CN209024386U - 一种蓄热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统，其中蓄热式污泥热解碳化装置包括热解碳化炉和燃烧器，热解碳化炉内设有用于输送污泥在热解碳化炉内运动的热解输送机，燃烧器包括炉体，炉体的上端开口与热解碳化炉的内部空间相通以向热解碳化炉内输送高温烟气，炉体还包括出气口和允许助燃空气进入的进气口，蓄热式污泥热解碳化装置还包括与出气口连通的第一蓄热体和与进气口连通的第二蓄热体，第一蓄热体与第二蓄热体相通。本实用新型解决的技术问题在于克服现有的污泥热解处理热利用效率低成本高的缺点，提供一种提高热利用效率的蓄热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保领域的污泥处理领域。具体为一种蓄热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统。
背景技术
污泥是城市污水处理厂的主要副产物之一，随着城市化的发展和环保要求的提高，污泥的产量急剧增加。污泥中含有大量病菌、寄生虫及有害物质(如重金属)且常伴有臭味，将其任意堆放或处理不当，都可能造成二次污染。此外，除了上述物质，污泥中还含有大量的有机质，如果任意堆放处置会使得大量有机质白白浪费掉。
污泥热解因其经济性好、二次污染小、热解产物利用价值高等优点而被认为是实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化目标的极具潜力的热化学处理技术之一。利用污泥热解制油是近年来处置污泥的一种新的可望达到能量平衡的技术，但是目前热解处理的热利用效率较低，导致污泥的热解处理成本较高。另外，目前的热解炉热解产生的生物油难分离，尾气成分复杂，会对大气产生污染。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于克服现有的污泥热解处理热利用效率低成本高的缺点，提供一种提高热利用效率的蓄热式污泥热解碳化装置。
本实用新型的蓄热式污泥热解碳化装置，包括热解碳化炉和燃烧器，所述热解碳化炉内设有用于输送污泥在所述所述热解碳化炉内运动的热解输送机，所述燃烧器包括炉体，所述炉体的上端开口与所述热解碳化炉的内部空间相通以向所述热解碳化炉内输送高温烟气，所述炉体还包括出气口和允许助燃空气进入的进气口，所述蓄热式污泥热解碳化装置还包括与所述出气口连通的第一蓄热体和与所述进气口连通的第二蓄热体，所述第一蓄热体与所述第二蓄热体相通。
作为优选，所述第一蓄热体和第二蓄热体为由耐火材料制成的蜂窝体。
作为优选，所述热解输送机包括多段水平设置的螺旋输送器，多段螺旋输送器上下排列，每段所述螺旋输送器水平在水平方向自其第一端向第二端输送污泥，上下相邻的螺旋输送器的输送方向相反，下方的螺旋输送器的第一端接收从相邻上方的螺旋输送器的第二端落下的污泥。
作为优选，位于最上方的螺旋输送器的排气口与所述燃烧器相通以将热解产生的包含碳氢化合物的热解气送入燃烧器燃烧。
本实用新型还提供一种蓄热式污泥热解碳化系统，所述蓄热式污泥热解碳化系统包括接收并存储湿污泥的污泥接收存储装置、接收污泥接收存储装置送来的湿污泥并对其进行干燥的污泥干燥装置、对干燥后的污泥进行热解碳化处理形成污泥碳的污泥热解碳化装置、对污泥碳进行冷却存储的污泥碳冷却存储装置及对所述污泥干燥装置和污泥热解碳化装置产生的尾气进行处理的尾气处理装置，其中所述污泥热解碳化装置为如上所述的污泥热解碳化装置。
作为优选，所述污泥热解碳化装置的燃烧器的尾气出口与所述尾气处理装置连通。
作为优选，所述污泥接收存储装置包括湿污泥储存仓、接收所述湿污泥储存仓排出的湿污泥并输送湿污泥的湿泥螺旋输送机、接收湿泥螺旋输送机送来的湿污泥并对其进行破碎的破碎机和将破碎后的湿污泥运输至所述污泥干燥装置的斗式输送器。
作为优选，所述污泥干燥装置包括接收所述斗式输送器输送来的污泥并对其进行干燥的间接干燥机、向所述间接干燥机内输送高温蒸汽用于对污泥加热的蒸汽锅炉和接收干燥后的污泥并将其输送至所述热解碳化炉的干泥输送机，所述蒸汽锅炉的尾气出口与所述尾气处理装置连通。
作为优选，所述污泥干燥装置还包括其进气口与所述间接干燥机的排气口相通的冷凝器，冷凝器使得从间接干燥机内排出的气体中的水蒸气冷凝成为液体，所述冷凝器的出气口与间接干燥机的进气口相通使得通过冷凝器后的部分干燥气体被输入所述间接干燥机内对其内的污泥进行干燥。
作为优选，所述冷凝器与所述燃烧器和/或蒸汽锅炉连接使得通过冷凝器后的部分气体被输送至所述燃烧器和/或蒸汽锅炉内燃烧。
作为优选，所述污泥碳冷却存储装置包括冷却储存料仓和将自所述热解碳化炉排出的污泥碳输送至所述冷却储存料仓的冷却输送机，所述冷却储存料仓具有冷却腔体，所述污泥碳冷却存储装置还包括可与所述冷却腔体相通以向所述冷却腔体输送冷水的冷水槽。
作为优选，所述尾气处理装置包括依次设置的水喷淋塔、碱喷淋塔、生物除臭装置、活性炭吸附塔和烟囱。
本实用新型的蓄热式污泥热解碳化装置和蓄热式污泥热解碳化系统与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本实用新型的蓄热式污泥热解碳化装置的燃烧器内燃烧产生的高温尾气通过出气口排出，在通过第一蓄热体时，产生热交换，第一蓄热体和第二蓄热体被加热储存热量，同时高温尾气温度下降。助燃气体在进入进气口之前先通过第二蓄热体，被第二蓄热体加热，从而利用了高温尾气的热量。即一方面通过蓄热体可以降低高温尾气的温度，便于尾气的后续处理，同时利用被高温尾气加热的蓄热体对助燃气体进行加热，提高了热量的利用效率。
2、同时，通过提高热量的利用效率提高了热解碳化炉内的温度至 500-600℃，在此温度下，污泥在热解碳化炉的螺旋输送器内的无氧或缺氧状态下受热分解，产生大量包含碳氢化合物的热解气，从而避免了生物油的产生和分离的情况。同时，碳氢化合物为可燃气体，产生的热解气从螺旋输送器引出至燃烧器内燃烧，可进一步提高热效率。
3、本实用新型还设置了冷凝器，冷凝器与所述燃烧器和/或蒸汽锅炉连接使得通过冷凝器后的部分气体被输送至所述燃烧器和/或蒸汽锅炉内燃烧，干燥气体使得燃烧更充分，从而可更充分地利用可燃气体。另一部分气体输送进入间接干燥机内，用于带走间接干燥机内的水分。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的蓄热式污泥热解碳化装置的结构示意图。
图2为本实用新型一个实施例的蓄热式污泥热解碳化系统的结构示意图。
附图标记
1污泥接收存储装置，11湿污泥储存仓，12湿泥螺旋输送机，13破碎机， 14斗式输送器；
2污泥干燥装置，21间接干燥机，22干泥输送机，23蒸汽锅炉，24冷凝器；
3污泥热解碳化装置，31热解碳化炉，311排气口，32燃烧器，321炉体， 322第一蓄热体，323第二蓄热体，324出气口，325进气口；
4污泥碳冷却存储装置，41冷却输送机，42冷却储存料仓；
5尾气处理装置，51水喷淋塔，52碱喷淋塔，53生物除臭装置，54活性炭吸附塔，55烟囱。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的蓄热式污泥热解碳化装置3包括热解碳化炉31和燃烧器32，燃烧器32通过燃烧产生的高温烟气给热解碳化炉31供热，对碳化炉内的污泥进行加热。所述热解碳化炉31内设有用于输送污泥在所述所述热解碳化炉内运动的热解输送机，污泥在被热解输送机输送的过程中被高温烟气加热。所述燃烧器32包括炉体321，在本实施例中，所述炉体321内可燃烧天然气，所述炉体321的上端开口与所述热解碳化炉的内部空间相通以向所述热解碳化炉内输送高温烟气。所述炉体321还包括允许高温尾气排出的出气口324和允许助燃空气进入的进气口325，在本实施例中，出气口324和进气口 325位于炉体321的底壁上。所述蓄热式污泥热解碳化装置3还包括与所述出气口324连通的第一蓄热体322和与所述进气口325连通的第二蓄热体323，所述第一蓄热体322与所述第二蓄热体323相通。作为优选的方案，所述第一蓄热体322和第二蓄热体323为由耐火材料制成的蜂窝体。
本实用新型的蓄热式污泥热解碳化装置3的燃烧器32内燃烧产生的高温尾气通过出气口324排出，在通过第一蓄热体322时，产生热交换，第一蓄热体 322和第二蓄热体323被加热储存热量，同时高温尾气温度下降。助燃气体在进入进气口325之前先通过第二蓄热体323，被第二蓄热体323加热，从而利用了高温尾气的热量。即一方面通过蓄热体可以降低高温尾气的温度，便于尾气的后续处理，同时利用被高温尾气加热的蓄热体对助燃气体进行加热，提高了热量的利用效率。
作为优选的方案，所述热解碳化炉31的排气口311可与所述燃烧器32相通以将热解产生的包含碳氢化合物的热解气送入燃烧器32燃烧。热解气的燃烧可提高热效率，从而将碳化炉的温度提高为500-600摄氏度，污泥在热解碳化炉内的无氧或缺氧状态下受热分解，产生大量的包含碳氢化合物的热解气，从而避免了生物油的产生和分离的情况。同时，碳氢化合物为可燃气体，热解气经位于热解碳化炉最上部的螺旋输送器上的排气口和排气管扩排出，并被引回到燃烧器32内燃烧，产生的热量作为碳化炉的辅助热源，可进一步提高热效率。
作为优选的方案，如图1所示，所述热解输送机包括多段水平设置的螺旋输送器，多段螺旋输送器上下排列，每段所述螺旋输送器水平在水平方向自其第一端向第二端输送污泥，上下相邻的螺旋输送器的输送方向相反，下方的螺旋输送器的第一端接收从相邻上方的螺旋输送器的第二端落下的污泥。在本实施例中，如图1所示，最上方的螺旋输送器的第一端接收污泥，将污泥向图中的右方运送至第二端，相邻下方的螺旋输送器的第一端在水平方向上突出于最上方的螺旋输送器的第二端，污泥自最上方的螺旋输送器的第二端掉落在相邻下方的螺旋输送器的第一端上，并被螺旋输送器向其第二端即图中的左方运动，如此类推，直到污泥运动到最下方的螺旋输送器的第二端，完成了污泥的热解碳化。通过这种结构，污泥在热解碳化炉内反复运动，可充分进行热解碳化。
本实用新型还挺一种蓄热式污泥热解碳化系统，所述蓄热式污泥热解碳化系统包括接收并存储湿污泥的污泥接收存储装置1、接收污泥接收存储装置1送来的湿污泥并对其进行干燥的污泥干燥装置2、对干燥后的污泥进行热解碳化处理形成污泥碳的污泥热解碳化装置3、对污泥碳进行冷却存储的污泥碳冷却存储装置及对所述污泥干燥装置2和污泥热解碳化装置3产生的尾气进行处理的尾气处理装置5，其中所述污泥热解碳化装置3为如上所述的污泥热解碳化装置3。
本实用新型的蓄热式污泥热解碳化系统的工作原理是：含水污泥先由污泥接收装置接收，输送到污泥干燥装置2干燥降低含水率，再输送到污泥热解碳化装置3进行热解碳化处理，热解碳化产生的污泥碳最后送到污泥碳冷却存储装置4进行冷却和储存。污泥干燥装置产生的空气，经冷却除湿后部分进入到污泥干燥装置和间接式污泥热解碳化装置3内燃烧，其余全部回流至干燥装置空气入口处循环利用，最终蒸汽锅炉23和燃烧器32排放的烟气由尾气处理装置5处理后排放到大气中。
在本实施例中，所述燃烧器32的尾气出口与所述尾气处理装置5连通。
其中，所述污泥接收存储装置1包括湿污泥储存仓11、接收所述湿污泥储存仓11排出的湿污泥并输送湿污泥的湿泥螺旋输送机12、接收湿泥螺旋输送机 12送来的湿污泥并对其进行破碎的破碎机13和将破碎后的湿污泥运输至所述污泥干燥装置2的斗式输送器14。湿污泥存放于湿污泥储存仓11中，螺旋输送机设在湿污泥储存仓11的下方，螺旋输送机在输送湿污泥的过程中可同时对湿污泥进行初次破碎，螺旋输送机将污泥送至破碎机13内进行破碎处理，破碎后的污泥经斗式输送器14提升输送到间接干燥机215内干燥，在本实施例中，斗式输送器14为斗式提升机。
所述污泥干燥装置2包括接收所述斗式输送器14输送来的污泥并对其进行干燥的间接干燥机21、向所述间接干燥机21内输送高温蒸汽用于对污泥加热的蒸汽锅炉23和接收干燥后的污泥并将其将输送至所述热解碳化炉31的干泥输送机22，在本实施例中，蒸汽锅炉23燃烧天然气，蒸汽锅炉23的锅内与温水箱相通，即锅内的水为经过预热的水，可以节约时间。所述蒸汽锅炉23的尾气出口与所述尾气处理装置5连通。间接干燥机采用现有的圆盘间接干燥机。
在本实施例中，所述污泥干燥装置还包括其进气口与所述间接干燥机的排气口相通的冷凝器，冷凝器使得从间接干燥机内排出的气体中的水蒸气冷凝成为液体，所述冷凝器的出气口与间接干燥机的进气口相通使得通过冷凝器后的部分干燥气体被输入所述间接干燥机内对其内的污泥进行干燥，与外部的空气相比，干燥后的气体可带走更多的水蒸气。
作为进一步的优选方案，在本实施例中，冷凝器24与所述燃烧器32和/或蒸汽锅炉23连接使得通过冷凝器24后的部分气体被输送至所述燃烧器32和/ 或蒸汽锅炉23内燃烧，干燥气体使得燃烧更充分，从而可更充分地利用可燃气体。
所述污泥碳冷却存储装置包括冷却储存料仓42和将自所述热解碳化炉31 排出的污泥碳输送至所述冷却储存料仓42的冷却输送机41。污泥在冷却输送机 41上输送的过程中温度逐渐降低，所述冷却储存料仓42具有冷却腔体，所述污泥碳冷却存储装置还包括可与所述冷却腔体相通以向所述冷却腔体输送冷水的冷水槽。
所述尾气处理装置5包括依次设置的水喷淋塔51、碱喷淋塔52、生物除臭装置53、活性炭吸附塔54和烟囱55。燃烧器32和蒸汽锅炉23排出的废气输送至水喷淋塔51进行喷淋降温。水喷淋塔51是一种立式的带填料的洗涤塔，经过洗涤塔后气体可降温至40℃，同时可去除大部分的颗粒物及可溶性气体。洗涤后的废气进入到碱喷淋塔52以去除二氧化硫等污染物。经过碱喷淋的尾气从生物除臭装置53下方进入，生物除臭装置53内部装有高比表面积的无机填料，填料表面附着大量的微生物菌群，使得臭气成分溶解在填料表面的水膜中被菌群吸收分解。经过除臭的尾气从生物除臭装置53的上部排出再进入到活性炭吸附塔54中，活性炭吸附塔54是一种固定床式活性炭填充过滤装置。其内部填充的活性炭具有高度发达的孔隙结构，与气体接触充分，具有很强的吸附功能，能够吸附尾气中残留的二噁英、臭气等污染物，保证尾气能够达标排放。经过活性炭吸附塔54的尾气最终通过烟囱55排放至大气中。
以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出的各种修改或等同替换也落在本实用新型的保护范围内。
Claims (12)
1.一种蓄热式污泥热解碳化装置，其特征在于，所述蓄热式污泥热解碳化装置包括热解碳化炉和燃烧器，所述热解碳化炉内设有用于输送污泥在所述热解碳化炉内运动的热解输送机，所述燃烧器包括炉体，所述炉体的上端开口与所述热解碳化炉的内部空间相通以向所述热解碳化炉内输送高温烟气，所述炉体还包括出气口和允许助燃空气进入的进气口，所述蓄热式污泥热解碳化装置还包括与所述出气口连通的第一蓄热体和与所述进气口连通的第二蓄热体，所述第一蓄热体与所述第二蓄热体相通。
2.根据权利要求1所述的蓄热式污泥热解碳化装置，其特征在于，所述第一蓄热体和第二蓄热体为由耐火材料制成的蜂窝体。
3.根据权利要求1所述的蓄热式污泥热解碳化装置，其特征在于，所述热解输送机包括多段水平设置的螺旋输送器，多段螺旋输送器上下排列，每段所述螺旋输送器在水平方向自其第一端向第二端输送污泥，上下相邻的螺旋输送器的输送方向相反，下方的螺旋输送器的第一端接收从相邻上方的螺旋输送器的第二端落下的污泥。
4.根据权利要求3所述的蓄热式污泥热解碳化装置，其特征在于，位于最上方的螺旋输送器的排气口与所述燃烧器相通以将热解产生的包含碳氢化合物的热解气送入燃烧器燃烧。
5.一种蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述蓄热式污泥热解碳化系统包括接收并存储湿污泥的污泥接收存储装置、接收污泥接收存储装置送来的湿污泥并对其进行干燥的污泥干燥装置、对干燥后的污泥进行热解碳化处理形成污泥碳的污泥热解碳化装置、对污泥碳进行冷却存储的污泥碳冷却存储装置及对所述污泥干燥装置和污泥热解碳化装置产生的尾气进行处理的尾气处理装置，其中所述污泥热解碳化装置为如权利要求1-4中任一项所述的污泥热解碳化装置。
6.根据权利要求5所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述污泥热解碳化装置的燃烧器的尾气出口与所述尾气处理装置连通。
7.根据权利要求5所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述污泥接收存储装置包括湿污泥储存仓、接收所述湿污泥储存仓排出的湿污泥并输送湿污泥的湿泥螺旋输送机、接收湿泥螺旋输送机送来的湿污泥并对其进行破碎的破碎机和将破碎后的湿污泥运输至所述污泥干燥装置的斗式输送器。
8.根据权利要求7所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述污泥干燥装置包括接收所述斗式输送器输送来的污泥并对其进行干燥的间接干燥机、向所述间接干燥机内输送高温蒸汽用于对污泥加热的蒸汽锅炉和接收干燥后的污泥并将其输送至所述热解碳化炉的干泥输送机，所述蒸汽锅炉的尾气出口与所述尾气处理装置连通。
9.根据权利要求8所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述污泥干燥装置还包括其进气口与所述间接干燥机的排气口相通的冷凝器，冷凝器使得从间接干燥机内排出的气体中的水蒸气冷凝成为液体，所述冷凝器的出气口与间接干燥机的进气口相通使得通过冷凝器后的部分干燥气体被输入所述间接干燥机内对其内的污泥进行干燥。
10.根据权利要求9所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述冷凝器与所述燃烧器和/或蒸汽锅炉连接使得通过冷凝器后的部分气体被输送至所述燃烧器和/或蒸汽锅炉内燃烧。
11.根据权利要求5所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述污泥碳冷却存储装置包括冷却储存料仓和将自所述热解碳化炉排出的污泥碳输送至所述冷却储存料仓的冷却输送机，所述冷却储存料仓具有冷却腔体，所述污泥碳冷却存储装置还包括可与所述冷却腔体相通以向所述冷却腔体输送冷水的冷水槽。
12.根据权利要求5所述的蓄热式污泥热解碳化系统，其特征在于，所述尾气处理装置包括依次设置的水喷淋塔、碱喷淋塔、生物除臭装置、活性炭吸附塔和烟囱。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113637491A (zh) * | 2021-08-21 | 2021-11-12 | 浙江宜可欧环保科技有限公司 | 固废热解-氧化协同处置装备 |
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