[发明专利]在循环流化床反应器中获得不同用途污泥热解油的装置

说明书

技术领域

    本发明属于固体废弃物资源化处置领域，涉及一种在同一个循环流化床反应器中获得不同用途污泥热解油的装置。

背景技术

我国目前城市污水处理总规模已达到1亿吨/日，污泥量达到5万吨/日。这些大量的污泥如处理不当或不及时，会带来严重的二次污染，而目前全国污水处理能力20万t/d（含）以上的城市污水处理厂83%的污泥没有经过妥善处置。

污泥低温热解制油技术是通过无氧加热污泥干燥至一定温度(<500℃)，由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体(NGG)和炭等4种可燃产物。污泥低温热解制油技术能有效地克服了传统污泥处置方法的缺点。由于重金属富集于固体残渣中稳定性好，且反应温度低，避开了二恶英生成区，NO_x和SO_x生成也很少，足以满足严格的政策法规，而其经济性又显著优于焚烧，因此低温热解制油技术是一种有重要应用前景的污泥资源化热化学处置技术。

位于澳大利亚柏斯的Subiaco污水处理厂90年代末建成世界上第一座商业化的污泥炼油厂，采用回转窑热解+流化床燃烧工艺，处理规模为每天25吨干污泥，每吨干污泥可产出200～300升与柴油类似的液态油和半吨烧结炭，回转窑热解炉产生的烧结炭、不凝结可燃气体和辅助燃料送入流化床燃烧，产生的高温烟气送入回转窑热解炉外壁夹套提供热解反应热源。从2001年开始，该系统开始正式运行。但投资方处于减少财务负担的考虑，该项目只正式运行了9个月的时间。

全世界的研究者已经进行了许多污泥中低温热解试验研究，包括污泥热解制油以及制碳，但是能实现长期、稳定运行的商业示范项目却十分少见。这主要是由于热解工艺的经济效益偏低，影响了它的推广和应用。

目前许多污水处理厂都面临着进水COD较设计值偏低的困境，这直接导致了污水厂排放的污泥中有机质的减少，灰分含量的增加，降低了污泥热解油的利用价值。在循环流化床反应器中热解这种高灰分的污泥可以同时获得活性炭和生物油，有利提高处理系统的经济效益。但反应区中灰分浓度的不断增加会减少高热值组分油的产量。

发明内容

本发明的目的是提供一种在循环流化床反应器中获得不同用途污泥热解油的装置，该装置利用污泥灰分的催化特性，通过调整循环流化床反应区中的灰分浓度，实现了在同一个循环流化床反应器中通过控制固体循环倍率来获得不同用途高灰分污泥热解油。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种在循环流化床反应器中获得不同用途污泥热解油的装置，其特征在于：该装置包括污泥料仓、循环流化床本体、第一级旋风分离器、返料器、第二级旋风分离器、残炭储罐、喷淋塔主体和上层油收油瓶，污泥料仓通过加料螺旋连接在循环流化床本体下端，第一级旋风分离器连接在循环流化床本体的上部，第一级旋风分离器的下端通过返料器连接在循环流化床本体的下部，在返料器上设有用来控制循环流化床的固体循环倍率的返料器排渣阀门；第一级旋风分离器的顶端与第二级旋风分离器连接；第二级旋风分离器的顶端与喷淋塔主体连接，残炭储罐设置在第二级旋风分离器的底部；喷淋塔主体与上层油收油瓶连接，在喷淋塔主体底部设有下层油排放口。

本发明中，在第一级旋风分离器与返料器之间设有膨胀节，在返料器处设有松动风管。第二级旋风分离器连接在喷淋塔主体的中部。

上层油收油瓶通过上层油收油管路与喷淋塔主体连接，且喷淋塔主体内的液位与上层油收油管路在喷淋塔主体上开口位置一致。在上层油收油管路上设有上层油疏通阀门和上层油收油管路阀门。

污泥热解残炭的催化效果和矿物质催化剂类似，不仅能够促进污泥中有机质的挥发，而且能够促进热解蒸汽中大分子物质的二次裂解。本发明采用循环流化床方式，通过返料器将第一级旋风分离器捕集到的污泥热解残炭循环回流化床反应区。反应区中热解残炭浓度越低，高热值上层油的前驱物二次裂解反应程度越低，高热值上层油产量也就越大；而反应区中热解残炭浓度越高，高热值上层油的前驱物二次裂解反应程度越高，导致热解油水相中含氮杂环类物质浓度的增加。同时在返料器底部设置排渣阀门，通过定期排放返料器中的热解残炭来控制循环流化床固体循环倍率。若是以得到可用做燃料油的热解油为目标，可采用中低固体循环倍率；而若是以得到可用于提取化工原料的热解油为目标，则可用高固体循环倍率。

本发明的有益效果是：

1．  污泥热解器采用循环流化床方式，提高了气固传热效果；

2．  解决了利用高灰分污泥难以获取高值产物的问题；