CN211005033U - 一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对现有污泥碳化处理工艺系统需要额外配备除臭、气体净化等子系统的不足提供一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，包括燃烧段、碳化段及余热锅炉段，从下至上依次为高温除臭室、补燃室、第二蒸发器、螺旋输送机、过热器、第一蒸发器、省煤器及汽包等部件，辅助设备包括第一风机、第二风机、除臭燃烧机、除臭燃烧风机、补热燃烧机、补热燃烧风机、导气管、凝结器及螺旋冷却器等。本实用新型提供的污泥处置炉采用净污分流的方式，大大降低了烟气量；采用高温除臭的方式取代生物除臭，提高了除臭效率，降低了除臭成本；采用多级热回收的方式，提高了工艺热效率，降低了整个系统的能耗。

Description

一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉

技术领域

本实用新型涉及污泥处理设备技术领域，特别涉及一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉。

背景技术

随着国家环保水平的提高，污泥处理量越来越多，污泥处置的压力日益增大。其中污泥碳化处理作为污泥减量的手段之一，具有多重优点，越来越受到重视。污泥碳化技术是在缺氧或无氧的条件下加热污泥来热解污泥中的有机物，从而产生可燃挥发性气体，由于水分的蒸发和分解气体的挥发，在污泥表面和内部形成众多小孔，在进一步的升温后，有机成分持续减少，污泥经碳化处理最终形成富含固定碳素的碳化物。然而现有的市政污泥碳化处理工艺系统往往需要额外配备除臭、气体净化等子系统，使得整个系统复杂、占地面积较大；同时，现有的处理系统还存在碳化炉热效率较低、生产成本高及生产环境较差的不足。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提出一种污泥处置炉，将污泥处理所需的除臭、碳化及热回收集成为一体，采用净污分流的方式，大大降低了烟气量；同时，本实用新型采用高温除臭的方式取代生物除臭，提高了除臭效率，降低了除臭成本，采用多级热回收的方式，提高了工艺热效率，降低了整个系统的能耗。

为此，本实用新型所采用的技术方案为：

一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，从下到上依次为燃烧段、碳化段及余热锅炉段，所述燃烧段包括高温除臭室和补燃室，所述高温除臭室和补燃室的炉膛由耐火墙砌筑而成，所述高温除臭室的顶部敞开，所述补燃室设置在所述高温除臭室的上方；所述碳化段设置在所述补燃室的上方，且炉膛是由耐火墙砌筑而成，所述碳化段两侧的耐火墙上水平跨列有多台螺旋输送机，多台所述螺旋输送机之间串联接，每台所述螺旋输送机的外壳顶部均设有一列排气孔，所述排气孔连接一导气管，所述导气管的另一端与高温除臭室相连通；所述余热锅炉段中设置有过热器、第一蒸发器、省煤器及汽包，所述余热锅炉段的尾部还连接有排气筒进行烟气排放。

进一步地，所述高温除臭室的一侧耐火墙上设有除臭燃烧机和除臭燃烧风机，所述高温除臭室的另一侧耐火墙上设有臭气进孔和挥发气进孔，所述臭气进孔通过第一风机与导气管连接，所述挥发气进孔与第二风机相连接。

进一步地，所述高温除臭室的耐火墙上还设有温度和压力观察仪控孔，所述高温除臭室内的燃烧温度≥900℃。

进一步地，所述导气管上还设有凝结器。

进一步地，所述补燃室的一侧耐火墙上设有补热燃烧机和补热燃烧风机，所述补燃室的出口处设有第二蒸发器。

进一步地，所述最后一个位置处的螺旋输送机的末端连接有螺旋冷却器，污泥碳化后从螺旋冷却器中排出。

进一步地，所述余热锅炉段的尾部，且位于排气筒之前设有洗涤塔和引风机。

上述技术方案中烟气流程自下而上，污泥在碳化段流程自上而下。污泥碳化产生的气体进入导气管，通过第一风机引入下部的高温除臭室。污泥前端干化产生的不凝臭气也通过第一风机引入高温除臭室，通过燃气燃烧，使臭气高温分解。燃烧烟气穿过补燃室，再进入第二蒸发器，在此回收小部分烟气热能，转化为饱和蒸汽，之后烟气进入碳化段，加热螺旋输送机中的污泥，穿过碳化段的烟气，依次进入余热锅炉的过热器、第一蒸发器、省煤器等，再进入引风机，排入大气。可根据烟气成分确定是否需要气配烟洗涤塔，本实用新型的排烟量较一般碳化工艺减少了50～70％。干化污泥进入碳化段，在其内绝氧受热后，发生热解反应，挥发分析出，通过导气管进入高温除臭室，热解后的固形物最终形成富含固定炭素的碳化物作为产品输出。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型设计的一种污泥处置炉，是将污泥处理所需的除臭、碳化及热回收集成为一体，与现有的存在多个子系统的污泥处理工艺相比，具有以下几点优点：

1、本实用新型提供的处置炉由于是将除臭、碳化及热回收集成为一体，这就大大缩小了整个污泥处理系统的体积，减少了空间占有率；

2、本实用新型提供的处置炉采用高温除臭的方式来分解臭气，相比现有的生物除臭系统，具有结构简单化的优势，并且还提高了除臭效果；

3、本实用新型提供的处置炉采用净污分流的方式降低了烟气量，排烟量较一般碳化工艺减少了50％～70％，减少了污染物排放，同时也节省了烟气处理系统；

4、本实用新型提供的处置炉利用高温除臭的余热来碳化污泥，并产生蒸汽，实现了余热回用，节约了能源。

附图说明

图1是本实用新型处置炉的整体结构示意图。

图中所示：

10-燃烧段，101-高温除臭室，101a-除臭燃烧机，101b-除臭燃烧风机，101c臭气进孔，101d-挥发气进孔，101e-第一风机，101f-第二风机，102-补燃室，102a-补热燃烧机，102b-补热燃烧风机，102c-第二蒸发器；

20-碳化段，201-螺旋输送机，201a-污泥进入口，202-排气孔，203-导气管，204-凝结器，205-螺旋冷却器，205a-碳化产品出口；

30-余热锅炉段，301-过热器，301a-蒸汽出口，302-第一蒸发器，303-省煤器，304-汽包，305-排气筒，306-洗涤塔，307-引风机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本实用新型进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，由燃烧段10、碳化段20及余热锅炉段30三部分组成，从下到上依次为高温除臭室101、补燃室102、螺旋输送机201、过热器301、第一蒸发器302、省煤器303及汽包304。

具体的，所述燃烧段10包括高温除臭室101和补燃室102，所述高温除臭室101炉膛由耐火墙砌筑而成，所述高温除臭室101的顶部敞开，所述高温除臭室101的一侧耐火墙上设有除臭燃烧机101a和除臭燃烧风机101b，所述高温除臭室101的另一侧耐火墙上设有臭气进孔101c和挥发气进孔101d，所述臭气进孔101c通过第一风机101e与导气管203连接，所述挥发气进孔101d与第二风机101f相连接，所述高温除臭室101的耐火墙上还设有温度和压力等观察仪控孔，流态燃料(油、沼气、天然气等)通过燃烧机、助燃风机，在高温除臭室101的炉膛内燃烧，使炉膛温度≥900℃，臭气、挥发气通过第一风机101e和第二风机101f加压进入炉膛，在≥900℃的环境中迅速分解与燃烧，实现除臭目的。

具体的，所述补燃室102设置在所述高温除臭室101的上方，四周由耐火墙砌筑，所述补燃室102的一侧耐火墙上设有补热燃烧机102a和补热燃烧风机102b，起到热能调节作用。当系统工况波动，高温除臭室101的余热不能满足污泥干化或碳化需求时，增大流态燃料烧量，以弥补热量缺口；补燃室102的出口处温度为≥850℃，而污泥碳化需求温度是≤600℃，烟气温度过高，因此在补燃室102的出口处设置第二蒸发器102c，以将烟温降到600℃后进入碳化段20。

具体的，所述碳化段20设置在所述补燃室102的上方，且炉膛是由耐火墙砌筑而成，所述碳化段20两侧的耐火墙上水平跨列有多台螺旋输送机201，多台所述螺旋输送机201之间串联接，根据污泥入炉的含水率来设计螺旋输送机201的串联级数，根据污泥处理量来设计螺旋输送机201的并列数量，所述螺旋输送机201的外壳、螺旋及转轴均由耐热不锈钢材料制成，其头部设置隔热联轴器与减速机连接；每台所述螺旋输送机201的外壳顶部均设有一列排气孔202，所述排气孔202连接一导气管203，所述导气管203的另一端与高温除臭室101相连通，所述第一台螺旋输送机201上设有污泥进入口201a用于污泥的进入，所述最后一个位置处的螺旋输送机201的末端连接有螺旋冷却器205，所述螺旋冷却器205上设有碳化产品出口205a，污泥碳化后从螺旋冷却器205的碳化产品出口205a中排出。

例如将含水率≤20％的污泥送至碳化段20的第一级螺旋输送机201入口，随着螺旋输送机201进入炉内碳化段20，在多级螺旋输送机201中，污泥被烟气加热，残余水变成蒸汽，有机气体析出。随着反应的进行，最后不再析出气体，固形物最终形成富含固定炭素的碳化产品,排出碳化段20。所有析出气体通过导气管203进入凝结器204，气体降温，凝结可能的重金属蒸汽后，由第一风机101e送入高温除臭室101。高温碳化产品进入螺旋冷却器205，密封冷却后通过碳化产品出口205a排出。

具体的，碳化段20的出口烟气温度大约在400℃左右，进入余热锅炉段30进行热回收，余热锅炉段蒸汽参数根据实际需求确定；所述余热锅炉段30中设置有过热器301、所述过热器301上设有蒸汽出口301a用于蒸汽的排出，第一蒸发器302、省煤器303及汽包304，所述余热锅炉段30的尾部还连接有排气筒305进行烟气排放，出余热锅炉段30尾部的烟气温度≤120℃，根据烟气成分，如果需要进行烟气处理的话，则可在余热锅炉段30的尾部，且位于排气筒305之前设置洗涤塔306，烟气通过洗涤塔306处理后经过引风机307从排气筒305排出，这样经过处理的烟气排放量较小。

本实用新型的污泥处置炉，其烟气流程自下而上，污泥在碳化段流程自上而下。污泥碳化产生的气体进入导气管203，通过第一风机101e引入下部的高温除臭室101。污泥前端干化产生的不凝臭气也通过第一风机101e引入高温除臭室101，通过燃气燃烧，使臭气高温分解。燃烧烟气穿过补燃室102，再进入第二蒸发器102c，在此回收小部分烟气热能，转化为饱和蒸汽，之后烟气进入碳化段20，加热螺旋输送机201中的污泥，穿过碳化段20的烟气，依次进入余热锅炉段30的过热器301、第一蒸发器302、省煤器303等，再进入引风机307，排入大气，可根据烟气成分确定是否需要气配烟洗涤塔，本实用新型的排烟量较一般碳化工艺减少了50～70％。

应当理解的是，说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对于本实用新型所做的等价置换等修改均认为是落入该实用新型权利要求书所保护范围内。

Claims (7)

1.一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述处置炉从下到上依次为燃烧段(10)、碳化段(20)及余热锅炉段(30)，所述燃烧段(10)包括高温除臭室(101)和补燃室(102)，所述高温除臭室(101)和补燃室(102)的炉膛由耐火墙砌筑而成，所述高温除臭室(101)的顶部敞开，所述补燃室(102)设置在所述高温除臭室(101)的上方；所述碳化段(20)设置在所述补燃室(102)的上方，且炉膛是由耐火墙砌筑而成，所述碳化段(20)两侧的耐火墙上水平跨列有多台螺旋输送机(201)，多台所述螺旋输送机(201)之间串联接，每台所述螺旋输送机(201)的外壳顶部均设有一列排气孔(202)，所述排气孔(202)连接一导气管(203)，所述导气管(203)的另一端与高温除臭室(101)相连通；所述余热锅炉段(30)中设置有过热器(301)、第一蒸发器(302)、省煤器(303)及汽包(304)，所述余热锅炉段(30)的尾部还连接有排气筒(305)进行烟气排放。

2.根据权利要求1所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述高温除臭室(101)的一侧耐火墙上设有除臭燃烧机(101a)和除臭燃烧风机(101b)，所述高温除臭室(101)的另一侧耐火墙上设有臭气进孔(101c)和挥发气进孔(101d)，所述臭气进孔(101c)通过第一风机(101e)与导气管(203)连接，所述挥发气进孔(101d)与第二风机(101f)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述高温除臭室(101)的耐火墙上还设有温度和压力观察仪控孔，所述高温除臭室(101)内的燃烧温度≥900℃。

4.根据权利要求2所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述导气管(203)上还设有凝结器(204)。

5.根据权利要求1所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述补燃室(102)的一侧耐火墙上设有补热燃烧机(102a)和补热燃烧风机(102b)，所述补燃室(102)的出口处设有第二蒸发器(102c)。

6.根据权利要求1所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：最后一个位置处的所述螺旋输送机(201)的末端连接有螺旋冷却器(205)，污泥碳化后从螺旋冷却器(205)中排出。

7.根据权利要求1所述的一种集高温除臭、碳化及热回收为一体的污泥处置炉，其特征在于：所述余热锅炉段(30)的尾部，且位于排气筒(305)之前设有洗涤塔(306)和引风机(307)。

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