申请日2016.07.27
公开(公告)日2017.03.29
IPC分类号C02F11/00; C02F11/10; C02F11/12; C02F11/14; B01D53/02; B01D50/00
摘要
本实用新型公开了一种含汞污泥热处理装置，其特征在于包括污泥调质器、脱水机、热解单元、除尘器、喷淋冷凝装置和尾气处理装置，其中热解单元包括污泥的干燥段、热解段和燃烧段。含汞污泥首先进行预处理，将预处理后的污泥送入热解单元，污泥经过热解燃烧后形成的热解气循环进入干燥段利用，污泥中的汞及其化合物均变为汞蒸气，随后通入除尘、冷凝单元回收液态汞，尾气中的汞含量小于0.012mg/m3。热解残渣浸出液中汞浓度小于0.1mg/L，不得检出烷基汞。本实用新型专利采用热解技术对污泥进行无害化处理，循环利用热能，降低污泥处理能耗，防止汞污染，并且产出具有一定价值的副产品，既有经济效益，又有社会价值。
权利要求书
1.一种含汞污泥热处理装置，其特征在于，包括带加热功能的污泥调质器、脱水机、螺旋输送机、热解单元、干式除尘器、喷淋冷凝装置、聚结器和尾气处理装置;所述污泥调质器与所述脱水机连接，所述脱水机通过所述螺旋输送机与所述热解单元的前端连接，其中，所述热解单元包括污泥的干燥段、热解段和燃烧段;所述干式除尘器一侧与所述热解单元的尾部顶端相连，另一侧与所述喷淋冷凝装置相连，所述喷淋冷凝装置的顶端与所述聚结器连接，所述聚结器的顶端与尾气处理装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：所述污泥调质器用于对含水率大于90%的含汞污泥进行处理，所述污泥调质器通过向污泥中加入絮凝剂、分散剂，排出污泥中所含的大部分油，使悬浮状污泥形成大量絮体便于后续脱水;所述污泥调质器上设置有排油口用于将油排入储油罐，所述储油罐的一端连接有输油泵，用于将油泵送至油罐车进行集中处理。
3.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：所述脱水机用于对调质后的污泥进行脱水，使经脱水后的污泥含水率低于80%。
4.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：所述污泥热解单元采用低温进行污泥干燥，使干燥后的污泥含水率约为30%，所述热解段，热解温度400～650℃，对干燥后的污泥热解时间约40min，使污泥中的汞及其化合物以汞蒸气形态蒸发，烃类由大分子转化为小分子烃。
5.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：所述燃烧段温度850℃，用于对热解后热解气相和碳固相进行燃烧，产生燃烧烟气并通过燃烧烟气对热解段进行加热，并使燃烧烟气进入干燥段对脱水污泥进行干燥。
6.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：所述干式除尘器用于对热解单元中产生的含汞烟气进行除尘，除尘率达到99.5%，所述喷淋冷凝器用于将除尘烟气降温至40℃左右。
7.根据权利要求1所述的一种含汞污泥热处理装置，其特征在于：尾气净化装置采用载硫活性炭汞吸附剂，用于除去尾气中汞、二恶英以及臭味。
说明书
一种含汞污泥热处理装置
技术领域
本实用新型属于油气田能源环保领域，尤其涉及一种含汞污泥的热处理方法。
背景技术
近年来，随着我国天然气工业的发展，国内含汞气田每年产出大量的含汞污泥，而含汞含油污泥的处理时油气田处理系统中不可缺少的重要工艺环节。若油气田含汞污泥不及时处理将造成严重的二次污染，汞是一种有毒的重金属，被GBZ230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》定义为I级(极度危害)毒物，而汞及其多种化合物具有高度毒性，会对人体大脑和神经系统产生一系列严重的健康影响，对人类的生殖能力、器官等造成严重危害。传统的填埋、污泥堆肥或污泥焚烧等污泥处理方法已经无法满足含汞污泥的处理，新开发的生物处理工艺又不成熟。使用该专利的方法和装置可将含汞污泥中不同形态的汞进行综合回收，因此按照“无害化、资源化、节能降耗、环保”的国家政策，含汞污泥的热解处理工艺已经成为污泥的一种处理趋势。
实用新型内容
本实用新型针对上述污泥处理工艺的问题，进行了含汞污泥处理研究，提供了一种含汞污泥的热处理装置，工艺具有可行性和经济性，对含汞污泥进行充分的无害化、减量化、资源化利用，降低汞对人员和环境的危害和影响，降低污泥处理能耗，并产出有价值的副产品。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：
一种含汞污泥的热处理装置，包括带加热功能的污泥调质器、脱水机、螺旋输送机、热解单元、除尘器、喷淋冷凝装置、聚结器和尾气处理装置，其中热解单元包括污泥的干燥段、热解段和燃烧段，尾气处理装置使用载硫活性炭。
作为进一步改进，污泥调质时加入絮凝剂和分散剂，除去污泥中部分油污，提高污泥后续脱水性能。
所述的脱水机采用脱水效果好、经济性强的叠螺式污泥脱水机。
所述的热解炉采用多段炉，多段炉热解具有能耗低、控氧操作简单、高效率、低运行成本和占地面积小等特点。
所述的干式除尘器采用除尘精度高的滤筒式除尘器。
所述的喷淋冷凝系统采用直接喷淋方式冷却热解烟气，回收其中的液态汞。
所述的尾气处理装置采用填料为载硫活性炭的脱汞塔。
所述的沉降罐底部中的汞需经过旋流分离器脱除多余水分后再进入汞收集箱。
一种污泥热解方法，含汞污泥通过进料设备进入污泥调质器，通过投加热水、分散剂和破乳剂，使污泥中的泥沙和油彻底分离;调质器上部浮油在浮油收集装置的作用下收集到储油罐内，从调质罐底部出来的污泥进入脱水机进行泥水分离，在脱水机上游加入已充分溶解的絮凝剂，经脱水后的污泥含水率低于80%，脱水机底部排出的污泥泵送至后续热处理装置。脱水机分离出的污水进入污水罐。
预处理后的含汞污泥通过密封的螺旋输送机送至污泥料仓，随后进入热解装置，首先将含水率约为80%的污泥送至干燥系统，进一步脱除污泥中的水分，干化后含水率约为30%的污泥进入热解炉进行热解处理。污泥先在热解炉中热解，热解温度400～650℃，热解炉真空度约为85kPa，此阶段将污泥中的汞及其化合物、部分有机物热解转化成气相;第二阶段为燃烧阶段：热解后产生的气相和碳固相再次进入热解炉的燃烧室，燃烧室温度约850～1000℃，燃烧产生的灰渣由热解装置底部排出，燃烧烟气进入干燥段对脱水污泥进行干燥。反应时可向热解炉中通入适当燃料气，稳定热解温度。
热解装置中产生的含汞烟气随后进入除尘器，除尘后的烟气进入喷淋冷却装置降温，将除尘烟气降温至40℃左右，汞蒸气和水蒸汽被冷凝成液态后进入沉降罐，沉降罐下部的汞经过旋流器后进入汞收集罐。沉降罐上部污水进入冷却循环水系统。冷凝器排出的尾气随后进入尾气净化装置，尾气净化装置内设置聚结器及汞吸附塔，最后将清洁后的尾气排入大气，优于《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)。
本实用新型的有益效果：
本实用新型与现有含汞废物处理技术相比，有明显的有益效果，从技术方案可知：通过在含汞污泥进行热解处理之前，选择合适的化学试剂和脱水机对其进行预处理过程，使含水量降低便于后续处理，节约能耗;然后采用高温热解，使污泥中所含的汞及其化合物变为汞蒸气，含汞高温烟气燃烧后用作污泥干燥使用，随后采用滤筒除尘器对含汞烟气除尘，避免后续冷凝阶段生成含汞悬浮物;采用空冷和喷淋两级冷却回收烟气中的汞，最后废气通入填料为载硫活性炭的脱汞塔。本实用新型提供的一种含汞污泥热处理方法，采用热解技术，工艺简单合理，对污泥进行了充分的无害化、资源化利用，将不同形态和价态的汞均有效回收利用，高温烟气用于污泥干燥使用，循环利用热能，降低能耗，这样含汞污泥随意堆放的环境污染问题得到有效的控制，既有经济效益，又有社会效益。
