一种污泥高效热解系统的制作方法

本发明涉及市政污泥处理，特别涉及一种污泥高效热解系统。

背景技术：

1、结合污泥的各种处理处置技术，就其无害化、减量化、稳定化、资源化，投资、占地、运行费用和技术管理等方面比较，干化焚烧和干化热解等热化学处理处置方法能使污泥的水分蒸发，有机物分解彻底，具有最大程度地减少污泥体积、灭菌效果好、处理迅速、占地相对较少、处置后污泥性质稳定并能进行污泥能源回收等优点，能达到使污泥处置减量化、无害化、稳定化的目的，是今后污泥处理处置技术发展的重要方向。

2、现有的热解系统普遍采用外热式水泥回转窑结构，该装置结构虽然简单，但热效率较低。具体表现为，外热式回转窑内筒，需承担支撑和传动功能，故外露的面积较大，占到总长度的30％以上，整体散热较高；另一方面，传统外热式回转窑传热仅通过内筒，物料在内筒传输时，实际接触面积仅为内筒截面面积的8％，因此要提高物料处理量，则只能增加内筒直径，导致外热式回转窑尺寸庞大，生产运输均不方便。现有的污泥热解系统如专利号为202310470989.1的一种流化床化工污泥热解装置，热解反应管的上方设有燃烧室，对于热解反应管内的物料进行热解时，物料并不能充分且均匀的受热，产品热效率低，并不适用工业化大批量的生产。

技术实现思路

1、发明的目的在于提供一种污泥高效热解系统，解决了现有热解系统传热效率不高的问题。

2、本发明是这样实现的，一种污泥高效热解系统，包括进料结构、热解室、燃烧炉以及烟气处理系统，进料结构与热解室一端连接用于物料进入热解室，燃烧炉与热解室另一端连通用于热解气进入燃烧炉，燃烧炉输出端与烟气处理系统通过热解室连通，所述热解室包括热解层、第一气道以及保温层，第一气道置于热解层内且一端穿过热解室与燃烧炉输出端连通，保温层套设在所述热解层外周，第一气道与保温层之间通过第二气道连通，进料结构与热解层连通，热解室可转动。

3、待处理的物料先经过干燥处理后通过进料结构进入热解层，燃烧炉内的高温热气通过第一气道传递到热解层，对热解层的物料进行热解反应，热解产生热解气和污泥生物碳，其中热解气进入烧热炉进行燃烧，燃烧后进入到第一气道给热解层供热，物料从进料结构到燃烧炉方向与第一气道外周和保温层内侧(热解层内壁)接触，相比于现有的热解系统一面热交换，本发明中的热解系统传热效率高。

4、进入到第一气道的气体与热解层完成热解反应后，通过第二气道与保温层连通，进一步减少在热解层热解过程中热量的丧失，保证热解层的传热效率；经过保温层的气体从远离燃烧炉一端与烟气处理系统连接，进行尾气处理后达标排放。

5、除此之外，本发明充分利用市政污泥内部含有的热量进行反应，仅需通入少量天然气进行稳燃。可最大限度的实现减量化，污泥热解后产物稳定无臭味，可以长期存放，也可以作为燃料掺烧或者作为土壤改良，建材利用，卫生填埋等，彻底解决了市政污泥的处理处置问题，具有广阔的应用前景。

6、本发明的进一步技术方案是：所述第二气道置于热解层内。

7、本发明热解室采用特殊的三层设计，减少了散热面积，相对传统外热式回转窑，减少30％以上；同时，新增的内部第二气道，第二气道置于热解层内，进一步的增加污泥物料与热气接触面积和交换概率，提高了传热面积，相对传统外热回转窑，传热面积提高了40％，综合传热效率提升60％以上。

8、本发明的进一步技术方案是：第一气道上靠近进料结构一端的第二气道穿过热解层端部与保温层连通，所述第一气道上靠近燃烧炉一端的第二气道置于热解室外侧与保温层连通。

9、第二气道设置内侧对于加工来说并不方便，主要是第一气道与热解室之间的距离较小，第二气道一端与第一气道连接另一端与热解室连接，这个空间并不方便焊接，因此，对于加工来说是个难题，为了方便加工，第二气道一端与第一气道端部连接，第二气道另一端穿过热解层端部与保温层连通，这个过程中可以先将第二气道一端与第一气道端部焊接后，将带有第二气道的第一气道放入热解层，使得第二气道另一端从热解层端部穿出且与热解层端部焊接，第一气道与燃烧炉连接的一端是伸出在热解层外侧的，可以直接在伸出部分与保温层连通，解决了第一气道与热解层之间空间不方便加工第二气道的问题。

10、本发明的进一步技术方案是：所述热解室两端分别通过连接罩与燃烧炉和进料结构连通，所述连接罩与热解室转动密封连接。

11、连接罩置于热解室两端，还能起到支撑作用，便于装置长度更长，可不受长度方向限制提高系统的处理量。

12、其中两端的连接罩和保温层负责本发明装置的整体保温，热解室内的三层结构之间通过刚性连接，整体一起转动，第一气道会伸入燃烧炉内。连接罩与保温层有动密封，第一气道与连接罩和燃烧炉也有动密封，从而保障本发明装置运行时无空气进入，保障热解时的缺氧状态。

13、本发明的进一步技术方案是：所述热解层一端与进料结构密封转动连接，另一端敞开与连接罩连通，所述连接罩下端连接有固体产物出料结构。

14、热解层一端与进料结构密封转动连接，在热解层转动过程中进料结构保持固定，且进料时物料不会从进料端掉落；热解层另一端敞开，热解后的固体物料从敞开处掉落到连接罩内，连接罩底部设有出料结构，污泥生物碳通过出料结构进行储存仓保存或者外运。

15、本发明的进一步技术方案是：所述第一气道靠近进料结构的一端密封另一端穿过热解室和连接罩与燃烧炉连通，所述第一气道与连接罩密封转动连接。

16、第一气道一端密封另一端与燃烧炉输出端连通，第一气道密封端与进料结构之间设有间距，保证物料能顺利进入热解室。

17、本发明的进一步技术方案是：所述保温层一端与热解层连接另一端敞开与靠近进料结构一端的连接罩连通，所述保温层两端外周与连接罩密封转动连接。

18、保温层一端与热解层外周固定连接保证热解室的转动，另一端敞开用于烟气从保温层流出至靠近进料结构端的连接罩，进料结构端的连接罩与烟气处理系统连接。

19、本发明的进一步技术方案是：所述热解层内设有导向件。

20、导向件可以是安装在热解层内壁上的抄板，也可以是安装在第一气道外周的翅片。导向件在热解室处于水平状态时，起到将物料从进料结构导向至出料结构，同时在热解室转动过程中配合导向件，使得物料在回转过程中被扬起到圆弧的上方，从上方掉落下来的过程中会与第一气道碰撞接触换热，发生热解反应，第一气道外周均能与物料进行热交换，配合导向件使得物料跟第一气道热交换的概率增加，进一步提高本发明的热解效率。

21、本发明的进一步技术方案是：所述热解室外周设有用于与驱动啮合的齿轮传动件；所述热解室外周转动设置支撑件。

22、本发明中热解室设计了三层回转筒的结构，其中最内层的第一气道是增加了与污泥接触的面积，中间层的热解层主要负责物料的传输和热解反应，最外层的保温层主要负责系统的支撑、传动和保温；其中第一气道通过第二气道将燃烧烟气传送至保温层，从而增加了热解反应的面积。通过三层回转筒的刚性连接，把整个系统的支撑、传动功能放到了最外层，从而实现了本发明装置的全保温，没有金属的外露散热，减少了散热面积。通过以上设计，实现了系统高效的换热反应，相比传统回转窑热效率提升30％以上。

23、本发明的进一步技术方案是：所述热解室与燃烧炉之间设有除尘设备。

24、除尘设备用于对热解室出来的热解气进行除尘，保证进入燃烧炉的气体的洁净度。

25、本发明的进一步技术方案是：所述烟气处理系统包括依次连接的烟气回收管、蒸汽发生器、空气换热器以及尾气处理设备，所述烟气回收管与保温层连通。

26、烟气回收管通过连接罩与保温层连通。

27、经过热解室完成热交换后的烟气依次经过烟气回收管，蒸汽发生器，空气换热器，最后经过尾气处理系统净化后达标排放。

28、本发明的有益效果：装置通过预热开启后开始工作，市政污泥经过干化系统干化至30％以下含水率，进入到高效热解系统。首先进入到进料螺旋，进料螺旋开启后，干化污泥通过螺旋进入到热解层中。热解室开始旋转，进入热解层的污泥在倾角和回转的作用下往另一个头滚动运输。由于热解层中有导向件，污泥在回转过程中会被扬起到圆弧的上方，从上方掉落下来的过程就会与第一气道碰撞接触换热，发生热解反应。当污泥从热解室一侧传送至另一侧时，会掉落至出料螺旋中，反应过程产生的热解气则通过连接罩上方集气管进入热解气除尘装置，经过除尘后的热解气进入燃烧炉进行燃烧，燃烧后产生的热烟气依次通过第一气道、第二气道以及保温层，对装置进行加热。完成热解换热的热烟气，通过烟气回收管，蒸汽发生器，空气换热器，尾气净化系统后达标排放。

29、进入到第一气道的气体与热解层完成热解反应后，通过第二气道与保温层连通，进一步减少在热解层热解过程中热量的丧失，保证热解层的传热效率；经过保温层的气体从远离燃烧炉一端与烟气处理系统连接，进行尾气处理后达标排放。

30、除此之外，本发明充分利用市政污泥内部含有的热量进行反应，仅需通入少量天然气进行稳燃。可最大限度的实现减量化，污泥热解后产物稳定无臭味，可以长期存放，也可以作为燃料掺烧或者作为土壤改良，建材利用，卫生填埋等，彻底解决了市政污泥的处理处置问题，具有广阔的应用前景。