CN215049582U - 一种污泥激波热解干化矿化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污泥激波热解干化矿化处理系统，包括激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉、三相分离设备、烟气净化处理设备、连接在碳化渣富氧焚烧炉蒸汽出口的蒸汽回收支路，三相分离设备、烟气净化处理设备依次连接在激波热解干化设备烟气出口端；激波热解干化设备的排渣通道与碳化渣富氧焚烧炉连通；碳化渣富氧焚烧炉的烟气排出口依次经压缩机、缓冲罐、加热炉与激波热解干化设备的烟气入口连通。其基于激波热解干化技术实现污泥处理，设备结构相对简化，极大减小了制作成本，适于一些仅处理污泥的场合使用。且工作介质气体气压的稳定性高，烟气的温度可控可靠性高，对污泥的干化矿化处理效果好。

Description

一种污泥激波热解干化矿化处理系统

技术领域

本实用新型涉及污泥处理装置领域，更具体的说是涉及一种污泥激波热解干化矿化处理系统。

背景技术

油田污泥、市政污泥统称污泥，其处理一直是困扰环保事业的一大难题，特别是垃圾焚烧所产生的大量二恶英剧毒、以及一系列有害气体对空气的毒化污染，造成了极为严重的恶果，导致国人健康严重受损，癌症、三高，指高血压、高血脂、高血糖，以及各种疑难怪病层出不穷、发病率急剧增高、甚至出现年轻年少者也患出老年病的不正常现象，给国家社会造成极大危害；从根本上解决这一问题，已经成为我国环保界刻不容缓的重大事项。为了解决上述问题，现有采用“垃圾、污泥激波无氧热解气化发电供热综合利用系统”进行处理，其不仅可以干化、矿化处理污泥，也可以对生活垃圾进行无害化、减量化、资源化综合利用处理，但是，针对两者进行处理的系统，其系统庞大，对于仅需处理污泥的场合并不适用。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种污泥激波热解干化矿化处理系统。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种污泥激波热解干化矿化处理系统，包括激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉、三相分离设备、烟气净化处理设备、连接在碳化渣富氧焚烧炉蒸汽出口的蒸汽回收支路，所述三相分离设备、烟气净化处理设备依次连接在激波热解干化设备烟气出口端；

所述激波热解干化设备的排渣通道与碳化渣富氧焚烧炉连通；

所述碳化渣富氧焚烧炉的烟气排出口依次经压缩机、缓冲罐、加热炉与激波热解干化设备的工作介质入口连通。

激波热解干化设备基于激波热解干化污泥处理技术，其工作原理是：通过加热炉产生500～600℃的超高温气体，经特制喷嘴以2Ma音速喷出，与污泥颗粒正面碰撞，对污泥产生巨大冲量作用和摩擦传导热而在内部产生高热、以及外部高温介质作用，将污泥中包含或吸附的油分、水分给烘、振、蒸出。超音速速喷管射流的喷射出口处为欠膨胀状态，喷管出口为斜激波，射流压力场表现为膨胀波和压缩波相互交替的现象。压缩波使核心区域速度下降，压力升高，压力升高到一定程度，开始形成膨胀波；膨胀波使核心区域速度升高，压力下降，压力下降到一定程度，开始形成压缩波；从而形成一个压缩膨胀波系结构。气体经过压缩波时，将受到突然、猛烈的压缩，形成强烈的摩擦和热传导。因之可增强气体和污泥间的换热率，加速污泥中油分、水分以及各类化学元素与固体物的分离，达到瞬间干化污泥的效果。本方案相对现有系统，其省去中间的回转炉，激波热解干化设备对污泥进行热解干化处理得到烟气和含水量低于20%的粉末状碳化渣，碳化渣直接输送至碳化渣富氧焚烧炉中，碳化渣富氧焚烧炉对碳化渣中的金属进行固化，尤其是重金属，使重金属从有害的游离状态氧化反应生成无害的金属氧化物而固化，其尾渣可用于建材领域，避免填埋占地。碳化渣富氧焚烧炉还对碳化渣中碳素进行氧化，生成二氧化碳气体排出，以减量尾渣体积；生成的烟气经压缩机、缓冲罐、加热炉后为激波热解干化设备提供500～600℃的超高温工作介质。碳化渣富氧焚烧炉至激波热解干化设备的烟气输送通道上设置缓冲罐，以减小压力波动，提高气压的稳定性；设置加热炉，保证烟气的温度，进而确保对污泥的热解干化效果，增强激波热解干化的可靠性；碳化渣富氧焚烧炉焚烧碳化渣生成的副产物——过热蒸汽输送至蒸汽回收支路实现热能再利用；采用上述设备，其结构相对简化，减小了制作成本，适于一些仅处理污泥的场合使用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的系统，基于激波热解干化技术而实现污泥处理，结构相对简化，减小了制作成本，适于一些仅处理污泥的场合使用。

2、本实用新型碳化渣富氧焚烧炉生成的烟气经压缩机、缓冲罐、加热炉后为激波热解干化设备提供500～600℃的超高温工作介质，减小压力波动，提高气压的稳定性，保证烟气的温度，提高对污泥的干化效果，使激波热解干化可靠性提高；同时，烟气的循环使用和蒸汽的回收利用，节省了系统运行成本。

3、与其他污泥处理技术相比，本实用新型可从根本上清除污泥中的水份、油份和各种化学污染成份，彻底矿化，彻底无害化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其适于油田污泥、市政污泥的处理使用，包括激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉、三相分离设备、烟气净化处理设备、连接在碳化渣富氧焚烧炉蒸汽出口的蒸汽回收支路，所述三相分离设备、烟气净化处理设备依次连接在激波热解干化设备烟气出口端；

所述激波热解干化设备的排渣通道与碳化渣富氧焚烧炉连通；

所述碳化渣富氧焚烧炉的烟气排出口依次经压缩机、缓冲罐、加热炉与激波热解干化设备的工作介质入口连通。

激波热解干化设备是该系统的关键部件，激波热解干化设备里的高温超音速激波与污泥进行充分碰撞、接触和污泥内热的超高温作用，实现油分、水分及各类化学污染物与碳化渣的分离。所形成的水蒸汽、油气和烟气一起进入三相分离设备，油、水、气三相在分离器的作用下分离，除去水分、油分，以减轻后端烟气净化处理设备的工作量。烟气经净化处理设备深度净化、脱除各类有害物质后排放。碳化渣富氧焚烧炉对碳化渣进行富氧焚烧、减容、重金属固化；重金属固化，化学属性改变，消除了重金属污染隐患；而金属、重金属氧化物等无机盐可用作水泥、砖坯等建材生产原料，避免了填埋占用土地。压缩机对碳化渣富氧焚烧炉的烟气进行压缩后存储至缓冲罐中，经加热炉将烟气温度控制在500～600℃的超高温烟气输送至激波热解干化设备，可保证烟气输送的稳定性和烟气温度的可控性。具体的，激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉可采用现有设备结构，在此不再赘述。

实施例2

基于上述实施例的结构和原理，本实施例公开一具体实施方式，即如图1所示，包括激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉、三相分离设备、烟气净化处理设备、连接在碳化渣富氧焚烧炉蒸汽出口的蒸汽回收支路。蒸汽回收支路连接发电系统、或市政供热系统，在该支路上设置压缩机和存储罐，保证供汽供热稳定进行。激波热解干化设备烟气出口端依次经三相分离设备、烟气净化处理设备与排气烟囱连通；激波热解干化设备的排渣通道与碳化渣富氧焚烧炉连通；碳化渣富氧焚烧炉的烟气排出口依次经压缩机、缓冲罐、加热炉与激波热解干化设备的工作介质入口连通。加热炉将烟气温度控制在500～600℃后输送给激波热解干化设备，可在加热炉烟气输出口设置温度传感器，采集并监测加热炉输出烟气温度，提高烟气温度输出可靠性。缓冲罐存储烟气，保证输气稳定性，可在缓冲罐内设置一压力传感器，监测缓冲罐内气压，避免压力过大对缓冲罐造成破坏，提高系统安全性能。较佳的，可在缓冲罐烟气输入端设置阀门，压力过大时开启阀门，阀门可采用电磁阀，通过与控制器连接实现自动化控制，相应的，压力传感器一并连接在控制器上。

具体的，激波热解干化设备包括干化处理室、用于产生超音速激波的激波发生器和用于控制激波发生器的控制器。

三相分离设备包括三相分离器、储油罐、储水池，所述储油罐、储水池分别连接在三相分离器的出油端、出水端，三相分离器分离的油、水分别进入储油罐、储水池，分离出的烟气输送给后端的烟气焚烧炉。

本系统在三相分离设备和激波热解干化设备之间依次连通第一烟气热能回收利用锅炉、冷凝器，所述冷凝器与储水池之间连接有循环管路，所述第一烟气热能回收利用锅炉蒸汽输出口与蒸汽回收支路连通，所述储水池连通有药剂罐。采用上述结构，利用第一烟气热能回收利用锅炉实现高温烟气的降温，同时，生成过热蒸汽给蒸汽回收支路回收利用，提高热能利用率。

具体的，烟气净化处理设备包括依次连接的烟气焚烧炉、第二烟气热能回收利用锅炉、多管除尘器、湿式脱酸塔、布袋除尘器、光氧离子除臭器、高温脱白器、引风机，所述湿式脱酸塔与储水池之间连接有循环管路；所述第二烟气热能回收利用锅炉蒸汽输出口与蒸汽回收支路连通。烟气焚烧炉采用超高温烟气焚烧炉，以氢氧混合气为原料、以爆燃方式对从激波炉出来的烟气进行超高温焚烧，烟气中的Cl、S、N与燃料H、O发生化学反应而生成HCl、H2SO4、HNO3以及H2O；由于生成HCl、H2SO4、HNO3的化学反应不可逆转，Cl、S、N因此而被固化在HCl、H2SO4、HNO3中；如此，既除掉了二恶英剧毒的生成源头——Cl，又扫荡了其他有害成分S、N；同时，在此超高温环境下，一切毒性的有害成分也都与H、O发生化学反应而生成非毒性的无害新成分。烟气热能回收利用锅炉通过热交换实现热量的利用。多管除尘器脱除烟气的粗粉尘，湿式脱酸塔脱除烟气中的酸性成分，布袋除尘器脱除烟气的细粉尘，光氧离子除臭器脱除烟气中的异味，高温脱白器脱除烟气中的白色雾素，引风机将处理后的烟气引至烟囱排出。

高温脱白器、引风机之间设置有监测设备，监测设备监测烟气中各成分的指标，确保排放的烟气合格达到排放标准。

本系统适于各类污泥的处理，油田污泥含油率从10—50%降至1%以下，市政污泥含水率从40—90% 降至10%以下；产生的烟气热能循环使用；副产物——过热蒸汽向市政供热，或发电自用；废水处理后循环使用，耗水量少；有效降低运行成本；充分资源化利用；物理方法清洁回收，不产生有害气体；污泥干化矿化流程高效合理。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种污泥激波热解干化矿化处理系统，包括激波热解干化设备、碳化渣富氧焚烧炉、三相分离设备、烟气净化处理设备、连接在碳化渣富氧焚烧炉蒸汽出口的蒸汽回收支路，所述三相分离设备、烟气净化处理设备依次连接在激波热解干化设备烟气出口端；其特征在于：

所述激波热解干化设备的排渣通道与碳化渣富氧焚烧炉连通；

所述碳化渣富氧焚烧炉的烟气排出口依次经压缩机、缓冲罐、加热炉与激波热解干化设备的工作介质入口连通。

2.根据权利要求1所述的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其特征在于，所述激波热解干化设备包括干化处理室、用于产生超音速激波的激波发生器和用于控制激波发生器的控制器。

3.根据权利要求1所述的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其特征在于，所述三相分离设备包括三相分离器、储油罐、储水池，所述储油罐、储水池分别连接在三相分离器的出油端、出水端。

4.根据权利要求3所述的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其特征在于，所述三相分离设备和激波热解干化设备之间依次连通有第一烟气热能回收利用锅炉、冷凝器，所述冷凝器与储水池之间连接有循环管路，所述第一烟气热能回收利用锅炉蒸汽输出口与蒸汽回收支路连通，所述储水池连通有药剂罐。

5.根据权利要求3所述的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其特征在于，所述烟气净化处理设备包括依次连接的烟气焚烧炉、第二烟气热能回收利用锅炉、多管除尘器、湿式脱酸塔、布袋除尘器、光氧离子除臭器、高温脱白器、引风机，所述湿式脱酸塔与储水池之间连接有循环管路；所述第二烟气热能回收利用锅炉蒸汽输出口与蒸汽回收支路连通。

6.根据权利要求5所述的一种污泥激波热解干化矿化处理系统，其特征在于，所述高温脱白器、引风机之间设置有监测设备。

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