CN218321238U - 一种市政污泥热解炭化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种市政污泥热解炭化炉，涉及污泥处理技术领域，以解决现有的热解设备采用的热解炉多为内筒旋转式结构，密封较困难，难以保证污泥在绝氧条件下发生热解，热解效率低、热解气出口粉尘含量高的技术问题，该装置包括内筒体、外筒体以及动力装置，内筒体的内部设置为热解反应腔体，热解反应腔体内设置有轴结构，轴结构上设置打散组件，轴结构与动力装置连接；热解反应腔体设置污泥进口、热解气出口以及污泥炭出口；外筒体套设于内筒体的外部，内筒体与外筒体之间设置烟气通道，烟气通道包括烟气进口和烟气出口；污泥进口、热解气出口、污泥炭出口、烟气进口、烟气出口均通过管路伸出外筒体，本实用新型用于提高热解效率。

Description

一种市政污泥热解炭化炉

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种市政污泥热解炭化炉。

背景技术

在市政污水处理过程中会产生一部分污泥，污泥中含有大量致病菌、寄生虫卵、病毒、重金属等有害物质，直接堆放或者利用会对环境造成破坏，影响民众身体健康。

目前常用的处理方式包括填埋、焚烧、堆肥，都没有达到污泥的无害化、资源化、减量化的作用。污泥中含有大量的有机质，采用热解的方式可以将污泥中的有机物分解产生甲烷、氢气、一氧化碳等可燃物，在热风炉燃烧后作为污泥热解的能源，同时可以得到污泥炭作为园林绿化、土壤改良等用途。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

目前的热解设备采用的热解炉多为内筒旋转式结构，且因筒体直径一般较大，密封较困难，难以保证污泥在绝氧条件下发生热解，导致热解效率低、热解气出口粉尘含量高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种市政污泥热解炭化炉，以解决现有技术中存在的目前的热解设备采用的热解炉多为内筒旋转式结构，且因筒体直径一般较大，密封较困难，难以保证污泥在绝氧条件下发生热解，导致热解效率低、热解气出口粉尘含量高等技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种市政污泥热解炭化炉，包括内筒体、外筒体以及动力装置，其中：

所述内筒体的内部设置为热解反应腔体，所述热解反应腔体内设置有轴结构，所述轴结构上设置打散组件，所述轴结构与所述动力装置连接；所述热解反应腔体设置污泥进口、热解气出口以及污泥炭出口；

所述外筒体设置于所述内筒体的外部，所述内筒体与所述外筒体之间设置烟气通道，所述烟气通道包括烟气进口和烟气出口；

所述污泥进口、所述热解气出口、所述污泥炭出口、所述烟气进口、所述烟气出口均通过管路伸出所述外筒体。

优选地，所述打散组件包括抄板和螺旋叶片，其中：

所述抄板包括多个，沿所述轴结构的长度方向均匀分布；

所述螺旋叶片的两端分别连接于相邻的两个抄板位于轴结构两侧的两外缘上，所述螺旋叶片的端部与所述内筒体的内壁之间的间距设置间隙。

优选地，所述污泥进口与所述污泥炭出口在所述内筒体上呈对角分布，所述热解气出口设置于靠近所述污泥进口的一侧。

优选地，所述污泥进口与所述污泥炭出口处均设置锁气阀。

优选地，还包括补偿结构，所述补偿结构设置于所述内筒体与所述外筒体之间。

优选地，还包括导流结构，所述导流结构设置于所述烟气通道内。

优选地，所述内筒体上还设置有紧急排放口，所述紧急排放口通过管路连通至所述外筒体的外部。

优选地，所述烟气通道设置于所述内筒体的底部及周侧，其中：

所述烟气通道的外管壁与所述外筒体的内壁之间、所述内筒体的顶部与所述外筒体的内壁之间均设置保温层。

优选地，所述内筒体外周的1/2-3/4设置所述烟气通道。

优选地，所述内筒体内还包括含氧量检测装置，所述内筒体上还设置有与氮气管路连通的氮气进口。

本实用新型提供的一种市政污泥热解炭化炉，通过在内筒体的内部设置轴结构，轴结构与动力装置连接，动力装置的电机带动减速机驱动轴结构转动，带动打散组件转动，通过调整电机转速控制热解时间，密封部分为轴盘根密封结构，相比现有技术对内筒体整体旋转密封，极大的减小了密封尺寸，可保证热解在绝氧的条件下进行。通过在轴结构上设置打散组件，可将大块物料打碎呈小粒径，用于内筒体外部的烟气通道与内筒体内部的物料传热时，强化传热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型市政污泥热解炭化炉一实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图中：1、内筒体；10、热解反应腔体；101、污泥进口；102、热解气出口；103、污泥炭出口；2、外筒体；20、烟气通道；201、烟气进口；202、烟气出口；3、动力装置；4、轴结构；5、打散组件；51、抄板；52、螺旋叶片；6、补偿结构；7、保温层。

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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种市政污泥热解炭化炉，图1是本实施例的结构示意图，如图1所示，包括内筒体1、外筒体2以及动力装置3。

其中，内筒体1的内部设置为热解反应腔体10，热解反应腔体10内设置有轴结构4，轴结构4上设置打散组件5，轴结构4与动力装置3通过联轴器连接；热解反应腔体10设置污泥进口101、热解气出口102以及污泥炭出口103。

外筒体2设置于内筒体1的外部，内筒体1与外筒体2之间设置烟气通道20，烟气通道20包括烟气进口201和烟气出口202，通过设置烟气通道20，对热解反应腔体10加热。

污泥进口101、热解气出口102、污泥炭出口103、烟气进口201、烟气出口202均通过管路伸出外筒体2。

使用时，污泥进口101通过管路与干化机出料口连接，热解气出口102通过管路与热风炉热解气进口连接，污泥炭出口103通过管路与水冷螺旋输送机出口连接，烟气进口201通过管路与热风炉出风口连接，烟气出口202通过管路与干化机烟气进口连接，形成市政污泥处理系统。

本实施例中，热解炭化机的填充率优选地设置为为10％～20％，若填充率过大，影响有机质热解产率，填充率过小，影响设备处理能力。污泥进口101处的进料含水率控制在10％～20％。

此市政污泥热解炭化炉，通过在内筒体1的内部设置轴结构4，轴结构4与动力装置3连接，动力装置3的电机带动减速机驱动轴结构4转动，带动打散组件5转动，通过调整电机转速控制热解时间，密封部分为轴结构，相比现有技术对内筒体整体旋转密封，极大的减小了密封尺寸，可保证热解在绝氧的条件下进行。通过在轴结构4上设置打散组件5，可将大块物料打碎呈小粒径，用于内筒体1外部的烟气通道与内筒体1内部的物料传热时，强化传热效果。

作为可选的实施方式，打散组件5包括抄板51和螺旋叶片52。

其中，抄板51包括多个，沿轴结构4的长度方向均匀分布，通过在轴结构4上设置抄板51，用于污泥被不断的抄起，并落至内筒体1的内壁表面，物料不断的与内筒体1的内壁发生撞击、摩擦，大块物料被打碎成小粒径物料，增大物料比表面积，达到强化传热的目的。

螺旋叶片52的两端分别连接于相邻的两个抄板51位于轴结构4两侧的两外缘上，螺旋叶片52的端部与内筒体1的内壁之间设置间隙，通过在抄板51的外缘设置螺旋叶片52，螺旋叶片52可以推动物料向前移动，用于使用时推动物料从污泥进口101端移动至污泥炭出口103端完成热解过程。

在实际的使用时，优选地，螺旋叶片52的端部与内筒体1的内壁之间的间隙设置为5-10mm，若间隙过大，则传热效率较低，若间隙过小，则容易发生叶片与内筒体剐蹭的情况。

作为可选的实施方式，污泥进口101与污泥炭出口103在内筒体1上呈对角分布，热解气出口102设置于靠近污泥进口101的一侧。

通过设置热解气出口102在靠近污泥进口101的一侧，使热解气出口102与污泥炭出口103错位设置，即热解气出口102尽量远离污泥炭出口103，相较于污泥炭出口103与热解气出口102上下布置，极大的降低了热解气出口粉尘含量，减轻后续设备堵塞的情况。

作为可选的实施方式，污泥进口101与污泥炭出口103处均设置锁气阀，用于保证此市政污泥热解炭化炉内的绝氧环境。

作为可选的实施方式，还包括补偿结构6，补偿结构6设置于内筒体1与外筒体2之间。

本实施例中，膨胀结构采用波纹管。由于外筒体2与内筒体1的温度不同，产生的轴向位移也不相同，因此。在内筒体1与外筒体2之间设置波纹管，用于补偿因位移不同产生的应力，使整体结构的稳定性更强。

作为可选的实施方式，还包括导流结构，导流结构设置于烟气通道20内，本实施例中，导流结构采用导流板，用于加强高温烟气的扰流作用，提高传热效果。

作为可选的实施方式，内筒体1上还设置有紧急排放口，紧急排放口通过管路连通至外筒体2的外部，用于必要时对内筒体1内部的热解气紧急排放。

作为可选的实施方式，图2是图1的A-A剖视结构示意图，如图2所示，烟气通道20设置于内筒体1的底部及周侧。

其中，烟气通道20的外管壁与外筒体2的内壁之间、内筒体1的顶部与外筒体2的内壁之间均设置保温层7。优选地，在内筒体1外周的1/2-3/4设置烟气通道20。

具体地，保温层7为浇筑于外筒体2内壁与烟气通道20的外管壁之间、外筒体2的内壁与内筒体1的顶部外壁之间的保温材料层。本实施例中，保温材料选用硅酸铝质耐火浇注料。

通过在内筒体1的3/4部分空间设置烟气通道20，并且设置烟气通道20位于内筒体1外壁的底部及周侧。由于内筒体1的上部空间的污泥并未与内筒体1接触，故不设置烟气通道20，仅在内筒体1的底部及周侧3/4部分空间设置烟气通道20，可充分利用有效的热解空间，提高整个设备的热效率。

作为可选的实施方式，内筒体1内还包括含氧量检测装置，内筒体上还设置有与氮气管路连通的氮气进口。

具体地，本实施例中，轴结构4与外部采用盘根密封，用于最大程度地减少进入热解反应腔体10的空气量，同时，在内筒体1的内部设置含氧量检测装置，优选地，选用含氧量在线检测装置，用于与控制系统连接，当含氧量超过一定的体积浓度时，例如：含氧量超过5％的体积浓度时，通过控制系统自动启动氮气保护。氮气通过氮气管路进入热解反应腔体10，防止气体爆炸发生

本实施例采用间接换热结构，污泥在绝氧条件下发生热解反应，产生可燃性气体。减速机转速在0.5r～3r/min，热解腔体压力在-50pa～-100pa运行，温度在500℃～650℃，停留时间30min～70min。

以含水率15％的污泥为例，烟气进口201的温度为850℃，烟气出口202的温度为550℃。操作压力-60pa，热解碳化停留时间45min，经过热解后的污泥含水率降至0％。热解得到的污泥炭通过污泥炭出口103经过管路与外部的输送设备连接。烟气进口201通过管路与热风炉的出口相连，热解后产生的甲烷、一氧化碳、氢气通过热解气出口经过管路送至热风炉燃烧，为整个系统提供热源。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：包括内筒体、外筒体以及动力装置，其中：

所述内筒体的内部设置为热解反应腔体，所述热解反应腔体内设置有轴结构，所述轴结构上设置打散组件，所述轴结构与所述动力装置连接；所述热解反应腔体设置污泥进口、热解气出口以及污泥炭出口；

所述外筒体设置于所述内筒体的外部，所述内筒体与所述外筒体之间设置烟气通道，所述烟气通道包括烟气进口和烟气出口；

所述污泥进口、所述热解气出口、所述污泥炭出口、所述烟气进口、所述烟气出口均通过管路伸出所述外筒体。

2.根据权利要求1所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述打散组件包括抄板和螺旋叶片，其中：

所述抄板包括多个，沿所述轴结构的长度方向均匀分布；

所述螺旋叶片的两端分别连接于相邻的两个抄板位于轴结构两侧的两外缘上，所述螺旋叶片的端部与所述内筒体的内壁之间的间距设置间隙。

3.根据权利要求1或2所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述污泥进口与所述污泥炭出口在所述内筒体上呈对角分布，所述热解气出口设置于靠近所述污泥进口的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述污泥进口与所述污泥炭出口处均设置锁气阀。

5.根据权利要求1或2所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：还包括补偿结构，所述补偿结构设置于所述内筒体与所述外筒体之间。

6.根据权利要求1或2所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：还包括导流结构，所述导流结构设置于所述烟气通道内。

7.根据权利要求1所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述内筒体上还设置有紧急排放口，所述紧急排放口通过管路连通至所述外筒体的外部。

8.根据权利要求1或2所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述烟气通道设置于所述内筒体的底部及周侧，其中：

所述烟气通道的外管壁与所述外筒体的内壁之间、所述内筒体的顶部与所述外筒体的内壁之间均设置保温层。

9.根据权利要求8所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述内筒体外周的1/2-3/4设置所述烟气通道。

10.根据权利要求1或2所述的一种市政污泥热解炭化炉，其特征在于：所述内筒体内还包括含氧量检测装置，所述内筒体上还设置有与氮气管路连通的氮气进口。

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