汙泥、油汙複合熱解系統的製作方法

2023-07-14 02:44:51

本發明屬於有機固體廢棄物處理設備技術領域，具體涉及汙泥、油泥類有機固體廢棄物的複合熱解系統。

背景技術：

熱解爐用於處理生活垃圾，人們日常生活中所產生的生活垃圾種類繁多、成分複雜，生活垃圾的綜合處理秉承「減量化、無害化和資源化」的原則進行。先對垃圾進行分類，其中含有有毒成分的固體垃圾需要經過熱解爐除去有毒成分後再進入煙氣發生爐燃燒。傳統的熱解技術方法存在大量熱解油品產出、熱解燃氣產率低、熱解油品直接燃燒汙染大的弊端，同時熱解油品成份複雜，不能規範交易、更不能直接排放等問題，嚴重地制約了生活垃圾的處理及回收再利用。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種專用於汙泥、油汙處理的複合熱解系統，改善熱解工藝，克服傳統單次熱解處理上的弊端，使汙泥、油泥中的能源更多的轉化為高熱值燃氣，同時避免了不合格、不能進行規範化交易的油品的再處理；實現汙泥、油泥碳化處理比焚燒處理汙染物排放更低、資源化利用更合理。

為此，本發明所採用的技術方案為：一種汙泥、油汙複合熱解系統，包括密封加料倉、複合熱解爐、燃氣除塵器、熱解油冷凝器、氣液分離罐、油水分離裝置、水汽冷凝器、冷凝水自動排放器、煙氣發生爐、燃氣淨化裝置、燃氣氣水分離罐、燃氣緩衝罐和冷碳出料機，所述密封加料倉位於複合熱解爐的頂部，通過螺旋出料機構將物料均勻導入複合熱解爐的同時，進行氮氣吹掃隔離氧氣；所述複合熱解爐內由上到下依次水平安裝有預熱爐段和至少三個熱解爐段，複合熱解爐內的加熱介質來自煙氣發生爐輸出的高溫煙氣；複合熱解爐內產生的臭水汽，抽吸至水汽冷凝器冷卻，冷凝析出水分經冷凝水自動排放器排出，脫水後的不凝性臭氣導入煙氣發生爐內高溫煅燒；複合熱解爐內產生的高溫熱解氣，抽吸至燃氣除塵器除塵後，導入熱解油冷凝器降溫，再經過氣液分離罐分成液態的油水混合液和可燃性低溫熱解氣，油水混合液經油水分離裝置分離出油品，再由回噴泵將油品泵入複合熱解爐內高溫煅燒，低溫熱解氣經燃氣淨化裝置處理、燃氣氣水分離罐脫水後，由燃氣緩衝罐蓄積，再通過燃氣水封器後，進入煙氣發生爐燃燒處理，產生的高溫煙氣作為複合熱解爐供熱使用；複合熱解爐排除的低溫煙氣，經管路接入煙囪排放；複合熱解爐產出的高溫碳導入冷碳出料機降至低溫排放。

作為上述方案的優選，所述複合熱解爐內的預熱爐段和熱解爐段均包括螺旋輸送器和煙氣夾套，煙氣夾套套在螺旋輸送器外，所述煙氣夾套由耐高溫隔熱材料製成，有利於提高系統熱能利用效率；所述複合熱解爐內所有螺旋輸送器採用接力方式輸送物料並使物料輸送路線呈蛇形；所述煙氣發生爐產生的高溫煙氣通入最後一個熱解爐段的煙氣夾套內，高溫煙氣以與物料輸送路線相反的逆流方式依次經過各煙氣夾套。

進一步，所述螺旋輸送器由加熱管道、螺旋輸送軸和固設在螺旋輸送軸外的螺旋輸送葉片組成，且每根螺旋輸送軸的末端設置有光杆段和反向螺旋。

另外，所述煙氣發生爐內多餘的高溫煙氣供汙泥或油汙前端幹化使用。

上述汙泥、油汙複合熱解系統，還包括冷卻水塔、冷卻水循環泵以及冷卻水循環管路構成的冷卻水循環系統，為水汽冷凝器、熱解油冷凝器和冷碳出料機提供冷卻水。

所述煙氣發生爐上配備有輔助燃料燃燒器和熱解氣燃燒器，複合熱解系統冷機起爐所需的熱量，由輔助燃料燃燒器燃燒輔助燃料提供。

本發明的有益效果：改進熱解工藝，資源化利用更合理，熱解氣產出量更充分，熱能利用效率更好，系統產出物可以直接排放不需要再處理，環保節能。

附圖說明

圖1為本發明的系統組成示意圖。

圖2為本發明中複合熱解爐的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例並結合附圖，對本發明作進一步說明：

如圖1所示，一種汙泥、油汙複合熱解系統，主要由密封加料倉1、複合熱解爐2、燃氣除塵器3、熱解油冷凝器4、氣液分離罐5、油水分離裝置6、水汽冷凝器7、冷凝水自動排放器8、煙氣發生爐9、燃氣淨化裝置10、燃氣氣水分離罐11、燃氣緩衝罐12、氮氣供應管13、燃氣水封器14、煙囪15、冷卻水塔16、冷卻水循環泵17、冷碳出料機18以及各種管路組成。

密封加料倉1位於複合熱解爐2的頂部，通過螺旋出料機構將物料均勻導入複合熱解爐2的同時，進行氮氣吹掃隔氧。原料為脫水汙泥或油泥(含水率＜60％)，經密閉提升進料設備，加料至爐頂密封加料倉。

結合圖1、圖2所示，複合熱解爐2內由上到下依次水平安裝有預熱爐段和至少三個熱解爐段。複合熱解爐2內的加熱介質來自煙氣發生爐9輸出的高溫煙氣。所有爐段水平布置，以充分利用高度方向的空間，減少設備佔地面積，且各個輸送螺旋的推送負載均勻，利於提高設備整體使用壽命，四個爐段集成在同一複合熱解爐2內，公用保溫結構，最大限度的減小設備熱散失，進一步提高了熱效率。

複合熱解爐2內的預熱爐段和熱解爐段均包括螺旋輸送器2a和煙氣夾套2b，煙氣夾套2b套在螺旋輸送器2a外，所有螺旋輸送器2a採用接力方式輸送物料並使物料輸送路線呈蛇形，即預熱爐段末端的物料直接落入第一熱解爐段，第一熱解爐段末端的物料直接落入第二熱解爐段，依次類推，最後再經出料口排出。

煙氣夾套2b套在螺旋輸送器2a外，形成內、外套的結構，物料在加熱管道內流動，煙氣在外套內流動。煙氣發生爐9產生的高溫煙氣通入最後一個熱解爐段的煙氣夾套2b內，高溫煙氣以與物料輸送路線相反的逆流方式依次經過各煙氣夾套2b。

所有的煙氣夾套2b依次連通形成蛇形的煙氣通道，具有熱補償效果，又能確保設備的安全運行。高溫煙氣採用逆流方式，以獲得較大傳熱推動力，從而使流動的物料由進到出形成逐漸升溫的過程，形成從預熱到溫度逐漸升高的完整熱解過程，使各個熱解單元的分級效果更加明顯。煙氣逆流的優點是所需的傳熱面積小，同時可節省加熱介質的用量。高溫煙氣在熱解爐體煙氣夾套內的流向，採用與物料輸送路線相反的逆流方式，可使物料(如汙泥)達到很高的熱解溫度，促使回爐內油品與高溫汙泥碳熱解重整反應，新生成大量高熱值的可燃氣，增大系統燃氣產量。

預熱爐段對汙泥或油泥進行加熱升溫、深度脫水、乾燥，並將極幹汙泥自動排入熱解爐段；預熱爐段爐內產生的臭水汽，由產氣引風機抽吸。第一、第二、第三熱解爐段對汙泥或油泥進行連續熱解處理，同時第三熱解爐兼具熱解重整爐功能，實現油品的高溫催化熱解重整，增大系統燃氣產出；

各段熱解溫度按汙泥原料不同，可工藝調節設置。調控汙泥熱解後的主要產物為高溫熱解氣(氣態揮發份)和高溫汙泥炭，高溫汙泥炭由第三熱解爐段出口直接導入冷碳出料機18內，冷卻至低溫安全排出。

複合熱解爐2的爐體上設置有臭水汽抽吸口2g和熱解氣抽吸口2h。臭水汽抽吸口2g和熱解氣抽吸口2h的數量不限，臭水汽抽吸口2g最好位於複合熱解爐2的同一側，以便於多個多個臭水汽抽吸管分別通過各自的匯流管匯流導入水汽冷凝器7，利於節省匯流管材料消耗。同樣，熱解氣抽吸口2h也最好位於複合熱解爐2的同一側，以便於多個熱解氣出氣管分別通過各自的匯流管匯流以節省匯流管材料消耗。複合熱解爐2的四個爐段的兩端分別通過軸承安裝在複合熱解爐2的爐體上，並共用同一動力機構。

進一步，螺旋輸送器2a由加熱管道2e、螺旋輸送軸2c和固設在螺旋輸送軸2c外的螺旋輸送葉片2d組成，構成有軸的輸送螺旋。當然，也可以採用無軸的輸送螺旋。進一步，當採用有軸的輸送螺旋時，每根螺旋輸送軸2c的末端設置有光杆段2e和反向螺旋2f，以便在螺旋輸送段前方設置反推段，螺旋輸送段與反推段之間形成有光杆段，該光杆段與輸送螺旋的物料出口位置相適應，從而使物料從上一級輸送螺旋被推出進入下一級輸送螺旋，反推段的設置可有效避免輸送螺旋內的物料對前方軸承座填料箱的擠壓，以提高軸承座填料箱密封的使用壽命，從而提高本設備運行的可靠性和使用壽命。

複合熱解爐2內產生的臭水汽，抽吸至水汽冷凝器7冷卻，冷凝析出水分經冷凝水自動排放器8排出，脫水後的臭氣導入煙氣發生爐9內高溫煅燒。

複合熱解爐2內產生的高溫熱解氣，抽吸至燃氣除塵器3除塵後，導入熱解油冷凝器4降溫，再經過氣液分離罐5分成液態的油水混合液和可燃性低溫熱解氣，油水混合液經油水分離裝置6分離出油品，再由回噴泵將焦油泵入複合熱解爐2內熱解重整，油品與高溫汙泥碳重整反應，新生成了大量的可燃氣，增大系統燃氣產量。低溫熱解氣經燃氣淨化裝置10處理、燃氣氣水分離罐11脫水後，由燃氣緩衝罐12蓄積，再通過燃氣水封器14安全隔離後，進入煙氣發生爐9燃燒處理，產生的高溫煙氣作為複合熱解爐2供熱使用。複合熱解爐2內產生的煙氣，經管路接入煙囪15排放。

另外，煙氣發生爐9內多餘的高溫煙氣供汙泥或油汙前端幹化使用，降低前端能耗費用。

上述汙泥、油汙複合熱解系統，還包括冷卻水塔16、冷卻水循環泵17以及冷卻水循環管路構成的冷卻水循環系統，為水汽冷凝器7、熱解油冷凝器4、冷碳出料機18提供冷卻水。

煙氣發生爐9上配備有輔助燃料燃燒器和熱解氣燃燒器，複合熱解系統冷機起爐所需的熱量，由輔助燃料燃燒器燃燒輔助燃料提供。系統持續運行，若汙泥產生的熱解氣量不足時，可啟動輔助燃料燃燒供熱支持；熱解氣產出足量可供系統自維持運行時，自動關閉輔助燃料燃燒。