CN217499033U - 一种微波热解污泥发电处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波热解污泥发电处理系统，系统包括以下组成部分：1.污泥造粒装置，2.污泥余热烘干装置，3.微波污泥热解装置，4.热解气冷凝净化装置，5.热解气发电装置；污泥经过造粒后进入余热烘干装置进行烘干处理，烘干后的颗粒污泥进入微波热解装置进行热解处理，热解气冷凝后得到热解油和不凝的可燃气，可燃气进入热解气发电装置进行发电；微波热解具有较快的处理速度、较高的能量利用率、二次污染少，可以降低热解过程的能耗和污染气体排放；热解气发电得到的电能供给微波热解过程和其他设备使用可以降低整个处理系统的电耗输入，大幅降低污泥热解的综合处理成本。

Description

一种微波热解污泥发电处理系统

技术领域

本实用新型属于污泥热解处理技术领域，具体为一种微波热解污泥发电处理系统。

背景技术

污泥是污水处理的剩余产物，具有含水量高、脱水性差、易腐化等特点，一些还含细菌、病毒、寄生虫卵、重金属等有害物质，处置不当会造成巨大的环境危害，可能带来土壤污染、水体污染和大气污染等污染风险。随着城市污水处理量的不断提升，污泥的产量也在逐年增加。根据统计数据，2021年，我国城市污水处理产生的污泥量已超过6000万吨（含水率80%），而且每年仍以7%的速度增长。另外，我国污水处理一直存在“重水轻泥”的现象，污泥处理设施的建设规模远远落后于污水处理设施，污泥产量远高于消纳速度，污泥处置已成为阻碍污水处理发展的一大短板。

热解处理法是在无氧或惰性气氛中加热污泥，使污泥中的有机物和微生物发生热分解，得到热解气、热解油和热解残渣（生物炭）等产品，不仅减容率高、处理彻底，而且回收的热解油、热解气更易储存和应用，热解过程还能固化重金属和部分碳元素，相比焚烧处理大幅减少了处理过程的碳排放和尾气排放量；随着国家对污泥处理的逐步重视以及对资源回收利用的提倡，填埋等粗放式的处理方式必将逐步淘汰，污泥热解处理将成为更加主流的处置方式。

传统热解处理采用燃气、燃油等燃料燃烧来提供热解所需的能量，由于燃烧加热过程的能量利用率较低，导致热解过程的能耗较高，而且，热传递式加热的速度比较慢，污泥处理的时间较长；微波热解法是新型的热解处理技术，利用微波的高效加热作用催化污泥热解可以明显降低热解过程的能耗；同时，微波热解污泥的热解气产量是传统热解的数倍，通过对热解气资源的循环利用可以大幅降低微波热解处理的综合成本，甚至实现盈利。

发明内容

为了解决当前污泥热解处理设备能量利用率低、污泥热解处理过程综合成本高的问题，本实用新型提供了一种微波热解污泥发电处理系统，系统通过利用微波的高效、均匀、选择性加热等特性进行污泥热解，具有较高的能量利用率，可以降低热解过程的能耗，同时，微波热解污泥可以获得比传统热解更多的热解气，利用这些热解气进行发电，所获得的电能基本可以满足微波热解的需要，可以显著降低污泥处置过程的综合能耗。

一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，系统包括以下组成部分：1.污泥造粒装置，2.污泥余热烘干装置，3.微波污泥热解装置，4.热解气冷凝净化装置，5.热解气发电装置；利用微波热解污泥产生的热解气进行发电，所得电能供给微波热解和其他设备使用，并回收热解气的能量用于污泥烘干。

进一步地，所述污泥造粒装置为螺杆挤压式造粒机、转鼓造粒机、搅齿造粒机中的一种，造粒后的污泥颗粒直径介于1mm～100mm。

进一步地，所述污泥余热烘干装置为封闭箱体设计，内置多层链条式或网带式传送带，热源为系统运行过程中产生的余热，包括热解气的余热、热解残渣的余热、热解气发电机的废气余热，污泥余热烘干装置的工作温度为50℃～250℃。

进一步地，所述微波污泥热解装置的工作方式为连续式运行，微波源工作频率为915MHz或2450MHz，微波污泥热解装置的运行由PLC系统进行控制，微波污泥热解装置的工作温度为500℃～1000℃。

进一步地，所述热解气冷凝净化装置包括热解气除尘装置、热解气冷凝装置和热解气脱硫装置，热解气除尘装置采用旋风除尘器，热解气冷凝装置采用列管式换热器，热解气脱硫装置采用MDEA法脱硫工艺。

进一步地，所述热解气发电装置为燃气发电机，燃气发电机前设置热解气储罐，燃气发电机发出的电能供给所述微波污泥热解装置使用或供给其他用电设备使用。

与现有设备和工艺相比，本实用新型的有益效果是：

1.明显缩短污泥热解处理时间，微波热解技术热解污泥利用微波高效加热和选择性加热特性，可以明显缩短污泥热解处理时间，相比传统热工艺，处理时间可以缩短一半以上；

2.明显降低污泥热解处理过程的综合能耗，微波热解技术热解污泥时，由于微波加热的能量利用率高，可以明显降低热解过程的能耗；微波热解污泥可以得到更多的可燃热解气，利用这些热解气进行发电所得到的电能可以满足微波热解过程的电耗需要，不需要外部提供能量，综合能耗更低；

3.处理过程中的综合污染物排放更少，首先，与化石燃料燃烧加热相比，微波加热过程中不会排放任何尾气；其次，由于微波加热具有选择性、快速、高效、均匀的特点，污泥中的有机物可以在较低温度下快速挥发，避免了有机物在高温下生成二噁英的机会，大幅降低了尾气中的二噁英含量；最后，由于微波加热具有穿透性加热特性，可以对造粒后的污泥进行加热，可以大大减少热解气中的粉尘量；

4.热解产物的利用价值高，污泥热处理后中的热解产物中，热解气用来发电使用，最后得到的产品为热解油和热解残渣，微波热解得到的热解油中脂肪族的含量高，芳香族化合物含量少，热解油可以直接作为燃料油使用；热解残渣的比表面积大、重金属固定率高，可以作为吸附剂、土壤改良剂、建筑材料使用。

附图说明：

图1是微波热解污泥发电处理系统的工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合具体应用实施例来更加清楚地说明本使用新型的用途；

实施例：一种微波热解污泥发电处理系统，系统包括以下组成部分：1.污泥造粒装置，2.污泥余热烘干装置，3.微波污泥热解装置，4.热解气冷凝净化装置，5.热解气发电装置；经过机械脱水装置处理后的市政污泥进入污泥造粒装置，污泥造粒装置为螺杆挤压式造粒机或或转鼓造粒机或搅齿造粒机或圆盘造粒机，造粒后的污泥颗粒直径介于1mm～100mm，较优地，污泥颗粒直径介于10mm～50mm，颗粒污泥进入污泥余热烘干装置，污泥余热烘干装置为封闭箱体设计，内置多层链条式传送带，烘干装置利用系统运行过程中产生的热解气余热和热解气发电机的废气余热进行污泥烘干；烘干后的污泥进入微波污泥热解装置中进行热解处理，微波污泥热解装置的工作方式为连续式运行，微波源工作频率为2450MHz，微波污泥热解装置的运行由PLC系统进行控制，微波污泥热解装置的工作温度控制在700℃；从微波污泥热解装置排出的热解气首先进入旋风除尘器进行除尘处理，然后进行列管式换热器进行冷凝处理，冷凝产物为热解油，不凝的热解气进入脱硫装置进行脱硫处理；脱硫后的热解气进入热解气储罐，然后再进入燃气发电机进行发电，燃气发电机发出的电能供给微波热解装置使用；污泥经过微波热解发电处理后的最终产品为热解残渣和热解油，每吨含水量60%的市政污泥的处理能耗低于100千瓦时。

Claims (6)

1.一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，系统包括以下组成部分：1.污泥造粒装置，2.污泥余热烘干装置，3.微波污泥热解装置，4.热解气冷凝净化装置，5.热解气发电装置；利用微波热解污泥产生的热解气进行发电，所得电能供给微波热解和其他设备使用，并回收热解气的能量用于污泥烘干。

2.根据权利要求1所述的一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，所述污泥造粒装置为螺杆挤压式造粒机、转鼓造粒机、搅齿造粒机中的一种，造粒后的污泥颗粒直径介于1mm～100mm。

3.根据权利要求1所述的一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，所述污泥余热烘干装置为封闭箱体设计，内置多层链条式或网带式传送带，热源为系统运行过程中产生的余热，包括热解气的余热、热解残渣的余热、热解气发电机的废气余热，污泥余热烘干装置的工作温度为50℃～250℃。

4.根据权利要求1所述的一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，所述微波污泥热解装置的工作方式为连续式运行，微波源工作频率为915MHz或2450MHz，微波污泥热解装置的运行由PLC系统进行控制，微波污泥热解装置的工作温度为500℃～1000℃。

5.根据权利要求1所述的一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，所述热解气冷凝净化装置包括热解气除尘装置、热解气冷凝装置和热解气脱硫装置，热解气除尘装置采用旋风除尘器，热解气冷凝装置采用列管式换热器，热解气脱硫装置采用MDEA法脱硫工艺。

6.根据权利要求1所述的一种微波热解污泥发电处理系统，其特征在于，所述热解气发电装置为燃气发电机，燃气发电机前设置热解气储罐，燃气发电机发出的电能供给所述微波污泥热解装置使用或供给其他用电设备使用。

Images