CN211367361U - 一种污泥多维协同管式裂解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污泥多维协同管式裂解装置，包括加热炉、脱附器、裂解器、脱附集气器、裂解集气器以及附墙燃烧器；所述加热炉分为上炉腔和下炉腔，所述上炉腔与下炉腔之间通过烟道连接，并在所述下炉腔一端的侧壁内设有附墙燃烧器；所述脱附器和裂解器分别设置在上炉腔与下炉腔内部，所述上炉腔的前端的顶部开设有烟气出口，本实用新型采用热辐射、对流、传导等复合传热方式可提高系统热量利用率，实现热量的分级梯次高效利用，有效降低运行成本；采用脱附集气器和裂解集气器可有效降低油气中的含尘量，有效解决气体管道堵塞、清理困难等问题，有利于装置长周期稳定运行。

Description

一种污泥多维协同管式裂解装置

技术领域

本实用新型涉及一种污泥处理设备，具体是一种污泥多维协同管式裂解装置。

背景技术

近些年来，随着我国经济发展和城市化进程的加快，我国污泥产量逐年增加。据统计， 2017年我国污泥年产量高达约7000万吨，包括约3500万吨的市政污泥和3500万吨的工业污泥。污泥有机物含量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物和铜、锌、铬、汞等重金属以及盐类、多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物质，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染。同时，污泥中含有近40％的有机生物质，具有一定的热值，所以污泥既被视为废弃物，又被视为一种生物质资源。

污泥的处理处置分为污泥处理和处置两个环节。污泥处理指对污泥进行稳定化、减量化和无害化处理的过程，包括浓缩、脱水、厌氧消化、干化，目的是达到处置的要求；污泥处置是指污泥处理后的消纳过程，也叫资源化过程，包括土地利用、填埋、堆肥、建筑材料利用、焚烧、热解等，目的是实现对处理后污泥的消纳和利用。污泥处理处置与其他固体废物的处理处置一样，都应遵循减量化、稳定化、无害化的原则。为达到此目的，通过各种装置的组合，构成各种污泥处理处置的工艺。目前国内外常用的成熟的污泥稳定工艺有：厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定；常用的污泥处置是土地利用、焚烧、卫生填埋、堆肥、投海、建筑材料等。通过对当前主要的污泥处理处置技术进行调研和分析可知：1)厌氧消化要求污泥有机物含量高。污泥需预热耗费大量热能，不能满足维持自身需要；产生大量沼渣，需再次处理，同时还存在北方地区冬季无法运行、甲烷气体难以并入市政管网利用、运营管理复杂、投资和运行成本高，有安全隐患，占地比较大等问题。污泥好氧堆肥重金属难以稳定化，只能用作园林绿化用肥；堆肥过程产生大量的臭气，污染周边环境；加入大量秸秆等调理剂，不断供氧，运行成本高。但臭气散发往往影响到周边居民的日常生活，露天堆肥带来的对周边环境污染问题也越来越严重。3) 污泥焚烧过程中易产生二噁英等有害气体，对尾气排放影响较大，造成二次环境污染，同时焚烧发电等投资大、对锅炉腐蚀严重，维护成本高。

热脱附技术是上世纪90年代初，可将污泥中有机物成分转化成可利用的油气资源，热解产生的可燃气返回热解炉燃烧系统进行资源利用，供干化热解使用，提高了资源利用效率，显著降低了污泥处理的运行费用，其经济性更好。热脱附是在绝氧条件中进行的，避免了焚烧法等带来的次生污染问题，是一种安全的污泥深度处理方法；污泥热解处理后，其病菌被高温灭杀，有机物被分解碳化，实际减量化程度更高。

目前国内外的热脱附装置存在结焦、处理不达标、堵塞、处理规模不灵活等各种问题，比如：采用回转窑为核心装置的工艺，普遍存在粉尘大、油品回收率低且品质差、管路堵塞等问题，无法解决；采用单绞龙设备，普遍存在结焦、处理不达标等问题，无法解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污泥多维协同管式裂解装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种污泥多维协同管式裂解装置，包括加热炉、脱附器、裂解器、脱附集气器、裂解集气器以及附墙燃烧器；所述加热炉分为上炉腔和下炉腔，所述上炉腔与下炉腔之间通过烟道连接，并在所述下炉腔一端的侧壁内设有附墙燃烧器；所述脱附器和裂解器分别设置在上炉腔与下炉腔内部，所述上炉腔的前端的顶部开设有烟气出口。

作为本实用新型进一步的方案：所述加热炉的底部铺设有耐火砖。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脱附器与裂解器的个数均是不少于一个。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脱附器包括脱附器进料口、脱附器集气室、脱附器油气出口、脱附器出料口、脱附搅拌轴以及驱动装置；所述脱附搅拌轴设置在脱附器内部，脱附搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述脱附器的前端的顶部设有脱附器进料口；所述脱附器出料口设置在脱附器后端的底部；所述脱附器集气室设置在脱附器上侧，并在脱附器集气室的上侧开设有脱附器油气出口，脱附器油气出口与脱附器油气引管的底部相连。

作为本实用新型再进一步的方案：所述裂解器包括裂解器进料口、裂解器集气室、裂解器出料口、裂解器油气出口、裂解搅拌轴以及驱动装置；所述裂解搅拌轴设置在裂解器内部，裂解搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述裂解器的后端的顶部设有裂解器进料口；所述裂解器出料口设置在所述裂解器的前端的底部；所述裂解器集气室设置在裂解器上侧，并在裂解器集气室的上侧开设有裂解器油气出口，裂解器油气出口与裂解器油气引管的底部相连。

作为本实用新型再进一步的方案：所述脱附集气器包括脱附集气器壳体、脱附集气器油气出口、脱附集气器油气进口、脱附器油气引管、脱附集气器轴以及脱附集气器排渣口；所述脱附集气器壳体内部设有脱附集气器轴，脱附集气器轴的一端延伸至所述脱附集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述脱附集气器壳体的顶部开设有脱附集气器油气出口，所述脱附集气器油气进口以及脱附集气器排渣口均开设在所述脱附集气器壳体的底部，其中脱附集气器排渣口设置在端部，脱附集气器油气进口位置与脱附器油气引管位置相匹配，所述脱附集气器油气进口与脱附器油气引管的顶端相连。

作为本实用新型再进一步的方案：所述裂解集气器包括裂解集气器壳体、裂解器集气轴、裂解集气器油气出口、裂解集气器油气进口、裂解器油气引管以及脱附集气器排渣口；所述裂解集气器壳体内部设有裂解器集气轴，裂解器集气轴的一端延伸至所述裂解集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述裂解集气器壳体的顶部开设有裂解集气器油气出口，所述裂解集气器油气进口以及脱附集气器排渣口均开设在所述裂解集气器壳体的底部，其中脱附集气器排渣口设置在端部，裂解集气器油气进口位置与裂解器油气引管位置相匹配，所述裂解集气器油气进口与裂解器油气引管的顶端相连。

作为本实用新型再进一步的方案：所述上炉腔的烟气通道设有用于增强烟气绕流烟气折流板，增加停留时间进而增强换热效率。

作为本实用新型再进一步的方案：所述燃烧器采用阶梯式分级燃烧技术的燃烧器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用热辐射、对流、传导等复合传热方式可提高系统热量利用率，实现热量的分级梯次高效利用，有效降低运行成本；

2、采用脱附集气器和裂解集气器可有效降低油气中的含尘量，有效解决气体管道堵塞、清理困难等问题，有利于装置长周期稳定运行。

附图说明

图1为一种污泥多维协同管式裂解装置的主视横剖结构示意图。

图2为一种污泥多维协同管式裂解装置的左视横剖结构示意图。

图3为一种污泥多维协同管式裂解装置中炉腔的横剖结构示意图。

图中：烟气出口1、脱附器2、脱附器进料口201、脱附器集气室202、脱附器油气出口203、脱附器出料口204、裂解器3、裂解器进料口301、裂解器集气室302、裂解器出料口 303、裂解器油气出口304、脱附集气器4、脱附集气器油气出口401、脱附集气器油气进口 402、脱附器油气引管403、脱附集气器轴404、脱附集气器排渣口405、进出料连接管5、裂解集气器6、裂解器集气轴601、裂解集气器油气出口602、裂解集气器油气进口603、裂解器油气引管604、裂解集气器排渣口605、附墙燃烧器7、耐火砖8、烟气折流板9。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基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所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种污泥多维协同管式裂解装置，包括加热炉、脱附器2、裂解器3、脱附集气器4、裂解集气器6以及附墙燃烧器7；所述加热炉分为上炉腔和下炉腔，所述上炉腔与下炉腔之间通过烟道连接，并在所述下炉腔一端的侧壁内设有附墙燃烧器7；所述脱附器2和裂解器3分别设置在上炉腔与下炉腔内部，所述上炉腔的前端的顶部开设有烟气出口1。

所述加热炉的底部铺设有耐火砖8。

所述脱附器2与裂解器3的个数均是不少于一个。

所述脱附器2包括脱附器进料口201、脱附器集气室202、脱附器油气出口203、脱附器出料口204、脱附搅拌轴以及驱动装置；所述脱附搅拌轴设置在脱附器2内部，脱附搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述脱附器2的前端的顶部设有脱附器进料口201；所述脱附器出料口204设置在脱附器2后端的底部；所述脱附器集气室202 设置在脱附器2上侧，并在脱附器集气室202的上侧开设有脱附器油气出口203，脱附器油气出口203与脱附器油气引管403的底部相连。

所述裂解器3包括裂解器进料口301、裂解器集气室302、裂解器出料口303、裂解器油气出口304、裂解搅拌轴以及驱动装置；所述裂解搅拌轴设置在裂解器3内部，裂解搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述裂解器3的后端的顶部设有裂解器进料口301；所述裂解器出料口303设置在所述裂解器3的前端的底部；所述裂解器集气室302设置在裂解器3上侧，并在裂解器集气室302的上侧开设有裂解器油气出口304，裂解器油气出口304与裂解器油气引管604的底部相连。

所述脱附集气器4包括脱附集气器壳体、脱附集气器油气出口401、脱附集气器油气进口402、脱附器油气引管403、脱附集气器轴404以及脱附集气器排渣口405；所述脱附集气器壳体内部设有脱附集气器轴404，脱附集气器轴404的一端延伸至所述脱附集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述脱附集气器壳体的顶部开设有脱附集气器油气出口401，所述脱附集气器油气进口402以及脱附集气器排渣口405均开设在所述脱附集气器壳体的底部，其中脱附集气器排渣口405设置在端部，脱附集气器油气进口402 位置与脱附器油气引管403位置相匹配，所述脱附集气器油气进口402与脱附器油气引管 403的顶端相连。

所述裂解集气器6包括裂解集气器壳体、裂解器集气轴601、裂解集气器油气出口602、裂解集气器油气进口603、裂解器油气引管604以及裂解集气器排渣口605；所述裂解集气器壳体内部设有裂解器集气轴601，裂解器集气轴601的一端延伸至所述裂解集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述裂解集气器壳体的顶部开设有裂解集气器油气出口602，所述裂解集气器油气进口603以及裂解集气器排渣口605均开设在所述裂解集气器壳体的底部，其中裂解集气器排渣口605设置在端部，裂解集气器油气进口603 位置与裂解器油气引管604位置相匹配，所述裂解集气器油气进口603与裂解器油气引管 604的顶端相连。

所述上炉腔的烟气通道设有用于增强烟气绕流烟气折流板9，增加停留时间进而增强换热效率。

所述燃烧器采用阶梯式分级燃烧技术的燃烧器，火焰贴着炉壁上升，先把炉墙加热成为一个均匀的热壁载体，再将热量辐射给裂解器；使裂解器受到热辐射更均匀，从而避免了管内介质局部过热、结焦，提高了炉管的使用寿命和加热炉的热效率；同时降低了最高火焰温度，减少NOx的生成，从而达到降低热力学氧化氮的目的。

所述脱附搅拌轴以及裂解搅拌轴的外侧均等间距套设有若干叶片；每个所述叶片在轴上的角度为180-2α度。

所述α角度不超过45度。

所述进出料连接管5中间设有出料控制器，所述出料控制器包括拨片和把手，所述拨片转动安装在管道内部，拨片的直径与管道内径相匹配，拨片固定安装在转轴上，转轴的一端延伸至管道的外侧，并与把手相连。

脱附器集气器的作用是来自脱附器的含尘气体经过脱附集气器后可以捕捉气体中的含尘颗粒，并通过脱附集气器轴的螺旋输送结构定期输送至脱附集气器排渣口排出。

裂解器集气器的作用是来自裂解器的含尘气体经过裂解集气器后可以捕捉气体中的含尘颗粒，并通过裂解集气器轴的螺旋输送结构定期输送至裂解集气器排渣口排出。裂解器与脱附器通过进出料连接管连接。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，包括加热炉、脱附器(2)、裂解器(3)、脱附集气器(4)、裂解集气器(6)以及附墙燃烧器(7)；所述加热炉分为上炉腔和下炉腔，所述上炉腔与下炉腔之间通过烟道连接，并在所述下炉腔一端的侧壁内设有附墙燃烧器(7)；所述脱附器(2)和裂解器(3)分别设置在上炉腔与下炉腔内部，所述上炉腔的前端的顶部开设有烟气出口(1)。

2.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述加热炉的底部铺设有耐火砖(8)。

3.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述脱附器(2)与裂解器(3)的个数均是不少于一个。

4.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述脱附器(2)包括脱附器进料口(201)、脱附器集气室(202)、脱附器油气出口(203)、脱附器出料口(204)、脱附搅拌轴以及驱动装置；所述脱附搅拌轴设置在脱附器(2)内部，脱附搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述脱附器(2)的前端的顶部设有脱附器进料口(201)；所述脱附器出料口(204)设置在脱附器(2)后端的底部；所述脱附器集气室(202)设置在脱附器(2)上侧，并在脱附器集气室(202)的上侧开设有脱附器油气出口(203)，脱附器油气出口(203)与脱附器油气引管(403)的底部相连。

5.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述裂解器(3)包括裂解器进料口(301)、裂解器集气室(302)、裂解器出料口(303)、裂解器油气出口(304)、裂解搅拌轴以及驱动装置；所述裂解搅拌轴设置在裂解器(3)内部，裂解搅拌轴的一端通过联轴器和减速器与驱动装置相连；所述裂解器(3)的后端的顶部设有裂解器进料口(301)；所述裂解器出料口(303)设置在所述裂解器(3)的前端的底部；所述裂解器集气室(302)设置在裂解器(3)上侧，并在裂解器集气室(302)的上侧开设有裂解器油气出口(304)，裂解器油气出口(304)与裂解器油气引管(604)的底部相连。

6.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述脱附集气器(4)包括脱附集气器壳体、脱附集气器油气出口(401)、脱附集气器油气进口(402)、脱附器油气引管(403)、脱附集气器轴(404)以及脱附集气器排渣口(405)；所述脱附集气器壳体内部设有脱附集气器轴(404)，脱附集气器轴(404)的一端延伸至所述脱附集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述脱附集气器壳体的顶部开设有脱附集气器油气出口(401)，所述脱附集气器油气进口(402)以及脱附集气器排渣口(405)均开设在所述脱附集气器壳体的底部，其中脱附集气器排渣口(405)设置在端部，脱附集气器油气进口(402)位置与脱附器油气引管(403)位置相匹配，所述脱附集气器油气进口(402)与脱附器油气引管(403)的顶端相连。

7.根据权利要求1所述的一种污泥多维协同管式裂解装置，其特征在于，所述裂解集气器(6)包括裂解集气器壳体、裂解器集气轴(601)、裂解集气器油气出口(602)、裂解集气器油气进口(603)、裂解器油气引管(604)以及裂解集气器排渣口(605)；所述裂解集气器壳体内部设有裂解器集气轴(601)，裂解器集气轴(601)的一端延伸至所述裂解集气器壳体的外侧，并通过联轴器与驱动装置相连；所述裂解集气器壳体的顶部开设有裂解集气器油气出口(602)，所述裂解集气器油气进口(603)以及裂解集气器排渣口(605)均开设在所述裂解集气器壳体的底部，其中裂解集气器排渣口(605)设置在端部，裂解集气器油气进口(603)位置与裂解器油气引管(604)位置相匹配，所述裂解集气器油气进口(603)与裂解器油气引管(604)的顶端相连。

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