[发明专利]污泥高温碳化系统及碳化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，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及碳化工艺。

背景技术

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。

发明内容

本发明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及碳化工艺。

本发明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。