污泥处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种污泥处理系统，包括：预处理装置、热解装置、收集装置、冷凝装置、净化装置和储气罐，预处理装置对污泥进行预处理以形成热解原料。热解装置接收热解原料并将热解原料热解成气态物质和固体物质。收集装置与反应腔室相连用于收集气态物质。冷凝装置与收集装置相连用于对收集的气态物质进行降温冷却以将气态物质分离为可凝液体和不凝气体。净化装置对不凝气体进行净化以得到热解气。储气罐与净化装置相连以接收热解气，且储气罐与热解装置相连以向热解装置提供气源。本实用新型的污泥处理系统，提高了热解气热值，杜绝了二噁英对环境的污染，提高了热解产物的利用率，保证了污泥热解能量的自给，从而降低了运行成本。
【专利说明】污泥处理系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及垃圾处理领域，尤其是涉及一种污泥处理系统。
【背景技术】
[0002]随着工业和城市的发展，我国城市污泥的产量急剧增加。城市污泥中含有种类广泛的污染物，对环境造成极大的危害。目前最常用的污泥处理方法有:填埋、海洋排放、堆肥处理、污泥焚烧和污泥热解。
[0003]污泥焚烧是使污泥中的有机组分与氧气发生反应生成稳定的无机物，可以最大限度的减少污泥体积。焚烧技术对污染物处理彻底，可杀灭所有病原体，氧化分解有毒有害的残余有机物，焚烧后的炭渣可作生产水泥的原料。但是，该处理方法耗资大、设备复杂，对操作人员的技术水平要求高，并且污泥中的有害成分在焚烧过程中会形成二次污染物，如重金属烟雾、二氧化硫、氮氧化物等污染物，对大气污染较为严重。
[0004]污泥热解技术是在无氧或缺氧的条件下加热污泥至一定温度，通过干馏和热分解作用使污泥最终转化为热解水、焦油、热解气和焦炭。热解产生的气体和焦油热值较高，能作为潜在的燃料。污泥中的重金属在热解过程中不挥发，存在于固相产物中。该方法具有处置彻底、速度快、处理效果好，能量回收率高的优点，实现了污泥资源化利用的目的，受到广泛的重视。
[0005]传统的污泥热解技术主要包括固定床污泥热解和流化床污泥热解技术。固定床污泥热解存在料层受热 不均的问题，流化床虽然可使床层内部温度均匀，但规模较小，要求物料颗粒较小，并且热解气与流化气混合在一起，增加了热解气与流化气分离的工艺。此外，传统的外热式加热方式需要消耗大量燃气，运行成本高。
实用新型内容
[0006]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种污泥处理系统，该污泥处理系统杜绝了二噁英对环境的污染，且提高了热解产物的利用率，运行成本低。
[0007]根据本实用新型的污泥处理系统，包括:预处理装置，所述预处理装置对污泥进行预处理以形成热解原料；热解装置，所述热解装置接收所述热解原料并将所述热解原料热解成气态物质和固体物质，所述热解装置包括:旋转床热解炉，所述旋转床热解炉内设有反应腔室，所述反应腔室的底部设有可转动且用于盛放所述热解原料的盛放盘；蓄热式燃气辐射管燃烧器，所述蓄热式燃气辐射管燃烧器伸入到所述反应腔室内以对所述热解原料进行加热；收集装置，所述收集装置与所述反应腔室相连用于收集所述气态物质；冷凝装置，所述冷凝装置与所述收集装置相连用于对收集的所述气态物质进行降温冷却以将所述气态物质分离为可凝液体和不凝气体；净化装置，所述净化装置对所述不凝气体进行净化以得到热解气；储气罐，所述储气罐与所述净化装置相连以接收所述热解气，且所述储气罐与所述热解装置相连以向所述热解装置提供气源。[0008]根据本实用新型的污泥处理系统，污泥均匀分布于盛放盘上，随着盛放盘的转动，污泥可以均匀受热，污泥热解产生的气态物质与烟气隔绝，无需再进行后续分离，即简化了工艺操作，也提高了热解气热值，同时本实用新型的污泥处理系统能够有效的对污泥进行处理以得到气态物质和固态物质，杜绝了二噁英对环境的污染，并且气态物质和固态物质可以得到很好的利用，提高了热解产物的利用率，且通过利用储气罐的热解气作为热解装置的气源，保证了污泥热解能量的自给，从而降低了运行成本。
[0009]另外，根据本实用新型的污泥处理系统还具有如下附加技术特征:
[0010]根据本实用新型的一些实施例，所述预处理装置包括:浓缩装置，所述浓缩装置对所述污泥进行浓缩以减小所述污泥的体积；脱水装置，所述脱水装置对所述污泥进行脱水并干燥；破碎装置，所述破碎装置对干燥后的污泥进行破碎以形成为颗粒状的污泥。
[0011]进一步地，所述预处理装置还包括用于对所述污泥进行稳定处理的处理装置。
[0012]进一步地，所述预处理装置还包括压缩装置，所述压缩装置将所述颗粒状的污泥压缩成型成一定形状的热解原料。
[0013]具体地，所述干燥后的污泥的含水量在15%左右。
[0014]具体地，所述颗粒状的污泥的颗粒大小为10?40mm。
[0015]具体地，所述反应腔室内的反应温度为200?950°C。
[0016]具体地，所述热解原料在所述反应腔室内的反应时间为30-120分钟。
[0017]具体地，所述热解原料在所述盛放盘上的厚度为50?400mm。
[0018]根据本实用新型的一些实施例，所述污泥处理系统还包括:给料结构，所述给料结构设在旋转床热解炉的前侧以向所述反应腔室内输送所述热解原料；出料结构，所述出料结构设在所述旋转床热解炉的后侧以接收从所述反应腔室排放出的所述固体物质。从而可提高污泥处理系统的自动化程度。
[0019]在本实用新型的一些实施例中，所述污泥处理系统还包括压力设备，所述压力设备分别与所述储气罐和所述热解装置相连。
[0020]在本实用新型的一些实施例中，所述污泥处理系统还包括盛有燃气的补气装置，所述补气装置与所述热解装置相连。
[0021]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0023]图1为根据本实用新型实施例的污泥处理系统的示意图；
[0024]图2为根据本实用新型实施例的污泥处理系统的工作流程图。
[0025]附图标记:
[0026]污泥处理系统100、预处理装置1、浓缩装置10、
[0027]脱水装置11、破碎装置12、处理装置13、压缩装置14、
[0028]热解装置2、收集装置3、冷凝装置4、净化装置5、储气罐6、
[0029]给料结构7、出料结构8、压力设备9、补气装置15【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0031]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0033]下面参考图1和图2描述根据本实用新型实施例的污泥处理系统100，该污泥处理系统100用于处理污泥。
[0034]如图1所示，根据本实用新型实施例的污泥处理系统100包括:预处理装置1、热解装置2、收集装置3、冷凝装置4、净化装置5和储气罐6。其中，预处理装置I对污泥进行预处理以形成热解原料。
[0035]热解装置2接收热解原料并将热解原料热解成气态物质和固体物质，热解装置2包括:旋转床热解炉和蓄热式燃气辐射管燃烧器，旋转床热解炉内设有反应腔室，反应腔室的底部设有可转动且用于盛放热解原料的盛放盘，也就是说，盛放盘可转动地设在反应腔室的底部，进入到反应腔室内的热解原料铺设在盛放盘上。蓄热式燃气辐射管燃烧器伸入到反应腔室内以对热解原料进行加热。此时值得说明的是，热解原料进行热解反应时，反应腔室应处于密封状态。具体地，热解原料在盛放盘上的厚度为50?400mm，反应腔室内的反应温度为200?950°C，热解原料在反应腔室内的反应时间为30-120分钟，其中热解原料在反应腔室内的反应时间可通过盛放盘的转速进行控制。
[0036]其中，蓄热式燃气辐射管燃烧器包括辐射管和设在辐射管内的蓄热式燃烧器，辐射管内的烟气与反应腔室内的气体隔离，蓄热式燃气辐射管燃烧器通过蓄热式燃烧器对辐射管内燃气(空气)进行预热，并使得燃气在辐射管内进行高效燃烧，以热辐射的方式提供热解原料热解所需要的热量。换言之，通过蓄热式燃气辐射管燃烧器提供的热量使得反应腔室内的温度逐渐升高，以对热解原料进行热解。蓄热式燃气辐射管燃烧器的热效率可达到85%以上，且可稳定燃烧低热值的燃气。值得说明的是，蓄热式燃气辐射管燃烧器的工作原理已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。
[0037]收集装置3与反应腔室相连用于收集气态物质。冷凝装置4与收集装置3相连用于对收集的气态物质进行降温冷却以将气态物质分离为可凝液体和不凝气体，可凝液体主要包括水、焦油以及水溶性有机物等，焦油经过适当的催化重整后可作为石油的替代品。净化装置5对不凝气体进行净化以得到热解气。储气罐6与净化装置5相连以接收热解气，且储气罐6与热解装置2相连以向热解装置2提供气源。
[0038]污泥处理系统100对污泥进行处理时，首先预处理装置I对污泥进行预处理以形成热解原料，然后热解原料输送到热解装置2内进行热解，此时在向盛放盘上输送热解原料时，由于盛放盘可旋转，热解原料可均匀的平铺在盛放盘上，蓄热式燃气辐射管燃烧器提供的热量使得反应腔室内的温度逐渐升高，热解原料在反应腔室内热解生成气态物质和固体物质，固体物质从反应腔室排出，从排出的固体物质中分选出碳化物和废渣。
[0039]收集装置3收集从热解装置2排出的气态物质，冷凝装置4对收集装置3收集到的气态物质进行降温冷却以将气态物质分离为可凝液体和不凝气体，净化装置5对不凝气体进行净化以得到热解气，热解气存储在储气罐6中，储气罐6内的热解气可通入到热解装置2内以作为热解装置2的气源。换言之，污泥处理系统100在启动时需要外部燃气作为热解装置2的气源外，在污泥处理系统100运行的过程中，采用污泥热解生成的热解气作为热解装置2的气源。其中，净化装置5可为任何结构，只要可对不凝气体进行净化如除焦、脱硫、脱硝等即可。
[0040]根据本实用新型实施例的污泥处理系统100，污泥均匀分布于盛放盘上，随着盛放盘的转动，污泥可以均匀受热，污泥热解产生的气态物质与烟气隔绝，无需再进行后续分离，即简化了工艺操作，也提高了热解气热值，同时本实用新型的污泥处理系统100能够有效的对污泥进行处理以得到气态物质和固态物质，杜绝了二噁英对环境的污染，并且气态物质和固态物质可以得到很好的利用，提高了热解产物的利用率，且通过利用储气罐6的热解气作为热解装置2的气源，保证了污泥热解能量的自给，从而降低了运行成本。
[0041]根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，预处理装置I包括:浓缩装置10、脱水装置11和破碎装置12，其中，浓缩装置10对污泥进行浓缩以减小污泥的体积。脱水装置11对污泥进行脱水并干燥，具体地，干燥后的污泥的含水量在15%左右，此时脱水装置11先对污泥进行脱水使得污泥的含水量为80%左右，污泥呈现粘稠状状态，接着对污泥进行干燥，干燥后的污泥的含水量为15%左右。破碎装置12对干燥后的污泥进行破碎以形成为颗粒状的污泥,具体地,颗粒状的污泥的颗粒大小为10?40mm。
[0042]预处理装置I对污泥进行预处理时，首先浓缩装置10对污泥进行浓缩处理以减少污泥的体积，具体地，浓缩装置10可采用离心、重力或者气浮浓缩法对污泥进行浓缩处理。接着脱水装置11对污泥进行脱水处理，最后破碎装置12对脱水后的污泥进行破碎处理以形成为颗粒状的污泥。根据本实用新型实施例的预处理装置1，通过对污泥进行浓缩和脱水，从而可减少污泥的体积，减少污泥的占用空间以提高盛放盘上污泥的盛放量，同时通过对污泥进行破碎处理，可提高污泥的热解效率。
[0043]进一步地，预处理装置I还包括用于对污泥进行稳定处理的处理装置13。在本实用新型的具体实施例中，处理装置13对经过浓缩处理后的污泥进行稳定处理，以保证污泥保持在浓缩状态，从而保证污泥的状态稳定，提高污泥处理系统100的可靠性。
[0044]更进一步地，预处理装置I还包括压缩装置14，压缩装置14将颗粒状的污泥压缩成型成一定形状的热解原料。从而进一步减少污泥的占用空间以进一步提高盛放盘上污泥的盛放量。[0045]根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，污泥处理系统100还包括:给料结构7和出料结构8，给料结构7设在旋转床热解炉的前侧以向反应腔室内输送热解原料。出料结构8设在旋转床热解炉的后侧以接收从反应腔室排放出的固体物质。从而可提高污泥处理系统100的自动化程度。具体地，给料结构7为锁斗加料装置，出料结构8为螺旋输送装置，其中，锁斗加料装置和螺旋输送装置的结构和工作原理等均为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。
[0046]如图1所示，在本实用新型的进一步实施例中，污泥处理系统100还包括压力设备9，压力设备9分别与储气罐6和热解装置2相连。从而可调节和稳定污泥处理系统100的压力，并且可控制储气罐6的燃气流量，保护储气罐6以免出口压力过高或过低。更进一步地，如图1所示，污泥处理系统100还包括盛有燃气的补气装置15，补气装置15与热解装置2相连。从而可在热解生成的热解气不够或不稳定时提供补燃燃气，保证污泥处理系统100可稳定、连续的工作。
[0047]下面参考图1和图2描述根据本实用新型具体实施例的污泥处理系统100的工作过程。
[0048]首先，污泥经过浓缩装置10的浓缩处理以减少污泥的体积，接着污泥经过处理装置13的稳定处理以保持污泥的浓缩状态，接着脱水装置11先将污泥进行脱水后再进行干燥以使得污泥的含水量为15%左右。破碎装置12将干燥的污泥破碎成颗粒大小为10?40mm的碎块，污泥碎块进入到压缩装置14中进行压缩成型为颗粒状、块状或圆柱状的热解原料。
[0049]然后，将热解原料通过给料结构7送入到热解装置2中，热解原料在热解装置2中进行热解反应以生成气态物质和固态物质，其中，固态物质通过出料结构8排出，并对排出的固态物质进行分选，以分选出炭黑、金属和灰分等物质。气态物质被收集装置3收集后，冷凝装置4对气态物质进行冷凝以使得气态物质分离为可凝液体和不凝气体，净化装置5对不凝气体进行净化以得到热解气，储气罐6存储该热解气并将热解气通入到蓄热式燃烧辐射管燃烧器中进行预热，以作为蓄热式燃烧辐射管燃烧器的气源。可凝液体主要包括水、焦油以及水溶性有机物，对可凝液体进行油水分离以得到焦油和混合液(污水)。
[0050]当热解生成的热解气不够或不稳定时，补气装置15向热解装置2提供补燃燃气。
[0051]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。
[0052]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种污泥处理系统，其特征在于，包括: 预处理装置，所述预处理装置对污泥进行预处理以形成热解原料； 热解装置，所述热解装置接收所述热解原料并将所述热解原料热解成气态物质和固体物质，所述热解装置包括: 旋转床热解炉，所述旋转床热解炉内设有反应腔室，所述反应腔室的底部设有可转动且用于盛放所述热解原料的盛放盘； 蓄热式燃气辐射管燃烧器，所述蓄热式燃气辐射管燃烧器伸入到所述反应腔室内以对所述热解原料进行加热； 收集装置，所述收集装置与所述反应腔室相连用于收集所述气态物质； 冷凝装置，所述冷凝装置与所述收集装置相连用于对收集的所述气态物质进行降温冷却以将所述气态物质分离为可凝液体和不凝气体； 净化装置，所述净化装置对所述不凝气体进行净化以得到热解气； 储气罐，所述储气罐与所述净化装置相连以接收所述热解气，且所述储气罐与所述热解装置相连以向所述热解装置提供气源。
2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述预处理装置包括: 浓缩装置，所述浓缩装置对所述污泥进行浓缩以减小所述污泥的体积； 脱水装置，所述脱水装置对所述污泥进行脱水并干燥； 破碎装置，所述破碎装置对干燥后的污泥进行破碎以形成为颗粒状的污泥。
3.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，所述预处理装置还包括用于对所述污泥进行稳定处理的处理装置。
4.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，所述预处理装置还包括压缩装置，所述压缩装置将所述颗粒状的污泥压缩成型成热解原料。
5.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，所述干燥后的污泥的含水量在15%左右。
6.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，所述颗粒状的污泥的颗粒大小为 10 ~40mm η
7.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述反应腔室内的反应温度为200 ~950。。。
8.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述热解原料在所述反应腔室内的反应时间为30-120分钟。
9.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述热解原料在所述盛放盘上的厚度为50~400mm。
10.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括: 给料结构，所述给料结构设在旋转床热解炉的前侧以向所述反应腔室内输送所述热解原料； 出料结构，所述出料结构设在所述旋转床热解炉的后侧以接收从所述反应腔室排放出的所述固体 物质。
11.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括压力设备，所述压力设备分别与所述储气罐和所述热解装置相连。
12.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括盛有燃气的补气装置，所述补气装置与所述热解 装置相连。
【文档编号】C02F11/00GK203781995SQ201320788476
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】吴道洪, 肖磊, 窦从从 申请人:北京神雾环境能源科技集团股份有限公司