城市汙泥的資源化處理方法與設備的製作方法

2023-07-10 05:04:31

專利名稱：城市汙泥的資源化處理方法與設備的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及汙泥的處理方法，具體涉及一種城市汙泥的資源化處理方 法與設備。
背景技術：
過去的時段裡， 一些地區在發展經濟的同時沒有認真考慮保護環境，結果 環境狀況惡化，嚴重製約經濟的發展，也造成人居生活環境的惡化，事實證明 這種發展道路是走不通的。在新時期的今天，發展與保護環境，保護環境要求 已經擺在首位。所以才有政府管理的環保一票否決制。在生產發展過程和生活 設施建設中的環境保護工作，主要是對三廢(廢渣-固體廢棄物、廢水和廢氣) 的處理。對處理後排放物的要求，國家有一系列的標準。總的原則是終極產物 排放和處理，不能再危害環境。這裡提及的汙泥處理主要區分為生產、生活活 動中產生的無機汙泥和富含有機質的汙泥，城市汙泥屬於後者。城市化發展， 對於城市汙水集中處理後，汙泥的處理及處理技術將會影響前置技術發展和處 理規模。從檢索出大量汙泥處理專利文獻，相關的有上千件，經過分析，經過處理的汙泥可以用於許多方面。如申請號為(200510094429.2)，名稱為《一種 利用汙水汙泥發酵生產生物農藥蘇雲金桿菌的方法》介紹一項利用廢棄物生產 高效生物農藥的技術。用含固率為1.5% 5%的汙水汙泥作為發酵蘇雲金桿菌 Bacillus thringiensis(B.t)的原料。將汙泥裝入發酵罐中，滅菌後，好氣發酵B.t細胞總數達109個/mL，其中芽孢佔90%以上。用汙水汙泥發酵蘇雲金杆 菌比用常規黃豆粉培養基發酵周期約縮短10小時，汙泥發酵生產的B. t孢晶混 合液比用常規黃豆粉發酵生產的B.t孢晶混合液生物毒性高，成本僅及常規發 酵的1/3;申請號為(200710059730.9)，名稱為《一種鹽鹼土改良增肥調理劑 及製備方法》發明公開的調理劑，包括有機物料、無機物料和植物生長調節劑， 其中有有機物料由城市生活汙泥、畜禽糞便、糠醛渣等有機物質發酵腐熟後由 其中的一種或幾種組成；產品同時對促進廢棄物資源循環利用，減少對城市和 農村的二次汙染也提供了一條有效途徑；還有，申請號為(01127337.2)名稱為《汙泥膏處理方法》的發明涉及冶金行業廢料利用，將高爐或煉鋼汙水經過 沉澱器將汙泥沉澱至含水80—90%，使用脫水設備脫水至汙泥膏含水30—45%， 汙泥膏經過分散器被均勻的分散到燒結或球團原料皮帶機上。經過處理後含水 在30—45%的油膏狀汙泥膏，可以直接加配到燒結或球團原料皮帶機上製造下 步產品，其利用率高，操作方便，不汙染環境，不需要烘乾、晾曬，成本低， 可將汙泥全部利用等。另外，還有不少專利提出了對汙泥的利用類似方案。是 對具體行業汙泥處理，實施，城市汙泥方面據分析，實施較少。發明內容本發明目的是為了克服現有方法，對汙泥處理的綜合成本高，實施中不容 易達到經濟規模的缺陷，通過申請人，對實施方案進行了工業化試驗和改進， 完善了本實施方案。本發明的的實施方案是對城市汙泥的資源化處理方法及設備，它依次包括 如下步驟通過對乾燥後的汙泥進行乾餾處理，成型得到固體產物，乾餾處理中的餾份回收分離冷凝物，對乾餾處理中淨化後的木煤氣進行綜合利用；具體工藝流程為乾燥後的汙泥經粗碎電動篩除雜質，生產中用電子衡定量進料，再進行烘乾，加溫預乾餾，再乾餾熱分解，然後，固體物料從星形出料器出料， 通過螺旋輸送機傳送到配料機配料，送到攪拌機混勻，通過成型機成型後，再用自動包裝將固體產品包裝出廠；在乾餾工藝部分，通過加熱千餾分解產生的 煙氣，經過除塵，然後通過冷疑，氣水分離，再油氣分離，回收其中的醋液和 焦油，也對氣體進行淨化，淨化以後的氣體循環或貯存，然後通過燃燒室中燃 燒，或推動燃氣發電機組發電；上述的城市汙泥的資源化處理的裝置，是由電 動篩，電子衡定量進料系統，二次烘乾系統，燃燒室，乾餾熱解爐，星形出料 器，螺旋輸送機，配料機，成型機，洗氣塔，氣體淨化器，氣體循環與儲存裝 置，生物質燃氣發電機組成。上述的城市汙泥的資源化處理裝置，採用模塊化安裝設計，模塊化設計安 裝是在製造廠內完成，模塊主要有乾餾模塊包括二次烘乾系統，燃燒室， 乾餾熱解爐、星形出料器；油水分離模塊包括除塵器，冷疑回收系統，氣水 分離器，油氣分離器；氣體淨化模塊包括洗氣塔，氣體淨化器；組裝好的模 塊經過吊裝到基礎上再進行簡單的管線連接，即可組成生產線。既節省了土建 費用又大大減少了設備安裝工作量。上述的的城市汙泥的資源化處理裝置，在模塊化的基礎上，採用智能化控 制系統，包括電子衡定量進料，主機轉速自動調節，熱解室溫度自動控制，數 據採集和傳輸，通過lntenet遠程多點監測資料的計算機，有顯示、分析、綜 合、保存和列印的功能。上述的的城市汙泥的資源化處理方法，原料在乾餾熱解爐被乾餾時，乾餾 溫度控制範圍為450 650°C,乾餾熱解爐的爐體內分為三段或連續的運行的三個筒體(1)前置烘千，溫度控制範圍80 15(TC， (2)預乾餾 乾餾段溫度 範圍300 400。C， (3)完全乾餾段，溫度控制範圍600 65(TC。本發明的有益效果是，通過採用生物質動態乾餾熱解綜合處理技術的乾餾 工藝，對生物質進行資源化處理，採用的工藝對生物質的種類和溼度有很強的 適應性，加料、烘乾、乾餾熱解、出炭以及木煤氣的除塵、冷凝、洗滌和各種 副產品的分離均可連續完成，並可實現自動化操作，在處理過程中，物質損失 少，處理效率高，採用全封閉高溫乾餾熱解，各階段產物皆為有用產品，其中 產出的木煤氣用作原料烘乾、乾餾熱解或發電的燃料，能降低生產成本，全系 統設計完善，經濟技術合理。


附圖1為城市汙泥的資源化處理方法與設備方框圖。在圖l中l.原料，2.粉碎，3.乾餾熱解爐，4.除塵器，5.重油回收罐， 6.冷凝器，7.焦油回收罐，8.多級水洗塔，9.醋液回收罐，10.真空泵，11.水 封罐，12.儲氣櫃，13.氣體發電機，14.供氣管網，15.水封罐，16.空氣引射冷 卻裝置，17.炭儲倉，18.打包機。
具體實施方式
實施例l:以年處理量為10000噸的乾燥後的汙泥為例。生產線的處理裝置是由電動篩、電子衡定量進料系統、二次烘乾系統、燃燒室、熱分解系統乾餾熱解爐(2X5000t/a，單爐處理能力〉750kg/h)、星 形出料器、螺旋輸送機、配料機、成型機、洗氣塔、氣體淨化器、氣體循環與 儲存裝置、生物質燃氣氣體發電機組(1臺功率150kW)組成。烘乾爐、乾餾熱解爐和燃燒室構成輸料系統和加熱系統。烘乾爐和乾餾熱 解爐呈臥式上下相疊結構，烘乾爐位於乾餾熱解爐的正上方，內部均設置有由 傳動裝置驅動的螺旋傳輸翻攪器。粉碎後的原料由皮帶輸送機經料鬥進入烘乾 爐。烘乾爐利用乾餾熱解爐的尾氣烘乾原料至含水率10%以下，原料中的水分形 成蒸汽直接排入大氣。乾燥的原料通過烘乾爐的出料口進入與之相連的乾餾熱 解爐的進料口。原料在乾餾熱解爐被乾餾，乾餾溫度和時間根據原料的品種和 產品乾餾料的品質要求而定，溫度範圍為450 650°C,每小時處理原料不小於750kg。烘乾和乾餾的熱源為燃燒乾餾副產品之---木質氣所獲得的高溫煙氣。木質氣在燃燒室燃燒，由鼓風機將熱風從燃燒器鼓入乾餾熱解爐膽外火道 的首端，到達乾餾熱解爐膽外火道尾端後進入烘乾爐的膽外火道的首端，最後 到達烘乾爐的膽外火道的尾端並從排氣口排出。膽外火道為螺旋火道，可延長 熱風在爐內的滯留時間，並使爐體受熱均勻。烘乾爐的出料口通過星式出料器 與乾餾熱解爐的進料口連接，乾餾熱解爐的出料口也裝有星式出料器，這樣可 以保證乾餾熱解爐的真空度，避免發生氧化反應。乾餾料從乾餾熱解爐排出後， 由二次空氣引射冷卻裝置空冷至室溫並輸送至炭儲倉，最後由炭儲倉的漏鬥裝 入紙袋，包紮為成品後運至成品庫。木質氣從乾餾熱解爐排出後，進入除塵器。除塵器設置在高溫區，可防止 焦油和灰塵粘結成塊而堵塞管道；木質氣由重油回收罐回收重油，經冷凝器後， 由焦油回收罐回收焦油；經多級水洗後，由醋液回收罐回收木醋液，清洗水循 環使用，不對外排放；木質氣由真空泵通過水封罐送到下方的儲氣櫃，儲氣櫃設置在下方可使未洗淨的焦油霧等雜質在儲氣櫃徐徐降落，進一步提高木質氣 純度。儲氣櫃中潔淨的木煤氣有三種用途，第一種用途是通過水封罐供給燃燒 器為乾餾熱解爐提供熱源，約佔40%;第二種用途是供給氣體發電機發電，廠用電50kW，約使用總產氣量的12%，若具備對外供電的條件，剩餘48%的產氣量還 可以提供100kW的發電容量；第二種用途是在不具備對外供電的條件時，將剩 餘48%的產氣量輸入當地供氣管網供給當地居民使用。 產品乾餾料年千餾熱解10000噸乾燥後的汙泥可回收百分六十約6000噸乾餾 料，佐以配方可合成7000噸冶金炭，應用於有色金屬矽的冶煉。木焦油回收率百分之十左右年可回收1000噸，木焦油主要應用於冶金炭 的粘接劑，價值己體現在冶金炭銷售收入中；木焦油還有其它廣泛的用途有待 開發。木醋液回收率百分之十五左右，主要用生物農肥和農藥，在不具備農藥 生產許可證時，可簡單過濾調整PH值即可銷售原液，主要市場出口。可燃木質氣(俗稱木煤氣)每處理一噸汙泥可產生120立方可燃木質氣， 年回收120萬立方可燃氣體，百分之四十應用熱解爐本身，百分之六十應用生 物質燃氣發電，目前先應用於設備自供能源，降低項目產品成本。今後通過 採用冷凍壓縮貯存運輸技術，木質氣還可以擴大用途。目前，主要配套使用乾燥後的城市汙泥作原料。對一般生物質的原料均可 使用。由於合理且巧妙的乾餾熱解爐結構使加料、烘乾、乾餾熱解和出炭等幹 餾過程可連續完成，乾餾熱解爐對原料的含水率有很強的適應性，最大含水率為40%;可根據原料的品種和產品乾餾料的品質要求設置溫度和時間等運行參數，工藝方案的調整簡單易行，原料的適應性強，可處理各種果殼、稻殼、農作物秸稈和水生植物甚至禽畜糞便和有機垃圾等； 本發明設備使用中的我處特點(1) 生產過程中的各種產出物全部回收，冷卻水和清洗水全部循環使 用，只需補充設備蒸發等正常的損失，乾餾熱解爐使用的燃料為經多級處理的 清潔的木煤氣，廢氣中的汙染物極少。因此，沒有廢渣和廢水排放，廢氣可達標排放，可以滿足世界各國最嚴格的環保標準；(2) 生產過程所需的燃氣和電力可自給自足，對電力等基礎設施沒有 依賴性；(3) 生產過程可實現自動化操作和監控。
權利要求
1、一種城市汙泥的資源化處理方法，其特徵是通過對乾燥後的汙泥進行乾餾處理，成型得到固體產物，乾餾處理中的餾份回收分離冷凝物，對乾餾處理中淨化後的木煤氣進行綜合利用；具體工藝流程為乾燥後的汙泥經粗碎電動篩除雜質，生產中用電子衡定量進料，再進行烘乾，加溫預乾餾，再乾餾熱分解，然後，固體物料從星形出料器出料，通過螺旋輸送機傳送到配料機配料，送到攪拌機混勻，通過成型機成型後，再用自動包裝將固體產品包裝出廠；在乾餾工藝部分，通過加熱乾餾熱解產生的煙氣，經過除塵，然後通過冷疑，氣水分離，再油氣分離，回收其中的醋液和焦油，也對氣體進行淨化，淨化以後的氣體循環或貯存，然後通過燃燒室中燃燒，或推動燃氣發電機組發電；上述的城市汙泥的資源化處理的裝置，是由電動篩，電子衡定量進料系統，二次烘乾系統，燃燒室，乾餾熱解爐，星形出料器，螺旋輸送機，配料機，成型機，洗氣塔，氣體淨化器，氣體循環與儲存裝置，生物質燃氣發電機組成。
2、 根據權利要求l所述的城市汙泥的資源化處理裝置，其特徵是採用模塊 化安裝設計，模塊化設計安裝是在製造廠內完成，模塊主要有乾餾模塊包括 二次烘乾系統，燃燒室，乾餾熱解爐、星形出料器；油水分離模塊包括除塵 器，冷疑回收系統，氣水分離器，油氣分離器；氣體淨化模塊包括洗氣塔， 氣體淨化器；組裝好的模塊經過吊裝到基礎上再進行簡單的管線連接，即可組 成生產線。
3、 根據權利要求1所述的的城市汙泥的資源化處理裝置，其特徵是在模塊 化的基礎上，採用智能化控制系統，包括電子衡定量進料，主機轉速自動調節, 熱解室溫度自動控制，數據採集和傳輸，通過lntenet遠程多點監測資料的計 算機，有顯示、分析、綜合、保存和列印的功能。
4、根據權利要求1所述的的城市汙泥的資源化處理方法，其特徵是原料在 乾餾熱解爐被乾餾時，乾餾溫度控制範圍為450 650°C，乾餾熱解爐的爐體內 分為三段或連續的運行的三個筒體(1)前置烘乾，溫度控制範圍80 150。C， (2)預乾餾 乾餾段溫度範圍300 400°C， (3)完全乾餾段，溫度控制範圍 600 650。C 。
全文摘要
本發明公開的城市汙泥的資源化處理方法與設備，通過對乾燥後的汙泥進行乾餾處理，乾餾溫度範圍為450～650℃，成型得到固體產物，乾餾處理中的餾份回收分離冷凝物，對淨化後的木煤氣進行綜合利用；通過採用生物質動態乾餾熱解綜合處理技術的乾餾工藝，加料、烘乾、乾餾、出炭以及木煤氣的除塵、冷凝、洗滌和各種副產品的分離均可連續完成，乾餾設備可實現自動化操作，對生物質進行資源化處理，採用的工藝對生物質的種類和溼度有很強的適應性，在處理過程中，物質損失少，處理效率高，採用全封閉乾餾爐，產物皆為產品，其中產出的木煤氣用作烘乾、乾餾或發電的燃料，能降低生產成本，全系統設計完善，經濟技術合理。
文檔編號C02F11/06GK101318759SQ200810068820
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者吳先傑, 謝忠誠 申請人:謝忠誠;吳先傑