CN205717225U - 一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，包括一次连接设置的污泥水热脱水装置、热风喷动干化装置、污泥气化炉、烟气处理器。通过设置污泥水热脱水装置，有助于污泥改性，有益污泥脱水，间接减少脱水药剂的投加量，就可实现在所述热风喷动干化装置的污泥干化吹，有利于后端污泥资源化，通过设置污泥气化炉，且污泥气化后，可产生可燃气、焦油、生物炭，经干法制备的生物炭，其具有固碳减排、固化重金属、改良土壤等多种功效，经济、社会和生态效益显著。可燃气与焦油可以产生高温蒸汽用于污泥水热脱水、热风喷动干化，实现节能、环保。

Description

一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置。

背景技术

我国目前的污泥处置方式中，土地填埋占63％、污泥好氧发酵+农用约占13.5％、污泥自然干化综合利用占5.4％、污泥焚烧占1.8％、污泥露天堆放和外运各占1.8％和14.4％。土地填埋成本较低，易于操作，但会占用大量土地且污泥产生的渗滤液也会威胁地下水资源。污泥焚烧对技术和经济要求比较高，其运行、维护等费用是其他工艺的2～4倍，同时焚烧造成重金属在飞灰中富集，且会生成二恶英等剧毒物质。污泥中氮、磷的含量约占5％左右，可作为肥料，但污泥中含有病原菌与重金属等污染物，若前处理不当而施用于土壤则会通过食物链进入人体，对人类健康产生危害。目前，国内真正实现安全处置的污泥比例不超过20％。

在上述污泥处理过程中，用到的主要装置是连续式流化床干燥机又称卧式流化床干燥机。其中，一定量的空气经过滤、除湿(可选)、加热后进入干燥机，进风温度可精确控制。湿物料通过加料器加入流化床，与热空气充分接触。经过流化干化，最终达到产品的要求。与物料接触过的夹带细粉废气，凭藉设备体积扩张原理，在干化装置内使细粉达到理想的沉降速度，从而使排出空气的细粉含量降到最低，废气经旋风分离器等处理。而喷动床技术是流态化技术的一个分支，最早出现20世纪50年代中期，创始人是加拿大的Gisher P E和印度的Mathur K B， 起初用于干燥颗粒状、流动性较好的小麦。与流化床相比，喷动床又具有以下特点：床内流型重复性强且流型变化比流化床少，其流动比流化床相对更简单和有规律；操作压降比流化床低；对粗颗粒，其气固接触效率和传热及传质效果优于流化床。

喷动床可用于许多固体物料的处理，如大颗粒物料的干燥、造粒、涂敷、非均相反应、煤的碳化和气化、加热或冷却等领域。迄今为止，未见到针对污泥的干化特性以及热风再利用技术中容易引起的堵塞问题而将喷动技术引入到流化床系统中的相关报道。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于：为克服上述问题，提供一种基于热风以及热风再循环，进而喷动技术和污泥气化组合的一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，包括：

污泥水热脱水装置，包括污泥搅拌罐以及与所述污泥搅拌罐相连接设置的板框压滤机；所述污泥搅拌罐上设置有蒸汽入口和水入口；

热风喷动干化装置，所述热风喷动干化装置与所述板框压滤机相连，用于将经过所述板框压滤机压滤后的污泥进行干化处理；

污泥气化炉，所述污泥气化炉与所述热风喷动干化装置相连，用于将经过干化处理后的污泥进行气化；

烟气处理器，所述烟气处理器与所述污泥气化炉相连。

进一步，热风喷动干化装置包括干化腔，所述干化腔的排气口连接第一旋风分离器；所述干化腔包括设置在一侧的污泥投料口、设置在底部的多个并排设置的倾斜布风管和设置在所述倾斜布风管上侧的刮渣 机，每个所述倾斜布风管上顶端设置布风帽；所述污泥投料口下侧还设置有喷动风口，所述喷动风口与所述倾斜布风管与热气入口相连；所述干化腔的一侧还设置有出料口，所述污泥投料口与所述板框压滤机的污泥出口相连。

进一步，所述污泥气化炉设置有流化气入口、流化气出口、污泥入口和生物炭出口，所述污泥气化炉的污泥入口与所述热风喷动干化装置的出料口相连，所述污泥气化炉的流化气出口与所述烟气处理器相连。

进一步，还包括废气净化装置，所述污泥气化炉的流化气出口通过第二旋风分离器与所述废气净化装置的气体入口相连；所述第一旋风分离器的气体出口与所述废气净化装置的气体入口相连；所述废气净化装置的气体出口与所述烟气处理器相连。

进一步，还包括设置在所述废气处理装置与所述烟气处理器之间的高温蒸汽产生装置，所述高温蒸汽产生装置包括壳体以及设置在所述壳体内的高温蒸汽产生管，所述高温蒸汽产生管包括水入口和蒸汽出口；所述壳体上设置有气体入口和气体出口，分别与所述废气净化装置的气体出口和所述烟气处理器相连。

进一步，还包括水热交换器、第一热风交换器和第二热风交换器，所述高温蒸汽产生管的蒸汽出口分别与所述水热交换器、所述第一热风交换器和所述第二热风交换器相连，经过热交换后，所述水热交换器与所述污泥搅拌罐的蒸汽入口相连，所述第一热风交换器与所述热风喷动干化装置的热气入口相连，所述第二热风交换器与所述污泥气化炉的流化气入口相连。

所述高温蒸汽产生装置的壳体的气体出口还与所述污泥气化炉的流化气入口相连。

进一步，所述第一旋风分离器的固体出口与所述干化腔相连。

进一步，在所述热风喷动干化装置的所述出料口与所述污泥气化炉的污泥入口之间还设置有干化污泥储仓。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，包括一次连接设置的污泥水热脱水装置、热风喷动干化装置、污泥气化炉、烟气处理器。通过设置污泥水热脱水装置，有助于污泥改性，有益污泥脱水，间接减少脱水药剂的投加量，就可实现在所述热风喷动干化装置的污泥干化吹，有利于后端污泥资源化，通过设置污泥气化炉，且污泥气化后，可产生可燃气、焦油、生物炭，经干法制备的生物炭，其具有固碳减排、固化重金属、改良土壤等多种功效，经济、社会和生态效益显著。可燃气与焦油可以产生高温蒸汽用于污泥水热脱水、热风喷动干化，实现节能、环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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得到其他的附图。

图1是本实用新型实施例1污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-污泥搅拌罐；2-板框压滤机；3-热风喷动干化装置；4-污泥气化炉；5-烟气处理器；6-第一旋风分离器；7-废气净化装置；8-第二旋风分离器；9-高温蒸汽产生装置；10-水热交换器；11-第一热风交换器；12-第二热风交换器；13-干化污泥储仓；31-干化腔；32-污泥投料口；33-倾斜布风管；34-刮渣机；35-布风帽；36-喷动风口；37-热气入口；38-出料口；39-废气干管；41-流化气入口；42-流化气出口；43-污泥入口；44-生物炭出口；91-壳体；92-高温蒸 汽产生管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，包括：污泥水热脱水装置，所述污泥水热脱水装置包括污泥搅拌罐1以及与所述污泥搅拌罐1相连接设置的板框压滤机2；所述污泥搅拌罐1利用水和蒸汽将污泥水热稀释，设置有蒸汽入口、水入口和污泥进口，在其内部设置有搅拌器；所述板框压滤机2为现有的任意的一款板框压滤机，用于将稀释过的污泥脱水；热风喷动干化装置3，所述热风喷动干化装置3与所述板框压滤机2相连，用于将经过所述板框压滤机2压滤后的污泥进行干化处理；污泥气化炉4，所述污泥气化炉4与所述热风喷动干化装置3相连，用于将经过干化处理后的污泥进行气化，气化后得到可燃气、焦油生物炭等；烟气处理器5，所述烟气处理器5与所述污泥气化炉4相连，用于将所述污泥气化炉4产生的气体进行处理。

上述技术方案是本实用新型的核心技术方案，通过设置污泥水热脱水装置，有助于污泥改性，有益污泥脱水，间接减少脱水药剂的投加量，就可实现在所述热风喷动干化装置的污泥干化吹，有利于后端污泥资源化，通过设置污泥气化炉，且污泥气化后，可产生可燃气、焦油、生物炭，经干法制备的生物炭，其具有固碳减排、固化重金属、改良土壤等多种功效，经济、社会和生态效益显著。可燃气与焦油可以产生高温蒸汽用于污泥水热脱水、热风喷动干化，实现节能、环保。

具体地，所述热风喷动干化装置3包括干化腔31，所述干化腔31的排气口通过废气干管39连接第一旋风分离器6，所述第一旋风分离器6用于将所述干化腔31内排出的气体进行气固分离，所述废气干管39用于对所述干化腔31内排出的气体进行气液分离，底部设置有液体出口；所述干化腔31包括设置在一侧的污泥投料口32、设置在底部的多个并排设置的倾斜布风管33和设置在所述倾斜布风管上侧的刮渣机34，所述污泥投料口34与所述板框压滤机2的污泥出口相连，每个所述倾斜布风管33上顶端设置布风帽35，所述刮渣机34用来刮除底部沉积的物料，以使污泥干化彻底，同时，避免设备因堵塞停机；所述污泥投料口32下侧还设置有喷动风口36，所述喷动风口36对进料进行喷动，使其均匀的分布在所述干化腔31内，同时结构所述倾斜布风管33对物料的吹扫，以使物料干化，所述喷动风口36与所述倾斜布风管33与热气入口37相连，所述热气入口37对所述喷动风口36与所述倾斜布风管33供应热气；所述干化腔1的一侧还设置有出料口38。

进一步，所述污泥气化炉4，设置有流化气入口41、流化气出口42、污泥入口43和生物炭出口44，所述污泥气化炉4的底部设置有气体喷管，所述气体喷管的底部作为流化气入口41，用于对污泥提供焚烧能量的入口；所述污泥气化炉4的污泥入口41与所述热风喷动干化装置3的出料口38相连；所述污泥气化炉4的流化气出口42与所述烟气处理器5相连。

进一步，为了使过程中产生的废气再次利用和/或保护环境，还包括废气净化装置7，所述废气净化装置7为除尘器，优选水幕除尘器；所述污泥气化炉4的流化气出口42通过第二旋风分离器8与所述废气净化装置7的气体入口相连，所述第二旋风分离器8用于气固分离；所述第一旋风分离器7的气体出口与所述废气净化装置7的气体入口相连；经过净化后的气体经所述述废气净化装置7的气体出口与所述烟气处理器相连。

进一步，还包括设置在所述废气处理装置7与所述烟气处理器5之间的高温蒸汽产生装置9，所述高温蒸汽产生装置9包括壳体91以及设置在所述壳体91内的高温蒸汽产生管92，所述高温蒸汽产生管92包括水入口和蒸汽出口，通过所述壳体91内的焚烧加热或者电加热实现所述高温蒸汽产生管92内产生高温蒸汽；为了有效利用过程中产生的能量的再利用，所述壳体91上设置有气体入口和气体出口，通过该气体入口的经过所述废气净化装置7的气体出口的气体进入所述壳体1与所述高温蒸汽产生管92进行热交换后，接着从气体出口进入所述烟气处理器5。

进一步，因为产生高温蒸汽的水最好是纯水，为了减少高温蒸汽的损失，且为了实现能量的有效利用，还包括水热交换器10、第一热风交换器11和第二热风交换器12，所述高温蒸汽产生管92的蒸汽出口与所述水热交换器10、所述第一热风交换器11和所述第二热风交换器12相连，经过热交换后，所述水热交换器10产生的水汽热水混合物、所述第一热风交换器11产生的热风(空气)和所述第二热风交换器12产生的热风(空气)风别经所述污泥搅拌罐1的蒸汽入口、所述热风喷动干化装置3的热气入口37和所述污泥气化炉4的流化气入口41进入所述污泥搅拌罐1、所述热风喷动干化装置3和所述污泥气化炉4实现水热稀释、污泥热风干化和热解气化，而同时产生的降低温度的纯水的蒸汽或者蒸汽与水的混合物进入所述高温蒸汽产生管92的水入口，实现纯水蒸气的循环利用。

进一步，所述高温蒸汽产生装置9的壳体91的气体出口还与所述污泥气化炉4的流化气入口相连，实现了过程中废气的再循环利用。

进一步，所述第一旋风分离器6的固体出口与所述干化腔31相连，这样，经过所述第一旋风分离器6分离出的固体进入所述干化腔31，随后经所述出料口38进入后续装置，实现了污泥全处理化。

进一步，为了实现各个装置之间的连续运行，在所述热风喷动干化装置3的所述出料口38与所述污泥气化炉4的污泥入口之间还设置有干化污泥储仓13，用来储备干化好的污泥，以备所述污泥气化炉4使用。

本实用新型具体使用流程为：将污泥送入污泥搅拌罐1，通入水和蒸汽，对污泥预热改性，并稀释至含水率90％～96％；适当添加部分调理剂；接着，预热污泥进入所述板框压滤机2进行脱水，得到含水率55％左右脱水污泥；接着，上述脱水污泥在所述热风喷动干化装置3中利用蒸汽(热交换)深度干化，得到含水率低于30％的干化污泥；干化污泥进入污泥气化炉4低温气化，制得可燃气、焦油、生物炭等产品；可燃气、焦油焚烧得到高温蒸汽，且与部分回流烟气用于污泥气化，同时，高温蒸汽经热交换得到低品位蒸汽与热风分别预热调质污泥脱水、干化和气化污泥。

需要说明的是，在本实用新型装置以及相应的管路中，还设置有一些个风机、开关等常用设备，在此不一一赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，包括：

污泥水热脱水装置，包括污泥搅拌罐以及与所述污泥搅拌罐相连接设置的板框压滤机；所述污泥搅拌罐上设置有蒸汽入口和水入口；

热风喷动干化装置，所述热风喷动干化装置与所述板框压滤机相连，用于将经过所述板框压滤机压滤后的污泥进行干化处理；

污泥气化炉，所述污泥气化炉与所述热风喷动干化装置相连，

用于将经过干化处理后的污泥进行气化；

烟气处理器，所述烟气处理器与所述污泥气化炉相连。

2.根据权利要求1所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，热风喷动干化装置包括干化腔，所述干化腔的排气口连接第一旋风分离器；所述干化腔包括设置在一侧的污泥投料口、设置在底部的多个并排设置的倾斜布风管和设置在所述倾斜布风管上侧的刮渣机，每个所述倾斜布风管上顶端设置布风帽；所述污泥投料口下侧还设置有喷动风口，所述喷动风口与所述倾斜布风管与热气入口相连；所述干化腔的一侧还设置有出料口，所述污泥投料口与所述板框压滤机的污泥出口相连。

3.根据权利要求2所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，所述污泥气化炉设置有流化气入口、流化气出口、污泥入口和生物炭出口，所述污泥气化炉的污泥入口与所述热风喷动干化装置的出料口相连，所述污泥气化炉的流化气出口与所述烟气处理器相连。

4.根据权利要求3所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，还包括废气净化装置，所述污泥气化炉的流化气出口通过第二旋风分离器与所述废气净化装置的气体入口相连；所述第一旋风分离器的气体出口与所述废气净化装置的气体入口相连；所述废气净化装置的气体出口与所述烟气处理器相连。

5.根据权利要求4所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，还包括设置在所述废气处理装置与所述烟气处理器之间的高温蒸汽产生装置，所述高温蒸汽产生装置包括壳体以及设置在所述壳体内的高温蒸汽产生管，所述高温蒸汽产生管包括水入口和蒸汽出口；所述壳体上设置有气体入口和气体出口，分别与所述废气净化装置的气体出口和所述烟气处理器相连。

6.根据权利要求5所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，还包括水热交换器、第一热风交换器和第二热风交换器，所述高温蒸汽产生管的蒸汽出口分别与所述水热交换器、所述第一热风交换器和所述第二热风交换器相连，经过热交换后，所述水热交换器与所述污泥搅拌罐的蒸汽入口相连，所述第一热风交换器与所述热风喷动干化装置的热气入口相连，所述第二热风交换器与所述污泥气化炉的流化气入口相连。

7.根据权利要求6所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，所述高温蒸汽产生装置的壳体的气体出口还与所述污泥气化炉的流化气入口相连。

8.根据权利要求7所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，所述第一旋风分离器的固体出口与所述干化腔相连。

9.根据权利要求7所述的污泥水热脱水、干化及热解气化焚烧组合装置，其特征在于，在所述热风喷动干化装置的所述出料口与 所述污泥气化炉的污泥入口之间还设置有干化污泥储仓。