[发明专利]一种控温控时污泥碳化方法及多段式控温控时污泥碳化炉

说明书

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种污泥碳化方法及设备，特别涉及一种控温控时污泥碳化方法及多段式控温控时污泥碳化炉。

背景技术

碳化处理是一种清洁性良好的污泥资源化利用方式。目前我国脱水污泥的含水率仍高达80％，进一步碳化前必须进行干化处理，而干化、碳化过程需要的热量一般大于污泥自身蕴含的热量。采用天然气、柴油等能源用于污泥干化、碳化过程往往导致污泥碳化处理成本过高，这也是我国当前众多污泥碳化技术难以推广的主要原因。

为降低污泥碳化成本，众多工程技术人员采取了各种技术手段，而添加生物质、煤是降低污泥碳化运行成本的重要方法。将生物质或煤粉等与污泥共碳化，是一种清洁的利用方式，添加比例则根据需要的热量确定。采用此方法，可显著降低污泥碳化成本，然而目前的碳化炉往往为单一物料的污泥碳化而设计，添加生物质或煤粉后，必然影响原有的碳化工艺。另外，生物质或煤粉与污泥的碳化工艺参数必然存在差异，例如最佳的碳化温度、碳化时间必然不同，混合共碳化的结果将造成易碳化原料碳化过度，而难碳化原料碳化程度不够。再者未来对污泥炭的品质要求必然提高，对有机质含量、孔隙结构的要求必然对碳化温度、碳化时间要求精确控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种控温控时污泥碳化方法及一种多段式控温控时污泥碳化炉，解决生物质或煤粉等添加物的污泥碳化问题，也可用于几种混合物料碳化，能将几种混合物按其性质在不同碳化温度和不同碳化时间完成碳化，使其达到最佳碳化效果。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种控温控时污泥碳化方法，第一段高温碳化生物质得到生物质炭，第二段污泥与所述生物质炭共同中温碳化得到污泥炭，第三段所述污泥炭与畜禽粪便共同低温碳化得到复合炭，高温碳化、中温碳化和低温碳化的温度分别为800℃-700℃、600℃-500℃和300℃-200℃。

生物质、污泥和畜禽粪便的添加量按质量比为2-3:4-5:1。高温碳化、中温碳化和低温碳化的时间分别为50-60min、30-40min和20min。

本发明基于上述的方法思想，还提供一种多段式控温控时污泥碳化炉，包括内筒，内筒通过内筒中的传动轴带动传动轴上的螺旋叶片运转，内筒前端上侧依次设置有第一碳化原料进料口和第二碳化原料进料口，内筒末端下侧设置有碳化物出口，内筒上侧在第二碳化原料进料口和碳化物出口之间设置有调理剂进料口，第二碳化原料进料口和调理剂进料口之间设置有碳化可燃气出口；

内筒前端与第二碳化原料进料口之间的内筒外部设置有高温加热夹套，高温加热夹套首末两端两侧处分别设置高温热源进口和高温热源出口，第二碳化原料进料口与调理剂进料口之间的内筒外部设置中温加热夹套，中温加热夹套首末两端同侧分别设置中温热源进口和中温热源出口，调理剂入口与碳化物出口之间的内筒外部设置低温加热夹套，低温加热夹套首末两端两侧分别设置低温热源进口和低温热源出口。

第一碳化原料进料口和第二碳化原料进料口上设置有料位调节阀，内筒末端设置有料位观测口。

传动轴及螺旋叶片表面设置有耐磨耐蚀涂层。

高温加热夹套、中温加热夹套及低温加热夹套与内筒之间的空腔中均设置有多个导流翅片。

传动轴与内筒之间采用填料函和迷宫组合式密封结构。

传动轴上设置有变频控制器。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

1.本发明的污泥碳化方法，解决生物质或畜禽粪便等添加物的污泥碳化问题，可用于几种混合物料碳化，能将几种混合物按其性质在不同碳化温度和不同碳化时间完成碳化，使其达到最佳碳化效果。

2.本发明的污泥碳化炉有多个物料入口，尤其适用于添加生物质或煤粉等的高温碳化物质，调理剂进料口是为了在污泥碳化时添加一些除生物质外的其他可低温碳化的物质，以便改变污泥炭的养分含量，并且不影响原有的碳化工艺。

3.本发明的污泥碳化炉为三段式，每段通过高温加热夹套、中温加热夹套及低温加热夹套提供不同的碳化温度，添加生物质或煤粉与污泥共同碳化时，生物质或煤粉与污泥是在不同的碳化温度、碳化时间下实现碳化，碳化温度、碳化时间可控，既避免了能源浪费，又使得各个物料的碳化程度相适宜。

4.本发明的污泥碳化炉操作简单、使用方便、密封性好，目前经过多次的实践，制备的污泥炭的品质高，未来市场潜力巨大。

附图说明

图1是本发明多段式控温控时污泥碳化炉示意图。

图中各标号的含义为：