CN217131299U - 污泥干燥炭化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体公开一种污泥干燥炭化系统，包括干化机，用于通入第一气体来干化输入的污泥；干燥机，包括第一管道和第二管道，第一管道连通至干化机，第二管道用于通入第二气体来干化第一管道内的污泥；第一热解机，包括第三管道和第四管道，第三管道连通至第一管道，第四管道用于通入第二气体来热解和干化第三管道内的污泥并生成热解气；第二热解机，包括第五管道、加热装置和燃烧装置，第五管道连通至第三管道，加热装置用于热解和干化第五管道中的污泥并生成热解气，燃烧装置用于燃烧热解气并生成第二气体，第五管道的输出口用于输出干化后的污泥。本申请的污泥干燥炭化系统节能环保，避免污染大气环境。

Description

污泥干燥炭化系统

技术领域

本申请涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥干燥炭化系统。

背景技术

在城市污水处理及工业废水处理过程中，将产生大量的污泥。由于污泥含水率高，一般直接采用蒸发脱水的方式，比如采用转筒干燥机等，可以将污泥的含水量干燥炭化(以下用干化来代替)至10％至30％，干化后的污泥可进行气化、掺烧、堆肥或建材原料等无害资源化处置。

然而，污泥干化过程消耗的能源产物带着余热直接排向大气，造成能源浪费。且干化后的污泥容易产生焦油，焦油的不充分燃烧会污染大气环境。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种污泥干燥炭化系统，其能够解决现有技术中污泥的干化过程存在能源浪费且会污染大气环境的问题。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

提供一种污泥干燥炭化系统，包括：

干化机，用于通入第一气体来干化输入的污泥；

干燥机，包括第一管道和第二管道，所述第一管道连通至所述干化机，所述第二管道套设在所述第一管道的外侧，所述第二管道用于通入第二气体来干化所述第一管道内的污泥；

第一热解机，包括第三管道和第四管道，所述第三管道连通至所述第一管道，所述第四管道套设在所述第三管道的外侧且连通所述第二管道，所述第四管道用于通入所述第二气体来热解和干化所述第三管道内的所述污泥并生成热解气；

第二热解机，包括第五管道、加热装置和燃烧装置，所述第五管道连通至所述第三管道，所述加热装置设置于所述第五管道外侧，所述燃烧装置的两端分别连通所述第五管道和所述第四管道，所述加热装置用于热解和干化所述第五管道中的所述污泥并生成热解气，所述燃烧装置用于燃烧所述热解气并生成所述第二气体，所述第五管道的输出口用于输出干化后的所述污泥。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，还包括：

换热组件，具有换热部和输出部，所述换热部连通至所述第二管道，所述换热部用于将所述第二气体与所述输出部的换热媒介进行热交换，所述输出部用于输出换热后的所述换热媒介。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，还包括：

过热组件，具有连接于所述燃烧装置的输出端和连接于所述干化机的输入端，所述过热组件用于加热并输出所述第一气体至所述干化机。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，所述过热组件的输入端连接所述干化机的输出口，所述过热组件将所述干化机输出的所述第一气体加热后再输回所述干化机。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，所述燃烧装置设置有液冷板，所述液冷板用于降低所述燃烧装置的温度。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，所述输出部连接至所述液冷板，以使所述换热媒介在所述液冷板内流动。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，所述液冷板连通至所述过热组件，以使所述换热媒介汽化后形成所述第一气体而输出至所述干化机。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，所述换热部包括换热管和换热筒，所述换热管设置在所述换热筒内，所述换热管用于通入换热媒介，所述换热筒用于通入所述第二气体。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，还包括：

出料装置，连接于所述第五管道的输出口，所述出料装置用于输送所述污泥。

作为污泥干燥炭化系统的一种优选方案，还包括：

输气装置，连接于所述干化机，所述输气装置用于输出所述第一气体。

本申请的有益效果为：

通过设置干化机并通入第一气体来干化输入的污泥，可以降低污泥的含水量，便于污泥的成型运输。然后设置包括第一管道和第二管道的干燥机，其中，第一管道连通至干化机，可以承接干化机输出的污泥，第二管道则套设在第一管道的外侧，向第二管道通入第二气体，可以间接加热第一管道而干化第一管道内的污泥，进一步降低第一管道中污泥的含水量。再设置包括第三管道和第四管道的第一热解机，其中，第三管道连通至第一管道，继续承接干燥机输出的污泥，第四管道套设在第三管道的外侧且连通第二管道，向第四管道通入第二气体来间接加热第三管道内的污泥，使得第三管道内的污泥蒸发水分且受热分解生成热解气，且加热完第三管道的第二气体继续流向第二管道，继续利用余热来加热第一管道内的污泥。

另外，也设置包括第五管道、加热装置和燃烧装置的第二热解机，通过连通至第三管道的第五管道来承接第一热解机输出的污泥；而加热装置设置于第五管道的外侧，启动加热装置时能够热解并干化第五管道内的污泥而生成热解气；燃烧装置的两端分别连通至第五管道和第四管道，使得第三管道和第五管道中产生的热解气能够到达燃烧装置而燃烧，且热解气燃烧后生成的第二气体能够从第四管道中通入，可以重复利用燃烧产物第二气体的余热，节能环保。

因此，本申请的污泥干燥干化系统能够在干化污泥并通过燃烧热解产物来消除大气污染物的同时，也充分利用燃烧产物的余热来保持加热污泥而避免生成焦油，节能环保的同时，还能够避免产生不充分燃烧物质而污染大气环境。

附图说明

下面根据附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

图1为本申请一实施例提供的污泥干燥炭化系统的结构示意图。

图2为本申请一实施例提供的污泥干燥炭化系统的结构示意图。

图中：

1、干化机；2、干燥机；21、第一管道；22、第二管道；

3、第一热解机；31、第三管道；32、第四管道；

4、第二热解机；41、第五管道；42、加热装置；43、燃烧装置；44、液冷板；5、换热组件；51、换热部；511、换热管；512、换热筒；52、输出部；

6、过热组件；61、输出端；62、输入端；7、出料装置；8、输气装置；

具体实施方式

为使本申请解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本申请实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本实施例提供一种污泥干燥炭化系统，包括：

干化机1，用于通入第一气体来干化输入的污泥；

干燥机2，包括第一管道21和第二管道22，第一管道21连通至干化机1，第二管道22套设在第一管道21的外侧，第二管道22用于通入第二气体来干化第一管道21内的污泥；

第一热解机3，包括第三管道31和第四管道32，第三管道31连通至第一管道21，第四管道32套设在第三管道31的外侧且连通第二管道22，第四管道32用于通入第二气体来热解和干化第三管道31内的污泥并生成热解气；

第二热解机4，包括第五管道41、加热装置42和燃烧装置43，第五管道41连通至第三管道31，加热装置42设置于第五管道41外侧，燃烧装置43的两端分别连通第五管道41和第四管道32，加热装置42用于热解和干化第五管道41中的污泥并生成热解气，燃烧装置43用于燃烧热解气并生成第二气体，第五管道41的输出口用于输出干化后的污泥。

本申请通过设置干化机1并通入第一气体来干化输入的污泥，可以降低污泥的含水量，便于污泥的成型运输。然后设置包括第一管道21和第二管道22的干燥机2，其中，第一管道21连通至干化机1，可以承接干化机1输出的污泥，第二管道22则套设在第一管道21的外侧，向第二管道22通入第二气体，可以间接加热第一管道21而干化第一管道21内的污泥，进一步降低第一管道21中污泥的含水量。再设置包括第三管道31和第四管道32的第一热解机3，其中，第三管道31连通至第一管道21，继续承接干燥机2输出的污泥，第四管道32套设在第三管道31的外侧且连通第二管道22，向第四管道32通入第二气体来间接加热第三管道31内的污泥，使得第三管道31内的污泥蒸发水分且受热分解生成热解气，且加热完第三管道31的第二气体继续流向第二管道22，继续利用余热来加热第一管道21内的污泥。

另外，也设置包括第五管道41、加热装置42和燃烧装置43的第二热解机4，通过连通至第三管道31的第五管道41来承接第一热解机3输出的污泥；而加热装置42设置于第五管道41的外侧，启动加热装置42时能够热解并干化第五管道41内的污泥而生成热解气；燃烧装置43的两端分别连通至第五管道41和第四管道32，使得第三管道31和第五管道41中产生的热解气能够到达燃烧装置43而燃烧，且热解气燃烧后生成的第二气体能够从第四管道32中通入，可以重复利用燃烧产物第二气体的余热，节能环保。

因此，本申请的污泥干燥干化系统能够在干化污泥并通过燃烧热解产物来消除大气污染物的同时，也充分利用燃烧产物的余热来保持加热污泥而避免生成焦油，节能环保的同时，还能够避免产生不充分燃烧物质而污染大气环境。

具体地，污泥中含有大量的有机质成分，在高温下可以热解产生含C02、CO、H2、CH4等热解气，持续加热不会冷凝成焦油等有害成分，保持通入热解气则能够在燃烧装置43内燃烧可以产生高温的第二气体，可以作为前端的热源，最后可以经过热回收器回收热量并处理达标后排放。

特别地，参考图1，本申请的污泥干燥炭化系统还包括：

换热组件5，换热组件5具有换热部51和输出部52，换热部51连通至第二管道22，第二管道22中已对第一管道21加热的第二气体可以输出到换热部51，换热部51能够将第二气体与输出部52的换热媒介进行热交换，使得换热媒介能够吸收第二气体的余热。而输出部52用于输出换热后的换热媒介，使得换热媒介可以传递第二气体的热量至其他部件，实现第二气体的余热利用。

进一步地，参考图2，本申请的污泥干燥炭化系统还包括：

过热组件6，过热组件6具有连接于燃烧装置43的输出端61和连接于干化机1的输入端62，使得过热组件6可以收集来自燃烧装置43输出的第二气体，通过吸收第二气体的热量而加热并输出第一气体至干化机1，向干化机1提供加热的第一气体，保证干化机1的干化效果。

更进一步地，继续参考图2，过热组件6的输入端62连接干化机1的输出口，使得过热组件6能够收集来自干化机1输出的第一气体，从而能够将干化机1输出的第一气体加热后再输回干化机1。相比重新输出第一气体，从干化机1输出的第一气体仍带有余热，可以减少过热组件6的加热时间，提高输出效率。

优选地，参考图2，燃烧装置43设置有液冷板44，液冷板44内可以通入液体，利用液体比热容高的特性来降低燃烧装置43的温度，防止燃烧装置43燃烧过程温度过高而损坏。

更优选地，继续参考图2，输出部52连接至液冷板44，使得换热组件5输出的换热媒介能够输入到液冷板44内并在液冷板44内流动，可以通过换热媒介来进一步吸收热量。

再优选地，继续参考图2，液冷板44连通至过热组件6，当液冷板44内的换热媒介到达沸点而汽化形成第一气体时，可以向过热组件6输出第一气体，使得过热组件6可以对第一气体继续加热而输出至干化机1，能够进一步利用换热媒介的潜热。

对于换热组件5的具体实现方式，可选地，参考图1，换热部51包括换热管511和换热筒512，换热管511设置在换热筒512内，换热管511用于通入换热媒介，而换热筒512用于通入来自第二管道22的第二气体，使得第二气体和换热媒介能够进行热交换。可选地，与换热媒介换热后的第二气体能够从换热筒512直接排出，而与第二气体换热后的换热媒介能够连接其他部件而转移热量。

特别地，参考图2，本申请的污泥干燥炭化系统还包括：

出料装置7，出料装置7连接于第五管道41的输出口，可以将干化后的污泥进行收集输送，也可以对污泥做进一步的成型。

优选地，出料装置7内设置有螺旋出料机构，可以搅拌成型并输送污泥。

另一个特别地，参考图1，本申请的污泥干燥炭化系统还包括：

输气装置8，连接于干化机1，通过输气装置8来向干化机1输出稳定温度的第一气体，能够保持输送第一气体来干化污泥。

优选地，输气装置8输出的第一气体的温度范围为180摄氏度至400摄氏度，向第二管道22通入的第二气体的温度范围为250摄氏度至400摄氏度，而向第四管道32通入的第二气体的温度范围为800摄氏度至1200摄氏度。

更优选地，第一气体为过热蒸汽，第二气体为烟气，换热媒介为水，相比传统的使用热风来干燥污泥，本申请的过热蒸汽能够与污泥直接接触而蒸发污泥的水分，蒸发的水分也形成蒸汽，对蒸汽冷凝则能够形成水而继续利用蒸汽的潜热。相比加热的空气，过热蒸汽具有干燥环境绝氧、蒸发速度快、余热可以梯级利用的优点。

为了更直观地对比过热蒸汽与热风的能量消耗对比，如下表所示：

表1-1热风干燥每蒸发1kg水所需的能量

加热被干物料(含水率50％)从20℃到开始蒸发	50kJ/kg
		加热进入的空气从20-80℃的废气	700kJ/kg
干燥机的热损失	100kJ/kg
		蒸发1kg水所需输入的能量	3444kJ/kg
余热回收	0
		蒸发1kg水所需的净能量	3444kJ/kg

表1-2过热蒸汽干燥每蒸发1kg水所需的能量

加热被干物料(含水率50％)从20℃到开始蒸发	100kJ/kg
		加热进入的空气从20-80℃的废气	0
第二干化机的热损失	150kJ/kg
		蒸发1kg水所需输入的能量	2844kJ/kg
余热回收	2170kJ/kg
		蒸发1kg水所需的净能量	674kJ/kg

由表1-1和表1-2可得，使用过热蒸汽来干化污泥的能量消耗远低于使用热风来干化污泥的能量消耗。

具体地，污泥在干化机1内的干化时间范围为10分钟至60分钟，污泥在第二热解机4内的热解时间范围为10分钟至30分钟。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

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适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本申请的技术原理。这些描述只是为了解释本申请的原理，而不能以任何方式解释为对本申请保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本申请的其它具体实施方式，这些方式都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥干燥炭化系统，其特征在于，包括：

干化机(1)，用于通入第一气体来干化输入的污泥；

干燥机(2)，包括第一管道(21)和第二管道(22)，所述第一管道(21)连通至所述干化机(1)，所述第二管道(22)套设在所述第一管道(21)的外侧，所述第二管道(22)用于通入第二气体来干化所述第一管道(21)内的污泥；

第一热解机(3)，包括第三管道(31)和第四管道(32)，所述第三管道(31)连通至所述第一管道(21)，所述第四管道(32)套设在所述第三管道(31)的外侧且连通所述第二管道(22)，所述第四管道(32)用于通入所述第二气体来热解和干化所述第三管道(31)内的所述污泥并生成热解气；

第二热解机(4)，包括第五管道(41)、加热装置(42)和燃烧装置(43)，所述第五管道(41)连通至所述第三管道(31)，所述加热装置(42)设置于所述第五管道(41)外侧，所述燃烧装置(43)的两端分别连通所述第五管道(41)和所述第四管道(32)，所述加热装置(42)用于热解和干化所述第五管道(41)中的所述污泥并生成热解气，所述燃烧装置(43)用于燃烧所述热解气并生成所述第二气体，所述第五管道(41)的输出口用于输出干化后的所述污泥。

2.根据权利要求1所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，还包括：

换热组件(5)，具有换热部(51)和输出部(52)，所述换热部(51)连通至所述第二管道(22)，所述换热部(51)用于将所述第二气体与所述输出部(52)的换热媒介进行热交换，所述输出部(52)用于输出换热后的所述换热媒介。

3.根据权利要求2所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，还包括：

过热组件(6)，具有连接于所述燃烧装置(43)的输出端(61)和连接于所述干化机(1)的输入端(62)，所述过热组件(6)用于加热并输出所述第一气体至所述干化机(1)。

4.根据权利要求3所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，所述过热组件(6)的输入端(62)连接所述干化机(1)的输出口，所述过热组件(6)将所述干化机(1)输出的所述第一气体加热后再输回所述干化机(1)。

5.根据权利要求4所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，所述燃烧装置(43)设置有液冷板(44)，所述液冷板(44)用于降低所述燃烧装置(43)的温度。

6.根据权利要求5所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，所述输出部(52)连接至所述液冷板(44)，以使所述换热媒介在所述液冷板(44)内流动。

7.根据权利要求6所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，所述液冷板(44)连通至所述过热组件(6)，以使所述换热媒介汽化后形成所述第一气体而输出至所述干化机(1)。

8.根据权利要求2所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，所述换热部(51)包括换热管(511)和换热筒(512)，所述换热管(511)设置在所述换热筒(512)内，所述换热管(511)用于通入换热媒介，所述换热筒(512)用于通入所述第二气体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，还包括：

出料装置(7)，连接于所述第五管道(41)的输出口，所述出料装置(7)用于输送所述污泥。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的污泥干燥炭化系统，其特征在于，还包括：

输气装置(8)，连接于所述干化机(1)，所述输气装置(8)用于输出所述第一气体。

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