公布日：2023.07.25
申请日：2020.09.17
分类号：B01F33/83(2022.01)I;B01F33/80(2022.01)I;C10L1/32(2006.01)I;B01F23/53(2022.01)I
摘要
本发明涉及一种可将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理的混合部件、污泥水煤浆制备系统及其制备方法。污泥水煤浆制备系统包括用于将所述煤粉与污泥浆进行混合的浆料混合机，浆料混合机前分成煤处理装置与污泥处理装置2路分别设置；煤处理装置按其处理工艺顺序依次包括用于粉碎原料煤的破碎机、振动筛网，破碎机、振动筛网之间设置用于将未能通过筛网孔眼的原料煤运返回破碎机的返回装置；污泥处理装置包括用于将污泥粉碎成污泥浆的浆料粉碎机；生产的水煤浆更适合流化床锅炉燃烧；炉前制浆系统还能省去运输储存费用及其对周边环境的影响。
权利要求书
1.一种混合部件，其特征在于，所述混合部件包括筒体(1)与位于筒体(1)内的转子(2)，筒体(1)的一端为物料进口，转轴(4)连接转子(2)在筒体(1)的另一端伸出作为动力传递端。
2.根据权利要求1所述的混合部件，其特征在于，所述筒体(1)筒壁的部分区域为用于排出混合后物料的筛网区(5)，筛网区(5)布满孔径适于排出混合后物料的网孔(6)，除了筛网区(5)以外部分的筒体(1)内壁设置多个凸起定齿(7)，所述凸起定齿(7)沿筒体(1)内壁圆周间隔布置为多排，每排包括沿筒体(1)内壁竖向排列的多个凸起定齿(7)，相邻2排凸起定齿(7)之间设置空缺段(8)作为物料落下所需空间。
3.根据权利要求1或2所述的混合部件，其特征在于，所述转子(2)外周设置多个凸起转齿(9)，所述凸起转齿(9)沿转子(2)外周设置至少2排，每排包括沿转子(2)外周竖向排列的多个凸起转齿(9)，相邻2排凸起转齿(9)之间设置空缺槽(23)作为物料落下所需空间。
4.根据权利要求1～3任一项所述的混合部件，其特征在于，所述转子(2)外周的多个凸起转齿(9)与筒体(1)内壁设置的多个凸起定齿(7)之间相互啮合，每2个凸起定齿(7)或每2个凸起转齿(9)之间形成相互供对方嵌入的凹槽，相互啮合的所述凸起转齿(9)与凸起定齿(7)之间保留物料目标颗粒大小所需要的间距。
5.根据权利要求1～4任一项所述的混合部件，其特征在于，所述浆料混合机混合部件的转子(2)由多片转片(3)叠加而成，每个转片(3)开设轴孔(13),包括至少2个叶片(11)，相邻2个叶片(11)之间部分被切除形成凹口(12)，每片所述叶片(11)的外侧设置所述凸起转齿(9)；从上至下各转片(3)相对其上1个转片(3)依次绕轴偏转1个偏转角R，使每个转片(3)相对其相邻转片(3)在各空缺槽(23)形成偏位台阶面(16)，在空缺槽(23)形成形如螺旋楼梯的物料落下所需空间。
6.根据权利要求1～5任一项所述的混合部件，其特征在于，所述转片(3)的凹口(12)为圆弧形,所述多片叠加的转片(3)从上至下其凹口(12)的圆弧半径依次减小，使其开口依次减小，相应的，叶片(11)宽度依次增宽，叶片(11)外侧的凸起转齿(9)的长度依次增长。
7.根据权利要求1～6任一项所述的混合部件，其特征在于，所述浆料混合机出料口(26)连接水煤浆收集容器，水煤浆容器经输送管连接水煤浆池，水煤浆池经输送泵及输送管连接立式流化床锅炉的加料口。
8.一种污泥水煤浆制备系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的混合部件和将煤粉与污泥浆进行混合的浆料混合机，浆料混合机前分成煤处理装置与污泥处理装置2路分别设置；煤处理装置按其处理工艺顺序依次包括用于粉碎原料煤的破碎机、振动筛网，破碎机、振动筛网之间设置用于将未能通过筛网孔眼的原料煤运返回破碎机的返回装置；污泥处理装置包括用于将污泥粉碎成污泥浆的浆料粉碎机，所述浆料粉碎机包括粉碎部件，所述浆料混合机包括混合部件。
9.一种使用权利要求8所述的污泥水煤浆制备系统的制备方法，用于将细微结构为絮凝网状结构的污水处理后的剩余污泥得以污泥水煤浆的制备，其特征在于，根据污泥含水率与目标污泥水煤浆的含水率，计算颗粒碎煤与污泥的重量配比；在将煤粉与污泥浆混合前，分别地，将原料煤破碎成颗粒直径为1mm至2mm的煤粉，用浆料粉碎机将所述污泥粉碎成颗粒直径为1mm以下的污泥浆，然后再将所述煤粉与污泥浆混合一起连续投入浆料混合机，用浆料混合机进行混合，并从浆料混合机的出料口排出至污泥水煤浆收集容器，从而制成由65％至70％的固体颗粒与30％至35％水份组成的污泥水煤浆。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，用破碎机反复破碎原料煤，每次经破碎机破碎后的原料煤再经过网眼直径为2mm的振动筛网筛选，通过网眼的颗粒直径小于为2mm的作为合格的煤粉，不能通过网眼的颗粒直径大于为2mm的作为原料煤仍返回破碎机继续破碎。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种可将目前难以处理的污水处理厂将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理的污泥水煤浆制备方法；同时提供一种采用该制备方法的污泥水煤浆制浆系统，可将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理。
本发明解决上述技术问题的污泥水煤浆制备方法所采用的技术方案为：
一种污泥水煤浆制备方法，根据污泥含水率与目标污泥水煤浆的含水率，计算颗粒碎煤与污泥的重量配比；其特征在于，先将原料煤与污泥分别粉碎处理成目标颗粒大小的煤粉与污泥浆，然后再将所述目标颗粒大小的煤粉与污泥浆混合，从而制成由65％至70％的固体颗粒与30％至35％水份组成的污泥水煤浆。所述污泥主要是指污水处理厂将污水处理后的剩余污泥，具有很大的粘度，其细微结构为絮凝网状结构,含有大量内水，很难直接与煤浆充分混合；污水处理厂将污水处理后的剩余污泥通常没有其它杂质，不会损伤其粉碎部件。但本发明所述的污泥也可以是其它类似废料，通常此类废料会污染环境，但本身又具有一定的燃烧热值，如油泥、废油浆、有机废料浆、餐厨垃圾浆料等；当然，对其中含有会损伤粉碎部件的金属、石头等硬杂质，需要事先清除。所述原料煤，当然最好是纯的煤块或颗粒碎煤，但也可以是具有足够燃烧热值的煤泥、可以破碎成粉的煤矸石等。
以下为本发明污泥水煤浆制备方法进一步的方案：
在将所述煤粉与污泥浆混合前，分别地，将所述原料煤破碎成颗粒直径为1mm至2mm的煤粉，将所述污泥粉碎成颗粒直径为1mm以下的污泥浆，然后再将所述目标颗粒大小的煤粉与污泥浆混合。
用破碎机反复破碎原料煤，每次经破碎机破碎后的原料煤再经过网眼直径为2mm的振动筛网筛选，通过网眼的颗粒直径小于为2mm的作为合格的煤粉，不能通过网眼的颗粒直径大于为2mm的作为原料煤仍返回破碎机继续破碎；用浆料粉碎机粉碎所述污泥，然后再将所述目标颗粒大小的煤粉与污泥浆混合一起连续投入浆料混合机，用浆料混合机进行混合，并从浆料混合机的出料口排出至污泥水煤浆收集容器。
所述浆料粉碎机包括粉碎部件，所述浆料混合机包括混合部件，所述浆料粉碎机的粉碎部件与浆料混合机的混合部件，包括筒体与位于筒体内的转子，筒体的一端为物料进口，转轴)连接转子在筒体的另一端伸出作为动力传递端；所述筒体筒壁的部分区域为用于排出混合后物料的筛网区，筛网区布满孔径适于排出混合后物料的网孔，除了筛网区以外部分的筒体内壁设置多个凸起定齿，所述凸起定齿沿筒体内壁圆周间隔布置为多排，每排包括沿筒体内壁竖向排列的多个凸起定齿，相邻2排凸起定齿之间设置空缺段作为物料落下所需空间；所述转子外周设置多个凸起转齿，所述凸起转齿沿转子外周设置至少2排，每排包括沿转子外周竖向排列的多个凸起转齿，相邻2排凸起转齿之间设置空缺槽作为物料落下所需空间；所述转子外周的多个凸起转齿与筒体内壁设置的多个凸起定齿之间相互啮合，每2个凸起定齿或每2个凸起转齿之间形成相互供对方嵌入的凹槽，相互啮合的所述凸起转齿与凸起定齿之间保留物料目标颗粒大小所需要的间距。
所述混合机混合部件的转子由多片转片叠加而成，每个转片开设轴孔,包括至少2个叶片，相邻2个叶片之间部分被切除形成凹口，每片所述叶片的外侧设置所述凸起转齿；从上至下各转片相对其上1个转片依次绕轴偏转1个偏转角(R)，使每个转片相对其相邻转片在各空缺槽形成偏位台阶面，在空缺槽形成形如螺旋楼梯的物料落下所需空间。
所述转片的凹口为圆弧形,所述多片叠加的转片从上至下其凹口的圆弧半径依次减小，使其开口依次减小，相应的，叶片宽度依次增宽，叶片外侧的凸起转齿的长度依次增长。
当所述污泥为含水率85％至95％的呈流态的污泥时，颗粒碎煤与污泥的重量配比为1比0.46至0.70；当所述污泥为含水率75％至85％的呈塑态的污泥时，颗粒碎煤与污泥的重量配比为1比0.550至0.875。
所述浆料粉碎机的粉碎部件或浆料混合机的混合部件中，所有相互啮合的凸起转齿与凸起定齿之间的啮合间距一致，均为物料目标颗粒大小所需要的间距。
本发明解决上述技术问题的污泥水煤浆制浆系统所采用的技术方案为：
一种污泥水煤浆制浆系统，可将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理，其特征在于，包括用于将所述目标颗粒大小的煤粉与污泥浆进行混合的浆料混合机，浆料混合机前分成煤处理装置与污泥处理装置2路分别设置；煤处理装置按其处理工艺顺序依次包括用于粉碎原料煤的破碎机、振动筛网，破碎机、振动筛网之间设置用于将未能通过筛网孔眼的原料煤运返回破碎机的返回装置；污泥处理装置主要包括用于将污泥粉碎成污泥浆的浆料粉碎机。
以下为本发明污泥水煤浆制浆系统进一步的方案：
采用如上所述的浆料粉碎机与浆料混合机。
采用如上所述的浆料混合机。
所述混合机出料口连接水煤浆收集容器，水煤浆容器经输送管连接水煤浆池，水煤浆池经输送泵及输送管连接立式流化床锅炉的加料口。
本发明污泥水煤浆制备方法与污泥水煤浆制浆系统可将目前难以妥善处理的污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理，可干净彻底且高效无害地消耗处理掉污水处理后的剩余污泥。本发明污泥水煤浆制备方法中，污泥粉碎可采用本案申请人2019-05-21申请的ZL201910423588.4，名称为“一种立式浆料粉碎机”，或申请号为201910423269.3的卧式浆料粉碎机方案。由于本发明在混合前先采用浆料粉碎机切割粉碎污泥制成污泥浆，由于浆料粉碎机粉碎部件的凸起转齿与凸起定齿的高速剪切作用，可彻底破坏污泥絮凝剂网状结构，使污泥内水充分析出。
由于本发明浆料混合机核心是一组混合转片组成的转子和内壁设置有多个凸起定齿的筒体,具有粉碎与混合双重功能,在目前社会迫切需要而难以解决的节能环保领域中的污泥水煤浆制作技术领域能取得意想不到的良好技术效果。由于本发明浆料混合机的转片呈左右螺旋安装，变换的螺旋角使物料回旋，增加混合效果；螺旋槽深度从上到下逐渐减少，使物料横向移动，同时螺旋槽空间的逐渐减小增加挤压混合效果，所以，可使煤与污泥得到充分混合。
针对上述ZL201910842220.1所存在的问题，本发明将煤块与污泥先按其实际需要分别粉碎细化，用现有的破碎机反复破碎原料煤成颗粒直径小于为2mm的煤粉；用浆料粉碎机粉碎污泥，将污泥粉碎成颗粒直径为1mm以下的污泥浆；然后再将目标颗粒大小的煤粉与污泥浆混合一起连续投入浆料混合机，用浆料混合机进行混合。彻底避免用浆料混合机粉碎颗粒碎煤。因污水处理厂将污水处理后的剩余污泥通常没有其它杂质，所以通常不会损伤其粉碎部件。由于浆料粉碎机粉碎部件的凸起转齿与凸起定齿之间的间隙大小决定了粉碎后物料颗粒大小，污泥单独粉碎,凸起转齿与凸起定齿之间的间隙设置能充分满足污泥的实际需求1mm以下，使污泥内水能够充分析出。
另外，本发明污泥水煤浆制浆系统体积小，占地少，便于实现炉前制浆，节省运输储存费用，减轻其对周边环境的影响，具有一体化、小型化、本地化等诸多突出的优点，所以，本发明浆料混合机在污泥水煤浆领域的应用,具有良好的社会效益与经济效益，值得推广应用。
（发明人：董平;孔向东）