利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统及方法，系统包括：调理装置，其具有污泥入口、调理剂入口和调理后污泥出口；压滤装置，其具有调理后污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口；混料装置，其具有压滤污泥入口、生物质入口、焦油入口和混合物料出口，压滤污泥入口与压滤污泥出口相连；干燥装置，其具有混合物料入口、干燥热风入口、尾风出口和干燥后物料出口；热解装置，其具有物料入口、干馏热风入口、生物炭出口、热解油气出口、干馏冷风出口，物料入口与混合物料出口相连；筛分装置，其具有生物炭入口、土壤改良剂出口和大颗粒生物炭出口，生物炭入口与生物炭出口相连，大颗粒生物炭出口与生物质入口相连。

Systems and methods for preparation of soil amendments from sludge and biomass

The invention discloses a system and method for preparing soil improver by using sludge and biomass. The system includes: a conditioning device, which has sludge inlet, conditioner inlet and sludge outlet after conditioning; a pressure filter device, which has sludge inlet, filter outlet and pressure filter sludge outlet after conditioning; and a mixing device, which has pressure filter sludge inlet, biomass inlet, tar inlet and mixing. Material outlet, pressure filter sludge inlet and pressure filter sludge outlet are connected; drying device, which has mixture material inlet, dry hot air inlet, tail air outlet and material outlet after drying; pyrolysis device, which has material inlet, dry distillation hot air inlet, biochar outlet, pyrolysis oil and gas outlet, dry distillation cold air outlet, material inlet and mixture material outlet are connected; sieving device, which has a sieving device. It has biochar import, soil amendment export and large particle biochar export. Biochar import is connected with biochar export, and large particle biochar export is connected with biomass import.

【技术实现步骤摘要】
利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统及方法
本专利技术属于化工领域，具体涉及利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统及方法。
技术介绍
污泥中含有大量的致病菌、寄生虫卵、病毒、重金属等有害物质，直接堆放或利用会对环境造成较大负担。同时污泥中的有机质成分可通过多种技术进行利用，实现资源化。污泥热解是在绝氧气氛下，将污泥中的有机物分解产生热解炭、热解气及微量焦油的过程，具有无害化和减量化彻底，环境友好，资源化程度高等优势。生物炭具有较多的微孔和比表面积，同时含有较高的固定炭含量和丰富的N、P、K等养分，具有良好的保水、缓释和增加土壤肥力的功效，土壤资源化利用的潜力巨大。但是，污泥中的高水含量导致污泥热解过程的能耗过高，工业废水中含有的重金属也是限制其大规模应用于土壤的主要因素。因此，污泥热解生物炭用于土壤修复的工艺过程还需进一步改进。
技术实现思路
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，本专利技术的一个目的在于提出一种利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统及方法，采用该系统不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高附加值的土壤改良剂。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统。根据本专利技术的实施例，所述系统包括：调理装置，所述调理装置具有污泥入口、调理剂入口和调理后污泥出口；压滤装置，所述压滤装置具有调理后污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口，所述调理后污泥入口与所述调理后污泥出口相连；混料装置，所述混料装置具有压滤污泥入口、生物质入口、焦油入口和混合物料出口，所述压滤污泥入口与所述压滤污泥出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合物料入口、干燥热风入口、尾风出口和干燥后物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；热解装置，所述热解装置具有物料入口、干馏热风入口、生物炭出口、热解油气出口、干馏冷风出口，所述物料入口与所述干燥后物料出口相连；筛分装置，所述筛分装置具有生物炭入口、土壤改良剂出口和大颗粒生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连，所述大颗粒生物炭出口与所述生物质入口相连。根据本专利技术实施例的利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统通过将污泥与调理剂混合，一方面，调理剂可以实现污泥的破壁，提高污泥的脱水性能，从而降低污泥的热解能耗，另一方面，可以显著降低生物炭中贵金属的浸出量，从而降低土壤中重金属对植物的毒害，同时将污泥与生物质混合进行热解，一方面，生物质的掺加降低了污泥生物炭中重金属的含量，增大热解气产量，提高热能供给，扩大了污泥的应用范围；另一方面，污泥的掺加，提高了生物质热解炭的密度，便于运输，另外，污泥中含有的水分可充当气化剂和活化剂，提高生物炭的比表面积，提升其保水、吸附性能。由此，采用该系统不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高附加值的土壤改良剂。另外，根据本专利技术上述实施例的利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述所述系统进一步包括：第一配风室，所述第一配风室具有第一尾风入口、干馏冷风入口和干燥热风出口，所述第一尾风入口与所述尾风出口相连，所述干馏冷风入口与所述干馏冷风出口相连，所述干燥热风出口与所述干燥热风入口相连。由此，可以显著降低系统能耗。在本专利技术的一些实施例中，上述所述系统进一步包括：油气分离净化装置，所述油气分离净化装置具有热解油气入口、热解油出口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述热解油出口与所述焦油入口相连。在本专利技术的一些实施例中，上述所述系统进一步包括：燃烧室，所述燃烧室具有燃料入口、第一空气入口和高温烟气出口；二燃室，所述二燃室具有热解气入口、第二空气入口、高温烟气入口和燃烧后烟气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连；第二配风室，所述第二配风室具有第二尾风入口、燃烧后烟气入口和干馏热风出口，所述第二尾风入口与所述尾风出口相连，所述燃烧后烟气入口与所述燃烧后烟气出口相连，所述干馏热风出口与所述干馏热风入口相连。由此，可以显著降低系统能耗。在本专利技术的一些实施例中，上述所述系统的所述热解装置包括：内筒，所述内筒通过所述传动器带动可旋转设置，并且所述内筒的内壁设有挡板，外壁设有抄板，所述干馏热风入口和所述干馏冷风出口设在所述内筒上；外筒，所述外筒套设在所述内筒上，并且所述外筒和所述内筒之间形成干燥空间，所述物料入口、所述生物炭出口和所述热解油气出口设在所述外筒上。由此，可以显著提高热解效率。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种利用污泥和生物质制备土壤改良剂的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将污泥与调理剂混合进行调理处理，以便得到调理后污泥；(2)将所述调理后污泥进行压滤处理，以便得到滤液和压滤污泥；(3)将所述压滤污泥与生物质和焦油混合，以便得到混合物料；(4)将所述混合物料与干燥热风接触进行干燥处理，以便得到尾风和干燥后物料；(5)将所述干燥后物料与干馏热风接触进行热解处理，以便得到生物炭、热解油气和干馏冷风；(6)将所述生物炭进行筛分处理，以便得到土壤改良剂和大颗粒生物炭，并将所述大颗粒生物炭供给至步骤(3)中。根据本专利技术实施例的利用污泥和生物质制备土壤改良剂的方法通过将污泥与调理剂混合，一方面，调理剂可以实现污泥的破壁，提高污泥的脱水性能，从而降低污泥的热解能耗，另一方面，可以显著降低生物炭中贵金属的浸出量，从而降低土壤中重金属对植物的毒害，同时将污泥与生物质混合进行热解，一方面，生物质的掺加降低了污泥生物炭中重金属的含量，增大热解气产量，提高热能供给，扩大了污泥的应用范围；另一方面，污泥的掺加，提高了生物质热解炭的密度，便于运输，另外，污泥中含有的水分可充当气化剂和活化剂，提高生物炭的比表面积，提升其保水、吸附性能。由此，采用该方法不仅可以实现污泥的资源化利用，而且可以制备得到高附加值的土壤改良剂。另外，根据本专利技术上述实施例的利用污泥和生物质制备土壤改良剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，上述所述的方法进一步包括：(7)将所述尾风的一部分和所述干馏冷风进行配风换热，以便得到干燥热风，并将所述干燥热风供给至步骤(4)中。由此，可以显著降低系统能耗。在本专利技术的一些实施例中，上述所述的方法进一步包括：(8)将所述热解油气进行分离净化处理，以便得到热解油和热解气，并将所述热解油气供给至步骤(3)中。在本专利技术的一些实施例中，上述所述的方法进一步包括：(9)将燃料与空气进行混合燃烧，以便得到高温烟气；(10)将所述高温烟气和所述热解气与空气混合进行燃烧，以便得到燃烧后烟气；(11)将所述尾气的另一部分和燃烧后烟气进行配风换热，以便得到干馏热风，并将所述干馏热风供给至步骤(5)中。由此，可以显著降低系统能耗。在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述调理剂与绝干污泥的质量比为(8～12)：100。由此，可以显著在降低系统能耗的同时提高土壤改良剂的品质。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统，其特征在于，包括：调理装置，所述调理装置具有污泥入口、调理剂入口和调理后污泥出口；压滤装置，所述压滤装置具有调理后污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口，所述调理后污泥入口与所述调理后污泥出口相连；混料装置，所述混料装置具有压滤污泥入口、生物质入口、焦油入口和混合物料出口，所述压滤污泥入口与所述压滤污泥出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合物料入口、干燥热风入口、尾风出口和干燥后物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；热解装置，所述热解装置具有物料入口、干馏热风入口、生物炭出口、热解油气出口、干馏冷风出口，所述物料入口与所述干燥后物料出口相连；筛分装置，所述筛分装置具有生物炭入口、土壤改良剂出口和大颗粒生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连，所述大颗粒生物炭出口与所述生物质入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用污泥和生物质制备土壤改良剂的系统，其特征在于，包括：调理装置，所述调理装置具有污泥入口、调理剂入口和调理后污泥出口；压滤装置，所述压滤装置具有调理后污泥入口、滤液出口和压滤污泥出口，所述调理后污泥入口与所述调理后污泥出口相连；混料装置，所述混料装置具有压滤污泥入口、生物质入口、焦油入口和混合物料出口，所述压滤污泥入口与所述压滤污泥出口相连；干燥装置，所述干燥装置具有混合物料入口、干燥热风入口、尾风出口和干燥后物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；热解装置，所述热解装置具有物料入口、干馏热风入口、生物炭出口、热解油气出口、干馏冷风出口，所述物料入口与所述干燥后物料出口相连；筛分装置，所述筛分装置具有生物炭入口、土壤改良剂出口和大颗粒生物炭出口，所述生物炭入口与所述生物炭出口相连，所述大颗粒生物炭出口与所述生物质入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：第一配风室，所述第一配风室具有第一尾风入口、干馏冷风入口和干燥热风出口，所述第一尾风入口与所述尾风出口相连，所述干馏冷风入口与所述干馏冷风出口相连，所述干燥热风出口与所述干燥热风入口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：油气分离净化装置，所述油气分离净化装置具有热解油气入口、热解油出口和热解气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连，所述热解油出口与所述焦油入口相连。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括：燃烧室，所述燃烧室具有燃料入口、第一空气入口和高温烟气出口；二燃室，所述二燃室具有热解气入口、第二空气入口、高温烟气入口和燃烧后烟气出口，所述热解气入口与所述热解气出口相连，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连；第二配风室，所述第二配风室具有第二尾风入口、燃烧后烟气入口和干馏热风出口，所述第二尾风入口与所述尾风出口相连，所述燃烧后烟气入口与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维娜，兰玉顺，王超，代锁柱，李东亮，陈海洋，雷小雪，
申请(专利权)人：北京云水浩瑞环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11