[发明专利]一种利用污泥生产活性炭和陶粒的装置和方法

权利要求书

1.一种利用污泥生产活性炭和陶粒的装置，其特征在于：该装置包括：进料口(1)，烘干区(2)，炭化区(3)，煅烧区(4)，冷却、活化区(5)，出料口(6)，水蒸汽进口(7)，主燃烧器(8)，窑头燃烧室(9)，进气管道(10)，托轮(11)，烟气出口(12)，炭化换热器(13)，热烟气进口(14)，窑尾燃烧室(15)，窑尾燃烧器(16)，传动电机(17)、出气管道(18)，所述的烘干区(2)的左侧下端设有进料口(1)，烘干区(2)的上端分别设有窑尾燃烧室(15)和窑尾燃烧器(16)，所述的烘干区(2)右侧设有炭化区(3)，所述烘干区(2)和炭化区(3)密封连接，所述炭化区(3)的左右侧靠近两端的位置设有一组托轮(11)，所述一组托轮(11)下端和一组传动电机(17)齿轮连接，所述的炭化区(3)上端内壁上设有炭化换热器(13)，所述炭化换热器(13)的左端为热烟气进口(14)，右端为烟气出口(12)，所述的热烟气进口(14)和窑尾燃烧室(15)之间通过进气管道(10)连接，所述的烟气出口(12)和出气管道(18)连接，所述的炭化区(3)右侧是煅烧区(4)，所述的煅烧区(4)右侧和窑头燃烧室(9)密封连接，所述的窑头燃烧室(9)右侧设有主燃烧器(8)，所述的窑头燃烧室(9)下端和冷却、活化区(5)连接，所述冷却、活化区(5)右侧壁上设有水蒸汽进口(7)，所述冷却、活化区(5)连接下端设有出料口(6)，所述的进气管道(10)尾端和热烟气进口(14)交界处向下延伸且穿过炭化区(3)，所述的进气管道(10)尾端为密封状态，所述的出气管道(18)在炭化区(3)的右侧垂直于炭化区(3)且穿过炭化区(3)，所述的出气管道(18)上端为出口开放，下端为出口密封。

2.根据权利要求1所述的装置生产活性炭的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、在投料前，主燃烧器(8)和窑尾燃烧器(16)均靠天然气处于燃烧状态；炭化区(3)温度达到200℃时，开始投料；

(2)、再用含量为96％的高浓度ZnCl₂溶液与含水20％的干化污泥颗粒进行捏合浸泡均匀送入进料口(1)；

(3)、进入烘干区(2)，进行烘干，送入炭化区(3)；

(4)、炭化区(3)温度达到350℃时，关闭主燃烧器(8)，停止供主燃烧器(8)空气，窑尾燃烧器(16)供给空气，保证污泥的热解油、热解炭和非冷凝性气体在窑尾燃烧室(15)燃烧，窑尾燃烧室(15)燃烧温度达到850℃以上，消除污泥热解中产生的有毒有害物质，当开始热量不足于完成整个炭化、活化时，在窑尾燃烧器(16)处供给天然气保证整个炭化、活化的完成，窑尾燃烧室(15)的热量由热烟气进口(14)进入炭化换热器(13)，炭化换热器(13)为炭化区(3)提供热量；

(5)、当炭化区(3)物料温度600℃时，通过托轮(11)把物料送入冷却、活化区(5)，从水蒸汽进口(7)中喷入水蒸气保证污泥炭粒的物理活化效果，整个炭化、活化过程是在无氧或缺氧状态下完成，炭化、活化时间控制在1小时。

3.根据权利要求1所述的装置生产陶粒的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、在投料前，主燃烧器(8)和窑尾燃烧器(16)均靠天然气处于燃烧状态；炭化区(3)温度达到200℃时，开始投料；

(2)、先进行配料，配料中各组分按质量的百分比为：含水为20％的干化污泥为50％，黏土为20％，粉煤灰为30％，配料后混合均匀进行造粒，粒径大小为3-5mm送入进料口(1)；

(3)、窑尾燃烧室(15)燃烧温度在850℃以上，消除污泥热解中产生的有毒有害物质，窑尾燃烧器(16)和主燃烧器(8)处供给天然气保证煅烧区(4)温度达到1150℃；

(4)、进入烘干区(2)，进行烘干，送入炭化区(3)通过炭化换热器(13)对物料预热；

(5)、然后送入煅烧区(4)完成煅烧，煅烧温度为1150℃；

(6)、煅烧完成送入冷却、活化区(5)冷却到150℃；

(7)、最后通过出料口(6)产出污泥陶粒。

4.根据权利要求3所述生产陶粒的方法，其特征在于：窑尾燃烧器(16)需天然气15Nm³/1吨，主燃烧器(8)需天然气20Nm³/1吨。