申请日2012.12.27
公开(公告)日2013.09.11
IPC分类号C02F11/10; C10B53/00; C10G1/00
摘要
本实用新型提供一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，包括污泥干化部分以及污泥热解部分，所述污泥干化部分连接到所述污泥热解部分。本实用新型污泥经过热解处理后产生热解油、热解气体、固体残渣，三相产物均可回收利用，符合固体废弃物处理减量化、无害化、资源化的处理要求;而且热解、干化一体式，不受空间限制且减少了投资成本，同时现场处理节约了运输成本。
权利要求书
1.一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，包括污泥热解部分，其特征在 于还包括污泥干化部分，所述污泥干化部分连接到所述污泥热解部分，且这两个部分共 用热解反应斧和温控仪。
2.根据权利要求1所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述污泥干化部分设有自动送料装置，所述自动送料装置出口连接所述热解反应 斧，所述热解反应斧一侧设有温控仪;
所述自动送料装置包括填料漏斗和自动送料器，所述填料漏斗底部连接所述自动送 料器的进口，所述自动送料器出口与所述热解反应斧连接，且所述自动送料装置和所述 热解反应斧之间设置有一可开启密封挡板;
所述自动送料器设置有控制污泥的送料质量和送料速度的控制开关。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统， 其特征在于，所述系统进一步包括用于方便整个系统移动的可移动装置。
4.根据权利要求3所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述可移动装置包括可移动的固定箱和滑轮，所述可移动的固定箱用于承载所述 的污泥干化部分以及污泥热解部分，所述滑轮设置在所述可移动的固定箱下方。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统， 其特征在于，所述污泥热解部分设有氮气源、冷凝器、热解油收集罐、循环水泵、干燥 器、过滤器、集气罐、残渣收集器和热电偶;这些组件与所述热解反应斧和所述温控仪 共同完成污泥热解，其中：所述氮气源与所述热解反应斧进气孔相连，所述热解反应斧 一侧设置有温控仪，所述热解反应斧底部与所述残渣收集器相连，所述热解反应斧顶部 通入大气并分别连接所述冷凝器进口和所述热电偶，所述冷凝器出口分别连接所述热解 油收集罐和所述干燥器进口，所述干燥器出口连接所述过滤器进口，所述过滤器出口连 接所述集气罐。
6.根据权利要求5所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述热解反应斧底部设置有可开启密封板，通过该密封板与所述残渣收集器连接;
所述热解反应斧设有用于污泥搅拌的搅拌装置。
7.根据权利要求6所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述热解反应斧顶部设置法兰，所述法兰设置有四个开孔，分别为进气孔、出气 孔、搅拌装置插入孔和热电偶插入孔。
8.根据权利要求7所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述出气孔设置有三通阀，所述三通阀连接两根排气管，一根排气管通入大气， 另一根排气管连接所述冷凝器。
9.根据权利要求5所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述氮气源通过耐高压橡胶管与所述热解反应斧进气孔相连，在耐高压橡胶管上 还设置有转子流量计和压力计;
所述过滤器出口设置累计流量计。
10.根据权利要求5所述的一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，其特征 在于，所述冷凝器至少一个，两个以上需设置三通阀，用以分别连接下一个冷凝器和所 述热解油收集罐。
说明书
撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统
技术领域
本实用新型涉及城市污水污泥无害化、资源化的能源转化利用技术领域，具体地，涉及一种撬装式污泥热解制取固、液、气三相燃料产物的系统。
背景技术
城市污水污泥是城市生活污水 或工业废水处理过程的副产物，通常以固态、半固态及液态混合而成的乳化体系存在，其中包含有机物、微生物、细菌及重金属等。由于污泥中有机物含量较丰富，这为实现污泥的资源化提供了巨大潜力。热解技术作为一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术，可以将污泥热裂解转化为液体燃料、不凝性气体(富氢燃气)和焦炭三种产物，有效回收其中的能量;还可以回收挥发性的有机物和半挥发性有机物，无二次污染;同时，也解决污泥量大、传统处理方法造成环境污染的问题。
污泥热解制取三相燃料技术在国外已经进入商业应用阶段。大量的有关热解产物燃料特性实验分析结果显示，污泥裂解可产生的液体燃料油能直接用于柴油机车,并与石油提炼厂生产出来的石油低级馏出液相似，油的热值为35～38kJ/mol;不凝性气体中含有CO、H2和CxHy等可燃性气体，可将其直接作为污泥裂解的热源;裂解后的残渣可进一步活化加工为碳燃料。城市污泥蕴含着很大的能源回收潜力，可实现城市污泥的完全资源化处理。因而，污水污泥的热解技术被认为是有前途的污泥处理处置方法。
当前国内的污水污泥热解转化能源产品技术的开发成果中，主要包括：
(1)城市污泥低温热解同时制备生物油和活性炭的方法(专利号:CN201010159906.X)，该方法解决了目前常规污泥热解方法只能获得单一资源化产品的难题，可同时获得高品质生物油和活性炭，其特点是污泥通过螺旋加料器进入热解反应器;旋风分离器捕集落下来的热解炭通过落料管、回料器和返料管返回热解反应器进行循环;热解炭经过多次循环后成为活性炭，之后活性炭随热解气进入陶瓷过滤器，被陶瓷过滤器捕集;陶瓷过滤器排出的热解气进入冷凝器，冷凝器下部回收生物油，排出不凝结气。
(2)一种含油污泥的资源化处理方法(专利号:CN200610103671.6)，该方法将含油污泥送入密闭的干馏裂解炉内进行热解处理，热解处理在200-600℃条件下反应1-5小时，回收油、气、水;在含有无机铝盐或铁盐絮凝药剂的污泥的热解残渣中按铝盐或铁盐的化学当量的1∶1.5加入硫酸或盐酸进行酸溶处理，产品回用到污水处理系统作絮凝药剂，或回用作污泥浓缩药剂;以粘土矿物为主的热解残渣直接用作废水与油品脱色吸附材料或用作润滑油补充精制的吸附剂;
(3)一种污水污泥催化热解制取液体燃料的装置及其应用方法(专利号:CN200510044751.4)，其装置包括氮气瓶(源)、加热炉、温控仪、冷凝器、液相收集瓶、缓冲瓶、吸收瓶、气袋、原料热解反应器，其特征是：氮气瓶的出口与加热炉的入口连接，加热炉的出口与冷凝器的入口连接，冷凝器的出口与液相收集瓶连接，液相收集瓶后依次连有缓冲瓶、吸收瓶和气袋，温控仪的热电偶接在加热炉的出口端，装有原料的热解反应器装在加热炉内。
(4)污泥热解气分级冷凝回收生物油方法(专利号:CN201010159908.9)，污泥热解产物首先经陶瓷过滤器去除固体残炭后进入第一级冷凝器，其中的重组分物质被冷凝分离出来进入重质油储罐，未凝结气体进入第二级冷凝器;在第二级冷凝器中未凝结气体被两级喷淋冷却，其中的轻组分物质液化进入轻质油储罐，获得的轻质油经换热冷却后一部分作为成品油从底部出口流出，另一部分在循环泵的作用下经控制阀返回第二级冷凝器中的两级喷淋嘴。
以上污水污泥热处理技术，虽然具有一定的效率、具有一定可行性，并可以较高效率的回收污泥转化的燃料产品。但是这些技术均要求污泥在进入反应器前已彻底干燥，需要额外的处理系统进行高含水量污泥的干化，这导致污泥处理的整个过程能耗大大提高，且从干化到热解的处理系统要求更繁杂。另外，对于污水处理厂来说，所产生的污泥运送至污泥处理厂需要缴纳环保和运费等价格不低的费用，如果能就地处理掉产生的污泥，将大大节约这部分成本。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系统，实现污泥的减量化、无害化、资源化处理;而且热解、干化一体式，不受空间限制且减少了投资成本，同时现场处理节约了运输成本。
为实现上述目的，本实用新型提供一种撬装式污泥热解制取三相燃料产物的系 统，包括污泥干化部分以及污泥热解部分，所述污泥干化部分连接到所述污泥热解部分，且这两个部分共用热解反应斧和温控仪。
优选地，所述污泥干化部分设有自动送料装置，所述自动送料装置出口连接所述热解反应斧，所述热解反应斧一侧设有温控仪。
优选地，所述自动送料装置包括填料漏斗和自动送料器，所述填料漏斗底部连接所述自动送料器的进口，所述自动送料器出口与所述热解反应斧连接，且所述自动送料装置和所述热解反应斧之间设置有一可开启密封挡板。
优选的，所述自动送料器设置有控制污泥的送料质量和送料速度的控制开关。
优选地，所述系统进一步包括用于方便整个系统移动的可移动装置。
优选地，所述可移动装置包括可移动的固定箱和滑轮，所述可移动的固定箱用于承载所述的污泥干化部分以及污泥热解部分，所述滑轮设置在所述可移动的固定箱下方，用于移动整个系统。
优选地，所述污泥热解部分设有氮气源、冷凝器、热解油收集罐、循环水泵、干燥器、过滤器、集气罐、残渣收集器和热电偶;这些组件与热解反应斧和温控仪共同完成污泥热解，其中：所述氮气源与所述热解反应斧进气孔相连，所述热解反应斧一侧设置有温控仪，所述热解反应斧底部与所述残渣收集器相连，所述热解反应斧顶部通入大气并分别连接所述冷凝器进口和所述热电偶，所述冷凝器出口分别连接所述热解油收集罐和所述干燥器进口，所述干燥器出口连接所述过滤器进口，所述过滤器出口连接所述集气罐。
优选的，所述热解反应斧底部设置有可开启密封板，通过该密封板与所述残渣收集器连接。
优选地，所述热解反应斧设有用于污泥搅拌的搅拌装置。
优选地，所述热解反应斧顶部设置法兰，所述法兰设置有四个开孔，分别为进气孔、出气孔、搅拌装置插入孔和热电偶插入孔。
更优选的，所述出气孔设置有三通阀，所述三通阀连接两根排气管，一根排气管通入大气，另一根排气管连接所述冷凝器。
优选地，所述氮气源通过耐高压橡胶管与所述热解反应斧进气孔相连，在耐高压橡胶管上还设置有转子流量计和压力计。
优选地，所述过滤器出口设置累计流量计。
优选地，所述冷凝器至少一个，两个以上需设置三通阀，用以分别连接下一个冷 凝器和所述热解油收集罐。
原始污泥落入填料漏斗后，开启自动送料器的可开启密封挡板，原始污泥由自动送料器送入热解反应斧，自动送料器的控制开关控制污泥进入热解反应斧的质量和速度;然后，开启热解反应斧，由温控仪设定终温和持续时间，同时开启搅拌装置和热解反应斧第一排气管阀口，关闭第二排气管阀口，开始对污泥进行干化处理，产生的水蒸气经第一排气管排出;污泥被处理至半干;干化完毕后，关闭自动送料器的可开启密封挡板和第一排气管阀口，以保证热解反应斧内污泥热解处于封闭空间内;开启氮气源，同时开启第二排气管阀口，向整个处理系统内通入氮气以排空空气，并通过压力计检验系统的气密性;由温控仪设定热解反应斧的升温程序，并设定搅拌装置中搅拌棒的转速;开启循环水泵;启动温控仪开始升温;过程中产生的热解气体中的可凝性物质经过冷凝器冷凝后被收集到热解油收集罐;不可凝气体通过干燥器和过滤器后进入集气罐;当热解反应充分后，关闭氮气源和热解反应斧第二排气管阀口，开启热解反应斧底部的斧底可开启密封板，让热解残渣自动落入到残渣收集器中。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
第一，污泥经过热解处理后产生热解油、热解气体、固体残渣，三相产物均可回收利用，符合固体废弃物处理减量化、无害化、资源化的处理要求。
第二，本系统是集合在一个撬装式可以移动的箱体内，可现场作业，污泥热解回收能量过程不受空间的限制;同时，可将整套系统放置于污水处理厂污泥出口处，直接进行干化、热解处理，大大降低污泥运输费用。
第三，系统采用自动送料形式，减少了人工成本。
第四，充分利用了热解炉的可编程程序，将污泥干燥及热解放在一个设备里面进行，大大减少了干化设备投资。
