[发明专利]污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统

说明书

本发明公开了一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，包括：1）湿污泥暂存；2）将湿污泥输送至污泥间接换热蒸发装置中换热干燥；3）干燥后的污泥送至热解碳化炉热解，污泥中的水份和挥发物一起析出，形成可燃性气体混合物，送至热解气燃烧炉中燃烧，污泥中剩余的产物以污泥炭的形式经冷却处理后，送至储存系统；4）热解气燃烧炉燃烧产生的高温热烟气为碳化炉提供热量，碳化吸热后的烟气再送入余热回收装置，经加入的燃料加热后产生高温热媒，高温热媒被送入污泥间接换热蒸发装置中，与污泥间接接触，换热后的低温热媒返回余热回收装置加热循环使用；5）余热回收装置尾部排出的尾气经过除尘+脱硫脱硝+除臭处理后达标排放。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理及资源化利用领域，尤其是一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统。

背景技术

随着我国社会经济和城镇化进程的快速发展，城市污水处理及工业废水处理的规模不断扩大，污泥产生量也大幅度增加，急需彻底的处理方式。但由于污泥含水率很高，一般采用直接接触蒸发脱水的方式，比如采用转筒干燥机等，但直接接触将导致大量污泥中的水份和挥发物及臭味进入烟气，增加烟气量和后续烟气净化处理成本。

另外，污泥中还含有大量病原菌、抗生素及重金属等有害物质，目前好氧堆肥、厌氧发酵等很难将处理彻底。而焚烧技术能消除这些有害物质，但处理过程产生更难以处理的二噁英。

因此，开发一种环保、彻底的高含水污泥处置方法和系统成为迫切需求。

中国专利申请CN 107129124 A公开了一种连续处理生活污泥的系统和方法，系统包括：螺旋干燥炭化炉和旋转床热解炉，螺旋干燥炭化炉本体一端具有生活污泥入口，另一端具有炭化污泥出口。本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向上形成进料区、一级干燥区、二级干燥区、碳化物和排料区，各级干燥区分别设置有燃烧器和水蒸气出口，炭化区具有可燃气出口、排料区具有烟气出口；螺旋干燥炭化炉的螺旋输送器在本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向设置；旋转床热解炉具有炭化污泥入口、热解油气出口和固体残渣出口，旋转床热解炉内设置有辐射管。该申请的污泥干燥脱水环节采用的热烟气间接与污泥接触加热的方式，热效率低。该申请对于污泥热解后产生热解油气采取冷却降温收集，再将热解气进行利用的方式，能量利用率低。

中国专利申请CN 109052889 A公开了一种间接加热可移动式工业污泥连续热解方法碳化装置，该方法的工艺流程包括：输送步骤、水分蒸发步骤、中温干化步骤、高温碳化步骤、温压调整步骤、冷却处理步骤、油气冷凝步骤、油类回收步骤、废气处理步骤、废气排放在线检测步骤和PM颗粒物在线监测步骤，利用间接阶梯式的加热方式对移动中的污泥进行连续加热。该申请中污泥干化采用余热烟气间接换热干化的方式，热效率低，设备庞大；其热解后产生热解油气冷凝回收再利用，浪费了热解油气的显热，需要补充更多的外部热量满足干化碳化要求。另外，尾气处理仅采用单纯的碱洗工艺，该工艺仅能处理尾气中的部分灰尘及二氧化硫等酸性气体，对于尾气中氮氧化物等污染物的治理未做说明。

中国专利申请CN 108423961 A公开了一种污泥处置方法，包括以下步骤：将污泥注入反应釜后在反应釜内通入饱和蒸汽使污泥发生热水解反应，并得到热水解后的泥浆；将得到的泥浆注入到压滤机中进行机械压滤脱水，得到泥饼和滤液；将得到的泥饼置入碳化炉

中进行碳化，得到生物炭、热解气、焦油；将到的生物炭中的一部分作为热水解反应的催化剂返混至反应釜中；将得到的热解气和焦油经除尘后通入到热解气蒸汽锅炉中，并将产生的高温蒸汽再返回至反应釜中。该申请为蒸汽与污泥直接接触进行热水解破壁，再压滤脱水的工艺，工艺复杂，会产生污染，浪费资源。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统，其能够实现污泥的减量化、无害化和资源化。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：