申请日2015.11.16
公开(公告)日2016.02.24
IPC分类号C02F11/10; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种利用回转窑微波热解污泥装置及方法。装置主要包括微波发生器、热解回转窑、桨叶干燥机、旋风分离器、冷凝器和产物收集装置。预热烘干过的污泥在热解回转窑中进行微波热解;得到的残炭和湿污泥一起进入桨叶干燥机中混合，残炭的添加比例通过三通阀控制;高温的热解气体也导入桨叶干燥机，对湿污泥加热干燥;之后通过后续装置对热解产物进行分离、收集。本装置及方法利用微波加热速率快，能量利用率高的特点，连续迅速热解污泥，生成的油、气和固态产物均可再被利用，并且回收热解产物的热量用于预热烘干湿污泥，提高了能源利用效率，为微波处理污泥提供了一种可连续运行的大容量反应设备，具有较好的应用前景。
权利要求书
1.一种利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，包括热解回转窑(3)、桨叶干燥机(6)和连接在桨叶干燥机(6)气体出口(64)的气/液收集装置;热解回转窑(3)的回转运动由驱动机构提供;
热解回转窑(3)通过波导(12)连接微波发生器(1)，微波通过波导(12) 的馈能口18传入热解回转窑(3)腔内;在热解回转窑(3)的一端分别设有进料口(14)和氮气入气口(13);
热解回转窑(3)的另一端分别设有出气口(15)和排料口(16)，出气口(15)通过管路连接桨叶干燥机(6)的入料口(60)，排料口(16)通过一个带三通分料阀(4)的管路连接第一进料口(61)，三通分料阀(4)的剩余接口通过管路连接残炭储箱(5);桨叶干燥机(6)的第二进料口(62)为污泥入口;
桨叶干燥机(6)的固体出口(63)通过管路连接热解回转窑(3)的进料口(14)。
2.根据权利要求1所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述气/液收集装置包括桨叶干燥机(6)气体出口(64)依次管路连接的旋风分离器(7)和冷凝器(8);旋风分离器(7)的底部管路连接残炭储箱(5);冷凝器(8)的气体出口连接储气罐(10)，液体出口连接储液罐(9)。
3.根据权利要求2所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述驱动机构包括：分别设置在热解回转窑(3)两个端部的托轮支撑结构(20)、以及设置在热解回转窑(3)的中部用于驱动其转动的齿轮传动机构(19);托轮支撑结构(20)用于支撑热解回转窑(3)及用于调节热解回转窑(3) 的轴线相对于水平线的倾斜角度;齿轮传动机构(19)连接变速电机(23)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，在所述热解回转窑(3)的氮气入气口(13)、出气口(15)和排料口(16)分别设置有抗流器(17)。
5.根据权利要求4所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，在所述热解回转窑(3)一端设有用于实时监控窑内温度的红外高温计(21)。
6.根据权利要求4所述利用回转窑微波热解污泥装置，其特征在于，所述热解回转窑(3)的外部包覆有保温层(24)。
7.一种微波热解污泥的方法，其特征在于采用权利要求1至6中任一项所述利用回转窑微波热解污泥装置实现，其特征在于包括如下步骤：
通过控制变速电机(23)得到热解回转窑(3)所需转速，并通过调节托轮支撑结构(20)调节热解回转窑(3)的轴线相对于水平线的倾斜角度;氮气和污泥分别通过氮气入气口(13)和进料口(14)进入热解回转窑(3)内，随着热解回转窑(3)的转动，污泥同时向圆周方向翻滚和轴向移动，并在微波作用下升温发生热解;红外高温计(21)实时监控热解回转窑(3)内温度，并根据温度变化，调节热解回转窑(3)和进料口(14)阀门的开度，控制污泥供给速度，将热解回转窑(3)内温度维持在680℃～720℃;污泥生成的残炭经排料口(16)排出，排出的残炭一部分进入残炭储箱(5)，另一部分通过第一进料口(61)进入热解回转窑(3)内;污泥生成的热解气体通过出气口(15)导出并通过入料口(60)进入热解回转窑(3)内;
由第一进料口(61)通入的残炭和由第二进料口(62)通的入污泥，进入桨叶干燥机(6)中混合，残炭的添加比例通过三通分料阀(4)控制;与此同时，从热解回转窑(3)导出的热解气体以传导加热的方式对桨叶干燥机 (6)内的污泥进行加热，使其干燥;
桨叶干燥机(6)中混入了残炭并预热过的污泥，通过固体出口(63)再进入热解回转窑(3)内进行微波热解;而桨叶干燥机(6)出来的热解气体经过旋风分离器(7)后进入冷凝器(8)，可冷凝气体由储液罐(9)收集，不可冷凝气体由储气罐(10)收集。
说明书
一种利用回转窑微波热解污泥装置及方法
技术领域
本发明涉及污泥处理与再利用技术领域，尤其涉及一种利用回转窑微波热解污泥装置及方法。
背景技术
目前，污泥的产生量持续快速增长，对环境造成了巨大压力。如果处理不当，将会导致严重的污染问题，造成安全隐患。微波热解被认为是对污泥进行处理利用的一种有效方法，有着显著的优点。热解能够消灭污泥中的病菌，减少污泥体积，裂解生成的油、气能作为化工原料和燃料，固态产物则可以用作吸附剂再被利用。同时微波加热升温速率快，反应灵敏，具很强的穿透能力，能在不同深度同时产生热。
但是，当前缺乏可连续运行的大容量微波反应设备，限制了微波法处理污泥技术的工业化应用。同时，采用微波热解，需要大量的热能，其能耗较高，需提高效率来降低处理成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种利用回转窑微波热解污泥装置及方法，可连续高效地处理污泥，达到减容减量、无害化以及资源化的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
一种利用回转窑微波热解污泥装置，包括热解回转窑3、桨叶干燥机6和连接在桨叶干燥机6气体出口64的气/液收集装置;热解回转窑3的回转运动由驱动机构提供;
热解回转窑3通过波导12连接微波发生器1，微波通过波导12的馈能口 18传入热解回转窑3腔内;在热解回转窑3的一端分别设有进料口14和氮气入气口13;
热解回转窑3的另一端分别设有出气口15和排料口16，出气口15通过管路连接桨叶干燥机6的入料口60，排料口16通过一个带三通分料阀4的管路连接第一进料口61，三通分料阀4的剩余接口通过管路连接残炭储箱5;桨叶干燥机6的第二进料口62为污泥入口;
桨叶干燥机6的固体出口63通过管路连接热解回转窑3的进料口14。
所述气/液收集装置包括桨叶干燥机6气体出口64依次管路连接的旋风分离器7和冷凝器8;旋风分离器7的底部管路连接残炭储箱5;冷凝器8的气体出口连接储气罐10，液体出口连接储液罐9。
所述驱动机构包括：分别设置在热解回转窑3两个端部的托轮支撑结构 20、以及设置在热解回转窑3的中部用于驱动其转动的齿轮传动机构19;托轮支撑结构20用于支撑热解回转窑3及用于调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度;齿轮传动机构19连接变速电机23。
在所述热解回转窑3的氮气入气口13、出气口15和排料口16分别设置有抗流器17。在所述热解回转窑3一端设有用于实时监控窑内温度的红外高温计21。
所述热解回转窑3的外部包覆有保温层24。
一种微波热解污泥的方法，具体如下：
通过控制变速电机23得到热解回转窑3所需转速，并通过调节托轮支撑结构20调节热解回转窑3的轴线相对于水平线的倾斜角度;氮气和污泥分别通过氮气入气口13和进料口14进入热解回转窑3内，随着热解回转窑3的转动，污泥同时向圆周方向翻滚和轴向移动，并在微波作用下升温发生热解;红外高温计21实时监控热解回转窑3内温度，并根据温度变化，调节热解回转窑3和进料口14阀门的开度，控制污泥供给速度，将热解回转窑3内温度维持在680℃～720℃;污泥生成的残炭经排料口16排出，排出的残炭一部分进入残炭储箱5，另一部分通过第一进料口61进入热解回转窑3内;污泥生成的热解气体通过出气口15导出并通过入料口60进入热解回转窑3内;
由第一进料口61通入的残炭和由第二进料口62通入的污泥，进入桨叶干燥机6中混合，残炭的添加比例通过三通分料阀4控制;与此同时，从热解回转窑3导出的热解气体以传导加热的方式对桨叶干燥机6内的污泥进行加热，使其干燥，污泥干燥过程中水分蒸发并被热解气体产生的气流带走;
桨叶干燥机6中混入了残炭并预热过的污泥，通过固体出口63再进入热解回转窑3内进行微波热解;而桨叶干燥机6出来的热解气体经过旋风分离器7后进入冷凝器8，可冷凝气体由储液罐9收集，不可冷凝气体由储气罐 10收集。
本发明技术手段简便易行，利用微波加热速率快，能量利用率高的特点，连续迅速热解污泥，生成的油、气和固态产物均可再被利用，并且利用生成的残炭作为吸波介质回添到污泥中，回收热解产物的热量用于预热烘干湿污泥，提高了能源利用效率，降低了成本，为微波处理污泥提供了一种可连续运行的大容量反应设备。
