一種控溫控時污泥碳化方法及多段式控溫控時污泥碳化爐技術

本發明專利技術提供一種控溫控時污泥碳化方法及基于此方法產生的多段式控溫控時污泥碳化爐設備，該設備包括：高溫加熱夾套，中溫加熱夾套，低溫加熱夾套，導流葉片，傳動軸，螺旋葉片，填料函與迷宮組合式密封結構，料位觀測口，料位調節閥，內筒，第一進料口，第二進料口，碳化物出口，調理劑進料口，碳化可燃氣出口，高溫熱源入口，高溫熱源出口，中溫熱源入口，中溫熱源出口，低溫熱源進口，低溫熱源進口。本發明專利技術能將污泥等不同碳化原料按其性質在不同碳化溫度和不同碳化時間完成碳化，使其達到最佳碳化效果。

【技術實現步驟摘要】
一種控溫控時污泥碳化方法及多段式控溫控時污泥碳化爐
本專利技術屬于污泥處理
，涉及一種污泥碳化方法及設備，特別涉及一種控溫控時污泥碳化方法及多段式控溫控時污泥碳化爐。
技術介紹
碳化處理是一種清潔性良好的污泥資源化利用方式。目前我國脫水污泥的含水率仍高達80％，進一步碳化前必須進行干化處理，而干化、碳化過程需要的熱量一般大于污泥自身蘊含的熱量。采用天然氣、柴油等能源用于污泥干化、碳化過程往往導致污泥碳化處理成本過高，這也是我國當前眾多污泥碳化技術難以推廣的主要原因。為降低污泥碳化成本，眾多工程技術人員采取了各種技術手段，而添加生物質、煤是降低污泥碳化運行成本的重要方法。將生物質或煤粉等與污泥共碳化，是一種清潔的利用方式，添加比例則根據需要的熱量確定。采用此方法，可顯著降低污泥碳化成本，然而目前的碳化爐往往為單一物料的污泥碳化而設計，添加生物質或煤粉后，必然影響原有的碳化工藝。另外，生物質或煤粉與污泥的碳化工藝參數必然存在差異，例如最佳的碳化溫度、碳化時間必然不同，混合共碳化的結果將造成易碳化原料碳化過度，而難碳化原料碳化程度不夠。再者未來對污泥炭的品質要求必然提高，對有機質含量、孔隙結構的要求必然對碳化溫度、碳化時間要求精確控制。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的在于，提供一種控溫控時污泥碳化方法及一種多段式控溫控時污泥碳化爐，解決生物質或煤粉等添加物的污泥碳化問題，也可用于幾種混合物料碳化，能將幾種混合物按其性質在不同碳化溫度和不同碳化時間完成碳化，使其達到最佳碳化效果。為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案予以實現：一種控溫控時污泥碳化方法，第一段高溫碳化生物質得到生物質炭，第二段污泥與所述生物質炭共同中溫碳化得到污泥炭，第三段所述污泥炭與畜禽糞便共同低溫碳化得到復合炭，高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的溫度分別為800℃-700℃、600℃-500℃和300℃-200℃。生物質、污泥和畜禽糞便的添加量按質量比為2-3:4-5:1。高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的時間分別為50-60min、30-40min和20min。本專利技術基于上述的方法思想，還提供一種多段式控溫控時污泥碳化爐，包括內筒，內筒通過內筒中的傳動軸帶動傳動軸上的螺旋葉片運轉，內筒前端上側依次設置有第一碳化原料進料口和第二碳化原料進料口，內筒末端下側設置有碳化物出口，內筒上側在第二碳化原料進料口和碳化物出口之間設置有調理劑進料口，第二碳化原料進料口和調理劑進料口之間設置有碳化可燃氣出口；內筒前端與第二碳化原料進料口之間的內筒外部設置有高溫加熱夾套，高溫加熱夾套首末兩端兩側處分別設置高溫熱源進口和高溫熱源出口，第二碳化原料進料口與調理劑進料口之間的內筒外部設置中溫加熱夾套，中溫加熱夾套首末兩端同側分別設置中溫熱源進口和中溫熱源出口，調理劑入口與碳化物出口之間的內筒外部設置低溫加熱夾套，低溫加熱夾套首末兩端兩側分別設置低溫熱源進口和低溫熱源出口。第一碳化原料進料口和第二碳化原料進料口上設置有料位調節閥，內筒末端設置有料位觀測口。傳動軸及螺旋葉片表面設置有耐磨耐蝕涂層。高溫加熱夾套、中溫加熱夾套及低溫加熱夾套與內筒之間的空腔中均設置有多個導流翅片。傳動軸與內筒之間采用填料函和迷宮組合式密封結構。傳動軸上設置有變頻控制器。本專利技術與現有技術相比，具有如下技術效果：1.本專利技術的污泥碳化方法，解決生物質或畜禽糞便等添加物的污泥碳化問題，可用于幾種混合物料碳化，能將幾種混合物按其性質在不同碳化溫度和不同碳化時間完成碳化，使其達到最佳碳化效果。2.本專利技術的污泥碳化爐有多個物料入口，尤其適用于添加生物質或煤粉等的高溫碳化物質，調理劑進料口是為了在污泥碳化時添加一些除生物質外的其他可低溫碳化的物質，以便改變污泥炭的養分含量，并且不影響原有的碳化工藝。3.本專利技術的污泥碳化爐為三段式，每段通過高溫加熱夾套、中溫加熱夾套及低溫加熱夾套提供不同的碳化溫度，添加生物質或煤粉與污泥共同碳化時，生物質或煤粉與污泥是在不同的碳化溫度、碳化時間下實現碳化，碳化溫度、碳化時間可控，既避免了能源浪費，又使得各個物料的碳化程度相適宜。4.本專利技術的污泥碳化爐操作簡單、使用方便、密封性好，目前經過多次的實踐，制備的污泥炭的品質高，未來市場潛力巨大。附圖說明圖1是本專利技術多段式控溫控時污泥碳化爐示意圖。圖中各標號的含義為：1-內筒，2-傳動軸，3-螺旋葉片，4-高溫加熱夾套，5-中溫加熱夾套，6-低溫加熱夾套，7-料位調節閥，8-料位觀測口，9-導流翅片，10-密封結構，N1-第一碳化原料進料口，N2-第二碳化原料進料口，N3-碳化物出口，N4-調理劑進料口，N5-碳化可燃氣出口，N6-高溫熱源進口，N7-高溫熱源出口，N8-中溫熱源進口，N9-中溫熱源出口，N10-低溫熱源進口，N11-低溫熱源出口。以下結合附圖對本專利技術的具體內容作進一步詳細解釋說明。具體實施方式以下給出本專利技術的具體實施例，需要說明的是本專利技術并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本專利技術的保護范圍。實施例1：本實施例提供一種控溫控時污泥碳化方法，第一段高溫碳化生物質得到生物質炭，第二段污泥與所述生物質炭共同中溫碳化得到污泥炭，第三段所述污泥炭與畜禽糞便共同低溫碳化得到復合炭。其中，高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的溫度分別為700℃、500℃和300℃，高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的時間分別為60min、30min和20min。基于實施例1的方法，加入的污泥、生物質及畜禽糞便的比例不同，得到的污泥炭的養分含量不同，生物質、污泥和畜禽糞便的添加量按質量比為2-3:4-5:1時，得到的污泥炭中速效鉀為1000-1500(mg/kg)。處理溫度不同，得到污泥炭的養分含量也不同，具體可參見實施例4。實施例2：遵從上述技術方案，如圖1所示，本實施例給出一種多段式控溫控時污泥碳化爐，包括內筒1，內筒1通過內筒1中的傳動軸2帶動傳動軸2上的螺旋葉片3運轉，內筒1前端上側依次設置有第一碳化原料進料口N1和第二碳化原料進料口N2，內筒1末端下側設置有碳化物出口N3，內筒1上側在第二碳化原料進料口N2和碳化物出口N3之間設置有調理劑進料口N4，調理劑進料口N4是為了在污泥碳化時添加一些除生物質外的其他低溫碳化的物質，以便改變污泥炭的養分含量，第二碳化原料進料口N2和調理劑進料口N4之間設置有碳化可燃氣出口N5；內筒1前端與第二碳化原料進料口N2之間的內筒1外部設置有高溫加熱夾套4，高溫加熱夾套4首末兩端兩側處分別設置高溫熱源進口N6和高溫熱源出口N7，第二碳化原料進料口N2與調理劑進料口N4之間的內筒1外部設置中溫加熱夾套5，中溫加熱夾套N2首末兩端同側分別設置中溫熱源進口N8和中溫熱源出口N9，調理劑入口N4與碳化物出口N3之間的內筒1外部設置低溫加熱夾套6，低溫加熱夾套6首末兩端兩側分別設置低溫熱源進口N10和低溫熱源出口N11。第一碳化原料進料口N1和第二碳化原料進料口N2上設置有料位調節閥7，內筒1末端設置有料位觀測口8，既為碳化可燃氣預留足夠的流通空間又可以保證碳化爐內一定的持料量。傳動軸2及螺旋葉片3表面噴涂設置有耐磨、耐蝕涂層，防止爐內物料對設備的磨損及腐蝕。高溫加熱夾套本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控溫控時污泥碳化方法，其特征在于，第一段高溫碳化生物質得到生物質炭，第二段污泥與所述生物質炭共同中溫碳化得到污泥炭，第三段所述污泥炭與畜禽糞便共同低溫碳化得到復合炭，所述高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的溫度分別為800℃?700℃、600℃?500℃和300℃?200℃。

【技術特征摘要】
1.一種控溫控時污泥碳化方法，其特征在于，第一段高溫碳化生物質得到生物質炭，第二段污泥與所述生物質炭共同中溫碳化得到污泥炭，第三段所述污泥炭與畜禽糞便共同低溫碳化得到復合炭，所述高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的溫度分別為800℃-700℃、600℃-500℃和300℃-200℃。2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述生物質、污泥和畜禽糞便的添加量按質量比為2-3:4-5:1。3.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述高溫碳化、中溫碳化和低溫碳化的時間分別為50-60min、30-40min和20min。4.一種多段式控溫控時污泥碳化爐，包括內筒(1)，內筒(1)通過內筒(1)中的傳動軸(2)帶動傳動軸(2)上的螺旋葉片(3)運轉，其特征在于，內筒(1)前端上側依次設置有第一碳化原料進料口(N1)和第二碳化原料進料口(N2)，內筒(1)末端下側設置有碳化物出口(N3)，內筒(1)上側在第二碳化原料進料口(N2)和碳化物出口(N3)之間設置有調理劑進料口(N4)，第二碳化原料進料口(N2)和調理劑進料口(N4)之間設置有碳化可燃氣出口(N5)；所述內筒(1)前端與第二碳化原料進料口(N2)之間的內筒(1)外部設置有高溫加熱夾套(4)，高溫加熱夾套(4)首末兩...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魯濤，仲偉聰，池保華，石春梅，朱寶飛，馬杰偉，周楠，徐翔娜，韓延宇，
申請(專利權)人：西安航天源動力工程有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西,61