油污泥干化脱水裂解炭化装置的制作方法

本发明涉及一种油污泥干化脱水裂解炭化装置。

背景技术：

目前世界各国对物质脱水采用的基本方法和方式有：振动、离心、翻转、挤压、加热等，实践证明这些方法效果都不是很好。我国石油油田产生的油污泥、城市自来水厂、城市下水道产生的污泥等的脱水，多数采用的是挤压、加热、自然晾晒方式，但挤压脱水效果不理想，脱水后的含水量在50-70%之间，不利于后期处理。加热脱水后的含水量虽能下降到30%以下，但成本高；自然晾晒脱水后的含水量虽能下降到在10%以下，有利后序处理，但自然晾晒占地面积大，周期长，人工成本高，还会造成一定的二次污染，不环保。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种油污泥干化脱水裂解炭化装置 ，采用无氧加热脱水方式，解决了原有装置在使用中存在的人工成本高，占地面积大，周期长，二次污染严重，不环保等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：该油污泥干化脱水裂解炭化装置包括从上到下依次设置的一级干化脱水装置，二级干化脱水装置，一级裂解炭化装置，二级裂解炭化装置，在一级干化脱水装置上端部设有进料斗，在二级裂解炭化装置的下端部设有出渣口；在一级干化脱水装置与二级干化脱水装置之间的一侧设有料通道口，在二级干化脱水装置与一级裂解炭化装置的另一侧设有料通道口，在一级裂解炭化装置与二级裂解炭化装置之间与一级干化脱水装置与二级干化脱水装置之间的相同侧设有料通道口；一级干化脱水装置，二级干化脱水装置，一级裂解炭化装置及二级裂解炭化装置的壳体均采用自制U型管，在每只U型管内各设有刮叶片，在刮叶片中部设有摩擦副，刮叶片的端部为耙齿，四个刮叶片为一个组合，刮叶片形状是椭圆形。

进一步，干化脱水装置的进料端与水平面的夹角为5-10度。

进一步，裂解炭化装置的出料端与水平面的夹角为5-10度。

进一步，短轴半径r小于长轴半径10-50毫米。

采用上述技术方案后，本发明带来的技术效果是：油污泥干化脱水裂解炭化装置的油污泥通过机械输送或人工搬运，不间断的卸在设备漏斗里连续作业，并保持油污泥在漏斗内有一定的存量，起到自生密封作用，满足无空气进入进料干化脱水裂解炭化装置系统内的要求。该装置制造成本低，实现了干化脱水裂解炭化设备一体化，生产场地小，生产效率高，生产运行成本低，易控制，最大限度的利用了热能，裂解炭化物达到了我国的环保排放标准，汽体排放物达到了欧盟的环保排放标准，节能环保。具体技术效果还体现在以下几方面：

1、由于干化脱水装置是在裂解炭化过程中利用裂解炭化的余热进行的，充分利用和提高了余热的使用效率。

2、由于干化脱水装置的进料端与水平面的夹角为5-10度，即进料端低于出料端，达到分批次、分层次和分类别输送，单位有效容积拥有巨大的传热面，缩短了处理时间, 缩短了设备尺寸,有利于油污泥充分吸收热能，从而减少了设备的外形尺寸。

3、由于干化脱水装置的出料端与进料端的形成的倾角为5-10度，进料端低于出料端，多余的水、油及较为稀释的油污泥残留在进料端初段，有利于多次搅拌、混合、翻动，达到搅拌均匀的目的。

4、由于干化脱水裂解炭化输送油污泥的多级刮叶片均是耙齿形，有利于油污泥在干化脱水裂解炭化过程中搅拌、混合、交替受到挤压和松弛，达到分批次、分层次和分类别输送。

5、由于裂解炭化装置的物料进口端水平倾角与干化脱水装置相同，也为5-10度，即进料端均低于出料端水平高度，达到分批次、分层次和分类别输送，单位有效容积拥有巨大的传热面，缩短了处理时间, 缩短了设备尺寸,有利于油污泥充分吸收热能，从而减少了设备的外形尺寸。

6、由于裂解炭化装置的多级工作尺寸及形状排列不同刮叶片，将沉积于U型底的油污泥刮起，防止产生死角，减少温度、湿度、混合温度及梯度都很小, 保证油污泥在裂解炭化过程中受热均匀，从而保证工艺的稳定性,，炭化物的均匀性和质量指标。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的油污泥干化脱水裂解炭化装置刮叶片工作装配结构示意图；

图3为本发明的第一刮叶片的结构示意图；

图4为本发明的第二刮叶片的结构示意图；

图5为本发明的第三刮叶片的结构示意图；

图6为本发明的干化脱水第四刮叶片的结构示意图；

图7为本发明的干化脱水两组合的第四刮叶片错位一个齿的的结构示意图；

图8为本发明的裂解炭化第四刮叶片的结构示意图；

图9为本发明的裂解炭化两组合的第四刮叶片错位半个耙齿的的结构示意图；

1—进料斗，2—料通道口，3—一级干化脱水装置，4—二级干化脱水装置；5—一级裂解炭化装置，6—二级裂解炭化装置，7—出渣口，8—刮叶片，9—U型管，10—摩擦副，11—耙齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

根据图1-图9所示，该油污泥干化脱水裂解炭化装置包括从上到下依次设置的一级干化脱水装置3，二级干化脱水装置4，一级裂解炭化装置5，二级裂解炭化装置6，在一级干化脱水装置3上端部设有进料斗1，在二级裂解炭化装置6的下端部设有出渣口7；在一级干化脱水装置3与二级干化脱水装置4之间的一侧设有料通道口2，在二级干化脱水装置4与一级裂解炭化装置5的另一侧设有料通道口2，在一级裂解炭化装置5与二级裂解炭化装置6之间与一级干化脱水装置3与二级干化脱水装置4之间的相同侧设有料通道口2；一级干化脱水装置3，二级干化脱水装置4，一级裂解炭化装置5及二级裂解炭化装置6的壳体均采用自制U型管9，在每只U型管9内各设有刮叶片8，在刮叶片8中部设有摩擦副10，刮叶片8的端部为耙齿11，四个刮叶片为一个组合，刮叶片形状是椭圆形；由于本发明采用四层重叠式结构，进料斗1设在最高层，在紧邻的下部设有干化脱水装置，在干化脱水装置下部设有为裂解炭化装置，带进料斗1的进料输送机连接干化脱水装置，干化脱水装置连接裂解炭化装置，长轴半径R是U型管内半径，短轴半径r小于长轴半径。动力通过片齿轮传动于刮叶片机构，摩擦副10起着传力和连接作用，方便调整和换件，确保刮叶片8在U型腔内工作时，作定向定位定轨直线运动。

作为优选方式，干化脱水装置的出料端与水平面的夹角为5-10度。

作为优选方式，裂解炭化装置的出料端与水平面的夹角为5-10度。

作为优选方式，短轴半径r小于长轴半径10-50毫米。

第一、二、三刮叶片8担负着双重作用，其一是传动输送机构的需要，其次又能输送部分油污泥短程移动，更有利于搅拌、混合、翻动、交替受到挤压和松弛、减少温度、湿度、混合温度及梯度都很小, 单位有效容积拥有巨大的传热面，受热均匀，大大提高了生产效率和干化脱水裂解炭化的质量。根据U型体的长度，双倍确定刮叶片8的组数，四个刮叶片8为一个组合,通过铰链式传动使油污泥在U型体内运输，从而实现对油污泥进行干化脱水裂解炭化出渣。

本发明的工作原理主要包括：油污泥在机械输送或人工搬运下，进入干化脱水容器中，在自重力的作用下，其自动进入机械输送系统中，机械输送系统将油污泥输送进入无氧密封的U型管9腔内，在裂解炭化的余热高温作用下，不断的产生大量的水蒸气和少量的油气；在U型管9腔内的刮叶片8的作用下，同时被不停的输送、搅拌、混合、翻动、交替受到挤压和松弛、减少温度、湿度、混合温度及梯度都很小, 单位有效容积拥有巨大的传热面，受热均匀，分层次、分批次和分类别输送至干化脱水工序；第一级干化脱水工序全部完成后，油污泥通过机械输送进下一级U型管9腔内；下一级U型管9腔内重复着上一级腔内全部过程，第二级干化脱水工序行程全部完成后，油污泥通过了两级U型管9腔干化脱水后，已完成二级干化脱水的油污泥通过机械输送进入第一级裂解炭化U型管9腔内，在较高的高温作用下，油污泥不断地产生大量的油气和少量的水蒸气；油污泥在下一级U型管9腔内重复着上一级腔内的全过程，直至行程全部完成，最后出渣，油污泥从进料斗1进料到一级干化脱水装置3，再进入到一级干化脱水装置4，再进入到一级裂解炭化装置5，再进入到二级裂解炭化装置6，最终从出渣口7排出，整个流程是叠式循环路径，这样油污泥干化脱水裂解炭化装置流程工序结束。

一、干化脱水刮叶片的技术参数指标：

第一刮叶片：材质：304L，t（厚度）14毫米，摩擦副在椭圆的长轴半径R尺寸上；耙齿尺寸为A,间距为L,形状及尺寸。

第二刮叶片：材质：304L，t（厚度）12毫米，摩擦副在椭圆的长轴半径R尺寸上；耙齿尺寸为A₁，间距为L₁,形状及尺寸与第一刮叶外形尺寸相同，仅是刮叶片的工作尺寸及形状排列不同,且L＞L₁。

第三刮叶片：与第二刮叶片外形尺寸、t（厚度）、耙齿尺寸为A₂、间距为L₂都相同，L₂=L₁，A₂= A₁ ,仅是刮叶片的工作尺寸及形状排列不同，工作尺寸轨迹不同。

第四刮叶片：与第一刮叶片材质、t（厚度）、外形、尺寸相同；耙齿尺寸为A₃,间距为L₃，，且L＞L₁=L₂＞L₃仅是刮叶片的工作尺寸及形状排列不同。

每两组合的第四刮叶片的工作尺寸及形状相同，但排列不同，工作尺寸轨迹不同，前后组合耙齿错位一个耙齿,L₄=L₃。

二、裂解炭化刮叶片的技术参数指标：

第一、二、三刮叶片与干化脱水的材质、t（厚度）、外形、尺寸，工作尺寸、工作形状、顺序都相同。

第四刮叶片：刮叶片材质、t（厚度）、外形、尺寸与第一刮叶片全部相同，仅是工作尺寸及形状排列不同。该叶片的工作面顶部设计为等边三角齿，每四个叶片为一个组合。

每两组合的第四刮叶片是等边三角形角齿，但排列不同，工作尺寸轨迹不同，前后组合角齿错位半个角齿。

刮叶片工作面是一个椭圆形，椭圆的长轴半径R与U型腔的半径R₁相等，使得刮叶片在输送油污泥在干化脱水、裂解炭化过程中，紧贴于U型腔底部，减少和防止油污泥粘壁的现象发生。因U型腔底部油污泥在干化脱水、裂解炭化过程中，温度相对较高，粘壁部位大都发生在U型腔底部。

刮叶片耙齿的工作顶部面设计成等边三角形，强度好。刮叶片耙齿的高度H₁是以U型腔的半径R₁减去第一刮片齿间距离L的二至三倍距离计算和确定。第一、二、三刮叶片耙齿的高度H₁相等。

U型腔的半径R₁尺寸、长度尺寸、高度尺寸、干化脱水、裂解炭化级数设计是以油污泥的含水量和日处理量计算和确定。

理论计算油污泥日处理量W大于实际油污泥日处理量,误差在3~5﹪。

椭圆短轴半径r是按照第一、二、三刮叶片的摩擦副尺寸第一刮叶片加齿间距二至四倍计算和确定。第一、二、三、四刮叶片椭圆短轴半径r相等。

摩擦副的高度H计算和确定：第一、二、三、四刮叶片是以椭圆长轴半径R减去第一刮片齿间距离L的二至三倍距离计算和确定。第一、二、三、四刮叶片摩擦副的高度H相等。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非限制本发明的专利范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利范围内。