申请日2015.10.28
公开(公告)日2016.01.06
IPC分类号C02F11/10; C10B57/04; C10B53/00; C10B53/02
摘要
本发明涉及一种污泥废弃物能源综合利用工艺，包括混合步骤、低温热解步骤、无害化处理步骤。本发明还涉及上述工艺实现的工艺系统，包括用于混匀污泥和生物质的混合器、通过管道连接混合器的热解炉、通过管道连接热解炉的燃烧室，燃烧室和热解炉还连接设置供气体传输的第一气体通道。由于本发明技术设计合理，不仅保证污泥炭化发电工艺运行的稳定性，而且可长期稳定污泥，具有无害化、环境友好的特点。本发明能源利用率高，最大化的利用了热烟气显热，减少了对外部能源的消耗。
摘要附图
权利要求书
1.一种无害化污泥炭化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
混合步骤：将含水量≤30﹪的脱水污泥与生物质以1.2～1.5:1的比例均匀 混合得到生物质污泥混合物，所述生物质包括秸秆、木片或树枝的一种或多种 组合;
低温热解步骤：将所述生物质污泥混合物在空气隔绝、温度450～600℃条 件下进行热解，产生热烟气和热解炭;
无害化处理步骤：所述热烟气经过除尘处理后进行燃烧，产生的高温气体 提供给所述低温热解步骤所需热能。
2.根据权利要求1所述的一种无害化污泥炭化处理工艺，其特征在于：在 所述生物质混合步骤之前设有污泥脱水步骤，所述污泥脱水步骤分为机械脱水 和加热脱水两步，所述无害化处理步骤产生的高温气体提供给加热脱水步骤所 需热能。
3.根据权利要求2所述的一种无害化污泥炭化处理工艺，其特征在于：所 述机械脱水步骤将含水量≥90﹪的原污泥通过挤压或甩干的方式进行机械脱 水，得到含水量≤60﹪的初脱水污泥;所述加热脱水步骤是将所述初脱水污泥 烘干得到含水量≤30﹪的脱水污泥。
4.一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于：包括用于混匀污泥和 生物质的混合器(1)、通过管道连接所述混合器(1)的热解炉(2)、通过管道 连接所述热解炉(2)的燃烧室(3)，在所述燃烧室(3)和热解炉(2)还连接 设置供气体传输的第一气体通道(4)。
5.根据权利要求4所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于： 在所述混合器(1)进料口通过管道连接有用于将污泥中的水分含量降低的污泥 烘干机(5)。
6.根据权利要求5所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于： 在所述污泥烘干机(5)的进料口经管道连接有机械脱水装置(6)。
7.根据权利要求5所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于： 所述污泥烘干机(5)上设置有气体排出管道(8)，气体排出管道(8)的另一 端连接烟囱(9)，使污泥烘干机(5)内的气体经烟囱(9)排出。
8.根据权利要求6所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于： 所述机械脱水装置(6)包括压滤机或离心甩干机。
9.根据权利要求4所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在于： 在所述混合器(1)和热解炉(2)之间设置一带有仓储空间的出料粉碎装置出 料装置(7)，所述出料粉碎装置出料装置(7)的仓储空间进料口通过管道与混 合器(1)的出料口连接，所述出料粉碎装置出料装置(7)的出料口通过管道 与热解炉(2)的进料口连接。
10.根据权利要求4所述的一种无害化污泥炭化处理工艺系统，其特征在 于：在所述燃烧室(3)与所述热解炉(2)之间的连接管道上设有用于热烟气 粉尘消除的除尘器(10)。
说明书
一种无害化污泥炭化处理工艺及其工艺系统
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种无害化污泥炭化处理工艺。
背景技术
污泥处理，是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。传统的污 泥处理方式主要有填埋、焚烧。填埋的处置方法简单、易行、成本低，污泥不 需要高度脱水，适应性强。但在填埋过程中易有渗滤液和气体的形成。渗滤液 是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。气 体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。即填埋存在占地面积大、 污染隐患、产生温室气体等问题。
焚烧的处置方法需消耗大量燃料并易造成二噁英造成污染。湿污泥干化后 再直接焚烧应用得较为普遍。以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处 理方法之一，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体 积;但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，设备维护成本高，而且产 生二噁英是强致癌物。
随着环保力度的加强和人们对已有污泥处理处置技术局限性的进一步认 识，污泥处理领域虽然出现了一些新技术，但污泥之中所含的能源仍没有得到 完全的利用和开发，也没有做到真正的无害化处理。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种低温热解、无害 化环境友好的污泥炭化处理工艺，以解决现有污泥处理技术能耗高、环境污染 严重等问题。本发明采用的技术方案包括：
一种无害化污泥炭化处理工艺，包括如下步骤：
混合步骤：将含水量≤30﹪的脱水污泥与生物质以1.2～1.5:1的比例均匀 混合得到生物质污泥混合物，所述生物质包括秸秆、木片或树枝的一种或多种 组合;
低温热解步骤：将所述生物质污泥混合物在空气隔绝、温度450～600℃条 件下进行热解，产生热烟气和热解炭;
无害化处理步骤：所述热烟气经过除尘处理后进行燃烧，产生的高温气体 提供给所述低温热解步骤所需热能。
本发明无害化污泥炭化处理工艺进一步地，在所述生物质混合步骤之前设 有污泥脱水步骤，所述污泥脱水步骤分为机械脱水和加热脱水两步，所述无害 化处理步骤产生的高温气体提供给加热脱水步骤所需热能。
本发明无害化污泥炭化处理工艺进一步地，所述机械脱水步骤将含水量≥ 90﹪的原污泥通过挤压或甩干的方式进行机械脱水，得到含水量≤60﹪的初脱 水污泥;所述加热脱水步骤是将所述初脱水污泥烘干得到含水量≤30﹪的脱水 污泥。
本发明另一技术方案的无害化污泥炭化处理工艺系统，包括用于混匀污泥 和生物质的混合器、通过管道连接所述混合器的热解炉、通过管道连接所述热 解炉的燃烧室，在所述燃烧室和热解炉还连接设置供气体传输的第一气体通道。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，在所述混合器进料口通过 管道连接有用于将污泥中的水分含量降低的污泥烘干机。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，在所述污泥烘干机的进料 口经管道连接有机械脱水装置。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，所述污泥烘干机上设置有 气体排出管道，气体排出管道的另一端连接烟囱，使污泥烘干机内的气体经烟 囱排出。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，所述机械脱水装置包括压 滤机或离心甩干机。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，在所述混合器和热解炉之 间设置一带有仓储空间的出料装置，所述出料装置的仓储空间进料口通过管道 与混合器的出料口连接，所述出料装置的出料口通过管道与热解炉的进料口连 接。
本发明无害化污泥炭化处理工艺系统进一步地，在所述燃烧室与所述热解 炉之间的连接管道上设有用于热烟气粉尘消除的除尘器。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：①本发明技术设计合理，不仅 保证污泥炭化发电工艺运行的稳定性，而且可长期稳定的对污泥进行连续性处 理;②通过试验限定热解前的污泥含水量、及污泥与生物质的比例，使混合物 热解完全、热解效果好;③本发明热解步骤在缺氧条件下进行，使二噁英等有 害物质产生量最小化，并经一定时间的高温条件，上述有害物质被裂解，实现 了气体的热净;④本发明工艺污泥处理后体积大大减少，排出有害气体量少、 处理后的污泥炭将金属等有害物质固化其中，不溶于水，具有无害化、环境友 好的特点;⑤本发明能源利用率高，减少了系统对外部能源的需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术 手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。