【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水厂污泥资源化，尤其涉及一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备及方法。
技术介绍
1、污泥作为污水处理的副产物，其含水率高且成分复杂，源头上具有“资源”和“污染”双重属性，处理不当就会造成二次污染。2021年我国污泥产量达到7676.3万吨，预计2025年我国污泥产量将突破9000万吨，日趋增长的污泥在低碳和资源化处理处置方面仍有较大的发展空间。
2、在现有技术专利202211109432.7中公开了一种生物炭陶粒颗粒填料生产方法，所述方法是将脱水污泥与粉煤灰、石灰等工业废弃物混合后，通过加热搅拌、压力成型造粒、低温有氧热解、瞬时燃烧、湿养护等步骤后制成具备空间多口结构的生物炭陶粒资源化产品，具备作为气、液相优质吸附剂吸附各类特定污染物的潜能。
3、生物炭陶粒制备过程中压力成型造粒设备采用双螺杆造粒机，造粒机出口设置出料模头口板，混合物料通过压力成型加工成一定大小的湿基柱状颗粒。但在实际应用过程中，双螺杆造粒机的造粒效果和稳定运行受混合物料含水率的影响较大：物料含水率较低时，螺杆与物料粉末间会发生“打滑”，物料无法被稳定输送，同时物料与螺杆间的摩擦力变大，摩擦热使得物料中的水分迅速被气化，受压蒸气从出料口间歇喷出，导致物料无法成型且间歇性粉状喷出；物料含水率较高时，由于粘附性增大，物料易黏附在螺杆、料筒及出料口板上，导致模头口板出料不均匀甚至阻塞。物料含水率较高或较低都导致无法稳定压力成型及连续稳定造粒。经过系列的造粒实验证明，脱水污泥与工业固废混合物料的适宜含水率在28-32％之间，
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备及方法，解决现有技术中生物炭陶粒压力成型生产过程中污泥含水率偏高造成双螺杆造粒机黏附、出料不均匀及阻塞的问题。创新设计双螺杆挤出设备多功能分区组合，即脱水污泥与工业废弃物混合物料利用双螺杆多段集成式挤出技术，将水分挤出、水蒸气排出和成型造粒三段工艺集成在一台双螺杆设备上的工艺方法，实现对脱水污泥与工业废弃物混合物料含水率控制以及稳定压力成型造粒，从而保障连续生产出具备一定强度、含水率适宜的湿基柱状颗粒，再通过低温有氧热解形成生物炭陶粒产品。释压排气是塑料熔融挤出过程中应对物料产气常用的技术，塑料熔融体易形成封闭的熔融体阻止气体轴向扩散，而促使气体从释压排气口排出；而由于污泥与粉煤灰等工业固废的混合物料进入释压排气段前仍具有较多的口隙，物料产生气体极易沿轴向运动导致难以有组织收集和处理利用。故本专利技术提供了一种解决此类问题的一体化设备及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，包括机座、动力系统、进料系统、水分控制段、挤出造粒成型段和传送带装置，所述传送带装置、所述动力系统、所述水分控制段和所述挤出造粒成型段依次设置于所述机座上，所述进料系统设置于所述水分控制段；
3、所述水分控制段包括水分控制段料筒、水分控制段螺杆、排水口和排气口，所述水分控制段料筒和所述水分控制段螺杆设置于所述机座上，所述水分控制段料筒的内壁具有水分控制段螺纹，所述排水口和所述排气口均设置于所述水分控制段料筒上，所述进料斗与所述水分控制段料筒连通；
4、所述挤出造粒成型段包括挤出造粒成型段料筒、挤出造粒成型段螺杆、送料器和成型模具，所述挤出造粒成型段料筒和所述挤出造粒成型段螺杆均设置于所述机座上，所述挤出造粒成型段料筒具有挤出造粒成型段螺纹，所述成型模具设置于所述挤出造粒成型段螺杆上，所述送料器为圆柱状，与所述挤出造粒成型段螺杆焊接连接。
5、其中，所述动力系统包括电动机和传动装置，所述电动机设置于所述机座的内侧壁，所述传动装置设置于所述电动机的输出端，所述传动装置与所述机座的上方螺栓连接。
6、其中，所述进料系统为进料斗，所述进料斗设置于所述水分控制段。
7、其中，所述水分控制段占比为35-45％，所述挤出造粒成型段占比为55-65％。
8、其中，所述水分控制段螺杆采用等距突变型三段式，所述水分控制段螺杆分为水分挤压区段、填充及水分气化区段以及释压排气区段。
9、其中，所述挤出造粒成型段螺杆形式采用变距式。
10、其中，所述水分挤压区段、所述填充及水分气化区段和所述释压排气区段分别占所述水分控制段料筒总长的35-40％、35-40％和20-30％。
11、其中，所述释压排气区段的水分控制段螺杆直径为0.8-0.9水分挤压区段的水分控制段螺杆直径。
12、其中，所述水分控制段料筒和所述挤出造粒成型段料筒的材料为合金钢材料，所述水分控制段料筒和所述挤出造粒成型段料筒的截面为椭圆形，长轴直径为短轴直径的两倍。
13、本专利技术还提供一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控方法，采用上述所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，包括如下步骤：
14、污泥与工业固废的混合物料由料斗进入料筒，物料进入后首先进入水分控制段水分挤压区段，在水分挤压区段物料中的部分水分在物料输送挤压作用下逐渐被挤出，并通过该区段机筒下部设置的排水口排出；
15、物料进入填充及水分气化区段时，先通过一段没有螺纹的空腔段由来料压力作用将空腔填充，再进入升压和水分气化段螺杆，由于螺杆的剪切摩擦作用将机械能不断转化为物料热能，使得物料中部分水分转化为水蒸气，同时由于螺道容积减小导致物料压力升高，形成物料全充满的压实体；
16、物料再进入释压排气区段，螺道容积变大产生物料快速释压，水蒸气释放并通过排气口排出；
17、通过调整所述水分控制段螺杆的转速参数，实现多余水分挤出和气化；
18、具备适宜含水率的物料最后进入挤出成型造粒段，利用变距式螺杆设计，即通过螺杆间距逐渐减小，实现物料压力逐渐增大，最后通过旋转送料器的输送，将适宜压力物料从成型模具的模口中均匀挤出切粒，得到3mm-10mm的柱状湿基混合物料颗粒。
19、本专利技术所采用的技术方案如下：
20、污泥与工业固废的混合物料由料斗进入料筒，物料在双螺杆输送和混合作用下首先进入水分控制段，水分控制段螺杆采用等距突变型三段式螺杆，即水分控制段螺杆按功能分为水分挤压区段、填充及水分气化区段以及释压排气区段，使得物料在输送过程中通过挤压、水分气化及释压排气将含水率降低至合理水平，在水分挤压区段物料中的部分水分在物料输送挤压作用下逐渐被挤出，并通过该区段机筒下部设置的排水口排出；物料进入填充及水分气化区段时，先通过一段没有螺纹的空腔段由来料压力作用将空腔填充，再进入升压和水分气化段螺杆，由于螺杆的剪切摩擦作用将机械能不断转化为物料热能，使得物料中部分水分转化为水蒸气，同时由于螺道容积减小导致物料压力升高，形成物料全充满的压实体；物料再进入释压排气区段，螺道容积变大产生物料快速释压，水蒸气释放并通过所述排气口排出，具备适宜含水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
2.如权利要求1所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
3.如权利要求2所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
4.如权利要求3所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
5.如权利要求4所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
6.如权利要求5所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
7.如权利要求6所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
8.如权利要求7所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
9.如权利要求8所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
10.一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控方法，采用如权利要求9所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
2.如权利要求1所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
3.如权利要求2所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
4.如权利要求3所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于，
5.如权利要求4所述的污泥混合物料压力成型造粒含水率调控设备，其特征在于
6.如权利要求5所述的污泥混合...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梦雪，黄勇，申朝阳，吴军，代鸿刚，
申请(专利权)人：南京高科环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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