[发明专利]将城市污泥转换成气、液、固燃料方法及全封闭设备系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种将城市污泥转化为可贮存的燃气、燃料油、固体燃料的全套生产方法及设备系统，用来炼制气、液、固态燃料，属于环境工程技术领域。

背景技术

污泥处理(sludge treatment)是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程。

有很多种方法可以用来处理含油污泥，化学和物理的方法例如：焚烧、氯氧化、臭氧氧化和燃烧，生物的处理方法例如：生物修复、传统堆肥法等等。

目前有多种的污泥环保处理方法，也包括了污泥造气、污泥固体燃料、污泥造油等，但是在污泥处理过程中是单一无害化的处理过程，所剩余物另行独立处理，这些方法肯定会产生第二次污染的危险性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种以污泥、废旧塑料为混合炼制物料，经缺氧热裂解、催化制造燃气及燃料油、乳化重油和固体燃料的连续生产方法以及使用该方法的设备，本发明同时提供了对可燃气体进行存储的方法。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

1.采用经脱水处理及初步灭菌处理的脱水污泥作为基本原料；

2.将污泥与废旧塑料或废旧轮胎经输送设备送入裂解炉中，该裂解炉内设有卧式旋转砣式无轴刮壁反应釜，该反应釜的搅拌方法为无轴鳍型装置摆砣式无轴刮壁，此裂解炉可顺逆方向360°旋转，污泥与废旧塑料的比例为污泥占总重量的60％以上，废旧塑料占总重量的40％以下；

3.在裂解炉初始升温时，根据污泥及废旧塑料的总含水量加入2-6％的氧化钙作为脱氯剂及发热剂，及起到杀菌作用，进行混炼；

4.当裂解炉温度提升至80℃时，开始分批加入反应物总量的1-3％的锌类催化剂以及2-4％的铝类催化剂造气剂，加入催化剂的量视所需可燃气与油品的产成比例而定；

5.当所有原料及化学剂添加完成后，封闭裂解炉进料口及开动裂解炉后端的负压装置，使裂解炉在缺氧负压中工作，由于反应物在缺氧负压中反应，裂解炉温度在120-160℃时，开始破坏污泥的结构，使污泥的结晶水加快脱出，大量的水蒸汽在负压装置设备的作用下，经该设备的负冷凝管激冷转为水后迅速引排，所排出的水分，是经过裂解炉中的氧化钙作用呈非酸性，无细菌；

6.当裂解炉的温度升至240-300℃时，裂解炉内物质已完成干燥并开始热解，完成物料热解的温度为500-850℃，为裂解最终温度；在该温度范围内也就是生成可燃气体和炭黑的阶段，为了防止残渣熔融，需保持在950℃以下，同时在此阶段中，当固体残渣与其他高温分解的产物分开后，蒸汽产物迅速通过热交换器进行激冷，阻止大的油分子进一步裂解，避免形成不符合产品所需要求的产物；

7.可燃气体收集系统中，除利用现有的水封安全设备外，另增加有毒气体二恶英捕捉装置，及可燃气体的清洁装置(如碱液清洗器，以便消除HCl和残余的硫化物)，二恶英捕捉装置是由两组装有有机溶剂的水封式设备组成，该方法是依据二恶英气体的熔点较高、极难溶于水，但溶于大部分有机溶剂的特性而设立的；

8.可燃气体输送及储存：可燃气体输送系统由始于可燃气体收集系统中的尾端输气管，经专用燃气压缩机将燃气压缩到0.5Mpa时，同时起到第一级的气体脱水作用；再将可燃气体送第二级专用燃气压缩机，将燃气压缩到1Mpa时，同时起到二次燃气脱水作用，再将可燃气体送入燃气储存库作为燃气发电用途；

9.裂解剩余固体残炭利用：当固体残渣经热裂解炉自动卸出后，由水封熄火槽急冷，从中回收残渣中的重金属，以免再造成燃煤在燃烧过程中所产生的重金属飞灰造成二次污染，通过螺带式输送管道直接送入固体燃料生产线，该生产线由风选组机为起点，进入高能低硫煤的生产工艺(该工艺及设备线发明人已申请发明专利，专利号为[20101048172.5])，其污泥炭黑与高能低硫煤原料比配为30％∶70％，最后得到高能低硫煤；

10.裂解炉反应尾气处理：裂解炉反应后产生的烟气经除尘脱硫设备进一步净化处理，将气体成分和固体沉渣加以分离，然后将尾气进行处理，将沉渣进行过滤处理。

本发明所述的技术方案采取了全封闭的系统来完成，具体来讲，本发明所述的全封闭式设备系统包括裂解炉1、油气分离与存储设备2、可燃气体收集与存储设备3、固体燃料生产设备4和裂解炉烟气处理设备5，各部分为全封闭结构，各部分的连接和功能如下所述：