[发明专利]污泥水热碳化制备土壤修复剂的装置和方法

权利要求书

1.基于污泥水热碳化制备土壤修复剂的装置的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于，装置包括依次连通的混合搅 拌罐（1）、初段预热器（2）、末段预热器（3）和水热碳化反应釜（4），水热碳 化反应釜（4）上设有排气口（41）和排液口（42），排气口（41）与初段预热 器（2）连通，排液口（42）与末段预热器（3）连通，还包括脱水装置（5）和 澄清装置（6），脱水装置（5）与末段预热器（3）连通，澄清装置（6）一端与脱水装置（5）连通，澄清装置（6）另一端与混合搅拌罐（1）连通，包括净化装置（7），净化装置（7）与初段预热器（2）连通；还包括以下步骤：

（1）混合与搅拌：将污泥输送至混合搅拌罐（1），混合搅拌罐（1）中加 入硅铝添加剂和水，用碱液调节污泥的 pH 为 9.5~12，污泥、硅铝添加剂、水和 碱液在混合搅拌罐（1）中搅拌后得到混合浆液；

（2）预热与水热碳化反应：混合浆液输送至初段预热器（2）和末段预热 器（3）中进行预热，然后进入水热碳化反应釜（4）进行水热碳化反应，得到 蒸汽和固液混合物，蒸汽输送至初段预热器（2）进行初段换热，固液混合物输 送至末段预热器（3）进行末段换热；

（3）固液分离：经末段换热后的固液混合物进入脱水装置（5）中脱水得 到污泥基生物炭和液相产物，液相产物经澄清装置（6）澄清后输送至混合搅拌 罐（1）中，液相产物输送至混合搅拌罐（1）中时，根据液相产物的质量补充 水；

（4）土壤修复剂制备：经脱水装置（5）脱水得到的污泥基生物炭造粒成 球，得到土壤修复剂。

2.根据权利要求 1所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 污泥、硅铝添加剂、水和碱液在混合搅拌罐中搅拌 10~20 min，固液混合物的脱 水时间为 2~3h。

3.根据权利要求 1所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 硅铝添加剂为粉煤灰、高岭土和硅藻土中的一种，硅铝添加剂的添加量为污泥 和硅铝添加剂总质量的 5%~30%。

4.根据权利要求 1 所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 步骤（1）中，水的质量与污泥和硅铝添加剂的总质量之比为 2~3:1。

5.根据权利要求 1所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 步骤（3）中，液相产物和水的总质量与污泥和硅铝添加剂的总质量之比为 2~3:1。

6.根据权利要求 1所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 初段预热器的预热温度为 45~90℃，初段预热器的预热时间为 10~30 min，末段 预热器的预热温度为 90~130℃，末段预热器的预热时间为 20~30 min。

7.根据权利要求 1所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 水热碳化反应的时间为 1.5~2 h，水热碳化反应温度为 200~280℃。

8.根据权利要求 1 所述的污泥水热碳化制备土壤修复剂的方法，其特征在于： 污泥为市政污泥。