汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統及工藝的製作方法

2023-12-01 04:46:11

本發明涉及一種採用汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統及工藝。

背景技術：

目前，汙水處理廠在淨化汙水的過程中會產生大量汙泥，現通常採用填埋的方式進行處理；既佔用土地資料，還汙染環境；其實汙泥中含有大量的生物質成分，如食物殘渣、果皮果殼及秸稈類農作物枝葉，該類物質的熱值未得到有效利用，造成資源浪費。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統及工藝，它能使汙泥中的生物質成分得到高效利用，提高了資源的利用率，並獲得高熱值衍生燃料，同時製備工藝全過程無廢渣、廢氣排放，保護了環境，具有較大的經濟效益。

為了達到上述目的，本發明的一種汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統，包括汙泥脫水機、電子螺旋秤和混料皮帶輸送機，其特徵在於：還包括與混料皮帶輸送機相連的秸稈電子皮帶秤，混料皮帶輸送機與混合機、擠壓造粒機、熱風乾燥機、冷風乾燥機依次相連，熱風乾燥機的熱風進口與熱風爐相連，熱風乾燥機的出風口通過風機與水洗除塵塔的進風口相連，冷風乾燥機的出風口與冷風風機相連，在熱風乾燥機和冷風乾燥機的進料鬥內均設有閉風式卸料葉輪。

本發明適用於上述汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統的工藝，包括以下步驟：1）脫水：將汙泥脫水至水含量55%以下；2）配比送料：將按預設配比比例的脫水汙泥和秸稈粉送至混料皮帶輸送機；3）混合：將脫水汙泥和秸稈粉送至混合機內混合，含水量低於35%；4）擠壓造粒：將混合料進行擠壓、造粒，在此過程中同時物料被升溫，實現調質；顆粒粒徑小於8毫米；5）熱風乾燥：將顆粒物料送入熱風乾燥機內，啟動熱風爐和風機，顆粒物料與熱風進行逆流乾燥，熱風溫度為90-110℃，顆粒物料含水量降至20%以下，從熱風乾燥機排出；換熱後的熱風至水洗除塵塔被清洗後排放；6）冷風乾燥：將顆粒物料送入冷風乾燥機內，啟動冷風風機，顆粒物料與冷風進行逆流乾燥，含水量降至13%以下，從冷風乾燥機排出，完成衍生燃料的製備。

本發明先通過汙泥脫水機將通常含有80%水分的汙泥脫水至55%以下，再與秸稈粉混合後，既可提高熱值，有進一步降低水分；在擠壓造粒過程中，物料被擠壓，承受高壓、同時被自然地升溫，其中生物質的柔韌性得到提高，其內部的結合水和焦油之類的活性有機物被擠壓出來，實現調質，成為天然的粘合劑，無需再添加粘合劑，物料被推出造粒孔板即完成造粒成型，處理效率高；顆粒粒徑小於8毫米利於後續的乾燥；再通過兩級熱風、冷風逆流乾燥後，使得含水量滿足用於氣化系統制氣發電或作為鍋爐燃料，使汙泥中的生物質成分得到高效利用，提高了資源的利用率，無廢渣排放，並獲得高熱值衍生燃料；起主要乾燥作用的熱風換熱後被抽至水洗除塵塔被清洗後排放，保護了環境，無廢氣排放；

作為對本發明的進一步改進，所述冷風乾燥機的出風口通過風機與旋風除塵器相連；相應的，將冷風乾燥機出風口出來的冷風抽至旋風除塵器除塵後排放；可對冷風進行淨化、除塵後排放，完全無廢氣排放；

作為對本發明的進一步改進，還設有顆粒粉碎機，顆粒粉碎機的出料口與返料電子皮帶秤相連，返料電子皮帶秤與所述混料皮帶輸送機相連，顆粒粉碎機的出料口通過風管和風機與水洗除塵塔的進風口相連；相應的，將製備好的衍生燃料由顆粒粉碎機破碎後、再經返料電子皮帶秤送至混料皮帶輸送機上，實現與脫水汙泥和秸稈粉按預設比例的配比，再進入後續工序；可提高在秸稈粉來料不足的情況下衍生燃料的熱值；

作為對本發明的進一步改進，秸稈電子皮帶秤、混合機、擠壓造粒機、熱風乾燥機及冷風乾燥機通過皮帶輸送機或提升機相連；可根據工況選擇輸送設備；

作為對本發明的進一步改進，混合機與擠壓造粒機通過皮帶輸送機相連，在皮帶輸送機上設有磁選機；相應的，混合料在進入擠壓造粒機之前通過磁選機分離出其中的鐵質雜質；既提高物料熱值，又保護擠壓造粒設備；

綜上所述，本發明能使汙泥中的生物質成分得到高效利用，提高了資源的利用率，並獲得高熱值衍生燃料，同時製備工藝全過程無廢渣、廢氣排放，保護了環境，具有較大的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統實施例的結構簡圖。

圖2為圖1中擠壓造粒機的主視圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發明實施例的汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統，包括汙泥脫水機1、通過電子螺旋秤2與汙泥脫水機1相連的混料皮帶輸送機3、與混料皮帶輸送機3相連的秸稈電子皮帶秤4、通過返料電子皮帶秤5與混料皮帶輸送機3相連的顆粒粉碎機6，混料皮帶輸送機3、混合機7、擠壓造粒機8通過兩皮帶輸送機9、10依次相連，在皮帶輸送機10上設有磁選機11；擠壓造粒機8、熱風乾燥機12、冷風乾燥機13通過兩提升機依次相連，熱風乾燥機12的熱風進口與熱風爐14相連，熱風乾燥機12的出風口通過風機與水洗除塵塔15的進風口相連，冷風乾燥機13的出風口通過冷風風機與旋風除塵器16相連，在熱風乾燥機12和冷風乾燥機13的進料鬥內均設有閉風式卸料葉輪17；顆粒粉碎機6的出料口通過風管和風機與水洗除塵塔15的進風口相連；

擠壓造粒機如圖2、圖3所示，包括電機18、機殼19、通過作為傳動裝置的皮帶輪傳動機構20、減速器21和聯軸器22與電機18相連的傳動軸23、設於機殼19內並與傳動軸23相聯的主軸24，在機殼19的前端設有進口，機殼19的末端設有逐漸收縮的錐段26，主軸24上固設有螺旋葉片27，位於錐段26內的螺旋葉片其螺距逐漸減小，在錐段25後方設有孔板28，孔板28上設有數個成型孔29；

本發明適用於上述汙泥脫水幹化製備垃圾衍生燃料的系統的工藝，包括以下步驟：1）脫水：通過汙泥脫水機1對汙泥進行擠壓脫水，將汙泥脫水至水含量55%以下；2）配比送料：通過電子螺旋秤2和秸稈電子皮帶秤4進行稱重、送料，將按預設配比比例的脫水汙泥和秸稈粉送至混料皮帶輸送機3上，秸稈粉佔脫水汙泥重量的30%-40%；3）混合：通過混料皮帶輸送機3、皮帶輸送機9將脫水汙泥和秸稈粉送至混合機7內混合，達到含水量低於35%；4）擠壓造粒：通過皮帶輸送機10、磁選機11去除鐵質雜質後，將混合料送入擠壓造粒機8內，通過螺旋葉片27進行螺旋式的攪拌、輸送，在機殼錐段26被加壓擠壓、被壓入孔板28的成型孔29進行造粒，物料間相互摩擦搓揉粉碎，物料的粒度和柔韌性得到提高，在此過程中物料同時被自然地升溫，實現調質；通過成型孔29的孔徑控制顆粒粒徑小於8毫米；5）熱風乾燥：通過提升機將顆粒物料送入熱風乾燥機12內，啟動熱風爐14和風機，顆粒物料與熱風進行逆流乾燥，熱風溫度為90-110℃，顆粒物料含水量降至20%以下，從熱風乾燥機12排出；換熱後的熱風至水洗除塵塔15被清洗後排放；6）冷風乾燥：通過提升機將顆粒物料送入冷風乾燥機13內，啟動冷風風機，顆粒物料與30-50℃的冷風進行逆流乾燥，含水量降至13%以下，從冷風乾燥機13排出，完成衍生顆粒燃料的製備；如發生秸稈粉供應不足的情況，可將製備好的衍生顆粒燃料由顆粒粉碎機6破碎後、再經返料電子皮帶秤5送至混料皮帶輸送機3上，實現與脫水汙泥和秸稈粉按預設比例的配比，再進入後續工序製備衍生顆粒燃料；通過風機可防止粉碎時的粉塵洩漏；

本發明先通過汙泥脫水機將通常含有80%水分的汙泥脫水至55%以下，再與秸稈粉按預設配比比例準確混合後，既可提高熱值，又進一步降低水分；在擠壓造粒過程中，物料被擠壓，承受高壓、同時被自然地升溫，其中生物質的粒度和柔韌性得到提高，其內部的結合水和焦油之類的活性有機物被擠壓出來，實現調質，成為天然的粘合劑，無需再添加粘合劑，物料被推出造粒孔板29即完成造粒成型，處理效率高；顆粒粒徑小於8毫米利於後續的乾燥；再通過兩級熱風、冷風逆流乾燥後，使得含水量滿足用於氣化系統制氣發電或作為鍋爐燃料，使汙泥中的生物質成分得到高效利用，提高了資源的利用率，無廢渣排放，並獲得高熱值衍生燃料；起乾燥作用的熱風和冷風換熱後被抽至水洗除塵塔15被清洗或旋風除塵器16除塵後排放，保護了環境，無廢氣排放；熱風乾燥機12和冷風乾燥機13的進料鬥內的閉風式卸料葉輪17可防止進料時發生漏風，保證乾燥效果。