污泥處理系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種污泥處理系統，包括：預處理裝置、熱解裝置、收集裝置、冷凝裝置、凈化裝置和儲氣罐，預處理裝置對污泥進行預處理以形成熱解原料。熱解裝置接收熱解原料并將熱解原料熱解成氣態(tài)物質和固體物質。收集裝置與反應腔室相連用于收集氣態(tài)物質。冷凝裝置與收集裝置相連用于對收集的氣態(tài)物質進行降溫冷卻以將氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體。凈化裝置對不凝氣體進行凈化以得到熱解氣。儲氣罐與凈化裝置相連以接收熱解氣，且儲氣罐與熱解裝置相連以向熱解裝置提供氣源。本實用新型的污泥處理系統，提高了熱解氣熱值，杜絕了二噁英對環(huán)境的污染，提高了熱解產物的利用率，保證了污泥熱解能量的自給，從而降低了運行成本。
【專利說明】污泥處理系統【技術領域】
[0001]本實用新型涉及垃圾處理領域，尤其是涉及一種污泥處理系統。
【背景技術】
[0002]隨著工業(yè)和城市的發(fā)展，我國城市污泥的產量急劇增加。城市污泥中含有種類廣泛的污染物，對環(huán)境造成極大的危害。目前最常用的污泥處理方法有:填埋、海洋排放、堆肥處理、污泥焚燒和污泥熱解。
[0003]污泥焚燒是使污泥中的有機組分與氧氣發(fā)生反應生成穩(wěn)定的無機物，可以最大限度的減少污泥體積。焚燒技術對污染物處理徹底，可殺滅所有病原體，氧化分解有毒有害的殘余有機物，焚燒后的炭渣可作生產水泥的原料。但是，該處理方法耗資大、設備復雜，對操作人員的技術水平要求高，并且污泥中的有害成分在焚燒過程中會形成二次污染物，如重金屬煙霧、二氧化硫、氮氧化物等污染物，對大氣污染較為嚴重。
[0004]污泥熱解技術是在無氧或缺氧的條件下加熱污泥至一定溫度，通過干餾和熱分解作用使污泥最終轉化為熱解水、焦油、熱解氣和焦炭。熱解產生的氣體和焦油熱值較高，能作為潛在的燃料。污泥中的重金屬在熱解過程中不揮發(fā)，存在于固相產物中。該方法具有處置徹底、速度快、處理效果好，能量回收率高的優(yōu)點，實現了污泥資源化利用的目的，受到廣泛的重視。
[0005]傳統的污泥熱解技術主要包括固定床污泥熱解和流化床污泥熱解技術。固定床污泥熱解存在料層受熱 不均的問題，流化床雖然可使床層內部溫度均勻，但規(guī)模較小，要求物料顆粒較小，并且熱解氣與流化氣混合在一起，增加了熱解氣與流化氣分離的工藝。此外，傳統的外熱式加熱方式需要消耗大量燃氣，運行成本高。
實用新型內容
[0006]本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種污泥處理系統，該污泥處理系統杜絕了二噁英對環(huán)境的污染，且提高了熱解產物的利用率，運行成本低。
[0007]根據本實用新型的污泥處理系統，包括:預處理裝置，所述預處理裝置對污泥進行預處理以形成熱解原料；熱解裝置，所述熱解裝置接收所述熱解原料并將所述熱解原料熱解成氣態(tài)物質和固體物質，所述熱解裝置包括:旋轉床熱解爐，所述旋轉床熱解爐內設有反應腔室，所述反應腔室的底部設有可轉動且用于盛放所述熱解原料的盛放盤；蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，所述蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內以對所述熱解原料進行加熱；收集裝置，所述收集裝置與所述反應腔室相連用于收集所述氣態(tài)物質；冷凝裝置，所述冷凝裝置與所述收集裝置相連用于對收集的所述氣態(tài)物質進行降溫冷卻以將所述氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體；凈化裝置，所述凈化裝置對所述不凝氣體進行凈化以得到熱解氣；儲氣罐，所述儲氣罐與所述凈化裝置相連以接收所述熱解氣，且所述儲氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。[0008]根據本實用新型的污泥處理系統，污泥均勻分布于盛放盤上，隨著盛放盤的轉動，污泥可以均勻受熱，污泥熱解產生的氣態(tài)物質與煙氣隔絕，無需再進行后續(xù)分離，即簡化了工藝操作，也提高了熱解氣熱值，同時本實用新型的污泥處理系統能夠有效的對污泥進行處理以得到氣態(tài)物質和固態(tài)物質，杜絕了二噁英對環(huán)境的污染，并且氣態(tài)物質和固態(tài)物質可以得到很好的利用，提高了熱解產物的利用率，且通過利用儲氣罐的熱解氣作為熱解裝置的氣源，保證了污泥熱解能量的自給，從而降低了運行成本。
[0009]另外，根據本實用新型的污泥處理系統還具有如下附加技術特征:
[0010]根據本實用新型的一些實施例，所述預處理裝置包括:濃縮裝置，所述濃縮裝置對所述污泥進行濃縮以減小所述污泥的體積；脫水裝置，所述脫水裝置對所述污泥進行脫水并干燥；破碎裝置，所述破碎裝置對干燥后的污泥進行破碎以形成為顆粒狀的污泥。
[0011]進一步地，所述預處理裝置還包括用于對所述污泥進行穩(wěn)定處理的處理裝置。
[0012]進一步地，所述預處理裝置還包括壓縮裝置，所述壓縮裝置將所述顆粒狀的污泥壓縮成型成一定形狀的熱解原料。
[0013]具體地，所述干燥后的污泥的含水量在15%左右。
[0014]具體地，所述顆粒狀的污泥的顆粒大小為10?40mm。
[0015]具體地，所述反應腔室內的反應溫度為200?950°C。
[0016]具體地，所述熱解原料在所述反應腔室內的反應時間為30-120分鐘。
[0017]具體地，所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為50?400mm。
[0018]根據本實用新型的一些實施例，所述污泥處理系統還包括:給料結構，所述給料結構設在旋轉床熱解爐的前側以向所述反應腔室內輸送所述熱解原料；出料結構，所述出料結構設在所述旋轉床熱解爐的后側以接收從所述反應腔室排放出的所述固體物質。從而可提高污泥處理系統的自動化程度。
[0019]在本實用新型的一些實施例中，所述污泥處理系統還包括壓力設備，所述壓力設備分別與所述儲氣罐和所述熱解裝置相連。
[0020]在本實用新型的一些實施例中，所述污泥處理系統還包括盛有燃氣的補氣裝置，所述補氣裝置與所述熱解裝置相連。
[0021]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1為根據本實用新型實施例的污泥處理系統的示意圖；
[0024]圖2為根據本實用新型實施例的污泥處理系統的工作流程圖。
[0025]附圖標記:
[0026]污泥處理系統100、預處理裝置1、濃縮裝置10、
[0027]脫水裝置11、破碎裝置12、處理裝置13、壓縮裝置14、
[0028]熱解裝置2、收集裝置3、冷凝裝置4、凈化裝置5、儲氣罐6、
[0029]給料結構7、出料結構8、壓力設備9、補氣裝置15【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0031]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關系為
基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0032]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0033]下面參考圖1和圖2描述根據本實用新型實施例的污泥處理系統100，該污泥處理系統100用于處理污泥。
[0034]如圖1所示，根據本實用新型實施例的污泥處理系統100包括:預處理裝置1、熱解裝置2、收集裝置3、冷凝裝置4、凈化裝置5和儲氣罐6。其中，預處理裝置I對污泥進行預處理以形成熱解原料。
[0035]熱解裝置2接收熱解原料并將熱解原料熱解成氣態(tài)物質和固體物質，熱解裝置2包括:旋轉床熱解爐和蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，旋轉床熱解爐內設有反應腔室，反應腔室的底部設有可轉動且用于盛放熱解原料的盛放盤，也就是說，盛放盤可轉動地設在反應腔室的底部，進入到反應腔室內的熱解原料鋪設在盛放盤上。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到反應腔室內以對熱解原料進行加熱。此時值得說明的是，熱解原料進行熱解反應時，反應腔室應處于密封狀態(tài)。具體地，熱解原料在盛放盤上的厚度為50?400mm，反應腔室內的反應溫度為200?950°C，熱解原料在反應腔室內的反應時間為30-120分鐘，其中熱解原料在反應腔室內的反應時間可通過盛放盤的轉速進行控制。
[0036]其中，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器包括輻射管和設在輻射管內的蓄熱式燃燒器，輻射管內的煙氣與反應腔室內的氣體隔離，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器通過蓄熱式燃燒器對輻射管內燃氣(空氣)進行預熱，并使得燃氣在輻射管內進行高效燃燒，以熱輻射的方式提供熱解原料熱解所需要的熱量。換言之，通過蓄熱式燃氣輻射管燃燒器提供的熱量使得反應腔室內的溫度逐漸升高，以對熱解原料進行熱解。蓄熱式燃氣輻射管燃燒器的熱效率可達到85%以上，且可穩(wěn)定燃燒低熱值的燃氣。值得說明的是，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器的工作原理已為本領域的技術人員所熟知，這里就不詳細描述。
[0037]收集裝置3與反應腔室相連用于收集氣態(tài)物質。冷凝裝置4與收集裝置3相連用于對收集的氣態(tài)物質進行降溫冷卻以將氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體，可凝液體主要包括水、焦油以及水溶性有機物等，焦油經過適當的催化重整后可作為石油的替代品。凈化裝置5對不凝氣體進行凈化以得到熱解氣。儲氣罐6與凈化裝置5相連以接收熱解氣，且儲氣罐6與熱解裝置2相連以向熱解裝置2提供氣源。
[0038]污泥處理系統100對污泥進行處理時，首先預處理裝置I對污泥進行預處理以形成熱解原料，然后熱解原料輸送到熱解裝置2內進行熱解，此時在向盛放盤上輸送熱解原料時，由于盛放盤可旋轉，熱解原料可均勻的平鋪在盛放盤上，蓄熱式燃氣輻射管燃燒器提供的熱量使得反應腔室內的溫度逐漸升高，熱解原料在反應腔室內熱解生成氣態(tài)物質和固體物質，固體物質從反應腔室排出，從排出的固體物質中分選出碳化物和廢渣。
[0039]收集裝置3收集從熱解裝置2排出的氣態(tài)物質，冷凝裝置4對收集裝置3收集到的氣態(tài)物質進行降溫冷卻以將氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體，凈化裝置5對不凝氣體進行凈化以得到熱解氣，熱解氣存儲在儲氣罐6中，儲氣罐6內的熱解氣可通入到熱解裝置2內以作為熱解裝置2的氣源。換言之，污泥處理系統100在啟動時需要外部燃氣作為熱解裝置2的氣源外，在污泥處理系統100運行的過程中，采用污泥熱解生成的熱解氣作為熱解裝置2的氣源。其中，凈化裝置5可為任何結構，只要可對不凝氣體進行凈化如除焦、脫硫、脫硝等即可。
[0040]根據本實用新型實施例的污泥處理系統100，污泥均勻分布于盛放盤上，隨著盛放盤的轉動，污泥可以均勻受熱，污泥熱解產生的氣態(tài)物質與煙氣隔絕，無需再進行后續(xù)分離，即簡化了工藝操作，也提高了熱解氣熱值，同時本實用新型的污泥處理系統100能夠有效的對污泥進行處理以得到氣態(tài)物質和固態(tài)物質，杜絕了二噁英對環(huán)境的污染，并且氣態(tài)物質和固態(tài)物質可以得到很好的利用，提高了熱解產物的利用率，且通過利用儲氣罐6的熱解氣作為熱解裝置2的氣源，保證了污泥熱解能量的自給，從而降低了運行成本。
[0041]根據本實用新型的一些實施例，如圖1所示，預處理裝置I包括:濃縮裝置10、脫水裝置11和破碎裝置12，其中，濃縮裝置10對污泥進行濃縮以減小污泥的體積。脫水裝置11對污泥進行脫水并干燥，具體地，干燥后的污泥的含水量在15%左右，此時脫水裝置11先對污泥進行脫水使得污泥的含水量為80%左右，污泥呈現粘稠狀狀態(tài)，接著對污泥進行干燥，干燥后的污泥的含水量為15%左右。破碎裝置12對干燥后的污泥進行破碎以形成為顆粒狀的污泥,具體地,顆粒狀的污泥的顆粒大小為10?40mm。
[0042]預處理裝置I對污泥進行預處理時，首先濃縮裝置10對污泥進行濃縮處理以減少污泥的體積，具體地，濃縮裝置10可采用離心、重力或者氣浮濃縮法對污泥進行濃縮處理。接著脫水裝置11對污泥進行脫水處理，最后破碎裝置12對脫水后的污泥進行破碎處理以形成為顆粒狀的污泥。根據本實用新型實施例的預處理裝置1，通過對污泥進行濃縮和脫水，從而可減少污泥的體積，減少污泥的占用空間以提高盛放盤上污泥的盛放量，同時通過對污泥進行破碎處理，可提高污泥的熱解效率。
[0043]進一步地，預處理裝置I還包括用于對污泥進行穩(wěn)定處理的處理裝置13。在本實用新型的具體實施例中，處理裝置13對經過濃縮處理后的污泥進行穩(wěn)定處理，以保證污泥保持在濃縮狀態(tài)，從而保證污泥的狀態(tài)穩(wěn)定，提高污泥處理系統100的可靠性。
[0044]更進一步地，預處理裝置I還包括壓縮裝置14，壓縮裝置14將顆粒狀的污泥壓縮成型成一定形狀的熱解原料。從而進一步減少污泥的占用空間以進一步提高盛放盤上污泥的盛放量。[0045]根據本實用新型的一些實施例，如圖1所示，污泥處理系統100還包括:給料結構7和出料結構8，給料結構7設在旋轉床熱解爐的前側以向反應腔室內輸送熱解原料。出料結構8設在旋轉床熱解爐的后側以接收從反應腔室排放出的固體物質。從而可提高污泥處理系統100的自動化程度。具體地，給料結構7為鎖斗加料裝置，出料結構8為螺旋輸送裝置，其中，鎖斗加料裝置和螺旋輸送裝置的結構和工作原理等均為本領域的技術人員所熟知，這里就不詳細描述。
[0046]如圖1所示，在本實用新型的進一步實施例中，污泥處理系統100還包括壓力設備9，壓力設備9分別與儲氣罐6和熱解裝置2相連。從而可調節(jié)和穩(wěn)定污泥處理系統100的壓力，并且可控制儲氣罐6的燃氣流量，保護儲氣罐6以免出口壓力過高或過低。更進一步地，如圖1所示，污泥處理系統100還包括盛有燃氣的補氣裝置15，補氣裝置15與熱解裝置2相連。從而可在熱解生成的熱解氣不夠或不穩(wěn)定時提供補燃燃氣，保證污泥處理系統100可穩(wěn)定、連續(xù)的工作。
[0047]下面參考圖1和圖2描述根據本實用新型具體實施例的污泥處理系統100的工作過程。
[0048]首先，污泥經過濃縮裝置10的濃縮處理以減少污泥的體積，接著污泥經過處理裝置13的穩(wěn)定處理以保持污泥的濃縮狀態(tài)，接著脫水裝置11先將污泥進行脫水后再進行干燥以使得污泥的含水量為15%左右。破碎裝置12將干燥的污泥破碎成顆粒大小為10?40mm的碎塊，污泥碎塊進入到壓縮裝置14中進行壓縮成型為顆粒狀、塊狀或圓柱狀的熱解原料。
[0049]然后，將熱解原料通過給料結構7送入到熱解裝置2中，熱解原料在熱解裝置2中進行熱解反應以生成氣態(tài)物質和固態(tài)物質，其中，固態(tài)物質通過出料結構8排出，并對排出的固態(tài)物質進行分選，以分選出炭黑、金屬和灰分等物質。氣態(tài)物質被收集裝置3收集后，冷凝裝置4對氣態(tài)物質進行冷凝以使得氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體，凈化裝置5對不凝氣體進行凈化以得到熱解氣，儲氣罐6存儲該熱解氣并將熱解氣通入到蓄熱式燃燒輻射管燃燒器中進行預熱，以作為蓄熱式燃燒輻射管燃燒器的氣源?？赡后w主要包括水、焦油以及水溶性有機物，對可凝液體進行油水分離以得到焦油和混合液(污水)。
[0050]當熱解生成的熱解氣不夠或不穩(wěn)定時，補氣裝置15向熱解裝置2提供補燃燃氣。
[0051]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0052]盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種污泥處理系統，其特征在于，包括: 預處理裝置，所述預處理裝置對污泥進行預處理以形成熱解原料； 熱解裝置，所述熱解裝置接收所述熱解原料并將所述熱解原料熱解成氣態(tài)物質和固體物質，所述熱解裝置包括: 旋轉床熱解爐，所述旋轉床熱解爐內設有反應腔室，所述反應腔室的底部設有可轉動且用于盛放所述熱解原料的盛放盤； 蓄熱式燃氣輻射管燃燒器，所述蓄熱式燃氣輻射管燃燒器伸入到所述反應腔室內以對所述熱解原料進行加熱； 收集裝置，所述收集裝置與所述反應腔室相連用于收集所述氣態(tài)物質； 冷凝裝置，所述冷凝裝置與所述收集裝置相連用于對收集的所述氣態(tài)物質進行降溫冷卻以將所述氣態(tài)物質分離為可凝液體和不凝氣體； 凈化裝置，所述凈化裝置對所述不凝氣體進行凈化以得到熱解氣； 儲氣罐，所述儲氣罐與所述凈化裝置相連以接收所述熱解氣，且所述儲氣罐與所述熱解裝置相連以向所述熱解裝置提供氣源。
2.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，所述預處理裝置包括: 濃縮裝置，所述濃縮裝置對所述污泥進行濃縮以減小所述污泥的體積； 脫水裝置，所述脫水裝置對所述污泥進行脫水并干燥； 破碎裝置，所述破碎裝置對干燥后的污泥進行破碎以形成為顆粒狀的污泥。
3.根據權利要求2所述的污泥處理系統，其特征在于，所述預處理裝置還包括用于對所述污泥進行穩(wěn)定處理的處理裝置。
4.根據權利要求2所述的污泥處理系統，其特征在于，所述預處理裝置還包括壓縮裝置，所述壓縮裝置將所述顆粒狀的污泥壓縮成型成熱解原料。
5.根據權利要求2所述的污泥處理系統，其特征在于，所述干燥后的污泥的含水量在15%左右。
6.根據權利要求2所述的污泥處理系統，其特征在于，所述顆粒狀的污泥的顆粒大小為 10 ~40mm η
7.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，所述反應腔室內的反應溫度為200 ~950。。。
8.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，所述熱解原料在所述反應腔室內的反應時間為30-120分鐘。
9.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，所述熱解原料在所述盛放盤上的厚度為50~400mm。
10.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，還包括: 給料結構，所述給料結構設在旋轉床熱解爐的前側以向所述反應腔室內輸送所述熱解原料； 出料結構，所述出料結構設在所述旋轉床熱解爐的后側以接收從所述反應腔室排放出的所述固體 物質。
11.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，還包括壓力設備，所述壓力設備分別與所述儲氣罐和所述熱解裝置相連。
12.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于，還包括盛有燃氣的補氣裝置，所述補氣裝置與所述熱解 裝置相連。
【文檔編號】C02F11/00GK203781995SQ201320788476
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】吳道洪, 肖磊, 竇從從 申請人:北京神霧環(huán)境能源科技集團股份有限公司