部。气液缓冲箱的下部有油水混合物出口。经换热器冷却后的气液混合物从换热器正下方的出口经气液缓冲箱的入口进入气液缓冲箱内。进入气液缓冲箱内的油水混合物由出口排出回收。进入气液缓冲箱内的不凝气由出口排出，并通过不凝气管进入加热炉窑上的燃烧器作为燃料用。

水平回转炉的污泥进料管水平设置在进料封头的中心位置，并将出料口延伸至旋转反应筒内；馏分排放口设在进料封头的正上方。污泥经污泥进料管进入旋转反应筒内，在加热炉窑的加热条件下发生蒸馏与热解，其产生的馏分经馏分排放口排入冷凝器进行冷凝分离，产生的油水混合物用以回收处理，产生的不凝气用作加热炉窑的燃料，其剩余残渣随旋转反应筒的转动向出渣封头的方向移动，在出渣密封箱内经水喷淋管喷淋冷却到一定温度从残渣排出管排出。

所述的进料密封箱和所述的出渣密封箱的结构相同，安装方向相反。进料密封箱和所述的出渣密封箱由旋转圆筒、静止圆筒、机械密封组成，在两道机械密封之间的间隙由管线与惰性保护气体钢瓶连通。实时在线监测钢瓶内保护气体压力降低情况，进行机械密封的失效预警。

在加热炉窑有圆周对称水平排列布置两排燃烧器。两排燃烧器为旋转反应筒提供焙烧热量。

在水平回转炉的出渣封头内有水喷淋管。水喷淋管向内水平延伸至出渣密封箱的法兰处。

污泥在旋转反应筒内蒸馏与热解产生的剩余残渣随旋转反应筒的转动向出渣封头的方向移动，在出渣密封箱内经水喷淋管喷淋冷却到一定温度从残渣排出管排出。在设备运行时，残渣排出管出口置于水面以下。

本实用新型的有益效果：采用多燃烧器炉窑加热，确保实现对污泥进行稳定可靠的有效热解处理；采用冷凝分离工艺进行热解馏分的分离，有利于实现馏分和热能的有效回收；采用产生的不凝气作加热炉窑的燃料，充分利用了资源，可减少外供燃料的消耗；采用炉内喷淋湿式排渣，既实现残渣的热能回收和残渣的洁净排放，又能降低排渣密封箱的使用温度，延长使用寿命；动静密封采用两道机械密封与其间隙充填惰性气体的结构设计，有利于对两道机械密封失效预警的实时监控，消除了动静机械密封难免因长期使用失效发生泄漏的安全隐患，确保安全运行。

附图说明

附图1是本发明的一种污泥热解处理装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1：以一个污泥处理能力为10-15吨t/d含水率为80％的油泥的热解处理装置为例，进行详细说明。

参阅图1。污泥热解处理装置水平回转炉1为圆筒状，高3.5米，长度20米。在水平回转炉1的进料端连接有进料密封箱4。进料密封箱4通过法兰19连接有进料封头3。进料密封箱4通过法兰20与旋转反应筒5连接。旋转反应筒5的直径1.2米，长度15米，材料为不锈钢，内设螺旋与水平抄板。在旋转反应筒5的出渣端通过法兰21连接有出渣密封箱6。出渣密封箱6通过法兰22连接有出渣封头7。

进料密封箱4和出渣密封箱6的结构相同，安装方向相反。进料密封箱4和出渣密封箱6由旋转圆筒11、静止圆筒12、机械密封13、 14组成。机械密封13为石墨盘根动静密封，机械密封14为端面铜垫压紧动态密封。在两道机械密封13、14之间的间隙由管线与惰性保护气体钢瓶16连通。实时在线监测钢瓶16内保护气体压力降低情况，进行机械密封13或14的失效预警。

在水平回转炉1旋转反应筒5的外围有加热炉窑部分。加热炉窑部分包括加热炉窑8和燃烧器23。加热炉窑8为圆筒状，加热炉窑8的直径2.5米，长度12米，由普通碳钢外壳及内硅酸盐砌块保温材料构成。在加热炉窑8与旋转反应筒5之间的环形空间内有燃烧器23。燃烧器23连接有天然气管26。加热炉窑8的上部固定有排烟口24。在进料封头3的上部有一个馏分排放口10，馏分排放口10通过管线连接有馏分冷凝器2的进气口29。馏分冷凝器2有不凝气出口32，不凝气出口32通过不凝气管25连接燃烧器23。

馏分冷凝器2由换热器27和气液缓冲箱28构成。换热器27采用管式结构，馏分走管程，管程内设绕流子。气液缓冲箱28为四面体结构，溶解4立方。气液缓冲箱28连接在换热器27的下部。即换热器27下方固定有出口30，出口30的下端有法兰34，气液缓冲箱28上方固定有入口31，入口31的上端是法兰34。进气口29固定在换热器27的上部，不凝气出口32固定在气液缓冲箱28的上部。气液缓冲箱28的下部有油水混合物出口33。

水平回转炉1的污泥进料管9水平设置在进料封头3的中心位置，并将出料口延伸至旋转反应筒5内；馏分排放口10设在进料封头3的正上方。

在加热炉窑8内有圆周对称水平排列布置两排燃烧器23。

在水平回转炉1的出渣封头7内有一个水喷淋管18。水喷淋管18向内水平延伸至出渣密封箱6的法兰21处。

Claims (6)

1.一种污泥热解处理装置，主要由水平回转炉(1)和馏分冷凝器(2)组成，其特征在于：水平回转炉(1)为圆筒状，在水平回转炉(1)的进料端连接有进料密封箱(4)，进料密封箱(4)通过法兰(19)连接有进料封头(3)，进料密封箱(4)通过法兰(20)与旋转反应筒(5)连接，在旋转反应筒(5)的出渣端通过法兰(21)连接有出渣密封箱(6)，出渣密封箱(6)通过法兰(22)连接有出渣封头(7)，在水平回转炉(1)的外围有加热炉窑部分，加热炉窑部分包括加热炉窑(8)和燃烧器(23)，加热炉窑(8)为圆筒状，在加热炉窑(8)与旋转反应筒(5)之间的环形空间内有燃烧器(23)，燃烧器(23)连接有天然气管(26)，加热炉窑(8)上设有排烟口(24)，在进料封头(3)的上部设有馏分排放口(10)，馏分排放口(10)通过管线连接有馏分冷凝器(2)的进气口(29)，污泥在旋转反应筒(5)内蒸馏与热解产生的馏分经进料封头(3)上部的馏分排放口(10)通过管道从冷凝器(2)上的馏分进口(29)进入换热器(27)进行冷凝处理，馏分冷凝器(2)有不凝气出口(32)，不凝气出口(32)通过不凝气管(25)连接燃烧器(23)。

2.根据权利要求1所述的污泥热解处理装置，其特征在于：所述的馏分冷凝器(2)由换热器(27)和气液缓冲箱(28)构成，气液缓冲箱(28)连接在换热器(27)的下部，即换热器(27)下方固定有出口(30)，出口(30)的下端有法兰(34)，气液缓冲箱(28)上方固定有入口(31)，入口(31)的上端是法兰(34)，进气口(29)固定在换热器(27)的上部，不凝气出口(32)固定在气液缓冲箱(28)的上部，气液缓冲箱(28)的下部有油水混合物出口(33)。

3.根据权利要求1所述的污泥热解处理装置，其特征是：水平回转炉(1)的污泥进料管(9)水平设置在进料封头(3)的中心位置，并将出料口延伸至旋转反应筒(5)内；馏分排放口(10)设在进料封头(3)的正上方。

4.根据权利要求1所述的污泥热解处理装置，其特征是：所述的进料密封箱(4)和所述的出渣密封箱(6)的结构相同，安装方向相反，进料密封箱(4)和所述的出渣密封箱(6)由旋转圆筒(11)、静止圆筒(12)、机械密封(13、14)组成，在两道机械密封(13、14)之间的间隙通过管线与惰性保护气体钢瓶(16)连接。

5.根据权利要求1所述的污泥热解处理装置，其特征是：在加热炉窑(8)内有圆周对称水平排列布置两排燃烧器(23)。

6.根据权利要求1所述的污泥热解处理装置，其特征是：在水平回转炉(1)的出渣封头(7)内有水喷淋管(18)，水喷淋管(18)向内水平延伸至出渣密封箱(6)的法兰(21)处。

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