CN208869480U - 一种工业污泥裂解的工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业污泥裂解的工艺系统，属于工业污泥无害化处置技术领域，包括依次相连的干化系统、投入系统、裂解系统、可燃气燃烧系统、热能回用系统和尾气处理系统；所述污泥裂解系统还连接有尾渣排出口；所述可燃气燃烧系统包括带有供氧管路的燃烧塔；所述尾气处理系统包括尾气冷却系统和尾气净化系统。

Description

一种工业污泥裂解的工艺系统

技术领域

本实用新型属于工业污泥无害化处置技术领域，具体涉及一种工业污泥裂解的工艺系统。

背景技术

工业污泥中生化污泥是指工业废水经过污水处理站的生化处理环节产生的污泥，该污泥经过絮凝脱水后呈现半固态或固态。新产生的含水率高达70-90%，甚至更高，脱水后的污泥中50%以上物质为蛋白质等有机物，剩余部分为无机物。针对此类污泥，常见的处理方法为直接填埋法和焚烧法，直接填埋法过程中一般直接将湿污泥（含水率70-90%）直接进入填埋场进行填埋，填埋不仅占据大量的空间，而且填埋后由于污泥中含水率和有机物高等原因，渗滤液容易进入地下水造成二次污染，同时污泥长时间堆积后，自然干化容易引起填埋场坍塌。焚烧法处理高含水率的污泥需消耗大量的能源，同时焚烧不彻底容易引起尾气处理不达标造成二次污染。

在国家对工业污泥危害认识不透彻、对环保不重视的早期，国内外对于工业污泥的处置，都以堆放和填埋为主，将污泥倾倒入绿化地、山坡地堆放或垃圾填埋场填埋。堆放的方法只起到污染物转移的作用，填埋的方法也只是将污染物集中堆放，填埋后污泥发酵释放出的恶臭和渗滤液严重威胁着周边居民的身心健康，这两种处置方法漠视了污染隐患，严重威胁环境质量，已非受推崇处置方法。

目前国内处理工业污泥主要有如下几种方法：

发酵堆肥法：发酵堆肥法主要针对污水处理过程中产生的生化污泥，这类污泥中有机质含量高，便于发酵，发酵后产生的沼气可做燃气使用，同时发酵后的残渣富含钙、镁、磷、钾、钠等元素，是上好的热性速效有机肥料。但是该处理方式对于工业污泥的处理范围很局限，要求污泥来源必须是有机质含量高，污染物含量低的生化污泥，要求前端分选很彻底，否则发酵效果不佳，而且发酵残渣作为有机肥很容易带来二次污染。

焚烧填埋法：焚烧填埋法指的是将含水率高的污泥直接或混合燃料进入焚烧炉进行焚烧，焚烧后的残渣进入填埋场进行填埋，现有技术中例如公开号为CN1270988C，名称为“污泥焚烧处理方法及污泥焚烧处理系统”的中国发明公开了一种污泥焚烧处理方法，该方法是将含水率为75%～85%的脱水污泥输送至循环流化床的燃烧室中，将脱水污泥在贮藏过程中产生的污染气体送入循环流化床的燃烧室中，脱水污泥、污染气体与煤一起焚烧，焚烧产生的尾气经处理后排放，焚烧后的残渣进入垃圾填埋场进行填埋。该方法在污泥减量上起到了立竿见影的效果，但是焚烧过程能耗高，同时焚烧产生尾气，尤其是中高温条件下产生的二噁英排入大气，严重影响周边居民的身心健康，同时焚烧残渣中含有重金属等有毒有害物质，进入填埋场带来二次污染。

焚烧固化填埋法：焚烧固化填埋法与焚烧填埋法的区别在于，污泥经过焚烧后，残渣混合水泥进行固化，经固化后进入填埋场进行填埋，该方法同样存在二噁英污染大气的问题，同时固化后的残渣短期内能控制重金属进入地下水，但是若干年水泥的固化能力失效后，重金属将再次进入地下水影响周边环境。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种将高有机物含量的工业污泥裂解、能有效利用污泥的热值，回收其中潜在的热能的工业污泥裂解的工艺系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：包括依次相连的干化系统、投入系统、裂解系统、可燃气燃烧系统、热能回用系统和尾气处理系统；所述污泥裂解系统还连接有尾渣排出口；所述可燃气燃烧系统包括带有供氧管路的燃烧塔；所述尾气处理系统包括尾气冷却系统和尾气净化系统。

所述污泥投加系统包括带有闭风装置、且可通过变频调速的输送螺旋通道。不仅可保证进料速率，还可保证带入裂解系统的氧气量很少，确保裂解过程安全进行。

所述裂解系统包括带有控制装置的双层式加热管，所述输送螺旋通道穿过所述双层式加热管设置。

所述双层式加热管中布置有电热丝。

所述尾渣排出口与污泥裂解系统之间通过密闭输送管道连接。

这种工业污泥裂解的工艺系统通过以下步骤即可实现工业污泥裂解的过程：

干化步骤，将污泥通过干燥机进行脱水，使污泥中的含水率在30%以内；

裂解步骤，将经过干化步骤的污泥匀速投加进入裂解系统中，并在在600~800℃温度下，至少裂解30min；

可燃气燃烧步骤，将裂解步骤中产生的可燃气输送至燃烧室内，并与氧气混合后在燃烧室内进行燃烧处理；

尾气处理步骤，将可燃气燃烧步骤产生的尾气进行脱硫、脱硝、除尘和除重金属处理至达标后排放。

所述裂解步骤中，是结合裂解系统的双层式加热管长度、通过变频控制调整污泥投加系统的输送螺旋通道输送速度来控制输送螺旋通道上的污泥处于双层式加热管中裂解的时间至少为30min。

所述可燃气燃烧步骤中，向可燃气中混合氧气的过程中，氧气的混入量是可燃气的5~10倍。

本技术方案的有益效果如下：

常规污泥处理方法和本技术最接近的为焚烧处置工艺，焚烧处置工艺为在富氧条件下在900℃左右温度条件下，将污泥中有机物彻底燃烧，虽然污泥减量大，但是需要补充热源，污泥中的资源并未得到利用，而本技术中将裂解条件控制在600~800℃的缺氧环境，虽然减量效果不如焚烧，但是可回用污泥中潜在热能，实现了减量化和资源化的目标。

本实用新型所提供的工业污泥裂解的工艺系统，能有效利用污泥的热值，回收其中潜在的热能。

处置过程中经干化后的污泥在600~800℃温度下，在污泥裂解机内裂解，其中有机物裂解为甲烷、一氧化碳等低分子可燃气体，此部分可燃气经燃烧后可回收热能，污泥经处理后一方面减少了有害物质的排放，另一方面回收了资源。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1是本实用新型一种优选方案的结构示意图；

图中：

1、干化系统；2、投入系统；3、裂解系统；4、可燃气燃烧系统；5、热能回用系统；6、尾气冷却系统；7、尾气净化系统。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本实用新型一种最基本的实施方案，公开了一种工业污泥裂解的工艺系统，如图1，包括依次相连的干化系统1、投入系统2、裂解系统3、可燃气燃烧系统4、热能回用系统5和尾气处理系统；所述污泥裂解系统3还连接有尾渣排出口；所述可燃气燃烧系统4包括带有供氧管路的燃烧塔；所述尾气处理系统包括尾气冷却系统6和尾气净化系统7。处置过程中经干化后的污泥在600~800℃温度下，在污泥裂解机内裂解，其中有机物裂解为甲烷、一氧化碳等低分子可燃气体，此部分可燃气经燃烧后可回收热能，污泥经处理后一方面减少了有害物质的排放，另一方面回收了资源。

实施例2

作为本实用新型一种优选地实施方案，公开了一种工业污泥裂解的工艺系统，如图1，包括依次相连的干化系统1、投入系统2、裂解系统3、可燃气燃烧系统4、热能回用系统5和尾气处理系统；所述污泥裂解系统3还连接有尾渣排出口；所述可燃气燃烧系统4包括带有供氧管路的燃烧塔；所述尾气处理系统包括尾气冷却系统6和尾气净化系统7；所述污泥投加系统包括带有闭风装置、且可通过变频调速的输送螺旋通道，不仅可保证进料速率，还可保证带入裂解系统3的氧气量很少，确保裂解过程安全进行；所述裂解系统3包括带有控制装置的双层式加热管，所述输送螺旋通道穿过所述双层式加热管设置；所述双层式加热管中布置有电热丝；所述尾渣排出口与污泥裂解系统3之间通过密闭输送管道连接。

这种工业污泥裂解的工艺系统通过以下步骤即可实现工业污泥裂解的过程：

1、污泥干化：80%左右含水率的湿污泥经过污泥干燥机进行脱水，将其中大部分水进行蒸发，保证处理含水率在30%以内。

2、污泥投入：污泥投加系统为变频可调速加料系统，由输送螺旋和关风器组成，不仅可保证进料速率，还可保证带入裂解系统3的氧气量很少，确保裂解过程安全进行；经过脱水处理后的污泥（含水率30%以内），定量匀速投加进入污泥裂解设备，确保污泥在设备中受热均匀并有足够的停留时间，以达到最好的裂解效率。

3、裂解：裂解设备采用夹套电加热，升温速率和温度设置可控，内置变频助推螺旋，确保污泥在裂解机内均匀分布，增大污泥受热面积，同时变频可调整污泥前进速度，改变污泥的停留时间来达到所需的裂解率。污泥均匀送入裂解设备进行裂解处理。在600-800℃温度下，通过控制主机转速保证污泥在裂解机内停留时间大于30min，同时受热均匀，污泥中残留水在高温下与有机物发生反应提供氢和氧，有机物在高温下裂解提供碳，高温条件下两者同时发挥作用，产生低分子可燃气，如甲烷和一氧化碳，裂解不彻底会产生少量长链可燃气。

4、尾渣排料：污泥中有机物在3所述裂解系统3中裂解率为60~80%，裂解后残渣处于高温状态，基于此特点，本系统尾渣排料系统采用密闭输送系统，避免残渣遇空气燃烧的风险，为适应不同的工况，此系统根据污泥末端处理方向设计设备结构模式，若末端处理为高温熔融或高温固化模式，则排料系统直接延伸至后端处理系统；若末端处理为填埋或其他模式，则排料系统进行足够的冷却，确保出料无燃爆风险。

5、可燃气燃烧：裂解产生的可燃气经管道输送至燃烧室内，补充足够的氧气后在燃烧室内充分燃烧。燃烧过程通过检测尾气情况判定燃烧效果，一般空气补充了为燃气的5~10倍。

6、热能回用：可燃气燃烧产生的热能通过换热器对导热油进行加热，加热后的导热油回用于前端污泥干化或生活供暖。

7、尾气净化：基于污泥中有机物内含有氮化物和硫化物，裂解过程中会形成各种分子形态的含氮和硫的有机气体，经燃烧后形成二氧化硫和氮氧化物，同时易带出粉尘和重金属，故此尾气净化含脱硫、脱硝、除尘和除重金属环节。处理达标的尾气经烟囱排放。

Claims (5)

1.一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：包括依次相连的干化系统（1）、投入系统（2）、裂解系统（3）、可燃气燃烧系统（4）、热能回用系统（5）和尾气处理系统；所述污泥裂解系统（3）还连接有尾渣排出口；所述可燃气燃烧系统（4）包括带有供氧管路的燃烧塔；所述尾气处理系统包括尾气冷却系统（6）和尾气净化系统（7）。

2.如权利要求1所述的一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：所述污泥投加系统包括带有闭风装置、且可通过变频调速的输送螺旋通道。

3.如权利要求2所述的一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：所述裂解系统（3）包括带有控制装置的双层式加热管，所述输送螺旋通道穿过所述双层式加热管设置。

4.如权利要求3所述的一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：所述双层式加热管中布置有电热丝。

5.如权利要求1所述的一种工业污泥裂解的工艺系统，其特征在于：所述尾渣排出口与污泥裂解系统（3）之间通过密闭输送管道连接。