[发明专利]一种连续式污泥热分解方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种连续式污泥热分解系统。

背景技术

随着城市化进程步伐的加快，市政污泥的产出量也在同步大幅增加，污泥的成分很复杂，包含有机物、无机物、微生物、重金属、盐类等。

现有技术中，市政污泥处理系统中的物质流可分为四类：污泥流、热气流、空气流和水流。现有方法先将含水率80％左右的脱水污泥经过污泥斗后进入干化炉中，初始污泥在干化炉中被干化至含水率30％后由传送带送至碳化炉中进行碳化，然后碳化后的污泥由传送带送入冷却塔内进行冷却。现有的干燥系统采用明火热气烘干，干燥过程产生大量的微尘，尤其是在干燥出料工序中，风机产生大量PM100以上的微尘，对环境造成大量污染。现有的碳化主机采用螺旋式推进器，该推进器很难承受完全碳化所需的700℃以上的高温，很难保持连续稳定运行状态。现有污泥热分解方法采用循环水冷却系统，由于出碳温度可达到500℃以上，需要大量的循环冷水来降低温度，能源消耗和机械消耗大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现热量、产物循环利用的多功能高效环保型污泥处理方法和装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种连续式污泥热分解方法，包括以下步骤：

步骤1)干燥过程：将待处理污泥在输料装置内搅拌均匀后传输到干燥窑炉中，待处理污泥在干燥窑炉内干燥至含水量10％-30％，形成一级干污泥且产生高温水蒸气，将一级干污泥分成两部分，分别为待碳化污泥和循环污泥；将循环污泥回流至输料装置内与待处理污泥混合，形成含水量40％-50％的二级干污泥；干燥窑炉内为负压；

步骤2)碳化过程：将待碳化污泥传输至碳化窑炉中进行碳化获得碳及燃烧尾气，碳化过程在负压下进行；

步骤3)热交换回收：将步骤1)干燥过程产生的高温水蒸汽的一部分进行热交换冷凝除湿处理，将热量回收并获得干冷空气和冷凝水；将高温水蒸汽的另一部分传送至步骤2)的碳化窑炉为碳化提供能量；干冷空气再经热交换冷凝除湿处理过程回收的热量加热后进入干燥过程，为干燥过程提供所需热能；冷凝水经步骤2)获得的碳吸附除杂后形成过滤水；

步骤4)燃烧尾气处理：步骤2)所述碳化过程产生的燃烧尾气先经过焦油气化处理，分解成焦油和烟气，所述烟气降温后经步骤3)所述过滤水进行洗净处理过程，洗净后的烟气可排放，洗净处理过程产生的废水经步骤2)获得的碳吸附除杂后再次形成过滤水循环利用。

本发明的有益效果是：①本发明的污泥处理方法中，将污泥在干燥过程产生的高温水蒸气进行热交换，热交换回收的热量用于加热除湿后的低温空气，低温空气加热后用于污泥的干燥过程，整个干燥过程的热量可循环利用，热能损耗小，初始提供一次能量就能保证整个污泥处理过程的连续循环运行；②冷凝水可经过碳的吸附净化处理用于碳化过程产生尾气的脱磷脱硝过程，与尾气混合后的废水可再经碳吸附净化继续循环利用，整个尾气处理过程将热交换回收产生的冷凝水和碳化过程产生的碳充分循环利用，不需要消耗额外的蒸馏水或吸附剂，达到高效节能环保的目的；③本发明采用初始污泥和高温干燥污泥按一定比例返混形成待处理污泥，能够对初始污泥进行预热干燥，一方面能够保证很快过度到后续干燥阶段，另一方面也防止含水量过高的初始污泥粘附在干燥系统内壁上；④干燥和碳化均在负压下进行，可保证污泥在干燥过程中产生的臭味不会外泄，避免污染空气。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，步骤2)所述碳化过程还包括：将刚出炉的碳携带的热量通过风机传输至输料装置内的待处理污泥中，将输料装置内的待处理污泥在搅拌过程产生的水蒸汽通过风机传输至刚出炉的碳中。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于刚出炉的碳温度在500℃-700℃之间，冷却过程很慢，通过风机将刚出炉的碳的热量传送到待处理污泥中，并将待处理污泥蒸发的水蒸气传送到刚出炉的碳中，在高温碳和低温污泥建立了一个温度循环，加快高温碳降温的同时，也加速了低温污泥的除湿干燥，加快了方法流程，节约了大量的热能。

进一步，步骤1)所述待处理污泥依次从上至下经过干燥过程和碳化过程；步骤4)所述燃烧尾气处理过程在尾气处理装置中烟气的走向为从下至上。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于碳化窑炉排出的烟气温度很高，不利于直接进行清洗，需要先对烟气进行降温处理。由于污泥从干燥到碳化，温度逐渐升高，因此，将污泥的走向和高温烟气的走向相反设置，可将烟气的热量逐层传递给干燥窑炉，也使烟气的温度逐渐降低。