浓稠或糊状生物质物料的超脱水方法及应用该方法的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及形成生物质的浓稠或糊状物料、特别是净化站污泥的超脱水方法。
【背景技术】
[0002]对这种物料的干燥有益于干燥物料的多领域再利用，尤其是有益于:
[0003]一无发酵长时间贮存；
[0004]—由于物料“卫生化”因而居民可接受的简单农业再利用；
[0005]—有利的热再利用。
[0006]但是，干燥技术伴有多种限制，特别是:
[0007]一其能耗高，主要基于化石能源；
[0008]—可能容易自燃的有机干燥物料的贮存复杂化。
[0009]干燥度至少为50%、优选为65%或更高的超脱水污泥具有以下优点:
[0010]一贮存时不存在自燃；
[0011 ] —同时保持有利的热再利用；
[0012]一物料卫生化。
[0013]目前存在的直接或间接式的干燥器对于干燥污泥会需要约900-1100kWh/TEE (千瓦时/1吨蒸发水，TEE指tonne d’ eauevaporee)的能量。
[0014]污泥预蒸发干燥器系统允许获得约700-800kWh/TEE的较低能耗。
[0015]使用热栗的干燥器要求300kWhe/TEE (kffhe 表不 kilowattheureelectrique (电千瓦时))的纯耗电量，这相当于热能方面约900kWh/TEE。
[0016]使用机械蒸汽压缩的干燥器要求低于300kWhe/TEE的耗热量，但是机械蒸汽压缩技术不表明工业可实施性。
[0017]另外，对糊状物料、特别是污泥的热调节表明能使通过压滤机脱水的污泥的干燥度得到明显提高。热调节消耗很少能量，当热调节用于非液体的糊状物料时尤其如此，因为其不导致水蒸发，而仅仅引发加热。因此，没有明显的热损失。
[0018]压滤机的一个缺陷在于从压机卸除滤饼的脱除作业。对压滤机的这种作业一般需要手动操作，其自动化很难，甚至是不可能的。传统的托盘式压滤机的挤压和脱除作业伴有臭味排放到大气中的问题。
[0019]此外，使用热调节和压滤机的干燥方法伴有尤其涉及如下方面的超脱水污泥生产流程的协调问题:
[0020]一产生至少为50%干燥度的超脱水污泥的总能耗量；
[0021]一整个处理生产线上臭味的管控；
[0022]—处理生产线的自动化；
[0023]一超脱水污泥的管控和贮存能力。
【发明内容】
[0024]本发明尤其旨在提出一种方法，该方法可相对于热干燥来说，非常显著地降低用于产生至少为50%干燥度的超脱水污泥的总能耗。所述方法还应可:管控臭味，防止臭味散布到大气中，使生产自动化，提高对超脱水污泥的管控和贮存能力。
[0025]本发明提出使尤其具有4%至25%的干燥度的脱水污泥的水热碳化与使用柱塞式压机相结合。
[0026]根据本发明，用于对形成生物质的浓稠或糊状的物料、特别是净化站污泥进行超脱水的超脱水方法的特征在于，特别是干燥度为4%至25%的物料经受以下工序:
[0027]一水热碳化型处理，包括增压和热调节以在封闭的反应器中驻留、随后是降压，
[0028]—然后用柱塞式压机进行物料脱水，而获得大于50%的干燥度，
[0029]一在用柱塞式压机进行物料脱水的上游将物料温度通过冷却调节到40°C至90°C之间，有利地约为70°C，以使在柱塞式压机中的过滤性最佳化，
[0030]所述超脱水方法的这些工序在能防止臭味扩散到大气中的封闭空间内进行。
[0031]优选地，为进行水热碳化型处理，反应器中增压到10巴至30巴之间，优选地约20巴，由在反应器中加热物料到150°C至250°C之间确保所述热调节。
[0032]物料在反应器中的驻留时间一般为数分钟，尤其是15分钟至200分钟之间。
[0033]有利地，超脱水方法包括在水热碳化型处理之前预热物料。
[0034]水热碳化型处理可包括以下附加工序:
[0035]—在反应器的上游注入试剂或注入试剂到反应器中以促进反应，
[0036]一加热，以补足反应器处的温度。
[0037]优选地，柱塞式压机通过挠性的排管进行物料脱水，这些排管形成过滤器，是液体能透过的，液体于是从排管外部进入排管内部，而固态物料保持在排管外部以便通过脱除被排出。
[0038]可借助于制冷换热器进行在脱水上游的物料温度调节。
[0039]有利地，借助于压碎器或研磨器对出自柱塞式压机的物料进行调节。
[0040]可对输出柱塞式压机的物料进行专门冷却，以使物料温度降低，优选降低至低于40°C的数值。专门冷却可以是间接型冷却并在真空下进行该专门冷却。
[0041]可在水热碳化型处理与柱塞式压机之间进行对物料的除臭覆盖贮存。可根据贮存中的物料料位确保自动启动用柱塞式压机进行物料脱水的阶段。
[0042]有利地，在脱除阶段的期间通过允许抽出产生臭味的气体或蒸汽的真空施加来确保调节脱臭。可使不可冷凝的气体经受冷却。可将不可冷凝的气体用于锅炉中以便集热和进行臭味处理。
[0043]本发明还涉及一种尤其应用前述超脱水方法对对形成生物质的浓稠或糊状的物料、特别是净化站污泥进行超脱水的超脱水设备，其特征在于，超脱水设备具有:
[0044]一用于确保水热碳化型处理的水热碳化型处理单元，所述水热碳化型处理单元具有物料增压件、物料预热件、用于被加热物料碳化驻留的封闭的反应器、以及物料降压件，
[0045]—源自水热碳化型处理的物料的冷却装置，特别是制冷换热器，
[0046]一柱塞式压机，用于物料在水热碳化型处理之后进行脱水，而获得大于50%的干燥度，
[0047]超脱水设备的这些不同组成件处于封闭空间中，封闭空间能管控臭味，防止臭味扩散到大气中。
[0048]除臭覆盖贮槽可布置在水热碳化型处理单元与柱塞式压机之间。
[0049]优选地，柱塞式压机用于通过挠性的排管进行物料挤压，这些排管形成过滤器，是液体能透过的，所述液体于是在两个板之间的压力作用下从排管外部进入排管内部，排管在所述两个板之间延伸，在所述两个板彼此靠近时发生变形，而固态物料保持在排管外部，以便在脱除时被排出。
[0050]设备可包括控制组件，控制组件能控制物料的过滤性，控制组件测量在柱塞式压机的柱塞施加每次挤压时污泥的过滤时间，将累计的过滤时间与一基准值相比较，如果对应于累计的过滤时间之和的过滤时长增加，控制组件则给出针对输入到柱塞式压机中的污泥的更高温度设定值。
[0051]有利地，如果温度调节达到极限，则控制组件就控制注入试剂的数量。
[0052]柱塞式压机在物料脱除时可具有时长至少10秒的缓慢开启程序，以便能疏导臭味。
[0053]柱塞式压机的出口与压碎器或研磨器之间的连接可以是以形成导道而能疏导臭味的刚性料槽和/或挠性护套的形式实现的。
[0054]优选地，可能产生臭味的设备所有区域，特别是贮存区、柱塞式压机和压碎器，由脱臭通风系统置于真空下。
[0055]根据一变型，超脱水设备可以在水热碳化型处理单元的下游，在物料降压件的出口具有直接供给柱塞式压机的直接供给装置。
[0056]在本发明带来的优点中，可列举出:
[0057]—降低耗能量；
[0058]—有效控制臭味；
[0059]—可自动运行；
[0060]一适合贮存超脱水污泥。
【附图说明】
[0061]除上述布置以外，本发明还包括多种其他布置，后面将就参照附图描述的但非限制性的实施例更为明确地说明所述多种其它布置。附图中:
[0062]图1是根据本发明的糊状物料尤其是净化站污泥的脱水设备的示意图；
[0063]图2是图1所示设备的一变型的示意图；
[0064]图3是在运行过程中的柱塞式压机的轴向竖直剖面示意图；以及
[0065]图4是在脱除作业时的柱塞式压机的轴向竖直剖面图。
【具体实施方式】
[0066]参见图1，可看到待脱水糊状物料、尤其是净化站污泥，如箭头A所示，被输入到增压组件中，增压组件具有由螺旋器1形成的填喂设备和由栗2形成的栗送件。输入的物料具有在4%至25%之间的干燥度。栗送组件1、2可以是活塞栗、偏心转子栗、叶轮栗或其他传统增压结构的类型。
[0067]物料在压力下、优选地在10巴至30巴之间、有利地为约20巴的压力下离开栗2，以在换热器3中被预热。
[0068]出自换热器3的预热物料由导管3a被引向封闭的反应器4，以在反应器中驻留数分钟时间，尤其是驻留15分钟至200分钟，以便在反应器内进行水热碳化处理。物料在反应器4中根据允许进