处理污泥的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了处理污泥的系统和方法。该系统包括：干燥装置；催化热解装置；冷凝装置；净化装置；以及变压吸附装置。由此，污泥预先经过干燥之后再进行热解处理，不仅可以显著降低污泥含水量，而且可以提高热解油的品质，并且通过采用催化热解装置对污泥进行高温催化热解处理，可以提高系统氢气以及燃气产量，从而在提高资源化水平以及能源利用率的同时提高企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域。具体地，本专利技术涉及处理污泥的系统和方法。
技术介绍
我国市政污泥和工业污泥的产量在逐年上升，虽然现在用以处理污泥的技术很多，但存在占地面积大、无害化水平低、资源化水平不够等问题。污泥催化热解是在无氧或缺氧的条件下，将污泥与催化剂加热，使污泥中的有机物发生催化裂解和热化学转化反应，生成H2、CO、CH4等可燃性气体、油水混合液及固体产物的过程，是一种污染小、投资低的污泥处理技术。然而，由于污泥含水量大、热值较低，一般热解技术产生的燃料气只能用于热解装置加热，其经济效益较差。因此，目前用于处理污泥的技术仍有待改进。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：现有的污泥处理系统，普遍存在污泥处理效果差，处理生成的产品或副产物经济效益差，且容易带来二次污染等问题。例如，现有的污泥热解系统，在实际运行中需要经常停车维修清理管道，产生的可燃气热值较低，经济效益较差，获得的热解炭含有较多重金属，需要进行填埋处理以防止生成二次污染。专利技术人经过深入研究以及大量实验发现，这是由于目前的污泥热解系统中各个装置之间不能进行有效的互相关联，且处于成本考虑，目前的热解系统主要采用中低温(600摄氏度以下)热解，污泥在此温度下产油率较高，热解油性质复杂、腐蚀性高、粘度较大、易堵塞管道，且难以直接利用，需要复杂的后处理来防止二次污染。并且，中低温热解产生的可燃气由于热值较低，只能供装置加热使用，经济效益差、资源化水平较低，在不添加催化剂的条件下，热解气及氢气产率较低，难以制备气体燃料。本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种处理污泥的系统。根据本专利技术的实施例，该系统各个装置之间能够形成有效的互相关联，降低了生产成本，并采用催化热解装置，利用高温催化热解处理污泥，产生热解气以及氢气的量较高，具有较高的资源化水平以及能源利用率。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种处理污泥的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：干燥装置，所述干燥装置具有污泥入口、干燥水出口和干燥污泥出口；催化热解装置，所述催化热解装置具有催化剂入口、干燥污泥入口、热解炭出口以及热解油气出口，所述干燥污泥入口与所述干燥污泥出口相连；冷凝装置，所述冷凝装置具有热解油气入口、热解油出口以及热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；净化装置，所述净化装置具有热解气入口以及净化气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连；以及变压吸附装置，所述变压吸附装置具有净化气入口、氢气出口以及燃气出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。专利技术人发现，通过将污泥预先经过干燥之后再进行热解处理，不仅可以显著降低污泥含水量，而且可以提高热解油的品质，并且通过采用催化热解装置对污泥进行高温催化热解处理，可以提高系统氢气以及燃气产量，从而在提高资源化水平以及能源利用率的同时提高企业的经济效益。根据本专利技术的实施例，所述催化热解装置为旋转床热解炉，所述旋转床热解炉包括：环形炉体；以及蓄热式燃气辐射管，所述蓄热式燃气辐射管设置在所述环形炉体的环形内壁上，所述蓄热式燃气辐射管上具有燃气入口以及热烟气出口，所述燃气入口与所述燃气出口相连。由此，可以利用旋转床热解炉完成污泥的高温催化热解处理，且可以利用变压吸附装置产生的燃气为该旋转床热解炉供热，提高了能源利用效率并节省了生产成本。根据本专利技术的实施例，所述干燥装置进一步包括热烟气入口和冷烟气出口，所述热烟气入口与所述热烟气出口相连。由此，可以利用旋转床热解炉产生的热烟气对污泥进行干燥处理，从而可以降低污泥中的含水量，降低高温催化热解处理所得的热解油中的含水量，提高热解油品质，并提高资源化水平。根据本专利技术的实施例，所述冷凝装置具有冷却水入口，所述冷却水入口与所述干燥水出口相连。专利技术人发现，干燥装置产生的干燥水中杂质含量较少，因此可以直接作为冷凝装置的冷却水使用，从而可以进一步提高该系统的资源化水平，节约生产成本。根据本专利技术的实施例，所述催化热解装置进一步包括热解油入口，所述热解油入口与所述热解油出口相连。由此，可以将冷凝装置分离出的热解油供给至催化热解装置中进行二次热解，从而可以进一步提高该系统的产气量，提高利用该系统进行污泥处理的企业的经济效益。在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种采用前面所述的系统处理污泥的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将所述污泥供给至所述干燥装置中进行干燥处理，以便获得干燥污泥以及干燥水；(2)将所述干燥污泥以及催化剂供给至所述催化热解装置中进行高温催化热解处理，以便获得热解炭以及热解油气；(3)将所述热解油气供给至所述冷凝装置中进行冷凝处理，以便获得热解油以及热解气；(4)将所述热解气供给至所述净化装置中进行净化处理，以便获得净化气；以及(5)将所述净化气供给至所述变压吸附装置中进行变压吸附处理，以便获得氢气以及燃气。专利技术人发现，通过将污泥预先经过干燥之后再进行热解处理，可以提高热解油的品质，并且通过采用催化热解装置对污泥进行高温催化热解处理，可以提高系统氢气以及燃气产量，从而在提高资源化水平以及能源利用率的同时提高企业的经济效益。根据本专利技术的实施例，所述处理污泥的方法进一步包括：将所述热烟气供给至所述干燥装置中，以便利用所述热烟气对所述污泥进行干燥处理。由此，可以提高该方法处理污泥的资源化水平，节省生产成本。根据本专利技术的实施例，所述处理污泥的方法进一步包括：将所述热解油供给至所述催化热解装置中，以便对所述热解油进行二次热解处理。由此，可以将冷凝装置分离出的热解油供给至催化热解装置中进行二次热解，从而可以进一步提高该方法的产气量，提高企业的经济效益。根据本专利技术的实施例，所述处理污泥的方法进一步包括：将所述干燥水供给至所述冷凝装置中，以便利用所述干燥水对所述热解油气进行冷凝处理。由此，可以进一步提高该方法的资源化水平，并节省生产成本。根据本专利技术的实施例，所述污泥的含水率为80wt％～90wt％；所述干燥污泥的含水率为30wt％～40wt％；步骤(2)中，基于所述干燥污泥以及所述催化剂的总质量，所述催化剂的含量为5～20wt％；所述旋转床热解炉中，所述蓄热式辐射管的温度为500～800摄氏度；所述变压吸附装置中，制氢吸附压力为0.4～3MPa。由此，可以进一步提高利用该方法处理污泥的处理效率。附图说明图1显示了根据本专利技术一个实施例的处理污泥的系统的结构示意图；图2显示了根据本专利技术另一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理污泥的系统，其特征在于，包括：干燥装置，所述干燥装置具有污泥入口、干燥水出口和干燥污泥出口；催化热解装置，所述催化热解装置具有催化剂入口、干燥污泥入口、热解炭出口以及热解油气出口，所述干燥污泥入口与所述干燥污泥出口相连；冷凝装置，所述冷凝装置具有热解油气入口、热解油出口以及热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；净化装置，所述净化装置具有热解气入口以及净化气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连；以及变压吸附装置，所述变压吸附装置具有净化气入口、氢气出口以及燃气出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种处理污泥的系统，其特征在于，包括：
干燥装置，所述干燥装置具有污泥入口、干燥水出口和干燥污泥出口；
催化热解装置，所述催化热解装置具有催化剂入口、干燥污泥入口、热解炭出口以及
热解油气出口，所述干燥污泥入口与所述干燥污泥出口相连；
冷凝装置，所述冷凝装置具有热解油气入口、热解油出口以及热解气出口，所述热解
油气入口与所述热解油气出口相连；
净化装置，所述净化装置具有热解气入口以及净化气出口，所述热解气入口与所述热
解气出口相连；以及
变压吸附装置，所述变压吸附装置具有净化气入口、氢气出口以及燃气出口，所述净
化气入口与所述净化气出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述催化热解装置为旋转床热解炉，所
述旋转床热解炉包括：
环形炉体；以及
蓄热式燃气辐射管，所述蓄热式燃气辐射管设置在所述环形炉体的环形内壁上，所述
蓄热式燃气辐射管上具有燃气入口以及热烟气出口，所述燃气入口与所述燃气出口相连。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述干燥装置进一步包括热烟气入口和
冷烟气出口，所述热烟气入口与所述热烟气出口相连，
任选地，所述冷凝装置具有冷却水入口，所述冷却水入口与所述干燥水出口相连。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述催化热解装置进一步包括
热解油入口，所述热解油入口与所述热解油出口相连。
5.一种采用权利要求1～4任一项所述的系统处理污泥的方法，其特征在于，包括：
(1)将所述污泥供给至所述干燥装置中进行干燥处理，以便获得干燥污泥以及干燥水；
(2)将所述干燥污泥以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璐，张安强，蔡先明，肖磊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11