污泥制炭设备的制作方法

专利名称：污泥制炭设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及污泥处理技术，尤其涉及一种高效、环保的污泥制炭设备。
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。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种污泥制炭设备可以解决现有技术中污泥处理设备 存在的上述问题。为了达到上述目的，本实用新型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。[ooog] 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。[0010] 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。[0011] 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淨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1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。[0012] 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1以及所述可燃气淨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。[0013] 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。[0014] 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。[0015] 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进水口，底部设有除生喷水口；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[0016] 本实用新型技术方案提供的污泥制炭设备针对污泥的处理彻底且速度快；设备的制炭效果好，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。


[0017] 图l为本实用新型污泥制炭设备实施例的炉体部分外观主视图；[0018] 图2A一2B分别为图l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；[0019] 图3为本实用新型污泥制炭设备实施例的可燃气处理部分的结构示意图。[0020] 图中附图标记如下所示[0021] lol炉体102上层裂解室[0022] 103中层半裂解半煅烧室104下层煅烧室[0023] 105底层燃烧器106进料口[0024] 107出料108可燃气出口[0025] 109可燃气入口110生物质气化炉[0026] 11 l烟尘处理器11 2可燃气淨化器[0027] 113可燃气冷凝器114可燃气管道[0028] 115引风机116负压连接口[0029] 117电磁式调速电机 118减速器[0030] 119连接点120可燃气控制阀[0031]121安全片122可燃气监视口[0032]123冷凝进水口124冷凝出水口[0033]125焦油排放口126喷淋进水口[0034]127除尘喷水口128操作平台[0035]129密封水池130出水口[0036]131室间连接处132余热入口[0037]133炉体保温层134物料行走装置[0038]135传动连接装置
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。图1为本实用新型污泥制炭设备实施例的炉体部分外观主视图；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为本实用新型污 泥制炭设备实施例的可燃气处理部分的结构示意图。参照以上三图所示，本实施例的污 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。如图1及图2A 2B所示，炉体(优选为保温炉体，如图2B的保温层133所 示)101内由上到下依次设有四根加热管道及底层燃烧器105，其中最上面两根加热管道 为上层裂解室102，中间一根加热管道为中层半裂解半煅烧室103，最下面一根加热管道 为下层煅烧室104 ；并且，上层裂解室102、中层半裂解半煅烧室103与下层煅烧室104 三室中相邻的两室之间相互连通，如图2A中各室间连接处131所示。进一步，上层裂解 室102设有进料口 106，下层煅烧室104设有出料口 107，中层半裂解半煅烧室103与下 层煅烧室104之间设有可燃气出口 108，底层燃烧器105设有可燃气入口 109。下层煅烧 室104的出料口 107后依次连接有用于制备碳棒成品的炭粉水淋冷却装置、炭粉无筛粉碎 机及炭粉成形制棒机(图中均未显示)。如图3所示，可燃气处理部分包括依次连接的生物质气化炉110、烟尘处理器 111、可燃气净化器112及可燃气冷凝器113，且烟尘处理器111、可燃气净化器112与可 燃气冷凝器113中相邻的两者之间通过可燃气管道114连接，中层半裂解半煅烧室103与 下层煅烧室104之间的可燃气出口 108通过可燃气管道114连接至烟尘处理器111的出口 与可燃气净化器112的入口之间的可燃气管道114上，可燃气冷凝器113的出口通过设有 引风机115的可燃气管道114连接至底层燃烧器105的可燃气入口 109。进一步如图1、图2A 2B的上方所示，本实施例的污泥制炭设备在上层裂解室 102还设有与用于烟气冷却回收的负压装置(图中未显示)连接的负压连接口 116。再如 图2A所示，上面第二根加热管道对应的上层裂解室102还设有余热进口 132，其利用负 压连接口 116借助外接的负压将炉体内的余热吸入上层裂解室102中，从而使上层裂解室 102快速达到裂解效果。另外，本实施例的污泥制炭设备还应包括进料部分，其由上料斗与分料器组 成，上料斗与分料器之间还设有与减速电机连接的上料绞笼，分料器中还设有用于旋转 分料的分料叶片。具体在本实施例中，物料传动部分包括图1中所示的电磁式调速电机 117、减速器118、传动连接装置(例如带轮)135以及图2B中所示的物料行走装置134。[0045]如图3所示，可燃气出口 108连接至烟尘处理器111的出口与可燃气净化器112 的入口之间的连接点119与可燃气出口 108之间的可燃气管道114上、烟尘处理器111的 出口与连接点119之间的可燃气管道114上以及可燃气冷凝器113的出口与引风机115之 间的可燃气管道114上均设有可燃气控制阀120。另外，连接点119与可燃气出口 108之 间的可燃气管道114上、以及可燃气净化器112的出口与可燃气冷凝器113的入口之间的 可燃气管道114上均设有用于泄压的安全片121。连接点110与可燃气出口 108之间的可 燃气管道114上还设有可燃气监视口 122。并且，可燃气冷凝器113上设有冷凝进水口 123及冷凝出水口 124，可燃气冷凝器113的底部还设有焦油排出口 125。继续如图3所示，生物质气化炉110的出口直接连接至烟尘处理器111 ；烟尘处 理器111的顶部设有喷淋进水口 126，底部设有除尘喷水口 127 ；生物质气化炉110侧面 设有操作平台128，下方设有密封水池129，密封水池129侧面设有出水口 130。另外， 为了安全起见，本实施例中可燃气净化器112没有设置底板，而是同样直接用水密封， 如图3所示在可燃气冷凝器113的下方也设有密封水池129，可燃气净化器112的出口与 可燃气冷凝器113的入口之间的可燃气管道114上也设有喷淋进水口 126。上述设置密封 水池129的目的都是在可燃气管路中发生压力异变时可直接通过水密封自动卸压。结合如上所述的污泥制炭设备实施例，下面将简单介绍本实施例污泥制炭设备 的应用方法及工艺流程。本实施例的污泥制炭设备在制炭时与污水处理厂在线污泥出口处衔接，接收污 泥处理或在各园区建办污泥制炭处理厂。本实施例的污泥制炭设备是采用直接加热式， 污泥经过装载机或输送带送到上料斗，后经过减速电机带动上料绞笼将污泥送到分料 器，再经过分料叶片从分料器中均勻地将污泥送到炉体101内部的上层裂解室102 ；借下 层煅烧室104的余热和中层半裂解半煅烧室103烟气的余热，以及与用于烟气冷却回收的 负压装置连接的负压连接口 116处的负压，在经过上层裂解室102途中，可对污泥80%的 含水率进行裂解处理；脱去60%左右的水分后，再通过分料叶片送入中层半裂解半煅烧 室103，其中温度为300°C左右，使污泥半裂解半煅烧反应；反应后的污泥再通过分料叶 片输送到下层煅烧室104反应，在温度为450°C左右反应；反应30分钟后，再经过炭粉 水淋冷却装置，并控制冷却后的炭粉温度为150°C左右时，水分为15%;之后再进行无筛 粉碎；粉碎后再经过输送带送入制棒机制棒，将可得到热值约4000大卡左右的无味、无 烟、无毒的炭粉和炭棒，炭粉的挥发份13%、固定炭52%、灰份39%、全水份4.8%、 硫份0.18% (此数据出自媒炭质检部门化验分析报告)。上述污泥制炭设备制炭棒期间 的多余烟气处理是经过烟气冷却回收的负压装置处理并和炭粉水淋冷却装置的水遁环使 用，冷却水被耗部分应补充自来水或河水，此污泥制炭设备的可燃气体回收处理是将中 层半裂解半煅烧室103和下层煅烧室104的可燃气(氢气、一氧化碳、甲烷等)经过可燃 气净化器112、可燃气冷凝器113处理后，经过可燃气管道114和引风机115送到底层燃 烧器105，给下层煅烧室104加热；根据污泥性质如果可燃气体不足时，可通过生物质气 化炉110产生可燃气，也经过引风机115输送到燃烧器105，给下层煅烧室104加热；本 设备会利用污泥裂解后产生的可燃气体和生物质气化炉110确保污泥制炭设备所需的热 量，生物质气化炉110还有另一个作用是在整个设备初始工作没有产生可燃气时，便需 要用少量的生物质材料，放入生物质气化炉110中点燃，点燃后立即会产生可燃气体，再经过烟尘处理器111、可燃气净化器112、可燃气冷凝器113、引风机115，通过可燃气 管道114送到底层燃烧器105，给下层煅烧室104加热。综上所述，本实用新型技术方案提供的污泥制炭设备针对污泥的处理彻底且速 度快；设备的制炭效果好，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。与现有技术的污泥焚烧 技术比较具有以下优点从构造看，污泥制炭设备比污泥焚烧设备要额外增加装置，但污泥制炭所需温 度(《450°C )远比污泥焚烧所需温度(800 1000°C )低，因此前者运行费用远低于后 者；并且，污泥制炭后生成的可燃气和炭，还可出售或辅助燃烧室加热获得一部分收 益；二项相抵，污泥制炭处理成本要低于焚烧成本的60%左右；从效果看，虽然污泥焚烧效果好，国外已有较成熟经验和工艺，可以直接借鉴 使用，但其缺点在于能耗太高、造价高昂、运行费用较高、操作也比较困难，且有二次 污染；相比较，本发明提供的污泥制炭设备能耗较小、造价低、运行费用较低、操作简 单且处理效果彻底、快速，设备内处于常压，没有危险因素，整个设备可完全实现自动
化生产。以上为本实用新型的最佳实施方式，依据本实用新型公开的内容，本领域的普 通技术人员能够显而易见地想到一些雷同、替代方案，均应落入本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种污泥制炭设备，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。
专利摘要本实用新型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。本实用新型技术方案提供的污泥制炭设备针对污泥的处理彻底且速度快；设备的制炭效果好，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C02F11/10GK201801489SQ201020547149
公开日2011年4月20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