【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及污泥資源化利用，具體涉及一種污泥旋流熱解裝置及方法。
技術介紹
1、近年隨著我國污水處理能力的快速提高，污泥量也同步大幅增加。2019年城鎮濕污泥產生量接近5000萬噸，為2010年的近2倍，2010-2019年10年的平均復合增長率達到7.3％。污水處理是實現碳排放控制不可忽視的行業,而污泥的處理處置過程更是影響污水處理行業碳排放的重要環節。
2、污泥的資源化利用是污泥處置的關鍵。目前，我國的污泥資源化利用主要包括污泥土地利用、建筑材料和污泥消化產能等；但是污泥不僅含有病原物和寄生蟲，還有鋅、銅、汞等重金屬以及一些難降解的有機污染物。若不對污泥內的有害成分加以相應的處置，將對自然環境和人類身心健康造成巨大危害。
3、污泥熱解技術因其“減量化、無害化、資源化”的優勢而備受關注。熱解可以顯著減少污泥量、無二噁英生成、固化重金屬、成本低、污染少，并且適用范圍廣泛。
4、目前常用的污泥熱解裝置如固定床反應器、等離子反應器、管式爐等多存在筒體直徑一般較大、密封較為困難、熱解效果不佳、熱解效率低、熱解氣出口粉塵含量高、熱解產品品質差等問題。
5、因此，如何實現污泥的高效熱解，提高熱解產物的品質，是實現污泥處理處置“減量化、無害化、資源化”的關鍵所在。
6、cn205773992u公開了一種污泥熱解制生物炭的裝置，污泥原料通過進氣裝置與進料裝置進入不銹鋼熱解爐，在進氣裝置提供的氮氣氛圍下進行熱解；該裝置結構簡單操作方便但污泥原料進入熱解爐后，需較長的熱解時間且存在熱解
7、cn110066083a公開了一種污泥熱解方法，通過在熱解反應器中加入熱載體石英砂或固體瓷球對污泥進行熱量傳導，同時配制螺旋葉與攪拌葉對污泥及熱載體進行混合，實現污泥的充分熱解并回收熱解產物；但該工藝由于熱載體的加入導致工藝成本增加，且存在后續熱載體與熱解焦炭分離困難等問題，熱解反應器中螺旋葉與攪拌葉增加了設備能耗與操作復雜度。
8、cn206278920u公開了一種旋轉式熱解生活污泥的系統，通過在熱解爐中內置托盤和燃燒室實現污泥的旋轉式熱解，同時配備流化床對熱解后的活性炭活化。但是該熱解爐內部結構相較復雜，且難以實現對污泥顆粒的深度熱解以及難以徹底去除活性炭內的焦油，使得活性炭品質不高。
9、cn111153576a公開了一種旋轉式含油污泥處理系統和方法，該系統包括進料螺旋輸送機、旋轉熱解爐和出料螺旋輸送機。其中，旋轉熱解爐沿長度方向依次包括進料段、第一傳動段、熱解段、第二傳動段和出料段五個部分；熱解腔體內有多個固定抄板和多個攪拌鏈條對污泥進行攪拌，腔體外采用熱解爐進行加熱，該裝置通過熱解爐體腔體轉動對內載污泥進行熱解。但是，該污泥熱解系統繁瑣，裝置整體結構復雜，操作工序復雜；此外，由于對熱解爐筒體的污泥填充率進行了限制(為15～20％)，導致該工藝的污泥熱解效率不高，且由于該熱解爐密閉導致不能進行連續熱解，也會導致熱解效率不高。
技術實現思路
1、為解決現有污泥熱解技術中所存在的缺陷，本專利技術提供一種熱解效率高且能夠產出高品質污泥活性炭以及熱解氣和焦油的污泥旋流熱解裝置及方法。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、本專利技術的第一個方面，在于提供了一種污泥旋流熱解方法，包括以下步驟：
4、s1.活化污泥進料：通過氮氣氣流將活化后的污泥顆粒沿旋流熱解器的切向方向帶入旋流熱解器中；
5、s2.旋流熱解器的加熱：通過加熱裝置對所述旋流熱解器進行加熱，使得旋流熱解器內腔溫度為600℃～1000℃；
6、s3.污泥旋流熱解：在活化后的污泥顆粒沿切向進入所述旋流熱解器中后，調節氮氣的進氣速度，使得活化后的污泥顆粒在所述旋流熱解器中內保持懸浮運動的同時，實現顆粒的自公轉-懸浮再循環耦合熱解；
7、s4.熱解產物的旋流分離與收集：熱解完成后，調節氮氣的進氣速度逐漸為0，使得污泥熱解的固體產物流向所述旋流熱解器的底部進行收集，熱解氣與熱解焦油從所述旋流熱解器的頂部排出進行收集。
8、本專利技術采用氮氣作為載氣(本專利技術的氮氣進氣速度通過控制進氣口的氮氣進氣氣量實現，氮氣進氣速度＝氮氣進氣氣量/進氣口截面積)，在保持惰性氣氛的同時，依靠氮氣的切向吹入形成旋流場，旋流場產生的旋流流動與切向速度梯度，不斷地更新污泥顆粒表面受熱反應層，實現污泥顆粒層層高效熱解；同時熱解產生的焦油與熱解氣也一并從顆粒孔道遷移到顆粒表面，被氮氣吹出；在熱解結束后，通過調節氮氣流速，使得熱解固相產物流向旋流熱解器的底部進行收集，熱解氣與焦油從旋流熱解器的頂部排出進行收集，得到純凈的熱解氣與焦油。
9、根據本專利技術的實施例，在所述步驟s1中，污泥活化采用1.5mol/l～2mol/l的氫氧化鉀溶液作為活化劑，浸漬活化20～30h。
10、根據本專利技術的實施例，所述步驟s1中，污泥顆粒的粒徑為1～5mm。
11、根據本專利技術的實施例，所述步驟s1和步驟s2中氮氣的進氣氣量為0.6m3/h～1.2m3/h，進氣口截面積為100mm2～500mm2。
12、本專利技術通過控制氮氣的進氣氣量控制氮氣氣流的氣速，使得污泥顆粒在熱解過程中處于高速旋轉的旋流場中，污泥顆粒的自轉速度可達幾萬轉每分鐘，旋流場產生的旋流流動與切向速度梯度，不斷地更新污泥顆粒表面受熱反應層，實現污泥顆粒層層高效熱解；同時，利用污泥在旋流場中受到的高速剪切力和機械剝離作用，強化了熱解氣相產物與焦油在顆粒中的離心脫除，實現了熱解后的三相產物較為徹底的分離。
13、根據本專利技術的實施例，所述步驟s2中對旋流熱解器的加熱升溫速率控制在5℃/min～10℃/min。
14、根據本專利技術的實施例，所述步驟s3中的旋流熱解時間為1.5～2h。
15、本專利技術的第二個方面，在于提供了一種污泥旋流熱解裝置，包括
16、熱解爐，包括爐殼以及形成于爐殼內的加熱腔，所述爐殼的上部側壁上設有熱解爐進口，頂部設置有熱解爐頂部出口，底部設置有熱解爐底部出口；所述熱解爐還配置有熱解爐控制單元，用于控制熱解過程；
17、旋流熱解器，具有旋流熱解腔，所述旋流熱解腔位于熱解爐的加熱腔內；所述旋流熱解腔的頂部設置有溢流管，底部設置有底流管，且其腔體側壁靠近頂部的位置開設有切向進口；所述底流管從所述熱解爐底部出口穿出，所述溢流管從所述熱解爐頂部出口穿出，所述切向進口從所述熱解爐進口穿出；
18、進料組件，包括進料管以及底部與進料管頂壁連通的進料漏斗；其中，所述進料管與切向進口密封連接用于旋流熱解器氮氣氣流的通入和活化污泥進料，所述進料漏斗用于儲存活化后的污泥顆粒；
19、油氣分離器，通過管路與所述溢流管的出口端密封連接，用于接收并分離熱解產生的焦油與熱解氣；
20、儲料斗，設置于所述底流管的下端并與所述底流管密封連接，用于收集熱解產生的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種污泥旋流熱解方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，在所述步驟S1中，污泥活化采用1.5mol/L～2mol/L的氫氧化鉀溶液作為活化劑，浸漬活化20～30h。
3.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟S1中，污泥顆粒的粒徑為1～5mm。
4.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟S1和步驟S2中氮氣的進氣氣量為0.6m3/h～1.2m3/h，進氣口截面積為100mm2～500mm2。
5.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟S2中對旋流熱解器的加熱升溫速率控制在5℃/min～10℃/min。
6.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟S3中的旋流熱解時間為1.5～2h。
7.一種污泥旋流熱解裝置，其特征在于，包括
8.根據權利要求7所述的污泥旋流熱解裝置，其特征在于，所述旋流熱解器為石英材質。
9.根據權利要求7所述的污泥旋流熱解裝置，其特征在于
10.根據權利要求7所述的污泥旋流熱解裝置，其特征在于，所述熱解爐為立式熱解爐，其加熱腔的腔體形狀與旋流熱解器的外表面相吻合。
...【技術特征摘要】
1.一種污泥旋流熱解方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，在所述步驟s1中，污泥活化采用1.5mol/l～2mol/l的氫氧化鉀溶液作為活化劑，浸漬活化20～30h。
3.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟s1中，污泥顆粒的粒徑為1～5mm。
4.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟s1和步驟s2中氮氣的進氣氣量為0.6m3/h～1.2m3/h，進氣口截面積為100mm2～500mm2。
5.根據權利要求1所述的污泥旋流熱解方法，其特征在于，所述步驟s2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：付鵬波，陳亞男，姜志琴，劉毅，田程程，汪華林，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。