專(zhuān)利名稱(chēng)：污泥高溫碳化系統(tǒng)及碳化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)于城市污泥處理的大規(guī)模污泥高溫碳化系統(tǒng)及碳化工藝。
背景技術(shù)：
截至2011年底，全國(guó)累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3135座，污水處理能力達(dá)到1.36億立方米/日。其中，正在建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理項(xiàng)目達(dá)1360個(gè)，總設(shè)計(jì)能力約2900萬(wàn)立方米/日。2011年累計(jì)處理污水393.13億立方米，由此得出，中國(guó)2011年污泥產(chǎn)量為503萬(wàn)噸。依此推算，預(yù)計(jì)至2015年底，中國(guó)的污泥產(chǎn)量將至777萬(wàn)噸。污水處理廠產(chǎn)生的污泥為含水量在75 99%不等的固體或流體狀物質(zhì)。其中的固體成分主要由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體及絮凝所用藥劑等組成，是一種以有機(jī)成分為主，組分復(fù)雜的混合物，其中也包含有潛在利用價(jià)值的有機(jī)質(zhì)、氮(N)、磷(P)、鉀(K)和各種微量元素。如果污水中具有生活污水，且包括有工業(yè)廢水，則污泥中不僅含有病原菌、病毒和寄生蟲(chóng)(卵)·，還可能有重金屬和難降解的有毒有害的有機(jī)物質(zhì)等一系列污染物質(zhì)，其是污水處理過(guò)程形成的最主要的潛在二次污染源。國(guó)內(nèi)污水廠一般規(guī)模較大，日處理污水能力在5萬(wàn)噸-30萬(wàn)噸之間，按照每萬(wàn)噸污水產(chǎn)生5噸濕污泥量計(jì)算(含水率80%)，污泥日產(chǎn)生量在25-150噸。目前已開(kāi)展污泥處理處置的主要是大中城市，且一般采用建設(shè)區(qū)域集中污泥處置中心的方式，將幾個(gè)污水廠的污泥集中處理，日處理濕污泥規(guī)模一般為100-400噸左右，個(gè)別規(guī)模甚至達(dá)到近千噸。然而，目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的污泥碳化設(shè)備受到結(jié)構(gòu)限制，最大處理能力一般為日處理濕污泥100噸以?xún)?nèi)，無(wú)法適應(yīng)國(guó)內(nèi)用戶(hù)對(duì)污泥采用集中、大規(guī)模處置的需求。目前，我國(guó)的污泥處置主要還是以農(nóng)業(yè)利用和衛(wèi)生填埋為主，兩者分別占污泥處置總量的46.43%和35.71。然而，在全國(guó)現(xiàn)有的污水處理設(shè)施中，包括有污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到其處理總量的1/4。污泥帶來(lái)的主要問(wèn)題有:有機(jī)物污染與重金屬污染等。并且，污泥填埋也影響城市生活垃圾的填埋，其不但占用大量的有效土地，還會(huì)對(duì)地表環(huán)境和地下水資源造成嚴(yán)重的污染，并且污染土質(zhì)結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物生長(zhǎng)。由此可知，解決不好污泥處置的問(wèn)題就不可能從根本上實(shí)現(xiàn)水環(huán)境的改善，將會(huì)給我國(guó)城市生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重問(wèn)題。綜上所述，如何妥善處理、處置大量堆放的污泥問(wèn)題已經(jīng)成了國(guó)內(nèi)多數(shù)污水處理廠急需解決的問(wèn)題，也是全球共同關(guān)注的話題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種減量化、無(wú)害化、穩(wěn)定化、資源化的適應(yīng)于城市污泥處理的大規(guī)模污泥高溫碳化系統(tǒng)及碳化工藝。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為:
污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，它包括脫水污泥供給單元、對(duì)所述脫水污泥供給單元提供的脫水污泥進(jìn)行干化的脫水污泥干化單元、對(duì)干化后的污泥進(jìn)行碳化的干化污泥碳化單元、熱循環(huán)交換單元、以及碳化加熱爐，所述脫水污泥干化單元包括脫水污泥干燥機(jī)，所述干化污泥碳化單元包括污泥碳化爐，所述碳化加熱爐用于供給加熱氣體至所述脫水污泥干燥機(jī)中以干燥污泥以及用于供給加熱氣體至所述污泥碳化爐中以使污泥加熱碳化，所述熱循環(huán)交換單元用于將所述脫水污泥干化單元排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)換熱后傳送至所述碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭，所述碳化加熱爐用于對(duì)所述污泥碳化爐中碳化所產(chǎn)生的干餾氣體進(jìn)行燃燒脫臭。上述方案中，所述脫水污泥干化單元還包括旋風(fēng)除塵器、干化污泥刮板輸送機(jī)、及干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}，經(jīng)所述脫水污泥干燥機(jī)干燥后的干化污泥經(jīng)由所述干化污泥刮板輸送機(jī)輸送到所述干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}中儲(chǔ)存，所述脫水污泥干燥機(jī)排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器后進(jìn)入所述熱循環(huán)交換單元。上述方案中，所述干化污泥碳化單元還包括干化污泥螺旋輸送機(jī)及碳化物輸送儲(chǔ)存裝置，所述干化污泥螺旋輸送機(jī)用于將所述脫水污泥干化單元輸出的干化污泥輸送至所述污泥碳化爐，所述碳化物輸送儲(chǔ)存裝置用于將污泥碳化爐中形成的碳化物進(jìn)行輸送和儲(chǔ)存。上述方案中，所述熱循環(huán)交換單元還用于將所述污泥碳化爐排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)換熱后排放，所述熱循環(huán)交換單元包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、一級(jí)熱交換器、及二級(jí)熱交換器，所述脫水污泥干化單元排出的加熱氣體通過(guò)所述循環(huán)風(fēng)機(jī)傳送至所述一級(jí)熱交換器換熱后再傳送至所述碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭，所述污泥碳化爐排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)所述一級(jí)熱交換器以及二級(jí)熱交換器換熱后，再在所述引風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)下排空，所述鼓風(fēng)機(jī)用于鼓入空氣并使空氣通過(guò)所述二級(jí)熱交換器充分加熱后進(jìn)入所述碳化加熱爐。上述方案中，所述污泥碳化爐包括可回轉(zhuǎn)的碳化釜體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述碳化釜體內(nèi)壁的多個(gè)抄板、設(shè)置在所述碳化釜體污泥入口的多個(gè)導(dǎo)流板、環(huán)繞在所述碳化釜體外周的外筒，所述碳化釜體用于碳化所述脫水污泥干化單元輸送來(lái)的干化污泥，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)，所述外筒用于容納加熱介質(zhì)以加熱所述碳化釜體從而間接加熱所述碳化釜體內(nèi)的干化污泥。上述方案中，所述外筒包括多段獨(dú)立的加熱室，所述多段加熱室沿所述碳化釜體的軸向方向排列，每段加熱室均設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)口與熱風(fēng)出口。上述方案中，所述污泥碳化爐還包括有溫度控制單元，所述溫度控制單元包括至少一個(gè)第一溫度控制元件和多個(gè)第二溫度控制元件，所述多個(gè)第一溫度控制元件用于檢測(cè)所述碳化釜體在碳化污泥過(guò)程中的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，所述多個(gè)第二溫度控制元件用于檢測(cè)每段加熱室的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)所述熱風(fēng)進(jìn)口的進(jìn)風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)溫度。污泥高溫碳化工藝，它包括以下步驟:
1)將脫水污泥輸送至脫水污泥干燥機(jī)中；
2)碳化加熱爐供給加熱氣體與脫水污泥干燥機(jī)中的脫水污泥直接接觸，將污泥含水率降到30%，從脫水污泥干燥機(jī)排出的加熱氣體經(jīng)旋風(fēng)除塵后，通過(guò)熱循環(huán)交換單元進(jìn)行換熱后進(jìn)入碳化加熱爐燃燒脫臭；
3)將脫水污泥干燥機(jī)干燥后的干化污泥輸送至污泥碳化爐中，碳化加熱爐供給加熱氣體至污泥碳化爐， 干化污泥在污泥碳化爐中經(jīng)過(guò)60(T80(TC的高溫、缺氧處理，析出大部分的水分及可燃分組分最終形成穩(wěn)定的碳化產(chǎn)物，污泥碳化爐中碳化所產(chǎn)生的干餾氣體輸出至碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭。上述方案中，所述污泥碳化爐包括可回轉(zhuǎn)的碳化釜體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述碳化釜體內(nèi)壁的多個(gè)抄板、設(shè)置在所述碳化釜體污泥入口的多個(gè)導(dǎo)流板、環(huán)繞在所述碳化釜體外周的外筒，所述碳化釜體用于碳化所述脫水污泥干化單元輸送來(lái)的干化污泥，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)，所述外筒用于容納加熱介質(zhì)以加熱所述碳化釜體從而間接加熱所述碳化釜體內(nèi)的干化污泥。上述方案中，所述外筒包括多段獨(dú)立的加熱室，所述多段加熱室沿所述碳化釜體的軸向方向排列，每段加熱室均設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)口與熱風(fēng)出口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的技術(shù)效果是:
1、該污泥高溫碳化系統(tǒng)能充分利用脫水污泥在干化以及碳化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾氣體燃燒后形成的熱量，用于污泥干化以及碳化過(guò)程。該污泥碳化系統(tǒng)回收利用熱能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。2、該污泥碳化系統(tǒng)對(duì)脫水污泥進(jìn)行碳化，從而能大量減少污泥的體積與重量，并且在碳化過(guò)程中產(chǎn)生的碳化產(chǎn)品顆粒無(wú)臭味。同時(shí)，該污泥碳化系統(tǒng)在處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣與廢水的排放達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定。并且，污泥經(jīng)碳化處理 后，重金屬離子被固化在碳化物產(chǎn)品中，從而變得穩(wěn)定，而對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害。并且，在脫水污泥的碳化過(guò)程中，重金屬相對(duì)穩(wěn)定，且污泥碳化物的重金屬浸出毒性達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-單獨(dú)焚燒用泥質(zhì)》(CJ-T290-2008)的排放限值規(guī)定。進(jìn)一步地，脫水污泥碳化后的產(chǎn)物具有和木炭相似的特性，可作為土壤改良和園林綠化等。3、該污泥碳化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)脫水污泥日處理量100噸以上的規(guī)?；幚?。4、該污泥碳化系統(tǒng)將污泥在干化以及碳化過(guò)程中產(chǎn)生的碳化干餾氣體的利用與廢氣的高溫脫臭綜合處理相結(jié)合，在為脫水污泥的碳化處理提供能量的同時(shí)對(duì)廢氣進(jìn)行高溫脫臭處理，降低了該污泥碳化系統(tǒng)能耗，且簡(jiǎn)化了該污泥碳化系統(tǒng)的設(shè)備配置，使系統(tǒng)的操作運(yùn)行更簡(jiǎn)便、可靠。5、該污泥碳化系統(tǒng)可根據(jù)最終產(chǎn)品需求，能在600攝氏度到800攝氏度下對(duì)污泥碳化處理。6、該污泥碳化系統(tǒng)使用多段加熱室對(duì)碳化釜體進(jìn)行加熱，可以保證碳化釜體的高溫環(huán)境且使碳化釜體內(nèi)的溫度更均勻，有利于碳化物的穩(wěn)定形成。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的污泥高溫碳化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-脫水污泥儲(chǔ)存?zhèn)}，2-脫水污泥螺旋輸送機(jī)，3-污泥螺桿泵，4-脫水污泥干燥機(jī)，5-旋風(fēng)除塵器，6-干化污泥刮板輸送機(jī)，7-干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}，8-干化污泥螺旋輸送機(jī)，9-外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐，10-水冷螺旋輸送機(jī)，11-碳化物刮板輸送機(jī)，12-碳化物儲(chǔ)存?zhèn)}，13-碳化物螺旋輸送機(jī)，14-碳化加熱爐，15-補(bǔ)充能源單元，16-循環(huán)風(fēng)機(jī)，17-鼓風(fēng)機(jī)，18-引風(fēng)機(jī)，19- 一級(jí)熱交換器，20- 二級(jí)熱交換器，21-碳化釜體，22-外筒，23-抄板，24-導(dǎo)流板，25-加熱室，26-熱風(fēng)進(jìn)口，27-熱風(fēng)出口，28-保溫層，29-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，30-驅(qū)動(dòng)齒輪，31-滾輪，32-支撐滾輪，33-第一溫度控制元件，34-第二溫度控制元件，35-密封元件，36-密封水冷元件，37-干餾氣體出口，38-碳化物出口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，當(dāng)然下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。如圖1和圖2所示，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種污泥高溫碳化系統(tǒng)，其包括脫水污泥供給單元、對(duì)脫水污泥供給單元提供的脫水污泥進(jìn)行干化的脫水污泥干化單元、對(duì)干化后的污泥進(jìn)行碳化的干化污泥碳化單元、熱循環(huán)交換單元、以及碳化加熱爐14。其中，該脫水污泥供給單元包括脫水污泥儲(chǔ)存?zhèn)}1、脫水污泥螺旋輸送機(jī)2以及污泥螺桿泵3。

該脫水污泥干化單元包括脫水污泥干燥機(jī)4、旋風(fēng)除塵器5、干化污泥刮板輸送機(jī)
6、及干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}7。在干燥過(guò)程中采用滾筒對(duì)流直接接觸式干燥機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行干燥。該干化污泥碳化單元包括干化污泥螺旋輸送機(jī)8、外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9、及碳化物輸送儲(chǔ)存裝置。在本實(shí)施例中，該碳化物輸送儲(chǔ)存裝置包括水冷螺旋輸送機(jī)10、碳化物刮板輸送機(jī)11、碳化物儲(chǔ)存?zhèn)}12、及碳化物螺旋輸送機(jī)13。該污泥高溫碳化系統(tǒng)還包括用于給該碳化加熱爐14補(bǔ)充能源的補(bǔ)充能源單元15。該熱循環(huán)交換單元包括循環(huán)風(fēng)機(jī)16、鼓風(fēng)機(jī)17、引風(fēng)機(jī)18、一級(jí)熱交換器19、及二級(jí)熱交換器20。利用該污泥高溫碳化系統(tǒng)的碳化工藝流程如下:
1)脫水污泥儲(chǔ)存于脫水污泥儲(chǔ)存?zhèn)}I中，經(jīng)脫水污泥螺旋輸送機(jī)2及污泥螺桿泵3輸送到脫水污泥干燥機(jī)4中；
2)碳化加熱爐14供給加熱氣體與脫水污泥干燥機(jī)4中的脫水污泥直接接觸，煙氣帶走脫水污泥中的大部分水分，使脫水污泥的含水率由80%降到30%左右，從脫水污泥干燥機(jī)4排出的加熱氣體經(jīng)旋風(fēng)除塵器5除塵后，通過(guò)循環(huán)風(fēng)機(jī)16傳送至一級(jí)熱交換器19換熱后再傳送至碳化加熱爐14燃燒脫臭；
3)將脫水污泥干燥機(jī)4干燥后的干化污泥經(jīng)干化污泥刮板輸送機(jī)6輸送到干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}7中儲(chǔ)存，干化污泥螺旋輸送機(jī)8通過(guò)聯(lián)動(dòng)控制從干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}7中向外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9供給干化污泥，碳化加熱爐14供給加熱氣體至外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9，干化污泥在外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9中經(jīng)過(guò)60(T80(TC的高溫、缺氧處理，析出大部分的水分及可燃分組分最終形成穩(wěn)定的碳化產(chǎn)物，碳化產(chǎn)物分別經(jīng)水冷螺旋輸送機(jī)10和碳化物刮板輸送機(jī)11冷卻并輸送到碳化物儲(chǔ)存?zhèn)}12中儲(chǔ)存，并經(jīng)碳化物螺旋輸送機(jī)13輸出，最后進(jìn)行包裝與運(yùn)輸。在本實(shí)施例中，該外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9包括可回轉(zhuǎn)的碳化釜體21、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在碳化釜體21內(nèi)壁的多個(gè)抄板23、設(shè)置在碳化釜體21污泥入口的多個(gè)導(dǎo)流板24、環(huán)繞在碳化釜體21外周的外筒22、及溫度控制單元。碳化釜體21用于碳化脫水污泥干化單元輸送來(lái)的干化污泥。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)碳化釜體21旋轉(zhuǎn)。外筒22用于容納加熱介質(zhì)以加熱碳化釜體21從而間接加熱碳化釜體21內(nèi)的干化污泥。
在本實(shí)施例中，外筒22包括多段獨(dú)立的加熱室25。多段加熱室25沿碳化釜體21的軸向方向排列，其為碳化污泥時(shí)提供熱量。每段加熱室25均設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)口 26與熱風(fēng)出口 27。每段加熱室25的外部均設(shè)置有保溫層28，用于減少該多段加熱室25能量的損失。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)29及驅(qū)動(dòng)齒輪30。驅(qū)動(dòng)電機(jī)29帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪30使碳化釜體21旋轉(zhuǎn)。該驅(qū)動(dòng)電機(jī)29為可調(diào)速電機(jī)。為保證碳化釜體21旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性在，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)29的另一側(cè)設(shè)有滾輪31和支撐滾輪32。該溫度控制單元包括至少一個(gè)第一溫度控制元件33和多個(gè)第二溫度控制元件34。至少一個(gè)第一溫度控制元件33用于檢測(cè)碳化釜體21在碳化污泥過(guò)程中的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)碳化釜體21旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)碳化處理時(shí)間。每個(gè)第二溫度控制元件33用于檢測(cè)每段加熱室25的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)熱風(fēng)進(jìn)口 26的進(jìn)風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)溫度。該干化污泥碳化單元還包括密封元件35及用于對(duì)密封元件35降溫的密封水冷元件36。該密封元件35設(shè)置在多段加熱室25的兩個(gè)端部，用于減少干化污泥在碳化過(guò)程中產(chǎn)生的高溫氣體的泄漏量，從而減少能量的損耗。該密封水冷元件36可降低密封元件35的溫度，且保證密封元件35的良好性能。該外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9對(duì)干化污泥的碳化過(guò)程具體為:干化污泥輸送至回轉(zhuǎn)的碳化釜體21。在碳化釜體21內(nèi)部導(dǎo)流板24和碳化釜體內(nèi)部抄板23以及旋轉(zhuǎn)的碳化釜體21共同作用下，干化污泥向碳化釜體21的尾部推進(jìn)。在推進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)碳化釜體21外壁傳遞的高溫?zé)崃坎粩嗉訜幔谔蓟w21內(nèi)部形成60(Γ800攝氏度的高溫、缺氧環(huán)境，干化污泥在此過(guò)程中析出大部分的水分、可燃分等組分最終形成穩(wěn)定的碳化產(chǎn)物。干化污泥在碳化釜體21內(nèi)部析出的可燃分、水分等組分通過(guò)干餾氣體出口 37排出至加熱碳化爐14以進(jìn)行脫臭焚燒等處理。在碳化釜體21中形成的碳化物經(jīng)碳化物出口 38輸出?？梢岳斫獾氖牵景l(fā)明可以在60(T80(TC的溫度范圍內(nèi)選擇不同的溫度區(qū)間來(lái)針對(duì)不同成分的污泥進(jìn)行碳化。

在本實(shí)施例中，碳化加熱爐14輸出的加熱氣體通過(guò)各個(gè)獨(dú)立的加熱室25對(duì)回轉(zhuǎn)的碳化釜體21進(jìn)行加熱，其不與干化污泥及污泥碳化物直接接觸，從而保證了排放氣體的無(wú)害無(wú)臭性。加熱完成后的氣體從外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9排出，經(jīng)過(guò)一級(jí)熱交換器19以及二級(jí)熱交換器20兩次換熱后，溫度降至200°C以下后排放。同時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)17鼓入的空氣通過(guò)二級(jí)熱交換器20充分加熱，再進(jìn)入碳化加熱爐14，以為系統(tǒng)補(bǔ)充所需的新鮮空氣及充分利用尾氣熱量，從而充分利用了該污泥碳化系統(tǒng)的余熱，達(dá)到了節(jié)能的目的。進(jìn)一步地，當(dāng)該碳化加熱爐14的能源不足時(shí)，通過(guò)該補(bǔ)充能源單元15進(jìn)行能源補(bǔ)充。外熱回轉(zhuǎn)間接式污泥碳化爐9中碳化所產(chǎn)生的干餾氣體在引風(fēng)機(jī)18的引導(dǎo)作用下，通過(guò)煙氣管道吸入至碳化加熱爐14進(jìn)行燃燒脫臭。故利用污泥碳化過(guò)程中揮發(fā)分的可燃燒部分作為該碳化加熱爐14的能源，從而在除臭的同時(shí)，除去對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害的二噁英等物質(zhì)，從而達(dá)到環(huán)保的目的。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，它包括脫水污泥供給單元、對(duì)所述脫水污泥供給單元提供的脫水污泥進(jìn)行干化的脫水污泥干化單元、對(duì)干化后的污泥進(jìn)行碳化的干化污泥碳化單元、熱循環(huán)交換單元、以及碳化加熱爐，所述脫水污泥干化單元包括脫水污泥干燥機(jī)，所述干化污泥碳化單元包括污泥碳化爐，所述碳化加熱爐用于供給加熱氣體至所述脫水污泥干燥機(jī)中以干燥污泥以及用于供給加熱氣體至所述污泥碳化爐中以使污泥加熱碳化，所述熱循環(huán)交換單元用于將所述脫水污泥干化單元排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)換熱后傳送至所述碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭，所述碳化加熱爐還用于對(duì)所述污泥碳化爐中碳化所產(chǎn)生的干餾氣體進(jìn)行燃燒脫臭。
2.如權(quán)利要求1所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述脫水污泥干化單元包括還包括旋風(fēng)除塵器、干化污泥刮板輸送機(jī)、及干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}，經(jīng)所述脫水污泥干燥機(jī)干燥后的干化污泥經(jīng)由所述干化污泥刮板輸送機(jī)輸送到所述干化污泥儲(chǔ)存?zhèn)}中儲(chǔ)存，所述脫水污泥干燥機(jī)排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器后進(jìn)入所述熱循環(huán)交換單元。
3.如權(quán)利要求1所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述干化污泥碳化單元還包括干化污泥螺旋輸送機(jī)及碳化物輸送儲(chǔ)存裝置，所述干化污泥螺旋輸送機(jī)用于將所述脫水污泥干化單元輸出的干化污泥輸送至所述污泥碳化爐，所述碳化物輸送儲(chǔ)存裝置用于將污泥碳化爐中形成的碳化物進(jìn)行輸送和儲(chǔ)存。
4.如權(quán)利要求1所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述熱循環(huán)交換單元還用于將所述污泥碳化爐排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)換熱后排放，所述熱循環(huán)交換單元包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、一級(jí)熱交換器、及二級(jí)熱交換器，所述脫水污泥干化單元排出的加熱氣體通過(guò)所述循環(huán)風(fēng)機(jī)傳送至所述一級(jí)熱交換器換熱后再傳送至所述碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭，所述污泥碳化爐排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)所述一級(jí)熱交換器以及二級(jí)熱交換器換熱后，再在所述引風(fēng)機(jī)的引導(dǎo)下排空，所述鼓風(fēng)機(jī)用于鼓入空氣并使空氣通過(guò)所述二級(jí)熱交換器充分加熱后進(jìn)入所述碳化加熱爐。
5.如權(quán)利要求1所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥碳化爐包括可回轉(zhuǎn)的碳化釜體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述碳化釜體內(nèi)壁的多個(gè)抄板、設(shè)置在所述碳化釜體污泥入口的多個(gè)導(dǎo)流板、環(huán)繞在所述碳化釜體外周的外筒，所述碳化釜體用于碳化所述脫水污泥干化單元輸送來(lái)的干化污泥，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)，所述外筒用于容納加熱介質(zhì)以加熱所述碳化釜體從而間接加熱所述碳化釜體內(nèi)的干化污泥。
6.如權(quán)利要求5所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述外筒包括多段獨(dú)立的加熱室，所述多段加熱室沿所述碳化釜體的軸向方向排列，每段加熱室均設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)口與熱風(fēng)出口。
7.如權(quán)利要求6所述的污泥高溫碳化系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥碳化爐還包括有溫度控制單元，所述溫度控制單元包括至少一個(gè)第一溫度控制元件和多個(gè)第二溫度控制元件，所述多個(gè)第一溫度控制元件用于檢測(cè)所述碳化釜體在碳化污泥過(guò)程中的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，所述多個(gè)第二溫度控制元件用于檢測(cè)每段加熱室的溫度，并根據(jù)所述溫度調(diào)節(jié)所述熱風(fēng)進(jìn)口的進(jìn)風(fēng)量與進(jìn)風(fēng)溫度。
8.污泥高溫碳化工藝，其特征在于，它包括以下步驟: 1)將脫水污泥輸送至脫水污泥干燥機(jī)中； 2)碳化加熱爐供給加熱氣體與 脫水污泥干燥機(jī)中的脫水污泥直接接觸，將污泥含水率降到30%，從脫水污泥干燥機(jī)排出的加熱氣體經(jīng)旋風(fēng)除塵后，通過(guò)熱循環(huán)交換單元進(jìn)行換熱后進(jìn)入碳化加熱爐燃燒脫臭； 3)將脫水污泥干燥機(jī)干燥后的干化污泥輸送至污泥碳化爐中，碳化加熱爐供給加熱氣體至污泥碳化爐，干化污泥在污泥碳化爐中經(jīng)過(guò)60(T80(TC的高溫、缺氧處理，析出大部分的水分及可燃分組分最終形成穩(wěn)定的碳化產(chǎn)物，污泥碳化爐中碳化所產(chǎn)生的干餾氣體輸出至碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭。
9.如權(quán)利要求8所述的污泥高溫碳化工藝，其特征在于，所述污泥碳化爐包括可回轉(zhuǎn)的碳化釜體、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述碳化釜體內(nèi)壁的多個(gè)抄板、設(shè)置在所述碳化釜體污泥入口的多個(gè)導(dǎo)流板、環(huán)繞在所述碳化釜體外周的外筒，所述碳化釜體用于碳化所述脫水污泥干化單元輸送來(lái)的干化污泥，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述碳化釜體旋轉(zhuǎn)，所述外筒用于容納加熱介質(zhì)以加熱所述碳化釜體從而間接加熱所述碳化釜體內(nèi)的干化污泥。
10.如權(quán)利要求8 所述的污泥高溫碳化工藝，其特征在于，所述外筒包括多段獨(dú)立的加熱室，所述多段加熱室沿所述碳化釜體的軸向方向排列，每段加熱室均設(shè)置有熱風(fēng)進(jìn)口與熱風(fēng)出口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種污泥高溫碳化系統(tǒng)及碳化工藝。該污泥高溫碳化系統(tǒng)包括脫水污泥供給單元、脫水污泥干化單元、干化污泥碳化單元、熱循環(huán)交換單元、以及碳化加熱爐。該脫水污泥干化單元包括脫水污泥干燥機(jī)。該干化污泥碳化單元包括污泥碳化爐。該碳化加熱爐用于供給加熱氣體至該脫水污泥干燥機(jī)以及用于供給加熱氣體至該污泥碳化爐。該熱循環(huán)交換單元用于將該脫水污泥干化單元排出的加熱氣體經(jīng)過(guò)換熱后傳送至該碳化加熱爐進(jìn)行燃燒脫臭。該碳化加熱爐用于將所述污泥碳化爐中碳化產(chǎn)生的干餾氣體進(jìn)行燃燒脫臭。該碳化系統(tǒng)將污泥在干化及碳化中產(chǎn)生的碳化干餾氣體的利用與廢氣的高溫脫臭綜合處理相結(jié)合，降低了能耗，且簡(jiǎn)化了設(shè)備配置。
文檔編號(hào)C10B47/18GK103145307SQ20131011261
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者羅臻, 錢(qián)鳴, 張軍發(fā), 楊海, 劉景平 申請(qǐng)人:湖北博實(shí)城鄉(xiāng)環(huán)境能源工程有限公司