CN220887289U - 一种污泥热解炭化系统 - Google Patents

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银正一
陈海洋
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李中杰
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金潇
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Abstract

本实用新型公开了一种污泥热解炭化系统,包括脱水单元、干化机、干化热风炉(20)、炭化机、炭化热风炉、污泥炭出料冷却输送单元,污泥经脱水单元后送至干化机,炭化机一端与干化机连通,另一端与污泥炭出料冷却输送单元连通,干化热风炉(20)为干化机提供热风,炭化热风炉(16)为炭化机提供热风,还包括:污泥炭存储单元,污泥炭存储单元位于污泥炭出料冷却输送单元下游并与污泥炭出料冷却输送单元连通,污泥炭存储单元接收污泥炭;污水源热泵单元(9),污水源热泵单元(9)与脱水单元(2)连通,可为脱水单元提供热源。采用污水源热泵单元,充分利用污水处理厂尾水温度,能实现能量循环利用、降低污泥热解炭化机的运行成本。

Description

一种污泥热解炭化系统
技术领域
本实用新型涉及污泥处理技术领域,具体而言,涉及一种污泥热解炭化系统。
背景技术
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,在热解炭化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,具有占地面积小、处置成本低、无二噁英产生等优点。
专利CN107129124A公开了连续处理生活污泥的系统和方法,包括:螺旋干燥炭化炉和旋转床热解炉,螺旋干燥炭化炉本体一端具有生活污泥入口,另一端具有炭化污泥出口,本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向上形成进料区、一级干燥区、二级干燥区、碳化物和排料区,各级干燥区分别设置有燃烧器和水蒸气出口,炭化区具有可燃气出口、排料区具有烟气出口;螺旋干燥炭化炉的螺旋输送器在本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向设置;旋转床热解炉具有炭化污泥入口、热解油气出口和固体残渣出口,旋转床热解炉内设置有辐射管。该申请采用燃烧器进行加热,能量利用率低,运行成本高。
鉴于以上技术问题,特推出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种能节约运行成本的污泥热解炭化系统。
为了实现上述目的,一种污泥热解炭化系统,包括脱水单元、干化机、干化热风炉、炭化机、炭化热风炉污泥炭出料冷却输送单元,污泥经脱水单元后送至干化机,炭化机一端与干化机连通,另一端与污泥炭出料冷却输送单元连通,干化热风炉为干化机提供热风、炭化热风炉为炭化机提供热风,还包括:污泥炭存储单元,污泥炭存储单元位于污泥炭出料冷却输送单元下游并与污泥炭出料冷却输送单元连通,污泥炭存储单元接收污泥炭;污水源热泵单元,污水源热泵单元与脱水单元连通,可为脱水单元提供热源。采用污水源热泵单元,充分利用污水处理厂尾水温度,能实现能量循环利用、降低污泥热解炭化机的运行成本。
进一步的,污水源热泵单元包括水源热泵主机、热水循环泵,热水循环泵与水源热泵主机连接。
进一步的,污泥热解炭化系统还包括换热器,换热器采用管壳式换热器。
进一步的,干化机采用直接接触式转筒干化机。
进一步的,干化机内部设置有中空打散轴。
进一步的,中空打散轴外侧设置有打散件,打散件对污泥进行充分打散。
进一步的,干化机内部设置抄板,抄板翻滚污泥。
进一步的,炭化机包括内筒和外筒,内筒为热解反应腔体;外筒为高温烟气腔体。
进一步的,内筒和外筒采用鱼鳞片密封。
进一步的,热解炭化机内部设置氧含量在线检测设备。
进一步的,污泥热解炭化系统还包括氮气保护系统。当氧含量超过5%体积浓度时,设置的氮气保护系统自动启动,可通过氮气管道进入炭化机内腔,防止气体爆炸发生。
进一步的,污泥炭出料冷却输送单元包括输送机,输送机采用轴螺旋输送机。
进一步的,轴螺旋输送机包括水冷夹套,对污泥炭进行冷却。
进一步的,污泥热解炭化系统还包括除尘器组,除尘器组包括第一除尘器组和第二除尘器,第一除尘器组位于干化机下游;第二除尘器位于炭化机下游。
进一步的,第一除尘器组包括旋风除尘器和布袋除尘器,布袋除尘器位于旋风除尘器下游并与旋风除尘器连接;和/或第二除尘器为高温金属膜除尘器。
应用本实用新型的技术方案,至少实现了如下有益效果:
1、本实用新型真空负压压榨脱水设备需要的热源来自污水源热泵提供的热水,通过充分利用污水处理厂尾水温度,能实现能量循环利用、降低污泥热解炭化系统的运行成本。
2、通过污泥真空负压压榨脱水、污泥干化和污泥炭化等设施,实现了污泥减量化和资源化处理。整体系统能够做到能量自平衡、正常运行时不用补充天然气,热风炉只在系统启动时使用。
3、配有氮气保护、氧气含量检测、连锁控制系统,保证整个系统安全运行。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1示出了污泥热解炭化系统示意图;以及
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、污泥调理罐;2、真空负压压榨脱水设备;3、第一污泥刮板机;4、滑架料仓;5、第二污泥刮板机;6、缓冲料仓;7、第一进料螺旋机;8、干化机;9、污水源热泵单元;10、旋风除尘器;11、布袋除尘器;12、换热器;13、第二进料螺旋机;14、炭化机;15、水冷螺旋输送机;16、炭化热风炉;17、高温金属膜除尘器;18、脱硫塔;19、烟囱;20、干化热风炉。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本实用新型所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征,但不排除存在或增加一个或多个其它特征;术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、”“内”、“外”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,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实用新型的限制;此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在描述中,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。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。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
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,在热解炭化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,具有占地面积小、处置成本低、无二噁英产生等优点。
本实用新型提出了通过采用热解炭化技术来处理污泥,将污水中热源有效利用,采用污泥浓缩、污泥真空负压压榨、污泥干化、污泥炭化系统来热解炭化污泥。
如图1所示,污泥热解炭化系统包括脱水单元、干化机、干化热风炉20、炭化机、炭化热风炉、污泥炭出料冷却输送单元,污泥经脱水单元后送至干化机,炭化机一端与干化机连通,另一端与污泥炭出料冷却输送单元连通,干化热风炉20为干化机提供热风,炭化热风炉16为炭化机提供热风,污泥炭出料冷却输送单元冷却并输送污泥炭。污泥热解炭化系统还包括污泥炭存储单元和污水源热泵单元9,其中,污泥炭存储单元位于污泥炭出料冷却输送单元下游并与污泥炭出料冷却输送单元连通,污泥炭存储单元接收污泥炭。污水源热泵单元9与脱水单元连通,可为脱水单元提供热源。采用污水源热泵单元9,充分利用污水处理厂尾水温度,能实现能量循环利用、降低污泥热解炭化机的运行成本。
通过脱水单元、干化机和炭化机等设施,实现了污泥减量化和资源化处理。整体系统能够做到能量自平衡、正常运行时不用补充天然气,热风炉只在系统启动时使用。
热解得到的污泥炭出口与热解炭化机14进料口连接,经污泥炭冷却系统冷却后降温至50℃进入污泥炭存储单元。真空负压压榨脱水设备所需要的热量来源于污水源,污水源热泵单元9包括水源热泵主机、热水循环泵及定压补水配套设备管线,热水循环泵为水源热泵主机补充污水。利用污水厂出水中12-25摄氏度污水,经过水源热泵系统后,热水温度可达到70摄氏度以上,供真空负压压榨脱水设备2使用。
污泥热解炭化系统的工作过程为,污水厂内含水率95%~98%污泥经过离心泵送至污泥调理罐1与药剂混合后,由柱塞泵送至脱水单元进行脱水。脱水单元包括真空负压压榨脱水设备2,其热水来自污水源热泵单元9。污泥脱水后含水率在50%左右,经过第一污泥刮板机3送至污泥滑架料仓4暂存。
脱水后的污泥经滑架料仓4暂存后经过第二污泥刮板机5、缓冲料仓6送至污泥干化机8。干化机8通过第一进料螺旋机7进料。
干化机8采用直接接触式转筒干化机。含水率50%污泥经双螺旋输送机进入干化机8。干化机8内部设置中空打散轴,其可容纳冷却液,可对轴进行冷却,防止轴发生变形,避免影响正常运行。中空打散轴外侧设置有打散件,打散件对污泥进行充分打散。干化机8内部设置抄板,抄板翻滚污泥,达到强化传热的目的。
污泥热解炭化系统还包括除尘器组,除尘器组包括第一除尘器组和第二除尘器,第一除尘器组位于干化机8下游;第二除尘器位于炭化机14下游。干化后产生的烟气经第一除尘器组处理,第一除尘器组包括旋风除尘器10、布袋除尘器11,布袋除尘器11位于旋风除尘器10下游并与旋风除尘器10连接。炭化热风炉16经过炭化机14后温度在723℃,为了充分利用这部分热量,将高温烟气与干化后的烟气采用换热器12换热后,送至炭化热风炉16利用。其中,换热器12采用管壳式换热器,其管程走干化后烟气,壳程走高温烟气,可使得管程粉尘含量高,便于清理粉尘。
炭化机14通过第二进料螺旋机13进料,包括内筒和外筒,内筒用于热解反应,外筒为高温烟气腔体,其中,内筒和外筒采用鱼鳞片密封。污泥热解炭化系统还包括氮气保护系统。炭化机14内部设置有氧含量在线检测设备。当氧含量超过5%体积浓度时,设置的氮气保护系统自动启动,可通过氮气管道进入炭化机14内腔,防止气体爆炸发生。系统配有氮气保护、氧气含量检测、连锁控制系统,保证了整个系统安全运行。
污泥经炭化机14热解后产生污泥炭。污泥炭出口与水冷螺旋输送机15出口连接,热解后的可燃气经过高温金属膜除尘器17除尘后,由风机送至炭化热风炉16。污泥炭出料冷却输送单元包括输送机。输送机采用轴螺旋输送机,其包括水冷夹套,对污泥炭进行冷却后送至污泥炭存储单元。污泥炭存储单元存包括污泥炭仓存储,可储污泥炭。热解后所产生的污泥炭,经水冷螺旋冷却后送至污泥存储单元,方便了污泥炭的存储。
由炭化热风炉16产生的高温烟气经第二除尘器除尘后,与干化后的烟气进行换热,最后送入尾气系统处理,经脱硫塔18等处理,最后通过烟囱19排出。其中,第二除尘器位于炭化机14下游,为高温金属膜除尘器17。整体系统能够做到能量自平衡、正常运行时不用补充天然气,热风炉只在系统启动时使用。
总之,从以上的描述中,可以看出,本实用新型上述的实施例实现如下技术效果:
1、本实用新型真空负压压榨脱水设备需要的热源来自污水源热泵提供的热水,通过充分利用污水处理厂尾水温度,能实现能量循环利用、降低污泥热解炭化系统的运行成本。
2、通过污泥真空负压压榨脱水、污泥干化和污泥炭化等设施,实现了污泥减量化和资源化处理。整体系统能够做到能量自平衡、正常运行时不用补充天然气,热风炉只在系统启动时使用。
3、配有氮气保护、氧气含量检测、连锁控制系统,保证整个系统安全运行。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、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 (15)

1.一种污泥热解炭化系统,包括脱水单元、干化机、干化热风炉(20)、炭化机、炭化热风炉(16)、污泥炭出料冷却输送单元,所述污泥经脱水单元后送至所述干化机,所述炭化机一端与所述干化机连通,另一端与所述污泥炭出料冷却输送单元连通,所述干化热风炉(20)为所述干化机提供热风,所述炭化热风炉(16)为所述炭化机提供热风,其特征在于,还包括:污泥炭存储单元,所述污泥炭存储单元位于所述污泥炭出料冷却输送单元下游并与所述污泥炭出料冷却输送单元连通,所述污泥炭存储单元接收所述污泥炭;污水源热泵单元(9),所述污水源热泵单元(9)与所述脱水单元连通,可为所述脱水单元提供热源。
2.根据权利要求1所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述污水源热泵单元(9)包括水源热泵主机、热水循环泵,所述热水循环泵与所述水源热泵主机连接。
3.根据权利要求2所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述污泥热解炭化系统还包括换热器(12),所述换热器(12)采用管壳式换热器。
4.根据权利要求3所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述干化机(8)采用直接接触式转筒干化机。
5.根据权利要求4所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述干化机(8)内部设置有中空打散轴。
6.根据权利要求5所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述中空打散轴外侧设置有打散件,所述打散件对污泥进行充分打散。
7.根据权利要求6所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述干化机(8)内部设置抄板,所述抄板翻滚所述污泥。
8.根据权利要求7所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述炭化机(14)包括内筒和外筒,所述内筒为热解反应腔体;所述外筒为高温烟气腔体。
9.根据权利要求8所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述内筒和所述外筒采用鱼鳞片密封。
10.根据权利要求9所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述炭化机(14)内部设置氧含量在线检测设备。
11.根据权利要求10所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述污泥热解炭化系统还包括氮气保护系统。
12.根据权利要求11所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述污泥炭出料冷却输送单元包括输送机,所述输送机采用轴螺旋输送机。
13.根据权利要求12所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述轴螺旋输送机包括水冷夹套,对所述污泥炭进行冷却。
14.根据权利要求13所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,污泥热解炭化系统还包括除尘器组,所述除尘器组包括第一除尘器组和第二除尘器,所述第一除尘器组位于所述干化机(8)下游;所述第二除尘器位于所述炭化机(14)下游。
15.根据权利要求14所述的污泥热解炭化系统,其特征在于,所述第一除尘器组包括旋风除尘器(10)和布袋除尘器(11),所述布袋除尘器(11)位于所述旋风除尘器(10)下游并与所述旋风除尘器(10)连接;和/或所述第二除尘器为高温金属膜除尘器(17)。
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