CN205205002U - 一种利用回转窑微波热解污泥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用回转窑微波热解污泥装置。装置主要包括微波发生器、热解回转窑、桨叶干燥机、旋风分离器、冷凝器和产物收集装置。预热烘干过的污泥在热解回转窑中进行微波热解；得到的残炭和湿污泥一起进入桨叶干燥机中混合，残炭的添加比例通过三通阀控制；高温的热解气体也导入桨叶干燥机，对湿污泥加热干燥；之后通过后续装置对热解产物进行分离、收集。本装置及方法利用微波加热速率快，能量利用率高的特点，连续迅速热解污泥，生成的油、气和固态产物均可再被利用，并且回收热解产物的热量用于预热烘干湿污泥，提高了能源利用效率，为微波处理污泥提供了一种可连续运行的大容量反应设备，具有较好的应用前景。

Description

一种利用回转窑微波热解污泥装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理与再利用技术领域，尤其涉及一种利用回转窑微波热解污泥装置。

背景技术

目前，污泥的产生量持续快速增长，对环境造成了巨大压力。如果处理不当，将会导致严重的污染问题，造成安全隐患。微波热解被认为是对污泥进行处理利用的一种有效方法，有着显著的优点。热解能够消灭污泥中的病菌，减少污泥体积，裂解生成的油、气能作为化工原料和燃料，固态产物则可以用作吸附剂再被利用。同时微波加热升温速率快，反应灵敏，具很强的穿透能力，能在不同深度同时产生热。

但是，当前缺乏可连续运行的大容量微波反应设备，限制了微波法处理污泥技术的工业化应用。同时，采用微波热解，需要大量的热能，其能耗较高，需提高效率来降低处理成本。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种利用回转窑微波热解污泥装置，可连续高效地处理污泥，达到减容减量、无害化以及资源化的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种利用回转窑微波热解污泥装置，包括热解回转窑3、桨叶干燥机6和连接在桨叶干燥机6气体出口64的气/液收集装置；热解回转窑3的回转运动由驱动机构提供；

热解回转窑3通过波导12连接微波发生器1，微波通过波导12的馈能口18传入热解回转窑3腔内；在热解回转窑3的一端分别设有进料口14和氮气入气口13；

热解回转窑3的另一端分别设有出气口15和排料口16，出气口15通过管路连接桨叶干燥机6的入料口60，排料口16通过一个带三通分料阀4的管路连接第一进料口61，三通分料阀4的剩余接口通过管路连接残炭储箱5；桨叶干燥机6的第二进料口62为污泥入口；

桨叶干燥机6的固体出口63通过管路连接热解回转窑3的进料口14。

所述气/液收集装置包括桨叶干燥机6气体出口64依次管路连接的旋风分离器7和冷凝器8；旋风分离器7的底部管路连接残炭储箱5；冷凝器8的气体出口连接储气罐10，液体出口连接储液罐9。

所述驱动机构包括：分别设置在热解回转窑3两个端部的托轮支撑结构20、以及设置在热解回转窑3的中部用于驱动其转动的齿轮传动机构19；托轮支撑结构20用于支撑热解回转窑3及用于调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度；齿轮传动机构19连接变速电机23。

在所述热解回转窑3的氮气入气口13、出气口15和排料口16分别设置有抗流器17。在所述热解回转窑3一端设有用于实时监控窑内温度的红外高温计21。

所述热解回转窑3的外部包覆有保温层24。

一种微波热解污泥的方法，具体如下：

通过控制变速电机23得到热解回转窑3所需转速，并通过调节托轮支撑结构20调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度；氮气和污泥分别通过氮气入气口13和进料口14进入热解回转窑3内，随着热解回转窑3的转动，污泥同时向圆周方向翻滚和轴向移动，并在微波作用下升温发生热解；红外高温计21实时监控热解回转窑3内温度，并根据温度变化，调节热解回转窑3和进料口14阀门的开度，控制污泥供给速度，将热解回转窑3内温度维持在680℃～720℃；污泥生成的残炭经排料口16排出，排出的残炭一部分进入残炭储箱5，另一部分通过第一进料口61进入热解回转窑3内；污泥生成的热解气体通过出气口15导出并通过入料口60进入热解回转窑3内；

由第一进料口61通入的残炭和由第二进料口62通入的污泥，进入桨叶干燥机6中混合，残炭的添加比例通过三通分料阀4控制；与此同时，从热解回转窑3导出的热解气体以传导加热的方式对桨叶干燥机6内的污泥进行加热，使其干燥，污泥干燥过程中水分蒸发并被热解气体产生的气流带走；

桨叶干燥机6中混入了残炭并预热过的污泥，通过固体出口63再进入热解回转窑3内进行微波热解；而桨叶干燥机6出来的热解气体经过旋风分离器7后进入冷凝器8，可冷凝气体由储液罐9收集，不可冷凝气体由储气罐10收集。

本实用新型技术手段简便易行，利用微波加热速率快，能量利用率高的特点，连续迅速热解污泥，生成的油、气和固态产物均可再被利用，并且利用生成的残炭作为吸波介质回添到污泥中，回收热解产物的热量用于预热烘干湿污泥，提高了能源利用效率，降低了成本，为微波处理污泥提供了一种可连续运行的大容量反应设备。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为热解回转窑3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1、2所示。本实用新型公开了一种利用回转窑微波热解污泥装置，包括热解回转窑3、桨叶干燥机6和连接在桨叶干燥机6气体出口64的气/液收集装置；热解回转窑3的回转运动由驱动机构提供；

热解回转窑3通过波导12连接微波发生器1，微波通过波导12的馈能口18传入热解回转窑3腔内；在热解回转窑3的一端分别设有进料口14和氮气入气口13；馈能口18可采用云母片或四氟材料等，用于隔绝水蒸汽、粉尘等进入波导12，防止损坏微波发生器1。

热解回转窑3的另一端分别设有出气口15和排料口16，出气口15通过管路连接桨叶干燥机6的入料口60，排料口16通过一个带三通分料阀4的管路连接第一进料口61，三通分料阀4的剩余接口通过管路连接残炭储箱5；桨叶干燥机6的第二进料口62为污泥入口；三通分料阀4用于控制残炭的去向。

桨叶干燥机6的固体出口63通过管路连接热解回转窑3的进料口14。

所述气/液收集装置包括桨叶干燥机6气体出口64依次管路连接的旋风分离器7和冷凝器8；旋风分离器7的底部管路连接残炭储箱5；冷凝器8的气体出口连接储气罐10，液体出口连接储液罐9。

所述驱动机构包括：分别设置在热解回转窑3两个端部的托轮支撑结构20、以及设置在热解回转窑3的中部用于驱动其转动的齿轮传动机构19；托轮支撑结构20用于支撑热解回转窑3及用于调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度；齿轮传动机构19连接变速电机23。热解回转窑3的窑体在变速电机23、齿轮传动机构19的带动下运转，热解回转窑3内无需设置输送物料(污泥)的部件，构造简单，也解决了材料选择的难题。

在所述热解回转窑3的氮气入气口13、出气口15和排料口16分别设置有抗流器17；在所述热解回转窑3一端设有用于实时监控窑内温度的红外高温计21，该红外高温计21实时测量热解回转窑3的窑内温度，工作人员可根据窑内温度变化，调节变速电机23转速和进料口14阀门的开度，以控制污泥的进料速度。热解回转窑3的内筒可由钢板卷制而成，并在氮气入气口13、出气口15和排料口16分别设置有抗流器17，起到防止微波泄漏的作用。

热解回转窑3的外部包覆有保温层24，当然在其他管路上也可包覆保温层，可减少散热损失，提高热效率。

污泥本身吸收微波的能力很弱，因此残炭可作为吸波介质，进入桨叶干燥机6与(湿)污泥混合，同时回收残炭的热量用于预热(湿)污泥。残炭的添加比例会影响热解效果，一般控制在1％-10％之间，其余残炭则直接排入残炭储箱5。同时残炭的循环使用次数过多，其吸波特性会有所改变，所以循环了一定次数后(一般取>6)，残炭应全部排入储箱。

如上所述，预热污泥的热量来源除了残炭，由出气口15过来的高温热解气体也作为污泥的加热介质，通过桨叶干燥机6壁面和夹套壁面向其内的污泥传热，使得热解气体与污泥不直接接触，避免了生成更复杂的污染物。

实际应用中，桨叶干燥机6采用顺流式操作，这是因为污泥是粘性物料，且初水分较高，顺流换热入口处温差大，水分易被大量蒸发，有利于污泥的运动。桨叶干燥机6也可选择卧式双轴式，有利于物料混合均匀。三通分料阀4也可以用缓冲仓和两个调节阀代替，使得残炭的添加更加灵活。

污泥微波热解的固体产率在45％-55％之间，为使残炭的添加比例控制在1％-10％之间，应有2％-20％残炭回添到污泥中。可通过三通分料阀4，使15％的残炭和污泥一起进入桨叶干燥机6中混合。

在实际操作中，为了进一步保证整个流程的连续稳定运行，可以在热解回转窑3的进料口14前设置送风机，在桨叶干燥机6的气体出口64后设置引风机，在各设备间设置运输物料的输送机，还可以在桨叶干燥机6的固体出口63和热解回转窑3的进料口14之间，再接入物料缓冲仓等。

本实用新型微波热解污泥的方法可通过如下步骤实现：

通过控制变速电机23得到热解回转窑3所需转速，并通过调节托轮支撑结构20调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度；氮气和污泥分别通过氮气入气口13和进料口14进入热解回转窑3内，随着热解回转窑3的转动，污泥同时向圆周方向翻滚和轴向移动，并在微波作用下迅速升温发生热解；红外高温计21实时监控热解回转窑3内温度，并根据温度变化，调节热解回转窑3和进料口14阀门的开度，控制污泥供给速度，将热解回转窑3内温度维持在680℃～720℃；污泥生成的残炭经排料口16排出，排出的残炭一部分进入残炭储箱5，另一部分通过第一进料口61进入热解回转窑3内；污泥生成的高温热解气体通过出气口15导出并通过入料口60进入热解回转窑3内；

由第一进料口61通入的残炭和由第二进料口62通入污泥，进入桨叶干燥机6中混合，残炭的添加比例通过三通分料阀4控制；与此同时，从热解回转窑3导出的高温热解气体以传导加热的方式对桨叶干燥机6内的污泥进行加热，使其干燥；

桨叶干燥机6中混入了残炭并预热过的污泥，通过固体出口63再进入热解回转窑3内进行微波热解；而桨叶干燥机6出来的高温热解气体经过旋风分离器7后进入冷凝器8，可冷凝气体由储液罐9收集，不可冷凝气体由储气罐10收集。

如上所述，便可较好地实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，包括热解回转窑(3)、桨叶干燥机(6)和连接在桨叶干燥机(6)气体出口(64)的气/液收集装置；热解回转窑(3)的回转运动由驱动机构提供；

热解回转窑(3)通过波导(12)连接微波发生器(1)，微波通过波导(12)的馈能口18传入热解回转窑(3)腔内；在热解回转窑(3)的一端分别设有进料口(14)和氮气入气口(13)；

热解回转窑(3)的另一端分别设有出气口(15)和排料口(16)，出气口(15)通过管路连接桨叶干燥机(6)的入料口(60)，排料口(16)通过一个带三通分料阀(4)的管路连接第一进料口(61)，三通分料阀(4)的剩余接口通过管路连接残炭储箱(5)；桨叶干燥机(6)的第二进料口(62)为污泥入口；

桨叶干燥机(6)的固体出口(63)通过管路连接热解回转窑(3)的进料口(14)。

2.根据权利要求1所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述气/液收集装置包括桨叶干燥机(6)气体出口(64)依次管路连接的旋风分离器(7)和冷凝器(8)；旋风分离器(7)的底部管路连接残炭储箱(5)；冷凝器(8)的气体出口连接储气罐(10)，液体出口连接储液罐(9)。

3.根据权利要求2所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述驱动机构包括：分别设置在热解回转窑(3)两个端部的托轮支撑结构(20)、以及设置在热解回转窑(3)的中部用于驱动其转动的齿轮传动机构(19)；托轮支撑结构(20)用于支撑热解回转窑(3)及用于调节热解回转窑(3)的轴线相对于水平线的倾斜角度；齿轮传动机构(19)连接变速电机(23)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，在所述热解回转窑(3)的氮气入气口(13)、出气口(15)和排料口(16)分别设置有抗流器(17)。

5.根据权利要求4所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，在所述热解回转窑(3)一端设有用于实时监控窑内温度的红外高温计(21)。

6.根据权利要求4所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述热解回转窑(3)的外部包覆有保温层(24)。