一种污泥高温裂解设备论文和设计-姚明建

全文摘要

本实用新型公开了一种污泥高温裂解设备，包括裂解设备主体和保温壳体，所述裂解设备主体设于保温壳体内；所述裂解设备主体包括用于产生高温的燃烧室和用于污泥发生裂解反应的反应器；所述反应器设于燃烧室内部，所述反应器上设有原料入口和裂解气出口，所述原料入口通过原料管道与保温壳体外部的原料储存罐相连通，所述裂解气出口通过裂解气管道与燃烧室外部的初步净化装置相连通。相比于现有设备，本实用新型所述污泥高温裂解设备具有过程连续可控、减量程度大、能量利用率高、安全无污染等诸多优势，为污泥的稳定化、减量化、无害化和资源化处理创造有利条件，可用于各种生物质的高温裂解。

主设计要求

1.一种污泥高温裂解设备，其特征在于，包括裂解设备主体，所述裂解设备主体包括用于产生高温的燃烧室和用于污泥发生裂解反应的反应器；所述反应器设于燃烧室内部，所述反应器上设有原料入口和裂解气出口，所述原料入口通过原料管道与污泥进料仓相连通，所述裂解气出口通过裂解气管道与旋风分离器相连通。

设计方案

2.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述原料入口还通过原料管道与惰性气体储存罐相连通，所述原料管道上设有用于输送污泥和惰性气体的循环风机。

3.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，还包括保温壳体，所述裂解设备主体设于保温壳体内。

4.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述旋风分离器的固体出料口与原料入口相连。

5.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述燃烧室上设有燃料入口、空气入口和烟气出口；所述燃料入口和空气入口上均设有增压风机。

6.如权利要求3所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述保温壳体外部还设有换热器，所述换热器用于空气和烟气热交换。

7.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述燃烧室和反应器内的温度为800～900℃。

8.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述反应器内设有蛇形通道。

9.如权利要求5所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述燃料为气体燃料。

10.如权利要求9所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述燃料为裂解气。

11.如权利要求1所述污泥高温裂解设备，其特征在于，所述燃烧室内设有点火电嘴和燃料喷嘴。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及污泥处理设备，具体涉及一种污泥高温裂解设备。

背景技术

伴随着我国城市污水及工业污水处理量及处理要求的不断提升，产生了大量的污泥。常规的污水处理流程，将30-50％的COD转入到了污泥中，而且污泥也含有大量的微生物。因此，从污水处理的全流程看，污水设施只完成了约2\/3的工作。传统的以填埋为主的污泥处理方式已经完全不能满足巨大的污泥处理需求，同时也不适合稳定化、减量化、无害化、资源化要求。因此，探索新的污泥处理方式，是促进污水、污泥处理升级发展的必经之路。

所谓污泥裂解技术是基于有机物高温分解机理，利用高温无氧环境让污泥中有机物的长链断裂，形成CH_{4<\/sub>、CO和H_{2<\/sub>等小分子可燃气体，回收一部分污泥的热值。污泥的中温裂解技术，在国内已有成熟的研究和广泛的应用；生物质的高温裂解技术，在国际已开展了十余年的研究，建设了中型的试验项目。相比于中温裂解，高温裂解的产物几乎都是不凝气体，在污泥减量化和资源化处理方面有一定的优势，是未来污泥处理新的发展方向。}}

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种污泥高温裂解设备。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种污泥高温裂解设备，包括裂解设备主体，所述裂解设备主体包括用于产生高温的燃烧室和用于污泥发生裂解反应的反应器；所述反应器设于燃烧室内部，所述反应器上设有原料入口和裂解气出口，所述原料入口通过原料管道与污泥进料仓相连通，所述裂解气出口通过裂解气管道与旋风分离器相连通。

本实用新型所述污泥高温裂解设备将反应器设于燃烧室内，两者相互隔离，形成“裂解-燃烧”双通道，保证了裂解反应完全绝氧，没有燃烧过程，不产生二噁英等污染物；本设备不产生裂解油，适用于产物几乎是生物炭和不凝气体的工艺；裂解循环内污泥呈流化状态，可以由循环风带动在管道内输运，反应产物通过旋风分离器排出，使得裂解反应可以平稳连续地进行。

相比于现有设备，本实用新型具有过程连续可控、减量程度大、能量利用率高、安全无污染等诸多优势，为污泥的稳定化、减量化、无害化和资源化处理创造有利条件，可用于各种生物质的高温裂解。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述原料入口还通过原料管道与惰性气体储存罐相连通，所述原料管道上设有用于输送污泥和惰性气体的循环风机。裂解循环配置了惰性气体补充，可以调整循环的压力和反应气氛。另外，通过调整循环风机可以调节污泥的停留时间，保证反应的充分进行。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，还包括保温壳体，所述裂解设备主体设于保温壳体内。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述旋风分离器的固体出料口与原料入口相连。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述燃烧室上设有燃料入口、空气入口和烟气出口；所述燃料入口和空气入口上均设有增压风机。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述保温壳体外部还设有换热器，所述换热器用于空气和烟气热交换。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述燃烧室和反应器内的温度为800～900℃。设备内的裂解反应属于高温裂解，可以通过调整燃料进气量来调节温度。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述反应器内设有蛇形通道。反应腔室呈蛇形通道，污泥停留时间长、传热面积大，提高了能量利用率。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述燃料为气体燃料。燃烧室内，燃烧方式设计为非预混燃烧，可以采用气体燃料，但不适合使用液体和固体燃料。更优选地，所述燃料为裂解气。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述保温层材料为层状的无机保温材料。该材料化学性质稳定，受热时会膨胀，实现优良的保温和隔音效果。

作为本实用新型所述污泥高温裂解设备的优选实施方式，所述燃烧室内设有点火电嘴和燃料喷嘴。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种污泥高温裂解设备。本实用新型所述污泥高温裂解设备将反应器设于燃烧室内，两者相互隔离，形成“裂解-燃烧”双通道，保证了裂解反应完全绝氧，没有燃烧过程，不产生二噁英等污染物；本设备不产生裂解油，适用于产物几乎是生物炭和不凝气体的工艺；相比于现有设备，本实用新型具有过程连续可控、减量程度大、能量利用率高、安全无污染等诸多优势，为污泥的稳定化、减量化、无害化和资源化处理创造有利条件，可用于各种生物质的高温裂解。

附图说明

图1为实施例所述污泥高温裂解设备的结构示意图；

其中，1、保温壳体；2、燃烧室；3、反应器；4、旋风分离器；5、循环风机；6、阀门；7、污泥进料仓；8、阀门；9、惰性气体储存罐；10、增压风机；11、增压风机；12、换热器。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

本实用新型所述污泥高温裂解设备的一种实施例，本实施例所述污泥高温裂解设备的结构示意图见图1，包括裂解设备主体和保温壳体1，所述裂解设备主体设于保温壳体1内；

所述裂解设备主体包括用于产生高温的燃烧室2和用于污泥发生裂解反应的反应器3；所述反应器3设于燃烧室2内部，保温壳体1、燃烧室2和反应器3均为密封结构；

所述反应器3上设有原料入口和裂解气出口，所述原料入口通过原料管道和阀门8与污泥进料仓9相连通，所述原料入口还通过原料管道和阀门6与惰性气体储存罐7相连通，所述原料管道上设有用于输送污泥和惰性气体的循环风机5；所述裂解气出口通过裂解气管道与燃烧室2外部、保温壳体1内部的旋风分离器4相连通，所述旋风分离器4的下部出料口与原料入口相连，上部出风口与裂解气净化系统相连，进行进一步裂解气净化。

所述燃烧室2上设有燃料入口、空气入口和烟气出口；所述燃料入口和空气入口上均设有增压风机(10、11)，所述保温壳体外部还设有换热器12，所述换热器12与空气入口和烟气出口相连，用于空气和烟气热交换。

所述反应器3内设有蛇形通道，所述燃烧室2内设有点火电嘴和燃料喷嘴，所述燃料为裂解气，所述保温层材料为层状的无机保温材料。

高温裂解设备工作时，裂解循环由循环风机5驱动，污泥从阀门6进入后，被循环风带入反应器3，裂解为生物炭和裂解气，随后在旋风分离器4中，生物炭和一部分裂解气被分离出循环，送至后续的裂解气净化系统，剩余气体则送至反应器中继续循环。裂解反应完全绝氧，温度为800～900℃，反应器循环中，污泥呈流化状态，从而能在管道中输运，惰性气体储存罐9和阀门8可以给循环补充气体，以保持压力。

燃料(裂解气)和空气分别通过增压风机10和11进入燃烧室2，在燃烧室2内混合、燃烧后，烟气通过换热器12与空气换热后排放到大气中。

本实施例所述污泥高温裂解设备具有过程连续可控、减量程度大、能量利用率高、安全无污染等诸多优势，前期的试运行结果表明，处理后的污泥体积仅为处理前的1\/5，减量效果显著。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

设计图

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