专利名称：污泥制炭设备及其应用方法
技术领域：
本发明涉及污泥处理技术，尤其涉及一种高效、环保的污泥制炭设备及其应用方法。
背景技术：
随着污水治理技术的飞速发展，曾经困扰经济发展水环境污染问题已得到改善， 但在污水处理过程中所产生的污泥，如不经处置直接排放，会对环境产生严重的污染。目前 污泥处理方法的种类繁多，但大都存在一些弊端，如处理不彻底、易产生新的二次污染等。 据国家环保部门统计，到2015年，我国城镇污水处理率将达到60%，届时每年全国污泥产 生量将达到3560万吨，污水处理厂将达到1800座。国内目前污泥处理的现状是83%以上 弃置、10%焚烧、6%填埋，不到的污泥是通过堆肥等技术处理后回用于土地，污泥二次 污染已经成为亟待解决的环境问题。纵观国内40年来污泥干化技术的发展历程，可以看出 污泥干化采用的仍是几十年前的传统干燥技术，只不过经过一定的改造，以使之更适应污 泥这种物料而已，技术壁垒并不高。另一方面，发达国家干化焚烧技术已经相当成熟，但是 其设备复杂、造价高昂、运行费用较高、操作也比较困难，在国内一般的企业和城市难以大 规模推广。因此，开发一种高效、环保并能够特别适应于中国国情的污泥处理工艺和设备迫 在眉睫。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥制炭设备及其应用方法，以解决现有技术中污泥处 理工艺存在的上述问题。为了达到上述目的，本发明的技术方案提出一种污泥制炭设备，包括通过可燃气 管道连接的炉体和可燃气处理部分；所述炉体内由上到下依次设有上层裂解室、中层半裂解半煅烧室、下层煅烧室及 底层燃烧器，且所述三室中相邻的两室之间相互连通，所述上层裂解室设有进料口，所述下 层煅烧室设有出料口，所述中层半裂解半煅烧室与所述下层煅烧室之间设有可燃气出口， 所述底层燃烧器设有可燃气入口；所述可燃气处理部分包括依次连接的生物质气化炉、烟尘处理器、可燃气净化器 及可燃气冷凝器，且所述烟尘处理器、可燃气净化器与可燃气冷凝器中相邻的两者之间通 过可燃气管道连接，所述中层半裂解半煅烧室与所述下层煅烧室之间的可燃气出口通过可 燃气管道连接至所述烟尘处理器的出口与所述可燃气净化器的入口之间的可燃气管道上， 所述可燃气冷凝器的出口通过设有引风机的可燃气管道连接至所述底层燃烧器的可燃气 入口 ；所述下层煅烧室的出料口后依次连接有炭粉水淋冷却装置、炭粉无筛粉碎机及炭 粉成形制棒机。上述的污泥制炭设备中，所述上层裂解室还设有与用于烟气冷却回收的负压装置连接的负压连接口。上述的污泥制炭设备中，所述上层裂解室还设有用于借助负压将炉体内的余热吸 收进所述上层裂解室的余热进口。上述的污泥制炭设备中，还包括进料部分，由上料斗与分料器组成，所述上料斗与 分料器之间还设有与减速电机连接的上料绞笼，所述分料器中还设有用于旋转分料的分料 叶片。上述的污泥制炭设备中，所述可燃气出口连接至所述烟尘处理器的出口与所述可 燃气净化器的入口之间的连接点与所述可燃气出口之间的可燃气管道上、所述烟尘处理器 的出口与所述连接点之间的可燃气管道上以及所述可燃气冷凝器的出口与所述引风机之 间的可燃气管道上均设有可燃气控制阀。上述的污泥制炭设备中，所述连接点与所述可燃气出口之间的可燃气管道上、以 及所述可燃气净化器的出口与所述可燃气冷凝器的入口之间的可燃气管道上均设有用于 泄压的安全片。上述的污泥制炭设备中，所述连接点与所述可燃气出口之间的可燃气管道上还设 有可燃气监视口。上述的污泥制炭设备中，所述可燃气冷凝器上设有冷凝进水口及冷凝出水口，所 述可燃气冷凝器的底部还设有焦油排出口。上述的污泥制炭设备中，所述生物质气化炉的出口直接连接至所述烟尘处理器； 所述烟尘处理器的顶部设有喷淋进水口，底部设有除尘喷水口 ；所述生物质气化炉侧面设 有操作平台，下方设有密封水池，所述密封水池侧面设有出水口。本发明的技术方案还提供一种应用上述污泥制炭设备进行污泥制炭的方法，包括 以下步骤将污泥均勻地送到所述炉体内部的所述上层裂解室，对所述污泥进行裂解处理； 再将污泥送入所述中层半裂解半煅烧室，使污泥半裂解半煅烧反应；反应后的污泥再输送 到所述下层煅烧室进行煅烧；再经过所述炭粉水淋冷却装置进行喷淋冷却；之后再由所述 炭粉无筛粉碎机进行无筛粉碎；粉碎后再送入所述炭粉成形制棒机制棒，从而得到成品炭 粉和炭棒；其中，所述中层半裂解半煅烧室和所述下层煅烧室在制棒过程中产生的可燃气经 过所述可燃气净化器、所述可燃气冷凝器分别进行净化、冷凝处理后，再经过所述可燃气管 道和所述引风机送到所述底层燃烧器，给所述下层煅烧室加热；其中，在制棒过程的初始阶段以及在所述中层半裂解半煅烧室和下层煅烧室产生 的可燃气不足时，通过所述生物质气化炉产生可燃气，也经过所述引风机输送到所述底层 燃烧器，给所述下层煅烧室加热。本发明技术方案提供的污泥制炭设备及其应用方法针对污泥的处理彻底且速度 快；制炭效果好，能量回收率高，经济性优于焚烧处理；在整个污泥处理过程中污泥处于密 闭状态处理，不与外界接触，工作场所清洁卫生。
图1为本发明污泥制炭设备实施例的炉体部分外观主视图2A 2B分别为图1所示实施例炉体部分的内部结构示意图及外部结构右视 图；图3为本发明污泥制炭设备实施例的可燃气处理部分的结构示意图。图中附图标记如下所示101炉体102上层裂解室
103中层半裂解半煅烧室104下层煅烧室
105底层燃烧器106进料口
107出料口108可燃气出口
109可燃气入口110生物质气化炉
111烟尘处理器112可燃气净化器
113可燃气冷凝器114可燃气管道
115引风机116负压连接口
117电磁式调速电机118减速器
119连接点120可燃气控制阀
121安全片122可燃气监视口
123冷凝进水口124冷凝出水口
125焦油排放口126喷淋进水口
127除尘喷水口128操作平台
129密封水池130出水口
131室间连接处132余热入口
133炉体保温层134物料行走装置
135传动连接装置
具体实施例方式在说明本发明的实施例之前，以下先对提出本发明所基于的实验及其原理进行简 单介绍。通过实验，本发明提出了污泥制炭设备及其应用方法来处理污泥，此工艺(污泥 受热发生化学反应使之稳定、减容)具有灭菌效果好、处理迅速、占地相对较少、处置后污 泥稳定并可利用其所含有机物实施能源回收等优点，可达到使污泥处置减量化、无害化、资 源化的目的。表1污泥制炭处理数据表
权利要求
一种污泥制炭设备，其特征在于，包括通过可燃气管道连接的炉体和可燃气处理部分；所述炉体内由上到下依次设有上层裂解室、中层半裂解半煅烧室、下层煅烧室及底层燃烧器，且所述三室中相邻的两室之间相互连通，所述上层裂解室设有进料口，所述下层煅烧室设有出料口，所述中层半裂解半煅烧室与所述下层煅烧室之间设有可燃气出口，所述底层燃烧器设有可燃气入口；所述可燃气处理部分包括依次连接的生物质气化炉、烟尘处理器、可燃气净化器及可燃气冷凝器，且所述烟尘处理器、可燃气净化器与可燃气冷凝器中相邻的两者之间通过可燃气管道连接，所述中层半裂解半煅烧室与所述下层煅烧室之间的可燃气出口通过可燃气管道连接至所述烟尘处理器的出口与所述可燃气净化器的入口之间的可燃气管道上，所述可燃气冷凝器的出口通过设有引风机的可燃气管道连接至所述底层燃烧器的可燃气入口；所述下层煅烧室的出料口后依次连接有炭粉水淋冷却装置、炭粉无筛粉碎机及炭粉成形制棒机。
2.如权利要求1所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述上层裂解室还设有与用于烟 气冷却回收的负压装置连接的负压连接口。
3.如权利要求2所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述上层裂解室还设有用于借助 负压将炉体内的余热吸收进所述上层裂解室的余热进口。
4.如权利要求1所述的污泥制炭设备，其特征在于，该设备还包括进料部分，由上料斗 与分料器组成，所述上料斗与分料器之间还设有与减速电机连接的上料绞笼，所述分料器 中还设有用于旋转分料的分料叶片。
5.如权利要求1 4任一项所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述可燃气出口连接至 所述烟尘处理器的出口与所述可燃气净化器的入口之间的连接点与所述可燃气出口之间 的可燃气管道上、所述烟尘处理器的出口与所述连接点之间的可燃气管道上以及所述可燃 气冷凝器的出口与所述引风机之间的可燃气管道上均设有可燃气控制阀。
6.如权利要求5所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述连接点与所述可燃气出口之 间的可燃气管道上、以及所述可燃气净化器的出口与所述可燃气冷凝器的入口之间的可燃 气管道上均设有用于泄压的安全片。
7.权利要求6所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述连接点与所述可燃气出口之间 的可燃气管道上还设有可燃气监视口。
8.如权利要求1 4任一项所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述可燃气冷凝器上设 有冷凝进水口及冷凝出水口，所述可燃气冷凝器的底部还设有焦油排出口。
9.如权利要求1 4任一项所述的污泥制炭设备，其特征在于，所述生物质气化炉的出 口直接连接至所述烟尘处理器；所述烟尘处理器的顶部设有喷淋进水口，底部设有除尘喷 水口 ；所述生物质气化炉侧面设有操作平台，下方设有密封水池，所述密封水池侧面设有出 水口。
10.一种应用如权利要求1所述污泥制炭设备进行污泥制炭的方法，其特征在于，包括 以下步骤将污泥均勻地送到所述炉体内部的所述上层裂解室，对所述污泥进行裂解处理；再将污泥送入所述中层半裂解半煅烧室，使污泥半裂解半煅烧反应；反应后的污泥再输送到所 述下层煅烧室进行煅烧；再经过所述炭粉水淋冷却装置进行喷淋冷却；之后再由所述炭粉 无筛粉碎机进行无筛粉碎；粉碎后再送入所述炭粉成形制棒机制棒，从而得到成品炭粉和 炭棒；其中，所述中层半裂解半煅烧室和所述下层煅烧室在制棒过程中产生的可燃气经过所 述可燃气净化器、所述可燃气冷凝器分别进行净化、冷凝处理后，再经过所述可燃气管道和 所述引风机送到所述底层燃烧器，给所述下层煅烧室加热； 其中，在制棒过程的初始阶段以及在所述中层半裂解半煅烧室和下层煅烧室产生的可 燃气不足时，通过所述生物质气化炉产生可燃气，也经过所述引风机输送到所述底层燃烧 器，给所述下层煅烧室加热。
全文摘要
本发明涉及一种污泥制炭设备，由通过可燃气管道连接的炉体和可燃气处理部分组成，前者包括上层裂解室、中层半裂解半煅烧室、下层煅烧室及底层燃烧器等部件，后者则包括生物质气化炉、烟尘处理器、可燃气净化器、可燃气冷凝器及引风机等部件。本发明还涉及一种应用上述污泥制炭设备进行制炭的方法。本发明技术方案提供的污泥制炭设备及其应用方法针对污泥的处理彻底且速度快；制炭效果好，能量回收率高，经济性优于焚烧处理；在整个污泥处理过程中污泥处于密闭状态处理，不与外界接触，工作场所清洁卫生。
文档编号C02F11/10GK101955778SQ20101029576
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者孔晔, 张营舟 申请人:孔晔