一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺，本系统包括污泥处理装置，烟气处理装置，热解气净化装置，供热装置，鼓风机，换热器和混风罐，湿污泥经竖式压滤机压榨、内加热回转干燥窑烘干后，送入立式热解机内热解碳化；除污泥基生物炭产物输出系统外，产物热解气进入喷淋塔进行分离、净化，净化后的可燃气全部送入燃烧器中作为回用热源，净化分离出的重组分与污泥混拌进行二次热解，整个系统产生的多余烟气经处理后达标排放，本系统通过化学反应改变了污泥的性质，达到了污泥最终处理要求，具有生产工艺简单、产出物状态稳定、无二次污染等优点，实现了污泥处理的减量化、稳定化、无害化、资源化要求，符合污泥处置“四化”原则。

【技术实现步骤摘要】
一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺
本专利技术涉及固体废物处理
，尤其涉及一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺。
技术介绍
市政污泥作为污水处理的副产品，可以说是污水处理的最后一公里。但一直以来，由于价费机制、技术、上下游管理等因素，致使污泥处理处置成为目前环境产业较为突出的问题领域之一，“重水轻泥”的现象普遍存在，污泥缺乏规范有效的处理。2015年“水十条”发布，明确推进污泥处理处置，规定污水处理设施产生的污泥应进行减量化、稳定化、无害化和资源化处理处置，禁止处理处置不达标的污泥进入耕地。污泥一般来自废水处理系统中初沉池、二沉池以及深度处理构筑物底部的残留物。污泥的主要结构为复杂的絮状体，主要由大量微生物、有机物、无机物絮凝聚合形成的菌胶团组成。这就导致污泥不仅具有较高的含水量，还包含大量的有机物。污泥中的水分包括间隙水、吸附水、毛细水和内部水。虽然污泥经脱水后，大部分间隙水和毛细水可被去除，但是污泥中细胞的吸附水与内部水较难去除，因此脱水污泥含水率仍然较高(一般为78-82％)。污泥中的有机物大都来自菌胶团吸附的未经微生物处理的有机物，以及微生物的胞内有机物。其中碳水化合物含量较高，而蛋白质、脂肪等物质的含量相对较低；此外污泥中还含有大量可被植物利用的营养元素，如氮、磷、钾等，这都将是污泥处理的限制性因素，使传统的污泥处理方法受到挑战，已经无法满足环境要求。同时，污泥处理处置的投资和运行费较高，如处置不当，将造成“二次污染”，这已成为环境保护领域难题，备受关注。近几年来，新兴的污泥处理技术快速发展，其中热化学处理技术在产热、发电、生产可再生燃料和环保材料等方面均体现出其独特的优势，同时在减少温室气体排放和缓解气候变化等环境问题上也具有重要意义。热化学处理是利用高温将固体物质中的有机成分转化成不同形式的高品位能源和产品的过程，主要包括热解技术、水热技术、气化技术。其中，热解技术根据加热温度不同主要分为慢速热解、常规热解、快速热解等，是指在没有氧或氧化剂存在的情况下(理论上在惰性气氛中进行)，将热解原料加热至500-1000℃所进行的热化学反应。热解过程极为复杂，包括热量传递、物质扩散等物理过程，以及许多平行发生的化学反应，如分子内(间)脱水、大分子裂化、分子异构化、脱氢、芳构化、焦化、冷凝和官能团重排等。热解反应最终生成污泥基生物炭、焦油、水蒸气和可燃性气体(热解气)，各产物的产量和成分受诸多因素的影响，如热解温度、升温速率和停留时间等。由于热解技术不同其热解产物有差异，但共同之处均是将原料致密化，获得更稳定和更清洁的能量载体，并减少了储存空间和运输成本。污泥热解则因能促进其资源化而成为近年研究的热点。由于目前市政污泥的传统处理方法仍存在诸多缺陷：如易造成二次污染，对环境影响大，运行成本高等，因此，针对污泥热解处理关键技术，亟需开发一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺以解决上述技术问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺，在密闭微正压、绝氧燃烧的条件下通过化学反应改变污泥的性质，从而实现市政污泥的资源化利用及“以废治废”的循环发展，使得运行费用大为降低并得到控制，减少外接能源，避免传统污泥处理方法对环境的二次污染，产生的烟气和热解气通过烟气处理装置和热解气净化装置处理后回用系统，符合污泥处置减量化、稳定化、无害化、资源化的“四化”原则，应用前景广阔，有利于推广应用。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种市政污泥热解碳化处理系统，包括污泥处理装置，烟气处理装置，热解气净化装置，供热装置，鼓风机Ⅰ，换热器和混风罐；所述污泥处理装置包括柱塞泵及传送装置，储料仓Ⅰ，竖式压滤机，粉碎机，螺旋给料机，一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，储料仓Ⅱ，螺旋输送机，进料密封机Ⅰ，一级立式热解机，出料密封机Ⅰ，进料密封机Ⅱ，二级立式热解机和出料密封机Ⅱ，按照上述顺序将出料口与进料口依次连接形成污泥流通管路；所述烟气处理装置包括一级旋风除尘器，二级旋风除尘器和洗涤塔，所述一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，一级旋风除尘器，二级旋风除尘器，鼓风机Ⅰ、混风罐之间形成烟气回用管路，所述鼓风机Ⅰ的烟气出口还通过换热器与洗涤塔连接，由洗涤塔将多余废气排放；所述热解气净化装置包括泄压水箱和喷淋塔，所述一级立式热解机，二级立式热解机，喷淋塔，燃烧器的热解气出口与热解气进口依次连接形成热解气回用管路，所述二级立式热解机的热解气出口还与泄压水箱连接；所述供热装置包括燃烧器，热风炉和鼓风机Ⅱ，所述燃烧器，热风炉，一级立式热解机，二级立式热解机，混风罐的热风出口与热风进口依次连接形成热风回用管路，所述换热器的热风出口通过鼓风机Ⅱ与热风炉连接。优选地，还包括生物质仓，其内容物为秸秆、谷壳、木屑或煤粉，所述生物质仓的出料口与螺旋输送机连接。优选地，所述一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑的内部设有滚筒，所述滚筒转速在2-10r/min区间可变频调节，所述滚筒内设有打碎装置，所述滚筒外设有保温层，所述打碎装置包括打碎轴和若干沿滚筒长度方向设置于打碎轴上的螺旋叶片，所述打碎轴的转速可变频调节。优选地，所述一级立式热解机和二级立式热解机均为外加热式，其反应釜外部设有供热装置，通过燃烧器提供热风对反应釜加温，维持反应釜内温度，外加燃烧器使用天然气作为燃料，天然气经减压装置减压后，经燃烧器配风燃烧。优选地，所述一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑内均为微负压环境。优选地，所述一级立式热解机和二级立式热解机内均为绝氧、微正压环境。一种市政污泥热解碳化处理工艺，包括以下工序：S1：减量工序，利用柱塞泵及传送装置将湿污泥送至竖式压滤机中进行挤压脱水，脱水后的污泥进入储料仓Ⅰ中储存；S2：干燥工序，储料仓Ⅰ中的污泥经粉碎机破碎后，通过螺旋给料机依次进入一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑中进行干燥处理，干燥温度为130-250℃，干燥后的污泥进入储料仓Ⅱ中储存，一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑内均为微负压环境，其使用的加热气体由热风炉经一级立式热解机和二级立式热解机使用后与回用烟气经混风罐混合降温后提供；S3：热解碳化工序，储料仓Ⅱ中的污泥通过螺旋输送机、进料密封机Ⅰ进入一级立式热解机内进行一级热解碳化，一级热解碳化后的污泥通过出料密封机Ⅰ、进料密封机Ⅱ进入二级立式热解机内进行二级热解碳化，热解碳化温度为500-800℃，一级立式热解机和二级立式热解机内均为绝氧、微正压环境，且均为外加热式，由反应釜外部的供热装置进行供热，通过燃烧器提供热风对反应釜加温，以维持反应釜内温度，外加燃烧器使用天然气作为燃料，天然气经减压装置减压后，经燃烧器配风燃烧；S4：尾气处理工序，包括烟气处理工序和热解气净化工序；烟气处理工序：一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑所产生的烟气进入一级旋风除尘器、二级旋风除尘器除尘干燥后，不凝气经过鼓风机Ⅰ返回作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，包括污泥处理装置，烟气处理装置，热解气净化装置，供热装置，鼓风机Ⅰ，换热器和混风罐；/n所述污泥处理装置包括柱塞泵及传送装置，储料仓Ⅰ，竖式压滤机，粉碎机，螺旋给料机，一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，储料仓Ⅱ，螺旋输送机，进料密封机Ⅰ，一级立式热解机，出料密封机Ⅰ，进料密封机Ⅱ，二级立式热解机和出料密封机Ⅱ，按照上述顺序将出料口与进料口依次连接形成污泥流通管路；/n所述烟气处理装置包括一级旋风除尘器，二级旋风除尘器和洗涤塔，所述一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，一级旋风除尘器，二级旋风除尘器，鼓风机Ⅰ、混风罐之间形成烟气回用管路，所述鼓风机Ⅰ的烟气出口还通过换热器与洗涤塔连接，由洗涤塔将多余废气排放；/n所述热解气净化装置包括泄压水箱和喷淋塔，所述一级立式热解机，二级立式热解机，喷淋塔，燃烧器的热解气出口与热解气进口依次连接形成热解气回用管路，所述二级立式热解机的热解气出口还与泄压水箱连接；/n所述供热装置包括燃烧器，热风炉和鼓风机Ⅱ，所述燃烧器，热风炉，一级立式热解机，二级立式热解机，混风罐的热风出口与热风进口依次连接形成热风回用管路，所述换热器的热风出口通过鼓风机Ⅱ与热风炉连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，包括污泥处理装置，烟气处理装置，热解气净化装置，供热装置，鼓风机Ⅰ，换热器和混风罐；
所述污泥处理装置包括柱塞泵及传送装置，储料仓Ⅰ，竖式压滤机，粉碎机，螺旋给料机，一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，储料仓Ⅱ，螺旋输送机，进料密封机Ⅰ，一级立式热解机，出料密封机Ⅰ，进料密封机Ⅱ，二级立式热解机和出料密封机Ⅱ，按照上述顺序将出料口与进料口依次连接形成污泥流通管路；
所述烟气处理装置包括一级旋风除尘器，二级旋风除尘器和洗涤塔，所述一级内加热回转干燥窑，二级内加热回转干燥窑，一级旋风除尘器，二级旋风除尘器，鼓风机Ⅰ、混风罐之间形成烟气回用管路，所述鼓风机Ⅰ的烟气出口还通过换热器与洗涤塔连接，由洗涤塔将多余废气排放；
所述热解气净化装置包括泄压水箱和喷淋塔，所述一级立式热解机，二级立式热解机，喷淋塔，燃烧器的热解气出口与热解气进口依次连接形成热解气回用管路，所述二级立式热解机的热解气出口还与泄压水箱连接；
所述供热装置包括燃烧器，热风炉和鼓风机Ⅱ，所述燃烧器，热风炉，一级立式热解机，二级立式热解机，混风罐的热风出口与热风进口依次连接形成热风回用管路，所述换热器的热风出口通过鼓风机Ⅱ与热风炉连接。


2.根据权利要求1所述的一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，还包括生物质仓，其内容物为秸秆、谷壳、木屑或煤粉，所述生物质仓的出料口与螺旋输送机连接。


3.根据权利要求2所述的一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，所述一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑的内部设有滚筒，所述滚筒转速在2-10r/min区间可变频调节，所述滚筒内设有打碎装置，所述滚筒外设有保温层，所述打碎装置包括打碎轴和若干沿滚筒长度方向设置于打碎轴上的螺旋叶片，所述打碎轴的转速可变频调节。


4.根据权利要求3所述的一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，所述一级立式热解机和二级立式热解机均为外加热式，其反应釜外部设有供热装置，通过热风对反应釜加温，维持反应釜内温度，外加燃烧器使用天然气作为燃料，天然气经减压装置减压后，经燃烧器配风燃烧。


5.根据权利要求4所述的一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，所述一级内加热回转干燥窑和二级内加热回转干燥窑内均为微负压环境。


6.根据权利要求5所述的一种市政污泥热解碳化处理系统，其特征在于，所述一级立式热解机和二级立式热解机内均为绝氧、微正压环境。


7.一种市政污泥热解碳化处理工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，卢东昱，李静，马效贤，张薛龙，
申请(专利权)人：北京恩菲环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11