[发明专利]一种污泥深度脱水燃料化方法及装置

说明书

本发明公开了一种污泥深度脱水燃料化方法及装置，包括以下过程：污泥电脱水过程：污泥在直流电场作用下脱水，形成饼状或颗粒状污泥的污泥电脱水过程；污泥与生物质颗粒混合过程：对污泥电脱水过程中形成的饼状或颗粒状污泥与呈颗粒状的生物质颗粒进行均匀混合的过程；机械挤压成型过程：对污泥与生物质颗粒混合过程得到的污泥生物质混合物料通过机械压力作用变成形状一致的颗粒状燃料颗粒的机械挤压成型过程，最后做为固体燃料使用。本发明为市政污泥的产业型燃料化提供了高效低成本的技术路线及装备。

技术领域

本发明涉及一种污泥深度脱水燃料化方法及装置，特别是经压滤脱水的压滤脱水污泥再经过电脱水后与秸秆或木屑混合，由机械作用挤压成形状统一的压块做为固体燃料使用，属于污泥处理处置、生物质利用及环保技术领域。

背景技术

市政污泥作为污水处理的必然产物，是城市生活污水和工业废水在处理过程中产生的固体废弃物，如果得不到妥善的处置将会对环境造成二次污染。污泥污染已经成为了公众关注的重要问题之一。

目前在传统的污泥处置方法的基础上，很多国内外的研究人员对污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化等方面进行了更多的探索研究。如将污泥用于制备建材、裂解制油或制备一些吸附材料等，但是还没有得到大量的应用。

另外，我国是一个农业大国，拥有丰富的农作物秸秆资源，但是秸秆资源化综合利用率很低，秸秆焚烧及随意丢弃的现象也屡见不鲜，不仅是对农作物秸秆资源的极大浪费，而且也造成环境污染。秸秆和木屑等生物质热值较高，如果直接入炉焚烧，燃烧时间短，而污泥一般热值不高，既不能农用，也难直接焚烧。如果将两者混合压制成燃料则可以优势互补，便于利用。

但污泥经过机械压滤后含水率一般在80％以上，呈膏状，直接与秸秆等生物质混合会造成压块成型困难且影响后续使用。所以，污泥必须进行高干脱水，将含水率降低到60％以下，并将其由膏状物变成块状后能够极大地方便燃料化过程中的混合与挤压。

污泥制备固体燃料通常是将半干污泥与辅助燃料(煤、木屑、秸秆等)、稳定剂等混合成型后制得燃料，辅助燃料添加比例大(约50％)。污泥需要干化或半干化，一定程度上增加了污泥制备固体燃料的成本，限制了技术的应用。

现有技术公开了污泥合成燃料及其制备方法，包括生化处理混料装置、固化处理混料装置、燃料合成混料装置、破碎装置、干燥装置、燃料成型装置，合成燃料由污泥、秸秆、煤粉、助燃剂组成，制备后的合成燃料热值达5000kcal/kg以上，但采用干燥法使含水率降至20％左右需要的能耗较大，影响工业应用。

现有技术还公开了污泥-秸秆-原煤的生物质燃料及其制备方法和燃料炉渣的应用，先通过石灰对污泥的预处理，再经过污泥、秸秆的好氧堆肥脱水使含水率降至50％，再将污泥、秸秆混合物与原煤混合，最后压制成型。但是采用好氧堆肥对污泥、秸秆进行脱水处理耗时较长15～50天，利用效率较低，且污泥堆肥产生的臭气存在二次污染。

以上方法均解决了污泥与秸秆热值利用的问题，但污泥与秸秆混合压榨后焚烧的方法仍存在以下问题：其一，污泥的高干脱水成本较高；其二，混合燃料的制备过程中加压机械的动力消耗大。这些问题的解决是低成本高效率地将污泥与秸秆等生物质混合制做燃料颗粒必须解决的问题。本发明的目的在于开发一种污泥深度脱水燃料化方法，并提供能够低成本高效率地使混合燃料成型的机械设备，为污泥与秸秆等生物质混合制成生物燃料提供技术和装置的支撑。

发明内容

本发明的目的在于开发一种污泥深度脱水燃料化方法及装置，通过直流电场对机械压滤脱水后的污泥进行深度脱水，之后与破碎的生物质混合经过机械挤压成型制成颗粒均匀的燃料颗粒；通过挤压和抽气双重作用降低挤压的机械阻力、提高挤压效果，减少动力消耗；通过在机壳上的挤压转轴转动带动的物料转动方向的相反方向开设出气孔达到顺畅的挤压和抽气；由此，实现高效低成本的污泥深度脱水生物质混合燃料化。

本发明的技术采用如下方案实现：