CN202030634U

CN202030634U - 深度脱水干化低温热解处理污泥装置

Info

Publication number: CN202030634U
Application number: CN2011201340765U
Authority: CN
Inventors: 钱盘生; 沈云飞
Original assignee: JIANGSU JINSHAN ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Jiangsu Jinshan Environmental Protection Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2021-04-29

Abstract

本实用新型公开了一种深度脱水干化低温热解处理污泥装置，其特征是它包括料仓（1）、脱水机（2）、污泥混合器（3）和污泥干化器（4），污泥干化器（4）的出口与污泥低温热解炉（5）的进口相连，污泥低温热解炉（5）炭渣出口与融熔器（7）相连，污泥低温热解炉（5）液相出口和气相出口分别连接流态化燃烧炉（10）和气体分离膜（6），其气相出口连接气体分离膜（6）后再连接至流态化燃烧炉（10）。本实用新型具有流程简单，设备紧凑、实用，热能利用率高的优点，特别适用于城市污水处理厂的污泥处理。

Description

深度脱水干化低温热解处理污泥装置

技术领域

本实用新型属于污泥处理技术领域，系指城市污泥减量化、无害化、资源化的一种技术，具体地说是一种污泥处理装置。

背景技术

目前全国城市污水处理率已达73%，2010年我国脱水污泥产生量6.8万吨/天。国内外污泥处理通常用的方法有浓缩、硝化、脱水、干化、有效利用、填埋、投海、焚烧等不同处理处置方法及其组合。城市污泥含有氮磷营养物质和大量有机物质（菌体等），是一种营养和能源；城市污泥往往是生活污水和工业废水合并处理产生，所以污泥中含有较多重金属离子和未降解的有毒有害化学物质，如果不加以有效处理会对环境造成二次污染而具有危害性。现在海洋投弃被禁止，土地填埋也受到越来越严格的限制。污泥利用可分为土地利用和热能利用，土地利用需严格管理，只有重金属含量低于农用污泥的才可以用于农作物，严格定量控制重金属和氮磷对水体污染。日本、德国等广泛使用焚烧处理污泥，焚烧工程设备投资大，运转费用高；国内有些大型污水厂进口设备也往往很少运转。因此开发一种既能除去有害物质又能利用污泥中热值，相对简单有效的无二次污染的工艺技术就成为当务之急了。国内很多高校和单位在这方面做了许多工作，还有一定的专利技术。

浓缩污泥调质以往常用的是聚合氯化铝（PAC）加阳离子型聚丙烯酰胺（PAM+），经压滤脱水后含水率在80%左右，经过深度脱水可将含水率下降到60%～65%，目前深度脱水有二种主流技术，一种还是化学法，投加Fe⁺²系列、Ca⁺²系列盐或氧化物，当然也包括原来铝系列化合物。另一种是电渗透，即电场和机械过滤机结合。干化实质上是一个化工单元操作（干燥），其设备很成熟，但要和污泥特性相结合。脱水干化减量化的目的是为了进一步减量化以及无害化、资源化。无害化、资源化也有两种主流技术，此前国外许多发达国家流行和国内少数大型污水处理厂使用的焚烧技术，另外就是现在国内外正在开发已开始工业化的低温热解城市污泥技术线路。国内外城市污泥脱水干化资源化工艺系统相对比较复杂，操作要求较高。

发明内容

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种流程简单，设备紧凑、实用，热能利用率高的深度脱水干化低温热解处理污泥装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种深度脱水干化低温热解处理污泥装置，其特征是它包括料仓，料仓的出口连接脱水机进口，脱水机的出口连接污泥混合器进口之一，污泥混合器的出口连接污泥干化器的进口，污泥干化器的出口与污泥低温热解炉的进口相连，污泥低温热解炉炭渣出口与融熔器相连，污泥低温热解炉液相出口与流态化燃烧炉进口之一相连，污泥低温热解炉的气相出口连接气体分离膜后再连接至流态化燃烧炉的进口之一；送风机出口和空气预热器进口相连，空气预热器出口和流态化燃烧炉进口之一相连，流态化燃烧炉烟道气出口分二路分别与低温热解炉夹套进口和废热锅炉进口之一相连，低温热解炉夹套出口和废热锅炉进口之一相连，废热锅炉烟道气出口和污泥干化器的污泥侧进口相连。

所述污泥干化器污泥侧烟道气出口与分离喷淋单元进口相连，分离喷淋单元气相出口与气体光催化反应器进口相连，气体光催化反应器出口与引风机进口相连，引风机出口和烟囱（15）相连。

所述废热锅炉蒸汽出口分二路，分别与污泥干化器蒸汽侧进口和空气预热器蒸汽进口相连，污泥干化器蒸汽侧出口与废热锅炉蒸汽进口相连，空气预热器蒸汽出口和废热锅炉蒸汽进口相连。

所述污泥干化器为改进型波纹板干化器。

所述脱水机为电渗透脱水机。

本实用新型的有益效果有：

本实用新型具有流程简单，设备紧凑、实用，热能利用率高的优点。

本实用新型使用电渗透深度脱水，对于城市污水处理厂的浓缩污泥(含水率98%)或脱水污泥（含水率80%~83%），投加化学脱水剂，在直流电场协同下进行机械压滤，可将污泥含水率降到65%以下。

本实用新型使用的是改进型波纹板干化器，污泥流和烟道气并流，污泥流和水蒸气错流。该设备结构紧凑，随热负荷不同可以灵活变化，可模块化设计，换热效果好。为避免污泥在干化器内的粘结，在污泥混合器内投加返混污泥或经加工后的粉状秸杆、糠等农村废弃物。在很大程度上改善物料在干化器内的传质，有效的缩短干燥时间，干化污泥的含水率易于控制。干燥温度控制在85-110℃。污泥分解度小，气相含有较少可挥发性物质。

本实用新型污泥干化后污泥含水率下降到10%，低温热解炉热解温度为450℃（±15℃），本实用新型低温热解炉为有夹套圆筒形反应器，内置中空螺杆，推动污泥物料前进，夹套和空腔用烟道气间接加热，本实用新型低温热解炉气相出口连接气体分离膜，瞬时分离反应生成可燃气体C₂H₂、C₂H₆、H₂等，由化学平衡移动原理可知有利于生成可燃性气体，提高可燃气体产率，提高污泥热量利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步地说明：

如图1所示，本实用新型料仓1的出口连接脱水机2进口，脱水机2为电渗透脱水机。脱水机2的出口连接污泥混合器3进口之一，污泥混合器3的出口连接污泥干化器4的进口，污泥干化器4为改进型波纹板干化器。污泥干化器4的出口与污泥低温热解炉5的进口相连，污泥低温热解炉5炭渣出口与融熔器7相连，污泥低温热解炉5液相出口与流态化燃烧炉10进口之一相连，污泥低温热解炉5的气相出口连接气体分离膜6后再连接至流态化燃烧炉10的进口之一；送风机8出口和空气预热器9进口相连，空气预热器9出口和流态化燃烧炉10进口之一相连，流态化燃烧炉10烟道气出口分二路分别与低温热解炉5夹套进口和废热锅炉11进口之一相连，低温热解炉5夹套出口和废热锅炉11进口之一相连，废热锅炉11烟道气出口和污泥干化器4的污泥侧进口相连。

污泥干化器4污泥侧烟道气出口与分离喷淋单元12进口相连，分离喷淋单元12气相出口与气体光催化反应器13进口相连，气体光催化反应器13出口与引风机14进口相连，引风机14出口和烟囱15相连。

废热锅炉11蒸汽出口分二路，分别与污泥干化器4蒸汽侧进口和空气预热器9蒸汽进口相连，污泥干化器4蒸汽侧出口与废热锅炉11蒸汽进口相连，空气预热器9蒸汽出口和废热锅炉11蒸汽进口相连。

本实用新型的原理是污泥热解产物在流态化燃烧炉内燃烧产生烟道气（热能流），一路进入低温热解炉，旁路进入废热锅炉，经过低温热解炉利用热能后的烟道气进入废热锅炉。废热锅炉利用烟道气的热源发生过热蒸汽，过热蒸汽分别进入污泥干化器和空气热预器利用过热蒸汽热能。最后经过废热锅炉的烟道气进入污泥干化器污泥侧进行热量传递热能再利用，携带蒸发水分离开污泥干化器经后续处理后排放。

本实用新型具体工作过程如下：

在湿污泥中投加化学脱水剂，用量为湿污泥的1‰～1％，用螺旋输送机或泵将污泥从料斗1送入电渗透脱水机，深度脱水分段电压30-150V。脱水后污泥含水率为60～65%。脱水机2出来的污泥用粉碎机切成薄片，经螺旋输送机送入污泥混合器3和返混污泥或粉碎的秸杆等农村可燃废弃物在污泥混合器3混合。污泥混合器3出来的污泥由变频控制定量输送的螺旋输送机送入污泥干化器4，污泥干化器4干化温度控制在85-110℃，控制湿污泥流量来控制污泥干化器的干化温度，污泥干化器4热源是来自废热锅炉11的烟道气和过热蒸汽。

从污泥干化器4出来污泥含水率为10%，用螺旋输送机送入低温热解炉5。低温热解炉5反应温度控制为450℃。低温热解炉5生成的可燃气体、液态油/水混合物进入流态化燃烧炉10燃烧。来自空气预热器9的热空气进入流态化燃烧炉10对燃料流态化同时提供燃烧所需氧气。低温热解炉5产生焦渣进入融熔器7加热融熔成玻璃体。

污泥干化器4出来的湿烟道气经分离喷淋单元12，气体光催化反应器13脱除污泥颗粒，可能产生酸性气体、有害挥发性有机物达标后排放。

本实用新型的能量平衡措施是：从流态化燃烧炉10出来的烟道气送入低温热解炉5夹套，另一路进入废热锅炉11，从低温热解炉5夹套出来的烟道气进入废热锅炉11。从废热锅炉11出来的烟道气进入污泥干化器4污泥侧，污泥干化器4出来的湿烟道气经分离喷淋系统12气体光催化反应器13处理后通过烟囱15排空。废热锅炉11产生过热蒸汽一路经过污泥干化器4加热污泥后回废热锅炉11；另一路过热蒸汽经过空气预热器9预热空气后回到废热锅炉11。

本实用新型深度污泥脱水是化学脱水剂、电场和机械协同脱水方法，化学脱水剂投加量为湿污泥1‰～1％，直流电场，单段电压：30V～150V，机械脱水可以是板框压滤机、带式压滤机、离心过滤机。

本实用新型污泥干化器4是改进型波纹板干化器，污泥一侧并流烟道气，增加污泥湍动，另一侧错流过热蒸汽加热。使用进污泥干化器的污泥和返混污泥或粉状秸杆、糠等农用废弃物混合技术，其作用是污泥干化时不易粘结，减少污泥臭味，干化后污泥含水率易于控制，使干化工艺过程稳定、安全。同时可增加处理物料的热值，确保工艺过程能量自给。干化温度设定85-110℃,可通过湿污泥流量来控制干化温度。本实用新型污泥干化器能得较高体积蒸发率和热效率，设备紧凑、占地面积小、可操作性好、可模块化设计。

低温热解炉反应温度设置450℃（±15℃）。在低温热解炉气体出口处置有气体分离膜，可燃气体H₂、C₂H₂、C₂H₆等透过分离膜，推动力是热解炉气相压力和燃烧炉燃烧造成负压的压力差。依据化学平衡移动原理，使反应向有利于可燃气体生成方向进行，提高低温热解炉可燃气体产率。增加污泥热值利用率。

本实用新型利用污泥热解产生的可燃气体、热解产生的油作为燃料燃烧产生烟道气的热量，经二次利用分别作为低温热解炉，污泥干化器的热源，热能利用效率高。

本实用新型烟道气尾气通过分离喷淋单元和气体固定层光催化反应器脱除粉尘，挥发性有机物后达标排放；在污泥脱水、输送过程中产生的臭气也收集送到光催化反应器处理后排放。

本实用新型涉及的其它未说明部分与现有技术相同。

Claims

1.一种深度脱水干化低温热解处理污泥装置，其特征是它包括料仓（1），料仓（1）的出口连接脱水机（2）进口，脱水机（2）的出口连接污泥混合器（3）进口之一，污泥混合器（3）的出口连接污泥干化器（4）的进口，污泥干化器（4）的出口与污泥低温热解炉（5）的进口相连，污泥低温热解炉（5）炭渣出口与融熔器（7）相连，污泥低温热解炉（5）液相出口与流态化燃烧炉（10）进口之一相连，污泥低温热解炉（5）的气相出口连接气体分离膜（6）后再连接至流态化燃烧炉（10）的进口之一；送风机（8）出口和空气预热器（9）进口相连，空气预热器（9）出口和流态化燃烧炉（10）进口之一相连，流态化燃烧炉（10）烟道气出口分二路分别与低温热解炉（5）夹套进口和废热锅炉（11）进口之一相连，低温热解炉（5）夹套出口和废热锅炉（11）进口之一相连，废热锅炉（11）烟道气出口和污泥干化器（4）的污泥侧进口相连。

2.根据权利要求1所述的深度脱水干化低温热解污泥装置，其特征是所述污泥干化器（4）污泥侧烟道气出口与分离喷淋单元（12）进口相连，分离喷淋单元（12）气相出口与气体光催化反应器（13）进口相连，气体光催化反应器（13）出口与引风机（14）进口相连，引风机（14）出口和烟囱（15）相连。

3.根据权利要求2所述的深度脱水干化低温热解污泥装置，其特征是所述废热锅炉（11）蒸汽出口分二路，分别与污泥干化器（4）蒸汽侧进口和空气预热器（9）蒸汽进口相连，污泥干化器（4）蒸汽侧出口与废热锅炉（11）蒸汽进口相连，空气预热器（9）蒸汽出口和废热锅炉（11）蒸汽进口相连。

4.根据权利要求1所述的深度脱水干化低温热解污泥装置，其特征是所述污泥干化器（4）为改进型波纹板干化器。

5.根据权利要求1所述的深度脱水干化低温热解污泥装置，其特征是所述脱水机（2）为电渗透脱水机。