[发明专利]一种基于超临界水氧化污泥技术的干燥装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于超临界水氧化污泥技术的干燥装置，包括超临界水存储器、离心式混合器、空气源热泵烘干系统，超临界水存储器所储存的超临界水，高速喷入离心式混合器中，和流入离心式混合器中的污泥，搅拌混合，离心式混合器为一体结构，在离心式混合器中，对污泥同步进行气化、氧化、脱水处理，并经减压进入空气源热泵烘干系统中，与通过空气源热泵烘干系统处理，制冷除湿的干燥空气接触，循环吸收污泥中剩余水分，干燥污泥。采用本方案，在一体式结构的离心式混合器中，混合搅拌超临界水、污泥，对污泥同步进行气化、氧化、脱水处理，然后减压进入空气源热泵烘干系统中，在常温常压下，无异味干燥污泥，工艺简单，对环境污染大大减少。

技术领域

本发明涉及化工和环境工程技术领域，具体涉及一种采用超临界水氧化污泥的装置及方法。

背景技术

污泥处理是目前城市市政处理重要的环境课题。目前采用填埋法和焚烧法处理。但是，填埋处理会占用一定的填埋空间，并且由于污泥中存在重金属和可能的有害微生物，可能会污染地下水体。焚烧技术是目前国内外普遍采用的针对有机物的处理技术，但是高温燃烧容易产生二噁英、氮氧化物等有毒物质，造成二次污染。此外，对于高水含量的污泥处理，焚烧设施的投入和运营成本该设备较高。

空气源热泵烘干技术是近来出现的一种新技术，利用卡诺循环原理，对空气先进行制冷除湿干燥处理，然后再利用冷凝热加热已经干燥的空气，流过需要干燥的物品，吸收物品的水分，达到干燥的目的，由于空气源热泵烘干具有高效、无污染、操作简单、常温常压下可以规模化操作、且设备成本低廉的特性，广泛用于工农业产品的烘干，近来也作为一项新技术推广在污泥干燥处理行业中，并得到广泛的推广，但在处理污泥时，不能有效处理污泥中有机物质，往往存在有异味污染环境，且对处理设备有较大腐蚀性，影响处理设备寿命的缺陷。

如何保证处理污泥无异味，大幅度减少对处理设备的腐蚀，是目前急需解决的问题。

专利申请号：2012104880891，名称为：一种两段式污泥处理的方法和系统的中国发明专利，利用水在临界温度和压力(374.15℃， 22.12MPa)的条件下，变为超临界水，可以与水中的有机物与氧化剂发生强烈的氧化反应，最后彻底氧化成CO2、N2、H2O以及盐类等无毒小分子化合物的特性，处理污泥，并利用氧化反应所产生的热量，分别对污泥进行气化和氧化处理，使得待处理污泥最终分解为气体、水和固体灰渣，对污泥进行较为彻底的处理，该专利克服了所处理污泥过程中，出现异味缺陷，但同时也存在工艺复杂，全程处理过程需要在较高压力、温度条件下进行，设备成本较为昂贵，对操作人员技能要求较高等缺陷。

发明内容

为克服上述缺陷，利用空气源热泵烘干技术，保证在干燥的污泥过程中，无异味，设备成本低廉，对处理设备腐蚀降到最小，工艺简单，易操作，且干燥处理过程能在常温、常压下进行，本发明提供采用了如下技术方案：

一种基于超临界水氧化污泥技术的干燥装置，包括超临界水存储器、离心式混合器、空气源热泵烘干系统，所述超临界水存储器所储存的超临界水，高速喷入所述离心式混合器中，和同样流入所述离心式混合器中的污泥，搅拌混合，所述离心式混合器为一体结构，在所述离心式混合器中，对污泥同步进行气化、氧化、脱水处理，并经减压进入所述空气源热泵烘干系统中，与通过所述空气源热泵烘干系统处理，制冷除去水分的干燥空气接触，循环吸收污泥中剩余水分，干燥污泥。

进一步地，所述超临界水存储器的温度控制在410℃～460℃，压力控制在23～24MPa。

控制超临界水存储器的温度、压力在410℃～460℃、23～24MPa，分别高于超临界水温度374.15℃、压力22.12MPa，能达到在喷入离心式混合器中，与污泥混合时，利用多余的温度、压力余量储备值，克服热量、流动阻力损失，保证与污泥混合搅拌时，温度能达到374.15℃、压力能达到22.12MPa，以及通过离心脱水段时，温度、压力值接近超临界水温度、压力值，从而达到所必须的混合反应条件的效果。