一种市政污泥热解系统及热解处理方法与流程

本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种市政污泥热解系统及热解处理方法。

背景技术：

目前，污泥通常的处理方法是填埋或焚烧，由于填埋需要占用大量的土地，而且会对填埋后的土地造成较大污染，因此土地资源浪费较为严重；焚烧处理是目前对污泥较为彻底的解决方法，污泥经过初理后进行干燥，使污泥的含水率降低，以便于快速到达燃点顺利点燃。如中国专利公开号：cn205560779u，公开了一种热解焚烧设备，包括台架以及可沿自身轴线旋转的回转窑体，所述台架上设有与回转窑体的窑头端转动连接的窑头罩以及与回转窑体的窑尾端转动连接的窑尾罩，窑头罩的底部设有出料口，窑尾罩顶部设有出风口，台架上设有向回转窑体的窑头端进气的进风管以及向热解窑体内进料的进料管，回转窑体内部设有可相对回转窑体转动的热解窑体。然而，由于污泥中含有大量的重金属物质，污泥直接进行燃烧，不仅污泥热值利用率低下，而且会导致重金属随热烟气一同排出，增加了处理难度。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种市政污泥热解系统及热解处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种市政污泥热解系统，包括台架以及设置在台架上的焚烧炉体，所述焚烧炉体内设有焚烧室，所述的焚烧室内设有热解炉体，所述热解炉体的端部与焚烧室密封配合，所述台架上设有带动热解炉体沿水平轴向转动的热解炉电机，所述热解炉体的出料端设有连通的分离室，所述焚烧炉体内设有连接分离室与焚烧室的进气管道，分离室的下端设有出料口，所述的焚烧炉体内设有将焚烧室分为上焚烧室和下焚烧室的隔板，所述的上焚烧室内设有上供氧管道，所述的下焚烧室内设有下供氧管道，所述出料口设有二次供氧室，所述二次供氧室上部设有向焚烧室单向流通的热烟气管，二次供氧室下部设有通向下焚烧室的输送管道。

这样，污泥进入到热解炉体内，热解炉体对污泥进行加热，污泥温度上升，污泥在热解炉体内处于无氧环境中，污泥中的有机物由于热不稳定性而发生热解，热解后产生的气体通过热解炉体尾端的分离室进入进气管道，进气管道通向焚烧炉体的焚烧室中燃烧，可燃气体燃烧时对热解炉体进行加热。在分离室中，污泥的固相部分受重力作用而从出料口落入到出料口，通过输送管道进入到下焚烧室，下供氧管道对污泥固相部分通入少量空气，使得污泥固相部分持续碳化，对热解炉体进行供热。污泥在持续碳化的过程中，污泥中的重金属将固定在固相中而不会随热烟气排出，从而降低了污染排放。此外，进气管道设置在焚烧炉体内部，污泥的热解气体将直接进入到上焚烧室中，避免热解气体温度下降至露点温度一下而出现沉积堵塞管道，也保证了热解气体的热值。

作为优选，所述的进气管道在焚烧室内沿热解炉体的轴向布置，所述的进气管道上设有若干进气口，所述的进气口沿着进气管道长度方向均匀布置，所述的进气口上设有改变进气口开度的进气调节阀。这样，每个进气口的进气量均可进行调节，有利于污泥热解气体在焚烧室浓度一致，保证焚烧炉体对热解炉体的加热效果。

作为优选，所述的上供氧管道和下供氧管道均沿热解炉体的轴向布置，所述上供氧管道和均下供氧管道均分别设有若干供氧口，所述的供氧口沿热解炉体长度方向均匀布置，所述的供氧口上设有改变供氧口开度的供氧调节阀。这样，每个供氧口的进气量均可进行调节，有利于保证污泥热解气体的充分燃烧，焚烧室内温度较为均匀，提高热解气体的热值利用率。

作为优选，所述的热解炉体内设有可沿热解炉体轴向往复转动的转轴以及向热解炉体底部延伸的支架，所述支架的底部设有可与热解炉体接触的扫泥块，所述转轴内设有与分离室连通的出气通道，转轴和支架底部之间设有平行布置的碎泥网格，转轴在碎泥网格之间设有与出气通道连通的开孔，所述的开孔朝向热解炉体的底部设置。这样，转轴可在热解炉体内往复转动，与转轴连接的支架来回摆动，转轴和支架之间的碎泥网格可对热解炉体内的污泥进行破碎操作，将污泥颗粒细化，提高加热效率。同时，支架底部的扫泥块可在来回摆动过程中，不断搅动污泥，便于将污泥与热解炉体分离，防止污泥粘连。

作为优选，所述的扫泥块与支架的底部转动连接，扫泥块的转动轴线平行于转轴的转动轴线，所述的热解炉体设有相对焚烧炉体固定的定位端，所述定位端上设有带动扫泥块摆动的连杆。这样，扫泥块可随着转轴同步转动，同时扫泥块还可产生自转，提高对于污泥的搅动效果。

作为优选，所述扫泥块的一端设有凸起的铲泥部，扫泥块的另一端设有弧形的压泥部，所述扫泥块向铲泥部方向摆动时铲泥部与热解炉体的内壁接触，所述压泥部和热解炉体的内壁之间设有压泥间隙。这样，当扫泥块向压泥部方向转动时，扫泥块在连杆作用下自转，压泥部与污泥接触，将污泥挤压并均匀铺抹在热解炉体的内壁上，使污泥充分受热，而当扫泥块向铲泥部方向转动时，凸起的铲泥部与热解炉体的内壁接触，将铺抹在热解炉体的内壁上的污泥铲起，便于污泥内的热解气体向外排出，如此压泥和铲泥的过程，可有效提高污泥的热解效率和热解气体产出。

作为优选，所述的台架上设有带动转轴转动的气缸，所述转轴的端部设有从动盘，所述气缸的活塞杆上设有活动连接的延长杆，所述延长杆的端部与从动盘的边缘之间设有活动连接的从动杆，所述台架上设有对延长杆沿活塞杆移动方向进行导向的导向块。这样，气缸的活塞杆可推动延长杆来回移动，延长杆推动从动杆带动从动盘转动，从而使得转轴能来回往复转动。

一种市政污泥热解处理方法，包括以下步骤：

a.在无氧环境加热污泥，污泥一边加热一边输送，并在加热过程的末端对污泥热解形成的固相和气相物质进行分离；

b.将污泥的气相物质进行燃烧，燃烧产生的热量对步骤a中待分解的污泥进行加热；

c.将污泥的固相物质通入空气进行碳化处理形成生物炭，将生物炭燃烧产生的热量对步骤a中待分解的污泥进行加热。

作为优选，所述步骤a中污泥加热至650-700℃，所述步骤b中污泥的气相物质燃烧温度为900-950℃。

作为优选，所述步骤a中的污泥含水率为20-30%。

本发明的有益效果是：（1）通过污泥的无氧热解，实现气相和固相分离，将热解气体燃烧用于加热污泥，提高污泥热值利用率；（2）提高污泥在热解炉体内的受热分解效果，并有效避免污泥与热解炉体发生粘连；（3）避免污泥的重金属进入到热烟气中，降低处理过程中对于环境的污染。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明中热解炉体内的结构示意图。

图中：焚烧炉体1，上焚烧室1a，出气口1b，下焚烧室1c，热解炉体2，传动部2a，出料端2b，分离室2c，第二支撑圈201，第一支撑圈202，进气管道3，进气调节阀3a，上供氧管道4，热烟气管5，出料口6，二次供氧室7，输送管道7a，第一支撑座8，第一支撑轮8a，下供氧管道9，供氧调节阀10，台架11，第二支撑座12，第二支撑轮12a，传动齿轮13，热解炉电机14，传动齿圈15，气缸16，延长杆17，从动杆18，从动盘19，转轴20，开孔20a，出气通道20b，碎泥网格21，支架22，扫泥块23，压泥部23a，铲泥部23b，连杆24，定位端25。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种市政污泥热解装置，包括台架11以及设置在台架上的焚烧炉体1，焚烧炉体内设有焚烧室。焚烧室内设有热解炉体2，热解炉体的轴向沿水平方向布置，热解炉体可相对焚烧炉体转动，并且热解炉体的端部与焚烧室密封配合。热解炉体的进料端设有伸出焚烧炉体外侧的传动部2a，传动部上设有传动齿圈15，台架上设有热解炉电机14，热解炉电机的输出轴上设有与传动齿圈15啮合的传动齿轮13，热解炉电机可带动热解炉体沿轴向转动。热解炉体的出料端2b一侧设有第一支撑圈202，热解炉体的进料端2a一侧设有第二支撑圈201，台架上设有第一支撑座8和第二支撑座12，第一支撑座上设有与第一支撑圈配合的第一支撑轮8a，第二支撑座上设有与第二支撑圈配合的第二支撑轮12a。

热解炉体的出料端设有连通的分离室2c，分离室的下端设有出料口5，出料口设有二次供氧室7，污泥的固相部分可通过出料口进入到二次供氧室内。二次供氧室内设有通气管，用于提供少量空气，使得污泥固相部分持续碳化。二次供氧室设有向焚烧室单向流通的热烟气管5，将污泥碳化过程中产生的热烟气通过热烟气管通入到焚烧炉体的焚烧室内。焚烧炉体内设有隔板，隔板将焚烧室分为上焚烧室1a和下焚烧室1c，上焚烧室的顶部设有出气口1b，下焚烧室设有下出气口，二次供氧室下部设有通向下焚烧室底部的输送管道7a。焚烧炉体内设有连接分离室与上焚烧室的进气管道3，进气管道在上焚烧室内沿热解炉体的轴向布置，进气管道上设有若干进气口，进气口沿着进气管道长度方向均匀布置，进气口上设有改变进气口开度的进气调节阀3a。焚烧炉体设有通入上焚烧室的上供氧管道4以及通入下焚烧室的下供氧管道9，上供氧管道和下供氧管道沿热解炉体的轴向布置，上供氧管道和下供氧管道上均分别设有若干供氧口，供氧口沿热解炉体长度方向均匀布置，供氧口上设有改变供氧口开度的供氧调节阀10。

结合图2所示，热解炉体内设有可沿热解炉体轴向往复转动的转轴20以及向热解炉体底部延伸的支架22，转轴内设有与分离室连通的出气通道20b，转轴和支架底部之间设有平行布置的碎泥网格21，转轴在碎泥网格之间设有与出气通道连通的开孔20a，开孔朝向热解炉体的底部设置。支架的底部设有可与热解炉体接触的扫泥块23，扫泥块与支架的底部转动连接，扫泥块的转动轴线平行于转轴的转动轴线，热解炉体设有相对焚烧炉体固定的定位端25，定位端上设有带动扫泥块摆动的连杆24。扫泥块的一端设有凸起的铲泥部23b，扫泥块的另一端设有弧形的压泥部23a，扫泥块向铲泥部方向摆动时铲泥部与热解炉体的内壁接触，扫泥块向压泥部方向摆动时压泥部和热解炉体的内壁之间设有压泥间隙。台架上设有带动转轴转动的气缸16，转轴的端部设有从动盘19，气缸的活塞杆上设有活动连接的延长杆17，延长杆的端部与从动盘的边缘之间设有活动连接的从动杆18，台架上设有对延长杆沿活塞杆移动方向进行导向的导向块。

在实际运行过程中，含水率25%左右的污泥进入到热解炉体内，热解炉体对污泥进行加热，污泥温度达到650-700℃，污泥在热解炉体内处于无氧环境中，污泥中的有机物由于热不稳定性而发生热解。对热解出来的气相物质进行成分测定，含有二氧化碳13%，氧气0.03%，每立方米中含有一氧化碳26786mg，二氧化硫995mg，硫化氢712mg，不含有一氧化氮和二氧化氮。

热解后产生的气体通过热解炉体尾端的分离室进入进气管道，进气管道通向焚烧炉体的焚烧室中燃烧，焚烧室的燃烧区域内温度达到900-950摄氏度，可燃气体燃烧时对热解炉体进行加热。在分离室中，污泥的固相部分受重力作用而从出料口落入到输送管道，并通过输送管道输送至下焚烧室内，下供氧管道向下焚烧室通入少量空气，使得污泥固相部分持续碳化，对热解炉体进行加热。

污泥在输送进入热解炉体过程中，气缸可带动延长杆来回移动，通过从动杆带动从动盘，从而使得转轴可在热解炉体内往复转动，与转轴连接的支架来回摆动，碎泥网格可对热解炉体内的污泥进行破碎细化。支架底部的扫泥块可在来回摆动过程中，不断搅动污泥，便于将污泥与热解炉体分离，防止污泥粘连，同时便于污泥热解气体排出。