CN217838703U - 一种市政污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种市政污泥处理系统，涉及污泥处理技术领域，以解决现有水厂由于产生的污泥量较少，采用常规的处理方式运输成本高、易产生二次污染的问题。该系统包括进料单元、干化机、热解炭化机、污泥炭出料冷却单元、换热器、烟气处理单元、干化热风炉以及热解炭化热风炉，干化机设置有与进料单元连接污泥进口、出料口、烟气进口以及与换热器连接的烟气出口；热解炭化机设置有与干化机出料口连接的进口、与污泥炭出料冷却单元连接的污泥炭出口，与热解炭化热风炉的出风口连接的高温烟气进口、与换热器连接的高温烟气出口，与热解炭化热风炉的热解气进口连接的热解气出口，本实用新型占地少、可靠性高，尾气经过简单处理即可达标排放。

Description

一种市政污泥处理系统

技术领域

本实用新型涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种市政污泥处理系统。

背景技术

在市政污水处理过程中会产生一部分污泥，污泥中含有大量致病菌、寄生虫卵、病毒、重金属等有害物质，直接堆放或者利用会对环境造成破坏，影响民众身体健康。

目前常用的处理方式包括填埋、焚烧、堆肥，都没有达到污泥的无害化、资源化、减量化的作用。

污泥中含有大量的有机质，采用热解的方式可以将污泥中的有机物分解产生甲烷、氢气、一氧化碳等可燃物，在热解炭化热风炉燃烧后作为污泥热解的能源，同时可以得到污泥炭作为园林绿化、土壤改良等用途。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

市政污水处理厂由于产生的污泥量较少，不适合就地焚烧处置，如果采用常规的处理方式，需要将污泥集中运输至处置中心，运输成本较高，且易产生二次污染风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种市政污泥处理系统，以解决现有技术中存在的市政污水处理厂由于产生的污泥量较少，难以就地处置，如果采用常规的处理方式，需要将污泥集中运输至处置中心，运输成本较高，且易产生二次污染风险的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种市政污泥处理系统，包括进料单元、干化机、热解炭化机、污泥炭出料冷却单元、换热器、烟气处理单元、干化热风炉以及热解炭化热风炉，其中：

所述干化机包括第一主体，所述第一主体上设置有污泥进口、出料口、烟气进口以及烟气出口，所述污泥进口与所述进料单元连接，所述烟气进口与所述干化热风炉出口连接，所述烟气出口与所述换热器管程进口连接；

所述热解炭化机包括第二主体，所述第二主体上设置有进口、污泥炭出口、高温烟气进口、高温烟气出口、热解气出口，所述进口与所述干化机的出料口连接，所述污泥炭出口与所述污泥炭出料冷却单元连接，所述高温烟气进口与所述热解炭化热风炉的出风口连接，所述高温烟气出口与所述换热器壳程进口连接，所述热解气出口与所述热解炭化热风炉的热解气进口连接。

优选地，所述干化机还包括第一动力装置和第二动力装置，其中：

所述第一主体采用转筒结构，所述转筒结构的内壁上设置第一抄板，所述转筒结构通过第一传动装置与所述第一动力装置连接；

所述转筒结构的内部设置至少一组中空打散轴，所述打散轴上分布多个打散件，所述打散轴与所述第二动力装置连接，所述打散轴的两端分别设置冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口和冷却水出口通过旋转接头与外部管道连接；

所述转筒结构的两端分别设置第一窑头罩和第一窑尾罩，所述污泥进口、所述烟气出口均与所述第一窑头罩连通设置，所述出料口、所述烟气进口均与所述第一窑尾罩连通设置。

优选地，所述热解炭化机还包括第三动力装置，其中：

所述第二主体通过第二传动装置与所述第三动力装置连接；

所述第二主体包括内筒体和设置于所述内筒体外侧的外筒体，所述内筒体的内壁设置第二抄板，所述高温烟气进口、所述高温烟气出口均与所述外筒体连通设置；

所述内筒体的两端分别设置第二窑头罩和第二窑尾罩，所述进口与所述第二窑头罩连通设置；所述污泥炭出口、所述热解气出口均与所述第二窑尾罩连通设置。

优选地，所述第二主体倾斜设置，所述进口的一侧高于所述污泥炭出口的一侧。

优选地，还包括锁气阀，其中：

所述锁气阀设置于所述热解炭化机的进料口和出料口处。

优选地，所述热解炭化热风炉包括炉体，所述炉体内设置燃烧器，所述炉体上设置有所述热解气进口、柴油进口、所述出风口、一次风进口、二次风进口。

优选地，所述污泥炭出料冷却单元包括输送机、轴、以及水冷夹套，其中：

所述水冷夹套设置于所述输送机的外周；

所述轴设置于所述输送机内，所述轴内通入冷却水。

优选地，所述烟气处理单元至少包括依次设置的旋风除尘装置、袋式除尘装置和碱洗塔。

优选地，所述进料单元包括第四动力装置以及与所述第四动力装置连接的双螺旋输送结构。

优选地，还包括控制系统和氧含量检测装置，其中：

所述氧含量检测装置设置于所述热解炭化机的内部；

所述第一动力装置、所述第二动力装置、所述第三动力装置、所述氧含量检测装置均与所述控制系统连接。

本实用新型提供的一种市政污泥处理系统，通过进料单元、干化机、热解炭化机、污泥炭出料冷却单元、烟气处理单元、干化热风炉和热解炭化热风炉的有效配合，设置合理的技术路线，解决了水厂污泥处理的问题。物料依次经过进料单元、干化机、热解炭化机后进入污泥炭冷却系统，热解所用的高温烟气来自热解炭化热风炉，热解炭化热风炉所用燃料一部分来自热解后产生的可燃气，不足的部分由柴油补充，出口温度可根据实际情况调整，由热风炉产生的高温烟气经热解炭化机后，由热解炭化机的高温烟气出口与干化机烟气出口换热后经尾气处理系统后排放，热解后所产生的污泥炭，进入污泥炭出料冷却单元。本系统占地面积小、系统可靠性高、运行成本较低、尾气经过简单处理即可达标排放。可根据水厂的实际情况，对整个系统进行布置，在水厂内实现污泥的减量化、无害化、资源化，可完成污泥热解炭化的整个处理过程，充分利用热解产生的可燃性气体为整个系统提供热源，可显著降低运行成本，从而降低水厂污泥处置成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型市政污泥处理系统一实施例的工艺流程示意图；

图2是本实用新型市政污泥处理系统中干化机的结构示意图；

图3是本实用新型市政污泥处理系统中打散轴的结构示意图；

图4是本实用新型市政污泥处理系统中热解炭化机的结构示意图；

图5是本实用新型市政污泥处理系统的控制流程图。

图中：1、进料单元；11、第四动力装置；12、双螺旋输送结构；2、干化机；20、第一主体；201、污泥进口；202、出料口；203、烟气进口；204、烟气出口；21、第一动力装置；22、第二动力装置；23、第一抄板；24、打散轴；241、打散件；242、冷却水进口旋转接头；243、冷却水出口旋转接头；25、第一窑头罩；26、第一窑尾罩；3、热解炭化机；30、第二主体；3001、内筒体；3002、外筒体；301、进口；302、污泥炭出口；303、高温烟气进口；304、高温烟气出口；305、热解气出口；31、第三动力装置；32、第二抄板；33、第二窑头罩；34、第二窑尾罩；4、锁气阀；5、污泥炭出料冷却单元；6、烟气处理单元；7、换热器；8、干化热风炉；9、热解炭化热风炉；10、控制系统；100、氧含量检测装置。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“侧向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种市政污泥处理系统，图1是本实施例的工艺流程示意图，如图1所示，包括进料单元1、干化机2、热解炭化机3、污泥炭出料冷却单元5、烟气处理单元6、换热器7、干化热风炉8、热解炭化热风炉9。

其中，干化机2包括第一主体20，第一主体20上设置有污泥进口201、出料口202、烟气进口203以及烟气出口204，污泥进口201与进料单元1连接，烟气出口204与换热器7管程进口连接；

热解炭化机3包括第二主体30，第二主体30上设置有进口301、污泥炭出口302、高温烟气进口303、高温烟气出口304、热解气出口305，进口301与干化机2的出料口202连接，污泥炭出口302与污泥炭出料冷却单元5连接，高温烟气进口303与热解炭化热风炉9的出风口连接，高温烟气出口304与换热器壳程进口连接，热解气出口305与热解炭化热风炉9的热解气进口连接。换热器7、干化热风炉8、热解炭化热风炉9通过管路连接。

此市政污泥处理系统，通过进料单元1、干化机2、热解炭化机3、污泥炭出料冷却单元5、烟气处理单元6、换热器7、干化热风炉8、热解炭化热风炉9的有效配合，设置合理的技术路线，解决了水厂污泥处理的问题。物料依次经过进料单元1、干化机2、热解炭化机3后，污泥炭经污泥炭出料冷却单元5送至污泥炭仓，热解所用的高温烟气来自热解炭化热风炉9，热解炭化热风炉9所用燃料一部分来自热解后产生的可燃气，不足的部分由柴油补充，热解炭化热风炉9的出口温度可根据实际情况调整，由热解炭化热风炉9产生的高温烟气经热解炭化机3后，经热解炭化机3的高温烟气出口304进入换热器7与干化后的尾气换热后进入烟气处理单元6处理后排放，热解后所产生的污泥炭，进入污泥炭出料冷却单元5。本系统占地面积小、系统可靠性高、运行成本较低、尾气经过简单处理即可达标排放。可根据水厂的实际情况，对整个系统进行布置，在水厂内实现污泥的减量化、无害化、资源化，可完成污泥热解炭化的整个处理过程，充分利用热解产生的可燃性气体为整个系统提供热源，可显著降低运行成本，从而降低水厂污泥处置成本。

作为可选的实施方式，图2是本实施例中干化机的结构示意图，如图2所示，干化机2还包括第一动力装置21和第二动力装置22。

其中，第一主体20采用转筒结构，本实施例中，采用直接接触式转筒结构，传热效率高。当然，在实际的生产和使用时，干化机也可以采用其他的干化方式，例如：低温干化、带式干化、圆盘干化等，达到热解炭化进料所需含水率要求即可。

具体地，本实施例中，转筒结构的内壁上设置第一抄板23，起到翻滚物料、强化传热的目的。转筒结构通过第一传动装置与第一动力装置21连接。本实施例中，第一传动装置采用齿轮组件，第一动力装置21采用电机，使用时，通过电机带动减速机驱动转筒结构，进而带动转筒结构转动，通过调整电机的转速控制干化速率和停留时间。

优选地，在实际的使用时，转筒设置1°～3°倾角，转速在0.5r～3r/min，热解腔体压力在-80pa～-120pa，温度在400℃～600℃运行，且填充率10％～15％，若填充率过大，影响干化出料含水率，若填充率过小，则影响设备处理能力。同时，设置干化机进料的含水率不高于80％，如高于80％需进行机械脱水，出料含水率控制在10％～20％。

图3是本实施例打散轴的结构示意图，如图3所示，转筒结构的内部设置至少一组中空的打散轴24，打散轴24上分布多个打散件241，打散件241采用破碎齿，用于将污泥打散破碎呈颗粒状，对污泥进行充分打散，以提高传热效率，便于干化处理。

打散轴24与第二动力装置22连接，打散轴24的两端分别设置冷却水进口旋转接头242和冷却水出口旋转接头243，设置打散轴24为中空结构，在打散轴内通入冷却水，可对打散轴进行冷却，防止使用时由于打散轴发生变形而影响正常运行。

转筒结构的两端分别设置第一窑头罩25和第一窑尾罩26，污泥进口201、烟气出口204均与第一窑头罩25连通设置，出料口202、烟气进口203均与第一窑尾罩26连通设置。

作为可选的实施方式，图4是本实施例热解炭化机的结构示意图，如图4所示热解炭化机还包括第三动力装置31。

其中，第二主体30通过第二传动装置与第三动力装置31连接；本实施例中，第一传动装置采用齿轮组件，第一动力装置21采用电机，使用时，通过电机带动减速机驱动转筒结构，进而带动转筒结构转动，通过调整电机的转速控制热解速率和热解时间。

第二主体30包括内筒体3001和设置于内筒体3001外侧的外筒体3002，内筒体3001与外筒体3002之间采用鱼鳞片密封。内筒体3001为热解反应腔体，内筒体3001与外筒体3002之间为高温烟气腔体，采用间接换热结构，污泥在绝氧条件下发生热解反应，产生可燃性气体。

优选地，本实施例中，第二主体30倾斜设置，进口301的一侧高于污泥炭出口302的一侧，第二主体30设置1°～3°倾角，转速在0.5r～3r/min，热解腔体压力在-50pa～-100pa运行，温度在500℃～650℃，停留时间30min～70min。热解炭化机填充率8％～15％，填充率过大，影响有机质热解产率，填充率过小，影响设备处理能力，且热解炭化机进料含水率控制在10％～20％，热解气至热解炭化热风炉管道要求尽可能短，热解气管道外部需要保温与电伴热，防止焦油冷凝堵塞管道。

具体地，内筒体3001的内壁设置第二抄板32，起到翻滚物料，达到强化传热的目的。高温烟气进口303、高温烟气出口304均与外筒体3002连通设置，优选地，第二主体30上还设置紧急排放口，确保发生紧急情况可迅速将热解气排放外部保证系统安全。。

内筒体3001的两端分别设置第二窑头罩33和第二窑尾罩34，进口301与第二窑头罩33连通设置；污泥炭出口302、热解气出口305均与第二窑尾罩34连通设置。

本实施例中，内筒体3001与第二窑头罩33采用石墨填料密封和氮气密封，可最大程度减少进入热解腔体空气量。同时，在热解炭化机内部设置氧含量在线检测设备，当氧含量超过1％体积浓度时，设置的氮气保护系统自动启动，可通过氮气管道进入热解炭化机内腔，防止气体爆炸发生。

作为可选的实施方式，还包括锁气阀4，锁气阀4设置于热解炭化机进料口与出料口处，保证污泥在无氧条件下进行热解反应。

作为可选的实施方式，热解炭化热风炉9包括炉体，炉体内设置燃烧器，炉体上设置有热解气进口、柴油进口、出风口、一次风进口、二次风进口。在高温下，污泥充分热解可产生甲烷、氢气、一氧化碳等可燃物，经热解炭化热风炉燃烧后为整个系统提供热量，实现污泥资源化的目的。不足的热量由柴油补充，通过调整柴油进料量可调整烟气出口温度，为热解反应提供所需热解温度。

作为可选的实施方式，污泥炭出料冷却单元5包括输送机、轴、以及水冷夹套。

其中，输送机采用有轴螺旋输送机，输送机的外部设置水冷夹套，用于对污泥炭进行冷却，防止污泥炭温度过高发生自燃或者烫伤的情况，轴设置于输送机内，轴内通入冷却水，防止轴温度过高产生过大轴向位移，造成轴承失效，出料温度控制在50℃以下。

作为可选的实施方式，烟气处理单元6至少包括依次设置的旋风除尘装置、袋式除尘装置和碱洗塔，经过换热后的尾气依次经过旋风除尘、袋式除尘，再经碱洗塔后经烟囱排放至大气。

作为可选的实施方式，进料单元1包括第四动力装置11以及与第四动力装置11连接的双螺旋输送结构12。

本实施例中，根据污泥的性状选用双螺旋输送结构，当然，也可以根据实际的使用需要选用螺杆泵、刮板输送机或者其他市面上现有的送料装置，第四动力装置11采用电机，通过调整电机的转速控制进料量。

作为可选的实施方式，图5是本实施例中的控制流程图，如图5所示，还包括控制系统10和氧含量检测装置100。氧含量检测装置100设置于热解炭化机3的内部。

第一动力装置21、第二动力装置22、第三动力装置31、第四动力装置11氧含量检测装置100均与控制系统10连接，由控制系统10进行有效地控制，实现智能化作业。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种市政污泥处理系统，其特征在于，包括进料单元、干化机、热解炭化机、污泥炭出料冷却单元、换热器、烟气处理单元、干化热风炉以及热解炭化热风炉，其中：

所述干化机包括第一主体，所述第一主体上设置有污泥进口、出料口、烟气进口以及烟气出口，所述污泥进口与所述进料单元连接，所述烟气进口与所述干化热风炉出口连接，所述烟气出口与所述换热器管程进口连接；

所述热解炭化机包括第二主体，所述第二主体上设置有进口、污泥炭出口、高温烟气进口、高温烟气出口、热解气出口，所述进口与所述干化机的出料口连接，所述污泥炭出口与所述污泥炭出料冷却单元连接，所述高温烟气进口与所述热解炭化热风炉的出风口连接，所述高温烟气出口与所述换热器壳程进口连接，所述热解气出口与所述热解炭化热风炉的热解气进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述干化机还包括第一动力装置和第二动力装置，其中：

所述第一主体采用转筒结构，所述转筒结构的内壁上设置第一抄板，所述转筒结构通过第一传动装置与所述第一动力装置连接；

所述转筒结构的内部设置至少一组中空打散轴，所述打散轴上分布多个打散件，所述打散轴与所述第二动力装置连接，所述打散轴的两端分别设置冷却水进口和冷却水出口，所述冷却水进口和冷却水出口通过旋转接头与外部管道连接；

所述转筒结构的两端分别设置第一窑头罩和第一窑尾罩，所述污泥进口、所述烟气出口均与所述第一窑头罩连通设置，所述出料口、所述烟气进口均与所述第一窑尾罩连通设置。

3.根据权利要求2所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述热解炭化机还包括第三动力装置，其中：

所述第二主体通过第二传动装置与所述第三动力装置连接；

所述第二主体包括内筒体和设置于所述内筒体外侧的外筒体，所述内筒体的内壁设置第二抄板，所述高温烟气进口、所述高温烟气出口均与所述外筒体连通设置；

所述内筒体的两端分别设置第二窑头罩和第二窑尾罩，所述进口与所述第二窑头罩连通设置；所述污泥炭出口、所述热解气出口均与所述第二窑尾罩连通设置。

4.根据权利要求3所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述第二主体倾斜设置，所述进口的一侧高于所述污泥炭出口的一侧。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：还包括锁气阀，其中：

所述锁气阀设置于所述热解炭化机的进料口和出料口处。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述热解炭化热风炉包括炉体，所述炉体内设置燃烧器，所述炉体上设置有所述热解气进口、柴油进口、所述出风口、一次风进口、二次风进口。

7.根据权利要求1-4任一所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述污泥炭出料冷却单元包括输送机、轴、以及水冷夹套，其中：

所述水冷夹套设置于所述输送机的外周；

所述轴设置于所述输送机内，所述轴内通入冷却水。

8.根据权利要求1-4任一所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述烟气处理单元至少包括依次设置的旋风除尘装置、袋式除尘装置和碱洗塔。

9.根据权利要求3所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：所述进料单元包括第四动力装置以及与所述第四动力装置连接的双螺旋输送结构。

10.根据权利要求9所述的一种市政污泥处理系统，其特征在于：还包括控制系统和氧含量检测装置，其中：

所述氧含量检测装置设置于所述热解炭化机的内部；

所述第一动力装置、所述第二动力装置、所述第三动力装置、所述氧含量检测装置均与所述控制系统连接。

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