一種立式汙泥乾燥氣化焚燒集成處理裝置及方法與流程

2023-04-24 19:44:27

本發明涉及氣化領域，具體的說是涉及一種立式汙泥乾燥焚燒集成處理裝置及方法。

背景技術：

隨著我國經濟的快速發展，所面臨的能源緊張，環境汙染等問題日趨嚴重。同時城市生活、化工生產等都會產生各種大量汙泥。如何合理有效的處理利用汙泥對於節約能源、保護環境具有重要意義，因此該項技術也成為當今人們所關注研究的。目前國內對於汙泥的處理方法主要有填埋處理、汙泥氣化利用、汙泥焚燒爐直接焚燒等。

汙泥填埋法具有操作簡單、投資低等優點，但是建立汙泥填埋場需要浪費大量的土地資源，而且汙泥中可能含有的有毒物質會汙染土壤和地下水資源。對於今天環保問題越來越嚴重，人們對汙泥填埋要求也十分嚴格，因此傳統的填埋處理法所需成本越來越高，難度也越來越大。

汙泥氣化可以解決傳統汙泥填埋法所面臨的問題，同時產生的氣體燃料也是目前廣泛使用的清潔燃料。然而傳統的氣化爐僅僅將生活汙泥合理有效的轉化為可再生利用的燃氣。但是並不能對抽氣出來的可燃氣進行淨化處理；此外也不能合理的對氣化後的泥渣進行回收利用，而且氣化室所散發的餘熱不能進行回收，整體性環保性較差。

技術實現要素：

本發明為了解決上述技術問題，提供一種立式汙泥乾燥焚燒集成處理裝置及方法。

為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是：一種立式汙泥乾燥氣化焚燒集成處理裝置，包括電控室、用於輸送溼汙泥的進料機構、對溼汙泥進行乾燥處理的乾燥室、對乾燥後的汙泥進行氣化反應的氣化室、對汙泥進行焚燒的燃燒室以及向燃燒室輸送燃料的破碎混磨機，所述乾燥室、氣化室和燃燒室由上至下依次設置，且進料機構的出料口設置在乾燥室內，所述乾燥室頂部設有出氣口，且乾燥室內設有多排連通出氣口與氣化室的可燃氣通道，以將氣化室氣化反應產生的氣體輸送出氣口進入下一工序；

所述氣化室內設有旋轉下料器，該旋轉下料器的下方設有向斜下方延伸的傾斜板，傾斜板的末端伸出氣化室連接至破碎混磨機的進料口，以將在氣化室內經過化學反應的汙泥輸送至破碎混磨機進行破碎混料形成燃燒室燃料，所述破碎混磨機出料口通過管道與燃燒室的進料口連接，且管道上設有向燃燒室輸送燃料的送粉機，所述燃燒室的底部設有兩個用於對燃料進行點火的點火助燃器；

所述處理裝置還包括對燃燒室餘熱進行回收的餘熱回收機構，餘熱回收機構包括設置在燃燒室和氣化室外周並用於回收燃燒室和氣化室周圍餘熱的加熱腔室，加熱腔室的一端頂部設有一向其輸送新鮮冷空氣的引風機，另一端頂部設有回收管路，所述回收管路設有用於向燃燒室提供熱空氣的多個支路Ⅰ，每個支路Ⅰ的末端均與燃燒室的供風口連通。

所述進料機構為螺旋式擠壓進料器，該螺旋式擠壓進料器包括設有進料口和出料口的殼體、設置在殼體內的空心軸以及設置在空心軸上的螺旋葉片，所述回收管路上設有一與空心軸內部輸送熱空氣的支路Ⅱ，以對進料機構內的溼汙泥進行初步乾燥，且進料機構的出料端設有一向下傾斜的出料板，該出料板設置在空心旋轉軸末端的下方。

可燃氣通道的中部採用螺旋形結構。

所述供風口有六個並且均勻分布至燃燒室的外壁上。

所述旋轉下料器包括設置在中心的空心旋轉軸和安裝在空心旋轉軸上的多個扇形下料葉片。

所述乾燥室頂部的出氣口上連接有可燃氣淨化機構，所述可燃氣淨化機構由靜電除塵單元、CO2吸收單元、脫硝脫硫單元和乾燥吸水單元組成。

所述燃燒室的底部設有排渣口。

所述氣化室和燃燒室之間設有一層恆溫層。

所述點火助燃器對稱分布在燃燒室的底部。

利用集成處理裝置進行汙泥乾燥氣化焚燒的方法，包括以下步驟：待處理的溼汙泥經進料機構的進料口進入進料機構，通過空心軸內的熱空氣初步乾燥後經出料板進入乾燥室，初步乾燥後的汙泥通過可燃氣通道的導熱和輻射換熱進行充分乾燥，並經旋轉下料器落至傾斜板進入破碎混磨機，破碎混磨機將氣化後的汙泥進行破碎，同時摻入少量的煤粉進行混磨，充分混合後，由送粉機輸送至燃燒室，在點火助燃器的作用下進行焚燒，同時打開引風機向加熱腔室內輸送新鮮冷空氣，燃燒室焚燒產生的餘熱對新鮮冷空氣進行加熱後輸送至回收管路，並分別通過回收管路上連接的支路Ⅰ和支路Ⅱ向燃燒室以及空心軸內部供應熱空氣。

本發明的有益效果：

（1）本發明可燃氣通道的中部採用螺旋式結構，該種結構的設置使進料機構輸出的汙泥能夠進行充分的換熱，合理的利用了高溫可燃氣的餘熱，提高其利用率；

（2）破碎混磨機將氣化後的汙泥進行破碎，同時摻入少量的煤粉與之進行混磨，最後由管道輸送至燃燒室入口，使得原料得到充分利用節約能源；

（3）本發明引風機引入新鮮空氣，這些空氣經過燃燒室與氣化室周圍的加熱腔室回收熱量，其中空氣是由上向下流動，與爐內高溫氣體流動方向相反，這種流動方式與順流相比較，在完成同樣的傳熱條件下可以使評價溫差增大，換熱效果更理想，同時採用新鮮空氣作為換熱介質更加經濟實用，充分吸熱後的熱空氣一部分通往進料裝置來對汙泥進行初步加熱，另一部分經過管道送往燃燒室下部的進風口提供燃燒所需要的熱空氣，充分的將餘熱進行了回收利用；

（4）本發明設有可燃氣淨化機構，經其淨化處理作用下脫除可燃氣中的有害物質或煙塵，以儘可能提供潔淨的可燃氣體；

（5）本發明在燃燒室和氣化室之間設有恆溫層，以此來保證氣化室的汙泥氣化過程中溫度不會發生太大波動；

（6）本發明進料機構設有空心軸，空心軸中通入的熱空氣對溼汙泥進行初步加熱，然後經出料板進入乾燥室，由於出料板設置在空心軸出料口的下方，熱空氣的排出對汙泥進入乾燥室起到良好的輔助作用；

（7）本發明中最後充分燃燒利用的混合原料變成灰渣，在燃燒室下部開設的排渣口及時將這些灰渣排出，這些灰渣經處理後可以作為建築材料等使用，在整個過程中電控室起到集中管理控制的作用，對於高效的整體化運行具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為可燃氣淨化器內部布置示意圖；

圖3為旋轉下料器結構示意圖；

圖中標記：1、進料機構，2、乾燥室，3、氣化室，4、燃燒室，5、破碎混磨機，6、旋轉下料器，7、傾斜板，8、管道，9、送粉機，10、點火助燃器，11、餘熱回收機構，12、加熱腔室，13、引風機，14、回收管路，15、支路Ⅰ，16、供風口，17、殼體，18、空心軸，19、螺旋葉片，20、支路Ⅱ，21、出料板，22、空心旋轉軸，23、扇形下料葉片，24、可燃氣淨化機構，25、排渣口，26、可燃氣通道，27、恆溫層，28、電控室。

具體實施方式

如圖所示，一種立式汙泥乾燥氣化焚燒集成處理裝置，包括電控室28、用於輸送溼汙泥的進料機構1、對溼汙泥進行乾燥處理的乾燥室2、對乾燥後的汙泥進行氣化反應的氣化室3、對汙泥進行焚燒的燃燒室4以及向燃燒室4輸送燃料的破碎混磨機5，所述乾燥室2、氣化室3和燃燒室4由上至下依次設置，且進料機構1的出料口設置在乾燥室2內，所述乾燥室2頂部設有出氣口，且乾燥室2內設有多排連通出氣口與氣化室3的可燃氣通道26，可燃氣通道26的中部採用螺旋形結構，以將氣化室3氣化反應產生的氣體輸送出氣口進入下一工序；

所述氣化室3內設有旋轉下料器6，該旋轉下料器6的下方設有向斜下方延伸的傾斜板7，傾斜板7的末端伸出氣化室3連接至破碎混磨機5的進料口，以將在氣化室3內經過化學反應的汙泥輸送至破碎混磨機5進行破碎混料形成燃燒室燃料，所述破碎混磨機5出料口通過管道8與燃燒室4的進料口連接，且管道8上設有向燃燒室4輸送燃料的送粉機9，所述燃燒室4的底部設有兩個用於對燃料進行點火的點火助燃器10；

所述處理裝置還包括對燃燒室4餘熱進行回收的餘熱回收機構11，餘熱回收機構11包括設置在燃燒室4和氣化室3外周並用於回收燃燒室4和氣化室3周圍餘熱的加熱腔室12，加熱腔室12的一端頂部設有一向其輸送新鮮冷空氣的引風機13，且引風機設置在氣化室的右下方，另一端頂部設有回收管路14，所述回收管路14設有用於向燃燒室4提供熱空氣的多個支路Ⅰ15，每個支路Ⅰ15的末端均與燃燒室4的供風口16連通，所述供風口16有六個並且均勻分布至燃燒室4的外壁上，將餘熱進行了充分地回收利用。

所述進料機構1為螺旋式擠壓進料器，該螺旋式擠壓進料器包括設有進料口和出料口的殼體17、設置在殼體17內的空心軸18以及設置在空心軸18上的螺旋葉片19，所述回收管路14上設有一與空心軸18內部輸送熱空氣的支路Ⅱ20，以對進料機構1內的溼汙泥進行初步乾燥，且進料機構1的出料端設有一向下傾斜的出料板21，該出料板21設置在空心旋轉軸18末端的下方。

所述旋轉下料器6包括設置在中心的空心旋轉軸22和安裝在空心旋轉軸22上的多個扇形下料葉片23。

所述乾燥室2頂部的出氣口上連接有可燃氣淨化機構24，所述可燃氣淨化機構24由靜電除塵單元、CO2吸收單元、脫硝脫硫單元和乾燥吸水單元組成。

所述燃燒室4的底部設有排渣口25，以及時將這些灰渣排出，這些灰渣經處理後可以作為建築材料等使用，

所述點火助燃器10為兩個，對稱分布在燃燒室4的底部，所述氣化室3和燃燒室4之間設有一層恆溫層27；以此來保證氣化室的汙泥氣化過程中溫度不會發生太大波動。

利用集成處理裝置進行汙泥乾燥氣化焚燒的方法，包括以下步驟：待處理的溼汙泥經進料機構1的進料口進入進料機構1，通過空心軸18內的熱空氣初步乾燥後經出料板21進入乾燥室2，初步乾燥後的汙泥通過可燃氣通道26的熱傳導、熱輻射等方式將熱量傳遞給汙泥，由於採用螺旋狀能增大有效接觸面積使得熱量傳遞更充分。經過充分乾燥的汙泥進入到氣化室3，在氣化室3的高溫環境下發生一系列的化學反應，即氣化產生CO、CH4、H2等高溫可燃氣，通過氣化室上部的可燃氣通道高溫可燃氣體溫度下降，到達乾燥室上部的抽氣孔1，抽氣後進入可燃氣淨化處理器2，在其淨化處理作用下脫除可燃氣中的有害物質或煙塵，以儘可能提供潔淨的可燃氣體，氣化後的汙泥經旋轉下料器6落至傾斜板7進入破碎混磨機5，破碎混磨機5將氣化後的汙泥進行破碎，同時摻入少量的煤粉進行混磨，充分混合後，由送粉機9輸送至燃燒室4，在點火助燃器10的作用下進行焚燒，同時打開引風機13向加熱腔室12內輸送新鮮冷空氣，燃燒室4焚燒產生的餘熱對新鮮冷空氣進行加熱後輸送至回收管路14，並通過回收管路14上連接的支路Ⅰ15對燃燒室供應熱空氣；最後充分燃燒利用的混合原料變成灰渣，在燃燒室下部開設的排渣口及時將這些灰渣排出，這些灰渣經處理後可以作為建築材料等使用，在整個過程中電控室28起到集中管理控制的作用，對於高效的整體化運行具有重要意義。