公布日：2023.10.10
申请日：2023.05.29
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/13(2019.01)I;F23G7/00(2006.01)I;C10J3/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥处理方法及其处理装置，属于污泥处理领域，包括搅拌熟化、振动干燥、混料分离、热解气化、去毒循环的处理步骤和热值燃料补充设备，热值燃料补充设备设置于振动流化床的进料区域，振动流化床的内部设置有对流热空气管。本发明在振动流化床内部，通过预混污泥泵入管将混合絮凝剂和杀菌除臭剂后的污泥泵入热值燃料补充设备，接着通过碳粉补充套筒对间断流出的预混污泥进行迅速干化，使得预混污泥能够形成粒状，随着振动对流板的振动，进行滚落形成碳粉污泥颗粒，从而在振动流化床收集端，对碳粉污泥颗粒进行收集，便于在焚烧炉中，与阻燃气体充分接触，充分对污泥中的有害物质进行焚烧，达到提高污泥焚烧热解气化效率的效果。
权利要求书
1.一种污泥处理装置，其特征在于，包括搅拌混合设备、振动流化床、热解气化炉、焚烧炉和喷淋塔以及热值燃料补充设备（1），所述搅拌混合设备为进料装置，其后依次与振动流化床、焚烧炉、热解气化炉和焚烧炉相连通，所述热值燃料补充设备（1）设置于振动流化床的进料区域，所述振动流化床的内部设置有对流热空气管（2），所述热值燃料补充设备（1）的顶部设置有预混污泥泵入管（3），所述热值燃料补充设备（1）的外侧设置有稳定支架（4），所述热值燃料补充设备（1）的内部设置有碳粉补充机构（5），所述热值燃料补充设备（1）的底部设置有预热滚落机构（6）；所述碳粉补充机构（5）包括设置于预混污泥泵入管（3）底部的碳粉补充套筒（51），所述碳粉补充套筒（51）的内部设置有碳粉喷出管（52），所述碳粉喷出管（52）与对流热空气管（2）相连通，且所述碳粉喷出管（52）的内壁连通有碳粉补充罐（53），所述碳粉补充套筒（51）的底部开设有喷料口，所述碳粉喷出管（52）的底部设置有喷粉口，所述碳粉喷出管（52）的内壁设置有喷出套管（521），且所述喷出套管（521）的顶部设置有复位弹簧（522），所述喷出套管（521）旋转对称分布，且所述喷出套管（521）的内侧开设有碳粉包裹口，所述稳定支架（4）的顶部设置有封堵引流柱（54），所述振动流化床的底部设置有振动部件，所述振动部件由偏心电机提供振动驱动力，所述预混污泥泵入管（3）的外侧与振动流化床内侧固定，且所述预混污泥泵入管（3）的外侧设置有缓冲密封管（31），提供振动流化床振动时的升降伸缩空间；所述预热滚落机构（6）包括设置于预混污泥泵入管（3）底部的振动对流板（61），所述振动对流板（61）的顶部开设有滚落条纹槽，且所述振动对流板（61）的内壁开设有对流孔，所述振动对流板（61）的底部设置有与对流热空气管（2）外表面套接的回收斜板（62），所述回收斜板（62）左侧设置有循环风管（63），且所述循环风管（63）的左侧设置有干态污泥循环支架（64），所述干态污泥循环支架（64）的外表面设置有循环叶片（65），所述循环风管（63）与对流热空气管（2）相连通，且所述循环风管（63）倾斜设置，所述循环叶片（65）设置为弧形，衔接回收斜板（62）与振动对流板（61）的物料滚落路径；在所述对流热空气管（2）未导通时，此时复位弹簧（522）带动喷出套管（521）向碳粉补充套筒（51）内部移动，使得喷出套管（521）位于碳粉补充套筒（51）内部，不在碳粉包裹口内将碳粉直接流到热值燃料补充设备（1）内部，在振动流化床未工作时，振动流化床底部通过人为或机械升降设备对其进行升高，使得所述封堵引流柱（54）堵住预混污泥泵入管（3）的底部，对预混污泥泵入管（3）底部进行封口，在振动流化床工作时，通过振动部件带动预混污泥泵入管（3）进行上下移动，使得封堵引流柱（54）间断封堵所述预混污泥泵入管（3），达到间断滴落污泥的效果；在间断滴落污泥时，通过所述碳粉喷出管（52）对滴落污泥表面喷覆，快速对污泥中的水分进行吸收，使得污泥在落到振动流化床进料区域时不会直接堆积在振动对流板（61）表面，不能随着振动对流板（61）的振动将污泥滚落，需要在长时间烘干成粉状，才滚落到振动流化床收集口，导致在振动流化床顶部的气体收集管内收集到粉末状的污泥，需要对其进行再处理，且长时间堆积在一起，也会降低振动干燥效率，增加对污泥的处理时间，增加能源消耗；所述振动对流板（61）设置为左高右低，所述回收斜板（62）设置为左低右高，从而在振动流化床振动时，带动污泥进行滚动，使得污泥趋于颗粒状，便于后续对污泥进行收集和投放到焚烧炉中，充分焚烧；在所述振动对流板（61）振动过程中，部分污泥碎颗粒和碳粉颗粒掉落到回收斜板（62）顶部，通过振动将其滚动到干态污泥循环支架（64）处，并在对流热空气管（2）吹动循环风管（63）时，带动循环叶片（65）进行逆时针旋转，将滚落到回收斜板（62）左侧的干态污泥碎颗粒和碳粉颗粒再次输送到振动对流板（61）的左侧，等待再次滚落到振动流化床收集口。
2.基于权利要求1的一种污泥处理装置，其特征在于，包括以下污泥处理步骤：步骤S1：搅拌熟化，在污水处理沉淀的污泥中，加入絮凝剂和杀菌去味剂，接着通过搅拌混合设备搅拌并熟化，得到预处理污泥；步骤S2：振动干燥，将步骤S1中预处理污泥泵入振动流化床中，同时补充热值燃料，再经过热对流空气干燥湿污泥，得到干态污泥混料；步骤S3：混料分离，在热风向上流通的通道内，对步骤S2中湿污泥中含有的水汽进行上浮，对干态污泥混料进行下滑，其中水汽遇冷凝结为再利用水，再利用水进入供暖管道系统，热空气与干态污泥中可燃烧气体混合，得可燃混合气体，进入焚烧炉，并通过输送装置将二次干燥后的干态污泥输送至污泥储料槽内等待处理；步骤S4：热解气化，将步骤S3中污泥储料槽内的干态污泥送入热解气化炉内升温加压，保温保压，并再次保温保压，将干态污泥中可燃成分气化为可燃混合气体，于炉底剩余污泥炉渣；步骤S5：去毒循环，将步骤S4中可燃混合气体通过喷淋塔经吸收剂喷淋吸收，去除有毒有害成分，剩余可燃混合气体投入焚烧炉中焚烧，热水汽进入供暖管道系统再利用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中直接将烘干后的污泥投入到焚烧炉中进行热解气化，不能完全对污泥内部有害物质进行充分焚烧的问题，而提出的一种污泥处理方法及其处理装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
步骤S1：搅拌熟化，在污水处理沉淀的污泥中，加入絮凝剂和杀菌去味剂，接着搅拌并熟化，得到预处理污泥；
步骤S2：振动干燥，将步骤S1中预处理污泥泵入振动流化床中，同时补充热值燃料，再经过热对流空气干燥湿污泥，得到干态污泥混料；
步骤S3：混料分离，在热风向上流通的通道内，对步骤S2中湿污泥中含有的水汽进行上浮，对干态污泥混料进行下滑，其中水汽遇冷凝结为再利用水，再利用水进入供暖管道系统，热空气与干态污泥中可燃烧气体混合，得可燃混合气体，进入焚烧炉，并通过输送装置将二次干燥后的干态污泥输送至污泥储料槽内等待处理；
步骤S4：热解气化，将步骤S3中污泥储料槽内的干态污泥送入热解气化炉内升温加压，保温保压，并再次保温保压，将干态污泥中可燃成分气化为可燃混合气体，于炉底剩余污泥炉渣；
步骤S5：去毒循环，将步骤S4中可燃混合气体通过喷淋塔经吸收剂喷淋吸收，去除有毒有害成分，剩余可燃混合气体投入焚烧炉中焚烧，热水汽进入供暖管道系统再利用。
优选地，步骤S1中，污泥、絮凝剂和杀菌去味剂干态重量比60：3：2；絮凝剂是指造纸白泥或明矾，大理石生产企业的锯泥中的一种或两种；杀菌去味剂为聚氯乙烯生产企业的电石泥、生石灰和氢氧化钠中的一种或多种；搅拌并熟化所用的时间是24小时。
优选地，步骤S2中，热对流前是采用导热油或蒸汽进行加热预热；所述热风的温度为90℃；热风的速度为4m/s。
优选地，步骤S3中，热风风速为28—54m/s；液汽分离后得到的热空气进行热对流升温循环系统，步骤S5中，所述吸收剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种形成的溶液；吸收剂的浓度为2%；可燃气体和步骤S3中的热空气的体积混合比为1：3。
优选地，升温是指升温至620℃；加压的压强为1.2MPa；保温保压的时间为3小时；降温为300℃；再保温保压的时间为1.7小时。
一种污泥处理方法的处理装置，包括污泥处理方法的处理步骤中搅拌混合设备、振动流化床、热解气化炉、焚烧炉和喷淋塔以及热值燃料补充设备，所述搅拌混合设备为进料装置，其后依次与振动流化床、焚烧炉、热解气化炉和焚烧炉相连通，所述热值燃料补充设备设置于振动流化床的进料区域，所述振动流化床的内部设置有对流热空气管，所述热值燃料补充设备的顶部设置有预混污泥泵入管，所述热值燃料补充设备的外侧设置有稳定支架，所述热值燃料补充设备的内部设置有碳粉补充机构，所述热值燃料补充设备的底部设置有预热滚落机构；
所述碳粉补充机构包括设置于预混污泥泵入管底部的碳粉补充套筒，所述碳粉补充套筒的内部设置有碳粉喷出管，所述碳粉喷出管与对流热空气管相连通，且所述碳粉喷出管的内壁连通有碳粉补充罐，所述碳粉补充套筒的底部开设有喷料口，所述碳粉喷出管的底部设置有喷粉口；
所述预热滚落机构包括设置于预混污泥泵入管底部的振动对流板，所述振动对流板的顶部开设有滚落条纹槽，且所述振动对流板的内壁开设有对流孔，所述振动对流板的底部设置有与对流热空气管外表面套接的回收斜板，所述回收斜板左侧设置有循环风管，且所述循环风管的左侧设置有干态污泥循环支架，所述干态污泥循环支架的外表面设置有循环叶片。
优选地，所述碳粉喷出管的内壁设置有喷出套管，且所述喷出套管的顶部设置有复位弹簧，所述喷出套管旋转对称分布，且所述喷出套管的内侧开设有碳粉包裹口。
优选地，所述稳定支架的顶部设置有封堵引流柱，所述振动流化床的底部设置有振动部件，所述振动部件由偏心电机提供振动驱动力，所述预混污泥泵入管的外侧与振动流化床内侧固定，且所述预混污泥泵入管的外侧设置有缓冲密封管，提供振动流化床振动时的升降伸缩空间。
优选地，所述振动对流板与回收斜板倾斜设置，且倾斜方向相对设置，所述滚落条纹槽的底部设置有碳粉补充筒。
优选地，所述循环风管与对流热空气管相连通，且所述循环风管倾斜设置，所述循环叶片设置为弧形，衔接回收斜板与振动对流板的物料滚落路径。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、通过设置热值燃料补充设备、对流热空气管和预混污泥泵入管等装置相互配合，在振动流化床内部，通过预混污泥泵入管将混合絮凝剂和杀菌除臭剂后的污泥泵入热值燃料补充设备，接着通过碳粉补充套筒对间断流出的预混污泥进行迅速干化，使得预混污泥能够形成粒状，随着振动对流板的振动，进行滚落形成碳粉污泥颗粒，从而在振动流化床收集端，对碳粉污泥颗粒进行收集，便于在焚烧炉中，与阻燃气体充分接触，充分对污泥中的有害物质进行焚烧，达到提高污泥焚烧热解气化效率的效果，解决了上述背景技术中直接将烘干后的污泥不做处理投入焚烧炉中热解气化，难以完全焚烧的问题。
2、通过在污泥中加入杀菌除臭剂，使病毒病菌被杀死，同时使产生臭味气体物质分解，减少了臭味气体的挥发；通过加入絮凝剂，使产生的有毒有害气体被固化；热分解过程中通过二次保温保压，使产生的二噁英类物质分解，有毒有害气体被固化；少量没有被固化的有毒有害气体能去喷淋被吸收，避免了有毒有害气体进入环境，污染大气；最终在热解气化炉炉底得到高减重比的污泥渣，达到降低成本，简化工艺，提高效率的效果。
（发明人：张振;张肖;李贤贤）