CN101318759A - 城市污泥的资源化处理方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的城市污泥的资源化处理方法与设备，通过对干燥后的污泥进行干馏处理，干馏温度范围为450～650℃，成型得到固体产物，干馏处理中的馏份回收分离冷凝物，对净化后的木煤气进行综合利用；通过采用生物质动态干馏热解综合处理技术的干馏工艺，加料、烘干、干馏、出炭以及木煤气的除尘、冷凝、洗涤和各种副产品的分离均可连续完成，干馏设备可实现自动化操作，对生物质进行资源化处理，采用的工艺对生物质的种类和湿度有很强的适应性，在处理过程中，物质损失少，处理效率高，采用全封闭干馏炉，产物皆为产品，其中产出的木煤气用作烘干、干馏或发电的燃料，能降低生产成本，全系统设计完善，经济技术合理。
Description
技术领域
本发明专利涉及污泥的处理方法，具体涉及一种城市污泥的资源化处理方法与设备。
背景技术
过去的时段里，一些地区在发展经济的同时没有认真考虑保护环境，结果环境状况恶化，严重制约经济的发展，也造成人居生活环境的恶化，事实证明这种发展道路是走不通的。在新时期的今天，发展与保护环境，保护环境要求已经摆在首位。所以才有政府管理的环保一票否决制。在生产发展过程和生活设施建设中的环境保护工作，主要是对三废(废渣-固体废弃物、废水和废气)的处理。对处理后排放物的要求，国家有一系列的标准。总的原则是终极产物排放和处理，不能再危害环境。这里提及的污泥处理主要区分为生产、生活活动中产生的无机污泥和富含有机质的污泥，城市污泥属于后者。城市化发展，对于城市污水集中处理后，污泥的处理及处理技术将会影响前置技术发展和处理规模。从检索出大量污泥处理专利文献，相关的有上千件，经过分析，经过处理的污泥可以用于许多方面。如申请号为(200510094429.2)，名称为《一种利用污水污泥发酵生产生物农药苏云金杆菌的方法》介绍一项利用废弃物生产高效生物农药的技术。用含固率为1.5％～5％的污水污泥作为发酵苏云金杆菌Bacillus thringiensis(B.t)的原料。将污泥装入发酵罐中，灭菌后，好气发酵B.t细胞总数达109个/mL，其中芽孢占90％以上。用污水污泥发酵苏云金杆菌比用常规黄豆粉培养基发酵周期约缩短10小时，污泥发酵生产的B.t孢晶混合液比用常规黄豆粉发酵生产的B.t孢晶混合液生物毒性高，成本仅及常规发酵的1/3；申请号为(200710059730.9)，名称为《一种盐碱土改良增肥调理剂及制备方法》发明公开的调理剂，包括有机物料、无机物料和植物生长调节剂，其中有有机物料由城市生活污泥、畜禽粪便、糠醛渣等有机物质发酵腐熟后由其中的一种或几种组成；产品同时对促进废弃物资源循环利用，减少对城市和农村的二次污染也提供了一条有效途径；还有，申请号为(01127337.2)名称为《污泥膏处理方法》的发明涉及冶金行业废料利用，将高炉或炼钢污水经过沉淀器将污泥沉淀至含水80-90％，使用脱水设备脱水至污泥膏含水30-45％，污泥膏经过分散器被均匀的分散到烧结或球团原料皮带机上。经过处理后含水在30-45％的油膏状污泥膏，可以直接加配到烧结或球团原料皮带机上制造下步产品，其利用率高，操作方便，不污染环境，不需要烘干、晾晒，成本低，可将污泥全部利用等。另外，还有不少专利提出了对污泥的利用类似方案。是对具体行业污泥处理，实施，城市污泥方面据分析，实施较少。
发明内容
本发明目的是为了克服现有方法，对污泥处理的综合成本高，实施中不容易达到经济规模的缺陷，通过申请人，对实施方案进行了工业化试验和改进，完善了本实施方案。
本发明的的实施方案是对城市污泥的资源化处理方法及设备，它依次包括如下步骤：通过对干燥后的污泥进行干馏处理，成型得到固体产物，干馏处理中的馏份回收分离冷凝物，对干馏处理中净化后的木煤气进行综合利用；具体工艺流程为：干燥后的污泥经粗碎电动筛除杂质，生产中用电子衡定量进料，再进行烘干，加温预干馏，再干馏热分解，然后，固体物料从星形出料器出料，通过螺旋输送机传送到配料机配料，送到搅拌机混匀，通过成型机成型后，再用自动包装将固体产品包装出厂；在干馏工艺部分，通过加热干馏分解产生的烟气，经过除尘，然后通过冷疑，气水分离，再油气分离，回收其中的醋液和焦油，也对气体进行净化，净化以后的气体循环或贮存，然后通过燃烧室中燃烧，或推动燃气发电机组发电；上述的城市污泥的资源化处理的装置，是由电动筛，电子衡定量进料系统，二次烘干系统，燃烧室，干馏热解炉，星形出料器，螺旋输送机，配料机，成型机，洗气塔，气体净化器，气体循环与储存装置，生物质燃气发电机组成。
上述的城市污泥的资源化处理装置，采用模块化安装设计，模块化设计安装是在制造厂内完成，模块主要有：干馏模块包括：二次烘干系统，燃烧室，干馏热解炉、星形出料器；油水分离模块包括：除尘器，冷疑回收系统，气水分离器，油气分离器；气体净化模块包括：洗气塔，气体净化器；组装好的模块经过吊装到基础上再进行简单的管线连接，即可组成生产线。既节省了土建费用又大大减少了设备安装工作量。
上述的的城市污泥的资源化处理装置，在模块化的基础上，采用智能化控制系统，包括：电子衡定量进料，主机转速自动调节，热解室温度自动控制，数据采集和传输，通过lntenet远程多点监测资料的计算机，有显示、分析、综合、保存和打印的功能。
上述的的城市污泥的资源化处理方法，原料在干馏热解炉被干馏时，干馏温度控制范围为450～650℃，干馏热解炉的炉体内分为三段或连续的运行的三个筒体：(1)前置烘干，温度控制范围80～150℃，(2)预干馏～干馏段温度范围300～400℃，(3)完全干馏段，温度控制范围600～650℃。
本发明的有益效果是，通过采用生物质动态干馏热解综合处理技术的干馏工艺，对生物质进行资源化处理，采用的工艺对生物质的种类和湿度有很强的适应性，加料、烘干、干馏热解、出炭以及木煤气的除尘、冷凝、洗涤和各种副产品的分离均可连续完成，并可实现自动化操作，在处理过程中，物质损失少，处理效率高，采用全封闭高温干馏热解，各阶段产物皆为有用产品，其中产出的木煤气用作原料烘干、干馏热解或发电的燃料，能降低生产成本，全系统设计完善，经济技术合理。
附图说明
附图1为城市污泥的资源化处理方法与设备方框图。
在图1中1.原料，2.粉碎，3.干馏热解炉，4.除尘器，5.重油回收罐，6.冷凝器，7.焦油回收罐，8.多级水洗塔，9.醋液回收罐，10.真空泵，11.水封罐，12.储气柜，13.气体发电机，14.供气管网，15.水封罐，16.空气引射冷却装置，17.炭储仓，18.打包机。
具体实施方式
实施例1：以年处理量为10000吨的干燥后的污泥为例。
生产线的处理装置是由：电动筛、电子衡定量进料系统、二次烘干系统、燃烧室、热分解系统：干馏热解炉(2×5000t/a，单炉处理能力＞750kg/h)、星形出料器、螺旋输送机、配料机、成型机、洗气塔、气体净化器、气体循环与储存装置、生物质燃气气体发电机组(1台功率150kW)组成。
烘干炉、干馏热解炉和燃烧室构成输料系统和加热系统。烘干炉和干馏热解炉呈卧式上下相叠结构，烘干炉位于干馏热解炉的正上方，内部均设置有由传动装置驱动的螺旋传输翻搅器。粉碎后的原料由皮带输送机经料斗进入烘干炉。烘干炉利用干馏热解炉的尾气烘干原料至含水率10％以下，原料中的水分形成蒸汽直接排入大气。干燥的原料通过烘干炉的出料口进入与之相连的干馏热解炉的进料口。原料在干馏热解炉被干馏，干馏温度和时间根据原料的品种和产品干馏料的品质要求而定，温度范围为450～650℃，每小时处理原料不小于750kg。烘干和干馏的热源为燃烧干馏副产品之一——木质气所获得的高温烟气。木质气在燃烧室燃烧，由鼓风机将热风从燃烧器鼓入干馏热解炉胆外火道的首端，到达干馏热解炉胆外火道尾端后进入烘干炉的胆外火道的首端，最后到达烘干炉的胆外火道的尾端并从排气口排出。胆外火道为螺旋火道，可延长热风在炉内的滞留时间，并使炉体受热均匀。烘干炉的出料口通过星式出料器与干馏热解炉的进料口连接，干馏热解炉的出料口也装有星式出料器，这样可以保证干馏热解炉的真空度，避免发生氧化反应。干馏料从干馏热解炉排出后，由二次空气引射冷却装置空冷至室温并输送至炭储仓，最后由炭储仓的漏斗装入纸袋，包扎为成品后运至成品库。
木质气从干馏热解炉排出后，进入除尘器。除尘器设置在高温区，可防止焦油和灰尘粘结成块而堵塞管道；木质气由重油回收罐回收重油，经冷凝器后，由焦油回收罐回收焦油；经多级水洗后，由醋液回收罐回收木醋液，清洗水循环使用，不对外排放；木质气由真空泵通过水封罐送到下方的储气柜，储气柜设置在下方可使未洗净的焦油雾等杂质在储气柜徐徐降落，进一步提高木质气纯度。储气柜中洁净的木煤气有三种用途，第一种用途是通过水封罐供给燃烧器为干馏热解炉提供热源，约占40％；第二种用途是供给气体发电机发电，厂用电50kW，约使用总产气量的12％，若具备对外供电的条件，剩余48％的产气量还可以提供100kW的发电容量；第二种用途是在不具备对外供电的条件时，将剩余48％的产气量输入当地供气管网供给当地居民使用。
产品：
干馏料：年干馏热解10000吨干燥后的污泥可回收百分六十约6000吨干馏料，佐以配方可合成7000吨冶金炭，应用于有色金属硅的冶炼。
木焦油：回收率百分之十左右年可回收1000吨，木焦油主要应用于冶金炭的粘接剂，价值已体现在冶金炭销售收入中；木焦油还有其它广泛的用途有待开发。
木醋液：回收率百分之十五左右，主要用生物农肥和农药，在不具备农药生产许可证时，可简单过滤调整PH值即可销售原液，主要市场出口。
可燃木质气(俗称木煤气)：每处理一吨污泥可产生120立方可燃木质气，年回收120万立方可燃气体，百分之四十应用热解炉本身，百分之六十应用生物质燃气发电，目前先应用于设备自供能源，降低项目产品成本。今后通过采用冷冻压缩贮存运输技术，木质气还可以扩大用途。
目前，主要配套使用干燥后的城市污泥作原料。对一般生物质的原料均可使用。由于合理且巧妙的干馏热解炉结构使加料、烘干、干馏热解和出炭等干馏过程可连续完成，干馏热解炉对原料的含水率有很强的适应性，最大含水率为40％；可根据原料的品种和产品干馏料的品质要求设置温度和时间等运行参数，工艺方案的调整简单易行，原料的适应性强，可处理各种果壳、稻壳、农作物秸秆和水生植物甚至禽畜粪便和有机垃圾等；
本发明设备使用中的我处特点：
(1)生产过程中的各种产出物全部回收，冷却水和清洗水全部循环使用，只需补充设备蒸发等正常的损失，干馏热解炉使用的燃料为经多级处理的清洁的木煤气，废气中的污染物极少。因此，没有废渣和废水排放，废气可达标排放，可以满足世界各国最严格的环保标准；
(2)生产过程所需的燃气和电力可自给自足，对电力等基础设施没有依赖性；
(3)生产过程可实现自动化操作和监控。
Claims (4)
1、一种城市污泥的资源化处理方法，其特征是通过对干燥后的污泥进行干馏处理，成型得到固体产物，干馏处理中的馏份回收分离冷凝物，对干馏处理中净化后的木煤气进行综合利用；具体工艺流程为：干燥后的污泥经粗碎电动筛除杂质，生产中用电子衡定量进料，再进行烘干，加温预干馏，再干馏热分解，然后，固体物料从星形出料器出料，通过螺旋输送机传送到配料机配料，送到搅拌机混匀，通过成型机成型后，再用自动包装将固体产品包装出厂；在干馏工艺部分，通过加热干馏热解产生的烟气，经过除尘，然后通过冷疑，气水分离，再油气分离，回收其中的醋液和焦油，也对气体进行净化，净化以后的气体循环或贮存，然后通过燃烧室中燃烧，或推动燃气发电机组发电；上述的城市污泥的资源化处理的装置，是由电动筛，电子衡定量进料系统，二次烘干系统，燃烧室，干馏热解炉，星形出料器，螺旋输送机，配料机，成型机，洗气塔，气体净化器，气体循环与储存装置，生物质燃气发电机组成。
2、根据权利要求1所述的城市污泥的资源化处理装置，其特征是采用模块化安装设计，模块化设计安装是在制造厂内完成，模块主要有：干馏模块包括：二次烘干系统，燃烧室，干馏热解炉、星形出料器；油水分离模块包括：除尘器，冷疑回收系统，气水分离器，油气分离器；气体净化模块包括：洗气塔，气体净化器；组装好的模块经过吊装到基础上再进行简单的管线连接，即可组成生产线。
3、根据权利要求1所述的的城市污泥的资源化处理装置，其特征是在模块化的基础上，采用智能化控制系统，包括：电子衡定量进料，主机转速自动调节，热解室温度自动控制，数据采集和传输，通过lntenet远程多点监测资料的计算机，有显示、分析、综合、保存和打印的功能。
4、根据权利要求1所述的的城市污泥的资源化处理方法，其特征是原料在干馏热解炉被干馏时，干馏温度控制范围为450～650℃，干馏热解炉的炉体内分为三段或连续的运行的三个筒体：(1)前置烘干，温度控制范围80～150℃，(2)预干馏～干馏段温度范围300～400℃，(3)完全干馏段，温度控制范围600～650℃。
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