污泥高温碳化系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种污泥高温碳化系统。该污泥高温碳化系统包括脱水污泥供给单元、脱水污泥干化单元、干化污泥碳化单元、热循环交换单元、以及碳化加热炉。该脱水污泥干化单元包括脱水污泥干燥机。该干化污泥碳化单元包括污泥碳化炉。该碳化加热炉用于供给加热气体至该脱水污泥干燥机以及用于供给加热气体至该污泥碳化炉。该热循环交换单元用于将该脱水污泥干化单元排出的加热气体经过换热后传送至该碳化加热炉进行燃烧脱臭。该碳化加热炉用于将所述污泥碳化炉中碳化产生的干馏气体进行燃烧脱臭。该碳化系统将污泥在干化及碳化中产生的碳化干馏气体的利用与废气的高温脱臭综合处理相结合，降低了能耗，且简化了设备配置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工领域，尤其涉及一种适应于城市污泥处理的大规模污泥高温碳化系统。
技术介绍
截至2011年底，全国累计建成城镇污水处理厂3135座，污水处理能力达到1.36亿立方米/日。其中，正在建设的城镇污水处理项目达1360个，总设计能力约2900万立方米/日。2011年累计处理污水393.13亿立方米，由此得出，中国2011年污泥产量为503万吨。依此推算，预计至2015年底，中国的污泥产量将至777万吨。污水处理厂产生的污泥为含水量在75 99%不等的固体或流体状物质。其中的固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所用药剂等组成，是一种以有机成分为主，组分复杂的混合物，其中也包含有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素。如果污水中具有生活污水，且包括有工业废水，则污泥中不仅含有病原菌、病毒和寄生虫(卵)，还可能有重金属和难降解的有毒有害的有机物质等一系列污染物质，其是污水处理过程形成的最主要的潜在二次污染源。国内污水厂一般规模较大，日处理污水能力在5万吨-30万吨之间，按照每万吨污水产生5吨湿污泥量计算(含水率80%)，污泥日产生量在25-150吨。目前已开展污泥处理处置的主要是大中城市，且一般采用建设区域集中污泥处置中心的方式，将几个污水厂的污泥集中处理，日处理湿污泥规模一般为100-400吨左右，个别规模甚至达到近千吨。然而，目前国内引进的污泥碳化 设备受到结构限制，最大处理能力一般为日处理湿污泥100吨以内，无法适应国内用户对污泥采用集中、大规模处置的需求。目前，我国的污泥处置主要还是以农业利用和卫生填埋为主，两者分别占污泥处置总量的46.43%和35.71。然而，在全国现有的污水处理设施中，包括有污泥稳定处理设施的还不到其处理总量的1/4。污泥带来的主要问题有:有机物污染与重金属污染等。并且，污泥填埋也影响城市生活垃圾的填埋，其不但占用大量的有效土地，还会对地表环境和地下水资源造成严重的污染，并且污染土质结构和农作物生长。由此可知，解决不好污泥处置的问题就不可能从根本上实现水环境的改善，将会给我国城市生态环境造成严重问题。综上所述，如何妥善处理、处置大量堆放的污泥问题已经成了国内多数污水处理厂急需解决的问题，也是全球共同关注的话题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是:提供一种减量化、无害化、稳定化、资源化的适应于城市污泥处理的大规模污泥高温碳化系统。本技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为:污泥高温碳化系统，其特征在于，它包括脱水污泥供给单元、对所述脱水污泥供给单元提供的脱水污泥进行干化的脱水污泥干化单元、对干化后的污泥进行碳化的干化污泥碳化单元、热循环交换单元、以及碳化加热炉，所述脱水污泥干化单元包括脱水污泥干燥机，所述干化污泥碳化单元包括污泥碳化炉，所述碳化加热炉用于供给加热气体至所述脱水污泥干燥机中以干燥污泥以及用于供给加热气体至所述污泥碳化炉中以使污泥加热碳化，所述热循环交换单元用于将所述脱水污泥干化单元排出的加热气体经过换热后传送至所述碳化加热炉进行燃烧脱臭，所述碳化加热炉用于对所述污泥碳化炉中碳化所产生的干馏气体进行燃烧脱臭。上述方案中，所述脱水污泥干化单元还包括旋风除尘器、干化污泥刮板输送机、及干化污泥储存仓，经所述脱水污泥干燥机干燥后的干化污泥经由所述干化污泥刮板输送机输送到所述干化污泥储存仓中储存，所述脱水污泥干燥机排出的加热气体经过旋风除尘器后进入所述热循环交换单元。 上述方案中，所述干化污泥碳化单元还包括干化污泥螺旋输送机及碳化物输送储存装置，所述干化污泥螺旋输送机用于将所述脱水污泥干化单元输出的干化污泥输送至所述污泥碳化炉，所述碳化物输送储存装置用于将污泥碳化炉中形成的碳化物进行输送和储存。上述方案中，所述热循环交换单元还用于将所述污泥碳化炉排出的加热气体经过换热后排放，所述热循环交换单元包括循环风机、引风机、鼓风机、一级热交换器、及二级热交换器，所述脱水污泥干化单元排出的加热气体通过所述循环风机传送至所述一级热交换器换热后再传送至所 述碳化加热炉进行燃烧脱臭，所述污泥碳化炉排出的加热气体经过所述一级热交换器以及二级热交换器换热后，再在所述引风机的引导下排空，所述鼓风机用于鼓入空气并使空气通过所述二级热交换器充分加热后进入所述碳化加热炉。上述方案中，所述污泥碳化炉包括可回转的碳化釜体、驱动机构、设置在所述碳化釜体内壁的多个抄板、设置在所述碳化釜体污泥入口的多个导流板、环绕在所述碳化釜体外周的外筒，所述碳化釜体用于碳化所述脱水污泥干化单元输送来的干化污泥，所述驱动机构用于带动所述碳化釜体旋转，所述外筒用于容纳加热介质以加热所述碳化釜体从而间接加热所述碳化釜体内的干化污泥。上述方案中，所述外筒包括多段独立的加热室，所述多段加热室沿所述碳化釜体的轴向方向排列，每段加热室均设置有热风进口与热风出口。上述方案中，所述污泥碳化炉还包括有温度控制单元，所述温度控制单元包括至少一个第一温度控制元件和多个第二温度控制元件，所述多个第一温度控制元件用于检测所述碳化釜体在碳化污泥过程中的温度，并根据所述温度调节所述驱动机构带动所述碳化釜体旋转的转速，所述多个第二温度控制元件用于检测每段加热室的温度，并根据所述温度调节所述热风进口的进风量与进风温度。本技术的有益效果为:1、该污泥高温碳化系统能充分利用脱水污泥在干化以及碳化过程中产生的干馏气体燃烧后形成的热量，用于污泥干化以及碳化过程。该污泥碳化系统回收利用热能，从而达到节能的目的。2、该污泥碳化系统对脱水污泥进行碳化，从而能大量减少污泥的体积与重量，并且在碳化过程中产生的碳化产品颗粒无臭味。同时，该污泥碳化系统在处理过程中产生的废气与废水的排放达到城镇污水处理厂污泥处置-单独焚烧用泥质标准中的相关规定。并且，污泥经碳化处理后，重金属离子被固化在碳化物产品中，从而变得稳定，而对环境没有危害。并且，在脱水污泥的碳化过程中，重金属相对稳定，且污泥碳化物的重金属浸出毒性达到《城镇污水处理厂污泥处置-单独焚烧用泥质》(CJ-T290-2008)的排放限值规定。进一步地，脱水污泥碳化后的产物具有和木炭相似的特性，可作为土壤改良和园林绿化等。3、该污泥碳化系统可实现脱水污泥日处理量100吨以上的规模化处理。4、该污泥碳化系统将污泥在干化以及碳化过程中产生的碳化干馏气体的利用与废气的高温脱臭综合处理相结合，在为脱水污泥的碳化处理提供能量的同时对废气进行高温脱臭处理，降低了该污泥碳化系统能耗，且简化了该污泥碳化系统的设备配置，使系统的操作运行更简便、可靠。5、该污泥碳化系统可根据最终产品需求，能在600摄氏度到800摄氏度下对污泥碳化处理。6、该污泥碳化系统使用多段加热室对碳化釜体进行加热，可以保证碳化釜体的高温环境且使碳化釜体内的温度更均匀，有利于碳化物的稳定形成。附图说明图1为本技术实施例提供的污泥高温碳化系统的结构示意图。图2为图1中的外热回转间接式污泥碳化炉的结构示意图。图中:1-脱水污泥储存仓，2-脱水污泥螺旋输送机，3-污泥螺杆泵，4-脱水污泥干燥机，5-旋风除尘器，6-干化污泥刮板输送机，7-干化污泥储存仓，8-干化污泥螺旋输送机，9-外热回转间接式污泥碳化炉本文档来自技高网...

【技术保护点】
污泥高温碳化系统，其特征在于，它包括脱水污泥供给单元、对所述脱水污泥供给单元提供的脱水污泥进行干化的脱水污泥干化单元、对干化后的污泥进行碳化的干化污泥碳化单元、热循环交换单元、以及碳化加热炉，所述脱水污泥干化单元包括脱水污泥干燥机，所述干化污泥碳化单元包括污泥碳化炉，所述碳化加热炉用于供给加热气体至所述脱水污泥干燥机中以干燥污泥以及用于供给加热气体至所述污泥碳化炉中以使污泥加热碳化，所述热循环交换单元用于将所述脱水污泥干化单元排出的加热气体经过换热后传送至所述碳化加热炉进行燃烧脱臭，所述碳化加热炉还用于对所述污泥碳化炉中碳化所产生的干馏气体进行燃烧脱臭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗臻，钱鸣，张军发，杨海，刘景平，
申请(专利权)人：湖北博实城乡环境能源工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：