一种无害化污泥低温炭化处理工艺的制作方法

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种无害化污泥低温炭化处理工艺。

背景技术：

近年来，石油开采过程中产生的以污水和污泥为主的废弃物产量不断增加，成分复杂，由于污泥含水率较高，体积较大，给污水和污泥资源化处理造成困难，且对其进行储存或填埋需要占用大面积的土地，易对环境进行污染，其中，含油污泥中含有大量石油烃类，其在隔氧条件下热解炭化过程中产生的尾气多含有酸性气体、氮氧化物、二噁英和重金属等有毒气体，这些有毒气体如不经处理直接排放将会对环境造成严重污染。日前，污泥的热解炭化作为一种较为有效的资源化处理技术渐渐被行业所采用。

在专利公开号为：cn105217916a公开了一种无害化污泥炭化处理工艺及其工艺系统，虽然可长期稳定污泥，能源利用率高，最大化的利用了热烟气显热，减少了对外部能源的消耗，但是不能实现对植物纤维垃圾资源化利用、污泥的无害化处置，使用筛分装置对植物纤维垃圾筛分时，滤网不便于安装与拆卸，不方便对其进行更换和维修，人工将混合颗粒添加到炭化箱中比较费时费力，容易造成浪费，并且炭化箱进行炭化过程中炉排是固定不动，不容易排出残渣，加快空气流动，使得颗粒燃烧更加充分；因此设计一种无害化污泥低温炭化处理工艺。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种无害化污泥低温炭化处理工艺，本发明实现了对植物纤维垃圾资源化利用，燃烧充分，使二噁英等有害物质产量最小化，并经过一定时间的低温条件下，上述有害物质被裂解，实现气体的热净，处理后的污泥炭，不溶于水，且具有无害化、环境友好的特点；

本发明通过设置炉排转动，可排除残渣，加快空气流动，使得颗粒燃烧更加充分，炭化率高；

本发明通过设置输送带以及斜板，可降低挤压机构下落的颗粒冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失，节省资源，避免浪费，通过输送输送可节省人力，提高工作效率；

本发明通过第二齿牙与第一齿牙配合使用的设置，便于安装与拆卸滤网，方便对其进行更换和维修，方便使用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无害化污泥低温炭化处理工艺，包括以下步骤：

步骤一、选出富含植物纤维的垃圾，然后将其放入粉碎机中粉碎，将粉碎后的植物纤维垃圾由筛分机的进料漏斗加入到筛分箱体中，驱动第一电机，在第一弹簧的作用下带动筛分箱体整体振动，即带动筛分箱体内部筛网振动，加快对植物纤维垃圾进行筛分，粒径达到要求的植物纤维粉末通过筛网筛分下去，并由第二排料口排出，与脱水污泥混合，粒径没有达到要求的植物纤维粉末留在筛网上，并由豁口流出，最终由第一排料口排出，回收利用；

步骤二、将含水量≤30％脱水污泥与粒径达到要求的植物纤维粉末以1.2-1.5：1的比例加入到混合机的挤压机构中，搅拌混合均匀后，挤出造粒，得到混合颗粒；

步骤三、将上述混合颗粒通过输送带输送到炭化箱内的炉排上，将燃烧器的喷火口通入炭化箱内点燃，燃烧温度为450-650℃，同时驱动第二电机，通过第二转轴带动第二锥形齿轮转动，并通过第一锥形齿轮和第一转轴带动炉排转动，使得混合颗粒转动燃烧，加快空气流动，炉排上混合颗粒能充分燃烧，并且使得混合颗粒残渣落在收集箱中；

步骤四、打开进气管阀门，上述炭化箱内混合颗粒燃烧过程产生的气相产物，通过进气管进入到净化箱中，首先由滤网过滤、活性炭吸附、布袋除尘，然后由喷淋器喷淋的方式进行冷凝，得到不凝气体，并清洗滤网；

步骤五、打开回气管阀门，将上述不凝气体通过回气管引入到炭化箱内作为供热燃料进行燃烧，同时打开氧气发生器，对炭化箱内添加氧气，使得不凝气体充分燃烧，该不凝气体在炭化箱内发生氧化反应获得高温烟气；

步骤六、抽出收集箱，取出收集箱内混合颗粒残渣，同时将炭化箱内混合颗粒燃烧后的固体残渣冷却后排出，并进行回收。

作为本发明进一步的方案：所述脱水污泥是通过机械脱水和加热脱水两步得到的。

作为本发明进一步的方案：所述机械脱水是将含水量≥90％的原污泥通过挤压或者甩干的方式进行机械脱水，得到含水量40-60％的初级脱水污泥，所述加热脱水是将所述初级脱水污泥烘干得到含水量≤30％脱水污泥。

作为本发明进一步的方案：所述挤压机构中挤压温度为180-230℃。

作为本发明进一步的方案：所述燃烧器为天然气燃烧器、生物质颗粒燃烧器、燃油燃烧器、煤粉燃烧器中一种。

作为本发明进一步的方案：所述筛分机包括筛分箱体，所述支架的顶部均匀焊接固定有四根第一弹簧，四根所述第一弹簧的顶部固定安装有筛分箱体，所述筛分箱体的底部中心处固定安装有第一电机，所述筛分箱体的底部一端分别开设有第一排料口和第二排料口，所述筛分箱体的内壁两侧对称安装有支撑板，所述支撑板上放置有筛网，所述筛网的两侧分别设置有第一齿牙，所述支撑板的两侧分别均匀设置有丝杆，所述丝杆的一端焊接固定有旋钮，所述丝杆的另一端穿过筛分箱体的内壁与固定板固定连接，所述固定板的底部与支撑板滑动连接，所述固定板的一侧固定安装有第二齿牙；将筛网放置在两支撑板上，旋转旋钮，带动丝杆转动，从而推动固定板滑动，由于第二齿牙与第一齿牙配合使用，从而推动固定板将筛网固定，便于安装，避免振动的过程中，筛网晃动，反之即可拆卸筛网，便于对其进行维修和更换，方便使用；

所述筛分箱体的两侧分别固定安装有锁紧座，所述锁紧座上活动连接有锁紧扳手和锁紧拉杆，所述筛分箱体的顶部设置有顶盖，所述顶盖的两侧均匀安装有锁紧挂耳，所述顶盖的顶部安装有进料漏斗；所述锁紧挂耳与锁紧拉杆配合使用，通过锁紧挂耳与锁紧拉杆配合使用，便于将顶盖与筛分箱体拆分与安装，便于对其进行维修和使用，方便操作。

作为本发明进一步的方案：所述混合机包括挤压机构、炭化箱和净化箱，两所述电动伸缩杆的顶部固定安装有输送机架，所述输送机架上设置有输送带，所述输送带的两侧分别安装有支撑柱，所述支撑柱的顶部固定安装有第二弹簧，所述第二弹簧的顶部安装有斜板，所述斜板与输送机架呈30-60度角安装，通过斜板和第二弹簧的设置，可以降低挤压机构下落的颗粒冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失，节省资源，避免浪费，所述斜板的正上方安装有挤压机构，所述输送机架一端伸入到炭化箱一侧开设的进料口中，所述炭化箱的一侧开设有进风口，所述进风口的一侧安装有第二电机，所述第二电机的输出轴与炭化箱内部设置的第二转轴固定连接，所述第二转轴的一端固定安装有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮的啮合连接第一锥形齿轮，所述第一锥形齿轮的顶部通过第一转轴与炉排固定连接，所述炉排与炭化箱的内壁滑动连接，所述炭化箱的一侧安装有氧气发生器，炭化箱的另一侧安装有燃烧器；

所述炭化箱的顶部通过进气管与净化箱连接，所述净化箱的内部固定安装有滤网，所述滤网的正上方设置有喷淋器，所述净化箱通过回气管与炭化箱连接，回气管和进气管上均设置有单向阀；避免气体互通，造成热量流失；

所述炭化箱的底部内壁滑动连接有收集箱，所述收集箱位于炉排正下方，通过收集箱与炭化箱滑动连接，便于抽出收集箱，利于取出残渣。

本发明的有益效果：

1、本发明将植物纤维粉末与脱水污泥混合，挤出造粒，并在450-650℃低温下，燃烧一段时间，一方面实现了对植物纤维垃圾物资源化利用，另一方面低温下将二噁英等有害物质裂解，实现气体的热净，处理后的污泥炭，不溶于水，且具有无害化、环境友好的特点；

2、污泥低温炭化处理工艺的炭化过程中，将挤出的混合颗粒落到输送带上，通过斜板和第二弹簧的设置，可以降低颗粒下落的冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失，并通过输送带输送到炭化箱内的炉排上，无需人工输送，提高工作效率，将燃烧器的喷火口通入炭化箱燃烧，同时驱动第二电机，通过第二转轴带动第二锥形齿轮转动，第二锥形齿轮带动第一锥形齿轮，第一锥形齿轮通过第一转轴带动炉排转动，炉排转动一方面加快空气流动，促进炉排上混合颗粒能充分燃烧，另一方面使得混合颗粒燃烧后的固体残渣落在收集箱中，不仅对其进行收集，同时避免其堵塞炉排，影响燃烧效果，使二噁英等有害物质产量最小化；

3、污泥低温炭化处理工艺的净化过程中，将不凝气体通过回气管引入到炭化箱内作为供热燃料进行燃烧，并打开氧气发生器，对炭化箱内提供氧气，使得不凝气体可充分燃烧，该不凝气体在炭化箱内发生氧化反应获得高温烟气，对炭化箱中产生的气相产物可分别净化式回收，可实现对多种有机废物的热解气进行资源化回收，用于炭化箱提供热能，实现自产自给，从而彻底实现了废物循环利用；

4、污泥低温炭化处理工艺的垃圾筛分过程中，植物纤维垃圾由筛分机的进料漏斗加入到筛分箱体中，驱动第一电机，在第一弹簧的作用下带动筛分箱体内部筛网振动，筛网振动可加快对植物纤维垃圾进行筛分，提高工作效率，利于颗粒炭化灰粉减少，颗粒成型稳定；

5、污泥低温炭化处理工艺的垃圾筛分过程中，将筛网放置在两支撑板上，旋转旋钮，带动丝杆转动，从而推动固定板滑动，由于第二齿牙与第一齿牙配合使用，从而推动固定板将筛网固定，便于安装，避免振动的过程中，筛网晃动，反之即可拆卸筛网，便于对其进行维修和更换，方便使用；同时通过锁紧挂耳与锁紧拉杆配合使用，便于将顶盖与筛分箱体拆分与安装，便于对其进行维修和使用，方便操作；通过斜板和第二弹簧的设置，可以降低挤压机构下落的颗粒冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失，节省资源，避免浪费。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明筛分机整体结构示意图；

图2是本发明中筛分机爆炸结构示意图；

图3是本发明中筛分箱体内部结构示意图；

图4是本发明中混合机整体结构示意图；

图5是本发明中炭化箱整体结构示意图；

图6是本发明中输送机架侧视结构示意图；

图7是本发明中斜板整体结构示意图。

图中：1、支架；2、第一弹簧；3、筛分箱体；4、进料漏斗；5、锁紧座；6、锁紧扳手；7、锁紧拉杆；8、顶盖；9、第一排料口；10、第二排料口；11、第一电机；12、筛网；13、锁紧挂耳；14、豁口；15、丝杆；16、旋钮；17、固定板；18、支撑板；19、第一齿牙；20、第二齿牙；21、挤压机构；22、输送机架；23、电动伸缩杆；24、炭化箱；25、炉排；26、第一转轴；27、收集箱；28、第一锥形齿轮；29、第二锥形齿轮；30、第二转轴；31、第二电机；32、净化箱；33、滤网；34、喷淋器；35、进气管；36、回气管；37、氧气发生器；38、进风口；39、支撑柱；40、输送带；41、斜板；42、第二弹簧；43、进料口；44、燃烧器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7所示，一种无害化污泥低温炭化处理工艺，包括以下步骤：

步骤一、选出富含植物纤维的垃圾，然后将其放入粉碎机中粉碎，将粉碎后的植物纤维垃圾由筛分机的进料漏斗4加入到筛分箱体3中，驱动第一电机11，在第一弹簧2的作用下带动筛分箱体3整体振动，即带动筛分箱体3内部筛网12振动，加快对植物纤维垃圾进行筛分，粒径达到要求的植物纤维粉末通过筛网12筛分下去，与脱水污泥混合，并由第二排料口10排出，粒径没有达到要求的植物纤维粉末留在筛网12上，并由豁口14流出，最终由第一排料口9排出，回收利用；

步骤二、将含水量≤30％脱水污泥与粒径达到要求的植物纤维粉末以1.2-1.5：1的比例加入到混合机的挤压机构21中，搅拌混合均匀后，挤出造粒，挤压温度为180-230℃，得到混合颗粒；

步骤三、挤压机构21挤出的混合颗粒落到输送带40上，并通过输送带40输送到炭化箱24内的炉排25上，将燃烧器44的喷火口通入炭化箱24燃烧，燃烧温度为450-650℃，同时驱动第二电机31，通过第二转轴30带动第二锥形齿轮29转动，第二锥形齿轮29带动第一锥形齿轮28，第一锥形齿轮28通过第一转轴26带动炉排25转动，加快空气流动，使得混合颗粒残渣落在收集箱27中，炉排25上混合颗粒能充分燃烧；

步骤四、上述炭化箱24内混合颗粒燃烧过程产生的气相产物，通过进气管35进入到净化箱32中，首先由滤网33过滤、活性炭吸附、布袋除尘，然后由喷淋器34喷淋的方式进行冷凝，得到不凝气体，并清洗滤网33；

步骤五、将上述不凝气体通过回气管36引入到炭化箱24内作为供热燃料进行燃烧，该不凝气体在炭化箱24内发生氧化反应获得高温烟气；

步骤六、抽出收集箱27，取出收集箱27内混合颗粒残渣，同时将炭化箱24内混合颗粒燃烧后的固体残渣冷却后排出，并进行回收。

其中，所述脱水污泥是通过机械脱水和加热脱水两步得到的；所述机械脱水是将含水量≥90％的原污泥通过挤压或者甩干的方式进行机械脱水，得到含水量40-60％的初级脱水污泥，所述加热脱水是将所述初级脱水污泥烘干得到含水量≤30％脱水污泥；所述燃烧器44为天然气燃烧器、生物质颗粒燃烧器、燃油燃烧器、煤粉燃烧器中的一种。

请参阅图1-3所示，所述筛分机包括筛分箱体3，所述支架1的顶部均匀焊接固定有四根第一弹簧2，四根所述第一弹簧2的顶部固定安装有筛分箱体3，所述筛分箱体3的底部中心处固定安装有第一电机11，所述筛分箱体3的底部一端分别开设有第一排料口9和第二排料口10，所述筛分箱体3的内壁两侧对称安装有支撑板18，所述支撑板18上放置有筛网12，所述筛网12的两侧分别设置有第一齿牙19，所述支撑板18的两侧分别均匀设置有丝杆15，所述丝杆15的一端焊接固定有旋钮16，所述丝杆15的另一端穿过筛分箱体3的内壁与固定板17固定连接，所述固定板17的底部与支撑板18滑动连接，所述固定板17的一侧固定安装有第二齿牙20；将筛网12放置在两支撑板18上，旋转旋钮16，带动丝杆15转动，从而推动固定板17滑动，由于第二齿牙20与第一齿牙19配合使用，从而推动固定板17将筛网12固定，便于安装，避免振动的过程中，筛网12晃动，反之即可拆卸筛网12，便于对其进行维修和更换，方便使用；

所述筛分箱体3的两侧分别固定安装有锁紧座5，所述锁紧座5上活动连接有锁紧扳手6和锁紧拉杆7，所述筛分箱体3的顶部设置有顶盖8，所述顶盖8的两侧均匀安装有锁紧挂耳13，所述顶盖8的顶部安装有进料漏斗4；所述锁紧挂耳13与锁紧拉杆7配合使用，通过锁紧挂耳13与锁紧拉杆7配合使用，便于将顶盖8与筛分箱体3拆分与安装，便于对其进行维修和使用，方便操作。

请参阅图4-7所示，所述混合机包括挤压机构21、炭化箱24和净化箱32，两所述电动伸缩杆23的顶部固定安装有输送机架22，所述输送机架22上设置有输送带40，所述输送带40的两侧分别安装有支撑柱39，所述支撑柱39的顶部固定安装有第二弹簧42，所述第二弹簧42的顶部安装有斜板41，所述斜板41与输送机架22呈30-60度角安装，通过斜板41和第二弹簧42的设置，可以降低挤压机构21下落的颗粒冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失，所述斜板41的正上方安装有挤压机构21，所述输送机架22一端伸入到炭化箱24一侧开设的进料口43中，所述炭化箱24的一侧开设有进风口38，所述进风口38的一侧安装有第二电机31，所述第二电机31的输出轴与炭化箱24内部设置的第二转轴30固定连接，所述第二转轴30的一端固定安装有第二锥形齿轮29，所述第二锥形齿轮29的啮合连接第一锥形齿轮28，所述第一锥形齿轮28的顶部通过第一转轴26与炉排25固定连接，所述炉排25与炭化箱24的内壁滑动连接，所述炭化箱24的一侧安装有氧气发生器37，炭化箱24的另一侧安装有燃烧器44；

所述炭化箱24的顶部通过进气管35与净化箱32连接，所述净化箱32的内部固定安装有滤网33，所述滤网33的正上方设置有喷淋器34，所述净化箱32通过回气管36与炭化箱24连接，回气管36和进气管35上均设置有单向阀，避免气体互通，造成热量流失；

所述炭化箱24的底部内壁滑动连接有收集箱27，所述收集箱27位于炉排25正下方，便于抽出收集箱27，利于取出残渣。

本发明的工作原理：将粉碎后的植物纤维垃圾由筛分机的进料漏斗4加入到筛分箱体3中，驱动第一电机11，在第一弹簧2的作用下带动筛分箱体3整体振动，即带动筛分箱体3内部筛网12振动，筛网12振动可加快对植物纤维垃圾进行筛分，提高工作效率，粒径达到要求的植物纤维粉末通过筛网12筛分下去，并由第二排料口10排出，粒径没有达到要求的植物纤维粉末末留在筛网12上，并由豁口14流出，最终由第一排料口9排出；将含水量≤30％脱水污泥与粒径达到要求的植物纤维粉末以1.2-1.5：1的比例加入到混合机的挤压机构21中，搅拌混合均匀后，挤出造粒，挤压温度为180-230℃，得到混合颗粒；挤压机构21挤出的混合颗粒落到输送带40上，并通过输送带40输送到炭化箱24内的炉排25上，将燃烧器44的喷火口通入炭化箱24燃烧，燃烧温度为450-650℃，同时驱动第二电机31，通过第二转轴30带动第二锥形齿轮29转动，第二锥形齿轮29带动第一锥形齿轮28，第一锥形齿轮28通过第一转轴26带动炉排25转动，炉排25转动一方面加快空气流动，促进炉排25上混合颗粒能充分燃烧，另一方面使得混合颗粒燃烧后的固体残渣落在收集箱27中，不仅对其进行收集，同时避免其堵塞炉排25，影响燃烧效果，打开将进气管35阀门，炭化箱24内混合颗粒燃烧过程产生的气相产物，通过进气管35进入到净化箱32中，首先由滤网33过滤、活性炭吸附、布袋除尘，然后由喷淋器34喷淋的方式进行冷凝，得到不凝气体，并清洗滤网33；打开回气管36阀门，将不凝气体通过回气管36引入到炭化箱24内作为供热燃料进行燃烧，并打开氧气发生器37，对炭化箱24内提供氧气，使得不凝气体可充分燃烧，该不凝气体在炭化箱24内发生氧化反应获得高温烟气，对炭化箱24中产生的气相产物可分别净化式回收，可实现对多种有机废物的热解气进行资源化回收；抽出收集箱27，取出收集箱27内混合颗粒残渣，同时将炭化箱24内混合颗粒燃烧后的固体残渣冷却后排出，并进行回收。

将筛网12放置在两支撑板18上，旋转旋钮16，带动丝杆15转动，从而推动固定板17滑动，由于第二齿牙20与第一齿牙19配合使用，从而推动固定板17将筛网12固定，便于安装，避免振动的过程中，筛网12晃动，反之即可拆卸筛网12，便于对其进行维修和更换，方便使用；同时通过锁紧挂耳13与锁紧拉杆7配合使用，便于将顶盖8与筛分箱体3拆分与安装，便于对其进行维修和使用，方便操作；

所述支撑柱39的顶部固定安装有第二弹簧42，所述第二弹簧42的顶部安装有斜板41，所述斜板41与输送机架22呈30-60度角安装，通过斜板41和第二弹簧42的设置，可以降低挤压机构21下落的颗粒冲击力，避免颗粒下落过程中飞溅，造成损失。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。