本發(fā)明涉及一種污泥連續(xù)熱處理改性裝置及深度脫水干化焚燒工藝。

背景技術(shù)：

污泥熱水解是一種簡單、高效的污泥預(yù)處理方法，目前的污泥熱水解技術(shù)采用污泥漿化均質(zhì)、反應(yīng)釜蒸煮及閃蒸的工藝流程，現(xiàn)有技術(shù)中污泥在反應(yīng)釜中通常是加熱到一定溫度，然后在攪拌器的作用下進(jìn)行熱處理，其通常是間歇式處理，并且，由于污泥粘度過高，通常會(huì)延長在反應(yīng)罐內(nèi)的停留時(shí)間，熱水解處理時(shí)間延長，影響后期送入反應(yīng)罐的時(shí)間，將其直接送入反應(yīng)罐無疑會(huì)增加污泥混合的難度和處理的能耗，且不易實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，對設(shè)備及管道閥門的要求高，易堵塞管道。

且現(xiàn)有的連續(xù)式熱水解采用的污泥加熱方式為高溫蒸汽直接接觸污泥進(jìn)行加熱的方法，能耗高，污泥冷卻也采用冷卻水直接通入污泥中冷卻，不能循環(huán)利用。

現(xiàn)有技術(shù)cn202643519u中公開的一種污泥水熱干化處理裝置的漿化反應(yīng)器，包括順序連接的均質(zhì)反應(yīng)器、漿化反應(yīng)器、水熱反應(yīng)器和閃蒸反應(yīng)器。其漿化反應(yīng)器采取間歇性出料的方式，才能保證物料處理的連續(xù)性。耗時(shí)長，能耗大。

如現(xiàn)有技術(shù)cn101830622b中公開的一種處理污泥或有機(jī)垃圾的方法，污泥處理的主要步驟依次是通過均質(zhì)罐、反應(yīng)罐和閃蒸罐，污泥需在各罐中停留一定時(shí)間，間歇式地處理方法不利于提高生產(chǎn)效率，且各罐閥門的連接和切換頻繁，閥門損壞率高，使用壽命短。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及污泥連續(xù)熱處理改性裝置及深度脫水干化焚燒工藝，能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行連續(xù)熱處理，且利用熱介質(zhì)間接對污泥進(jìn)行加熱及冷卻，高效節(jié)能且環(huán)保。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種污泥連續(xù)熱處理改性裝置，包括：污泥輸送管道和熱介質(zhì)隔套管，所述污泥輸送管道包括預(yù)熱段、反應(yīng)段和冷卻段，所述預(yù)熱段、反應(yīng)段和冷卻段的污泥輸送管道的管道外均套設(shè)熱介質(zhì)隔套管，所述反應(yīng)段的熱介質(zhì)隔套管與熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器連通，構(gòu)成熱介質(zhì)第一循環(huán)回路，所述預(yù)熱段的熱介質(zhì)隔套管與所述冷卻段的熱介質(zhì)隔套管連通，構(gòu)成熱介質(zhì)第二循環(huán)回路，所述熱介質(zhì)第二循環(huán)回路上設(shè)置熱介質(zhì)熱量回收循環(huán)泵。

通過上述技術(shù)方案，熱介質(zhì)第一循環(huán)回路中的熱介質(zhì)可對污泥輸送管中的污泥進(jìn)行連續(xù)的加熱，熱介質(zhì)第二循環(huán)回路中的熱介質(zhì)可將冷卻段的污泥熱量帶回供給至預(yù)熱段的污泥，以持續(xù)對冷卻段的污泥進(jìn)行冷卻，并持續(xù)對預(yù)熱段的污泥進(jìn)行預(yù)熱，巧妙利用熱介質(zhì)的流動(dòng)來間接地完成對污泥的加熱及冷卻，使污泥能連續(xù)地進(jìn)行熱處理，更節(jié)能環(huán)保。其中熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器可對熱介質(zhì)第一循環(huán)回路上的熱介質(zhì)提供動(dòng)能及熱能，使熱介質(zhì)對污泥進(jìn)行可持續(xù)地加熱。而熱介質(zhì)第二循環(huán)回路上的熱量回收循環(huán)泵則對此回路上的熱介質(zhì)提供動(dòng)能，使其循環(huán)，將冷卻段的熱量傳遞給預(yù)熱段。熱介質(zhì)第一循環(huán)回路及熱介質(zhì)第二循環(huán)回路中的介質(zhì)的流動(dòng)方向可與污泥的輸送方向相反，使介質(zhì)的熱量傳遞更加高效。

反應(yīng)段的污泥輸送管道外套設(shè)的熱介質(zhì)隔套管與熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器連通，構(gòu)成熱介質(zhì)第一循環(huán)回路，熱介質(zhì)第一循環(huán)回路內(nèi)的熱介質(zhì)對污泥進(jìn)行連續(xù)式間接型加熱，使污泥進(jìn)行連續(xù)熱處理，提高污泥處理效率。

污泥經(jīng)上述裝置熱處理后，污泥內(nèi)的微生物細(xì)胞被破壞，有機(jī)物水解，病原菌被殺滅，污泥內(nèi)微生物細(xì)胞壁通過裂解方式將水分析出，達(dá)到污泥改性的目的，污泥的脫水性能得到有效提高，能夠進(jìn)行深度脫水。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥輸送管道由n（n≥3）個(gè)輸送單元首尾拼接而成或一體成型。通過上述技術(shù)方案，每個(gè)輸送單元上均套設(shè)有熱介質(zhì)隔套管，預(yù)熱段、反應(yīng)段及冷卻段中任一段均至少包括一個(gè)輸送單元。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，一個(gè)輸送單元由一個(gè)弧形管和一個(gè)直管構(gòu)成或僅由一個(gè)u形管構(gòu)成，所述熱介質(zhì)隔套管套設(shè)在所述直管外或所述u形管外，所述污泥輸送管道成迂回形，弧形管或u形管的u形端部即構(gòu)成迂回部。通過上述技術(shù)方案，熱介質(zhì)隔套管設(shè)置于直管外，方便安裝及密封，迂回形的污泥輸送管道有利于節(jié)省整個(gè)裝置的占地空間，且污泥在迂回形的輸送管道內(nèi)流速均勻，反應(yīng)更加充分，脫水性能更佳。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，一個(gè)輸送單元由僅由一個(gè)直管構(gòu)成，所述熱介質(zhì)隔套管套設(shè)在所述直管外。通過上述技術(shù)方案，污泥輸送管道總體形狀為直的，有利于污泥的傳輸。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥輸送管道的反應(yīng)段安裝于保溫機(jī)箱內(nèi)，所述保溫機(jī)箱內(nèi)的空隙處填塞保溫材料。通過上述技術(shù)方案，保溫機(jī)箱有利于反應(yīng)段的溫度保持，高效利用間接加熱的熱量。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或蒸汽或氣體。通過上述技術(shù)方案，熱介質(zhì)的形式多種多樣，一致的特點(diǎn)為可流動(dòng)，可循環(huán)利用。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥輸送管道的進(jìn)泥端連接有污泥輸送泵，在所述污泥輸送管道的反應(yīng)段之后連接有泄壓出料閥。通過上述技術(shù)方案，污泥輸送泵可持續(xù)供給污泥并可控制污泥流量，間接地控制污泥在反應(yīng)段的反應(yīng)時(shí)間，從而達(dá)到預(yù)定要求和目的。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述污泥輸送管道的進(jìn)泥端連接有連接器，所述連接器設(shè)有液體接入口或/及氣體接入口及管道維修入口，連接器與污泥輸送管道的管軸中心線成90°-180°安裝，以使所述連接器中液體或/及氣體的通入方向與污泥輸送管道內(nèi)污泥的輸送方向相同。通過上述技術(shù)方案，連接器處接入的液體或氣體對污泥的輸送起到輔助作用，而不是阻礙作用，另一方面，液體或氣體是高溫的，從而起到熱處理的作用，對污泥進(jìn)行直接加熱。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述反應(yīng)段的熱介質(zhì)隔套管內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器及溫度傳感器。通過上述技術(shù)方案，壓力傳感器和溫度傳感器可實(shí)時(shí)測量熱介質(zhì)隔套管內(nèi)的溫度，從而間接監(jiān)控污泥的溫度及壓力，把控?zé)崽幚淼母黜?xiàng)參數(shù)。

污泥深度脫水干化焚燒工藝，依次包括以下步驟：

a．將污泥供給到上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中的污泥連續(xù)熱處理改性裝置中進(jìn)行熱處理；即，

將污泥經(jīng)污泥輸送泵泵入污泥輸送管道；

污泥輸送管道包括預(yù)熱段、反應(yīng)段和冷卻段，在反應(yīng)段，將熱介質(zhì)第一循環(huán)回路中的熱介質(zhì)加熱并使熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，對反應(yīng)段污泥輸送管道內(nèi)的污泥進(jìn)行熱處理；污泥在污泥輸送管道的反應(yīng)段的溫度控制在100-250攝氏度，壓力0.5-3mpa，反應(yīng)時(shí)間0.1-1h；

在預(yù)熱段和冷卻段，使熱介質(zhì)第二循環(huán)回路中的熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，將冷卻段污泥輸送管道內(nèi)的污泥熱量傳導(dǎo)至預(yù)熱段的污泥輸送管道內(nèi)；

將污泥經(jīng)冷卻段輸送至儲(chǔ)料罐；

b．將熱處理后的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水；

c．將脫水后的污泥輸送至干燥裝置進(jìn)行干燥，干燥過程所產(chǎn)生的尾氣送入焚燒裝置中進(jìn)行焚燒；

d．將干燥后的污泥輸送至焚燒裝置中進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的余熱供給至干燥裝置及污泥連續(xù)熱處理改性裝置中利用。通過上述技術(shù)方案，污泥深度脫水干化焚燒工藝中污泥連續(xù)熱處理有效地提高了污泥熱處理的效率，利用介質(zhì)間接式的對污泥進(jìn)行加熱及冷卻，循環(huán)利用的介質(zhì)在對污泥進(jìn)行加熱及冷卻的同時(shí)，可有效節(jié)能，熱處理的同時(shí)，破壞了污泥內(nèi)微生物細(xì)胞壁，使污泥改性，水分徹底析出，大大地改善了污泥的脫水性能，使污泥能夠進(jìn)行深度脫水。

結(jié)合本發(fā)明污泥連續(xù)熱處理改性裝置進(jìn)行的熱處理，污泥處理處置的完整工藝更加節(jié)能高效，污泥焚燒產(chǎn)生的余熱可以回用于前端的干燥裝置及熱處理改性裝置，干燥過程所產(chǎn)生的尾氣可進(jìn)入焚燒裝置中進(jìn)行充分燃燒處理，加之焚燒裝置中采用急冷工序，避免了二噁英的產(chǎn)生，經(jīng)過焚燒后的殘?jiān)糜诮ú氖褂?，?shí)現(xiàn)污泥最終的資源化利用。

根據(jù)本發(fā)明污泥連續(xù)熱處理改性裝置及深度脫水干化焚燒工藝，污泥可進(jìn)行連續(xù)的熱處理，污泥處理的效率提高，利用介質(zhì)間接熱處理使能耗降低。原始污泥經(jīng)該裝置熱處理后，污泥的脫水性能大大改善，為后續(xù)污泥的干燥及焚燒提供了便利，進(jìn)而提高了整個(gè)工藝的效率。

為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的污泥連續(xù)熱處理改性裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的污泥深度脫水干化焚燒工藝的示意圖；

圖中：1污泥均質(zhì)罐、2污泥輸送泵、3污泥輸送管道、4壓力表、5溫度表、6保溫機(jī)箱、7熱介質(zhì)隔套管、8熱介質(zhì)輸送管、9熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器、10熱介質(zhì)第二循環(huán)回路管道、11熱介質(zhì)熱量回收循環(huán)泵、12安全閥、13溫度傳感器、14壓力傳感器、15泄壓出料閥、16隔套連接管、17冷卻段、18反應(yīng)段、19預(yù)熱段、20連接器、21直管、22弧形管。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下扣合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

污泥連續(xù)熱處理改性裝置，包括：污泥輸送管道3和熱介質(zhì)隔套管7，所述污泥輸送管道3包括預(yù)熱段19、反應(yīng)段18和冷卻段17，所述預(yù)熱段19、反應(yīng)段18和冷卻段17的污泥輸送管道的管道外均套設(shè)熱介質(zhì)隔套管7，所述反應(yīng)段的熱介質(zhì)隔套管與熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器9連通，構(gòu)成熱介質(zhì)第一循環(huán)回路，所述預(yù)熱段的熱介質(zhì)隔套管與所述冷卻段的熱介質(zhì)隔套管連通，構(gòu)成熱介質(zhì)第二循環(huán)回路，所述熱介質(zhì)第二循環(huán)回路上設(shè)置熱介質(zhì)熱量回收循環(huán)泵11。

優(yōu)選的，所述污泥輸送管道3由n（n≥3）個(gè)輸送單元首尾拼接而成或一體成型。污泥輸送管道3的直徑范圍為50-500mm，可為100-400mm范圍，也可為200-300mm范圍。

優(yōu)選的，一個(gè)輸送單元由一個(gè)弧形管22和一個(gè)直管21構(gòu)成或僅由一個(gè)u形管構(gòu)成，所述熱介質(zhì)隔套管套設(shè)在所述直管外或所述u形管外，所述污泥輸送管道3成迂回形。具體地，熱介質(zhì)隔套管7可只套設(shè)在直管外，也可套設(shè)于整個(gè)輸送單元外，迂回形的管道之間間隙可相等也可不等，間隙可為10cm或20cm或50cm等。

優(yōu)選的，一個(gè)輸送單元由僅由一個(gè)直管構(gòu)成，所述熱介質(zhì)隔套管套設(shè)在所述直管外。

優(yōu)選的，所述污泥輸送管道的反應(yīng)段安裝于保溫機(jī)箱6內(nèi)，所述保溫機(jī)箱6內(nèi)的空隙處填塞保溫材料。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)熱段、反應(yīng)段及冷卻段均安裝于保溫機(jī)箱6內(nèi)，熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器9安裝于保溫機(jī)箱6外，有利于整體裝置的溫度控制。

優(yōu)選的，所述熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油或蒸汽或氣體。具體地，熱介質(zhì)為氣體時(shí)，可為煙氣，廢氣等。

優(yōu)選的，所述污泥輸送管道的進(jìn)泥端連接有污泥輸送泵2，在所述污泥輸送管道的反應(yīng)段之后連接有泄壓出料閥15。

優(yōu)選的，所述污泥輸送管道的進(jìn)泥端連接有連接器20，所述連接器20設(shè)有液體接入口或/及氣體接入口及管道維修入口，連接器20與污泥輸送管道的管軸中心線成90°-180°安裝，以使所述連接器中液體或/及氣體的通入方向與污泥輸送管內(nèi)污泥的輸送方向相同。具體地，請參閱圖1，連接器與污泥輸送管道的管軸中心線成90°安裝，在其他實(shí)施例中，如污泥沿管道向右輸送，則連接器可與右側(cè)管道的管軸中心線成135°安裝，以使連接器中液體或/及氣體的通入方向與污泥輸送方向一致；在其他實(shí)施例中，若污泥沿管道向左輸送，則連接器可與左側(cè)管道的管軸中心線成100°-160°安裝。

優(yōu)選的，所述反應(yīng)段的熱介質(zhì)隔套管內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器14及溫度傳感器13。

詳細(xì)地，在一個(gè)實(shí)施例中，請參閱圖1，污泥輸送泵2的進(jìn)口連接污泥均質(zhì)罐1的出口，污泥輸送泵2的出口連接污泥輸送管道3，污泥輸送管上設(shè)置連接器20、壓力表4、溫度表5，污泥輸送管道3穿入保溫機(jī)箱6，成蛇形排列，構(gòu)成迂回形，后穿出保溫機(jī)箱6，污泥輸送管道上再設(shè)置安全閥12、泄壓出料閥15，保溫機(jī)箱6內(nèi)的污泥輸送管道3分為預(yù)熱段19、反應(yīng)段18和冷卻段17，各段上均套設(shè)熱介質(zhì)隔套管7；反應(yīng)段18的多個(gè)熱介質(zhì)隔套管7之間通過隔套連接管16連通，熱介質(zhì)隔套管7的首尾兩端通過熱介質(zhì)輸送管8連接熱介質(zhì)加熱轉(zhuǎn)換器9，構(gòu)成熱介質(zhì)第一循環(huán)回路；預(yù)熱段19和冷卻段17的熱介質(zhì)隔套管7之間通過隔套連接管16連通，首尾兩個(gè)熱介質(zhì)隔套管之間通過熱介質(zhì)第二循環(huán)回路管道10連通，回路上設(shè)置熱介質(zhì)熱量回收循環(huán)泵11。

在另一個(gè)實(shí)施例中，污泥輸送管道3整體成直線型，在污泥輸送管道3上設(shè)置預(yù)熱段、反應(yīng)段及冷卻段，各段套設(shè)熱介質(zhì)隔套管，直線型的污泥輸送管道3有利于污泥的傳輸。

污泥深度脫水干化焚燒工藝，請參閱圖2，依次包括以下步驟：

a．將污泥供給到上述任一項(xiàng)技術(shù)方案中的污泥連續(xù)熱處理改性裝置中進(jìn)行熱處理；即，

將污泥經(jīng)污泥輸送泵2泵入污泥輸送管道3；

污泥輸送管道包括預(yù)熱段、反應(yīng)段和冷卻段，在反應(yīng)段，將熱介質(zhì)第一循環(huán)回路中的熱介質(zhì)加熱并使熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，對反應(yīng)段污泥輸送管道內(nèi)的污泥進(jìn)行熱處理；污泥在污泥輸送管道的反應(yīng)段的溫度控制在100-250攝氏度，壓力0.5-3mpa，反應(yīng)時(shí)間0.1-1h；所述的反應(yīng)時(shí)間，為污泥通過污泥輸送管道反應(yīng)段的時(shí)間，具體地，反應(yīng)段的溫度控制可在120-220攝氏度，也可在150-200攝氏度；壓力可為0.5-3mpa，也可為1-2.5mpa；反應(yīng)時(shí)間可為0.1-1h，也可為0.3-0.8h（h為單位小時(shí)）。

在預(yù)熱段和冷卻段，使熱介質(zhì)第二循環(huán)回路中的熱介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)，將冷卻段污泥輸送管道內(nèi)的污泥熱量傳導(dǎo)至預(yù)熱段的污泥輸送管道內(nèi)；

將污泥經(jīng)冷卻段輸送至儲(chǔ)料罐；

經(jīng)步驟a處理后的污泥脫水性能得到改善，污泥經(jīng)連續(xù)式間接性熱處理后，污泥內(nèi)的微生物細(xì)胞被破壞，水分徹底析出，有機(jī)物水解，病原菌被殺滅，污泥的脫水性能得到有效提高，使污泥能夠進(jìn)行徹底地深度脫水，且步驟a環(huán)保節(jié)能。

b．將熱處理后污泥進(jìn)行機(jī)械脫水；

具體地，可采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，經(jīng)步驟b處理后的污泥含水率從80%降至40%以下，在步驟a連續(xù)進(jìn)行的情況下，機(jī)械脫水的每批次所需時(shí)間相應(yīng)減小，效率提高。

c．將脫水后的污泥輸送至干燥裝置進(jìn)行干燥，干燥過程所產(chǎn)生的尾氣送入焚燒裝置中進(jìn)行焚燒；

經(jīng)步驟c處理后的污泥含水率進(jìn)一步降低，可達(dá)20%，有利于后續(xù)焚燒工序，干燥所產(chǎn)生的尾氣送入焚燒裝置中進(jìn)行充分焚燒，避免產(chǎn)生污染性氣體。

d．將干燥后的污泥輸送至焚燒裝置中進(jìn)行焚燒，焚燒產(chǎn)生的余熱供給至干燥裝置及污泥連續(xù)熱處理改性裝置中利用。

步驟d中焚燒裝置中采用急冷工藝，經(jīng)步驟d處理后的污泥，避免了污染性氣體二噁英的產(chǎn)生，且焚燒所產(chǎn)生的余熱可供給至干燥裝置及污泥連續(xù)熱處理裝置中利用，更加節(jié)能。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的污泥連續(xù)熱處理改性裝置及深度脫水干化焚燒工藝，有效地解決了傳統(tǒng)熱處理能耗高，污泥處理連續(xù)性差的問題，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保，效率提高的目的。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。