[发明专利]一种污泥碳化一体机及方法

说明书

本发明公开了一种污泥脱水碳化一体机，包括管道输送式加热部，反应釜加压部，其中管道输送式加热部包括螺旋缠绕式的输送管道及管道外部的加热装置；反应釜加压部包括可抗高压的反应釜本体及加压设备。本发明还公开了一种污泥脱水碳化方法，包括加温加压使污泥中的生物质裂解为生物炭，将其中的内水转化为游离态水，脱水后得到生物炭。

技术领域

本发明涉及污泥处理装置及方法，特别涉及一种污泥碳化一体机及方法。

背景技术

随着城市化进程加快工业快速发展，带来了大量的污泥。市政污泥包括河道污泥等，工业污泥包括印染污泥、造纸厂污泥、制药厂污泥、屠宰厂、酒糟、海鲜加工厂等，危废污泥包括石油石化生产过程中产生的油泥、煤焦化污泥、电镀污泥、医疗废物、矿业渣泥等，据预测2020年的污泥产量将达到6000-9000万吨。污泥处理目的首先是“减量化、稳定化、无害化”，其次是“资源化”的可能。目前采用的各种手段，如厌氧消化、干化脱水、焚烧等，其减量效果有限或成本过高，而且都属于过程处理，或为前端处理，或为后端处理。虽然我国在污泥处理处置方面的政策越加趋严，但行业发展始终没有取得重大突破，技术的缺失成为最大短板，高效低成本处理技术亟待需求。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种污泥碳化一体机及方法，可以使含水率80％的污泥深度脱水碳化，直接转化成生物炭。

本发明提出的一种污泥脱水碳化一体机，包括管道输送式加热部，反应釜加压部，其中管道输送式加热部包括螺旋缠绕式的输送管道及管道外部的加热装置；反应釜加压部包括可抗高压的反应釜本体及加压设备，其中反应釜顶上设有进料口、加压口、抽气口、监测反应釜体内温度的温度测口、监测反应釜体内压力的压力测口及监测反应釜体内料物多少的料位测口，反应釜底部设有出料口。

优选地，加热装置为包裹在管道外部的远红外加热片。

本发明提出的一种污泥脱水碳化方法包括步骤

(1)将含水率80％的污泥通过污泥泵输送到管道输送式加热部，在污泥的输送过程中加热，升温至250-650℃。

(2)污泥通过污泥泵从管道输送式加热部进入反应釜加压部，同时利用真空罐不断抽走加热时产生的废气，污泥全部进入后关闭阀门，往反应釜内通入氮气不断加压至8-22MPa，使污泥中的生物质裂解，将其中的水分释放出来。

(3)反应后的污泥从出料口排除，通过普通的机械脱水即可将污泥中75％的水分脱除，得到生物炭，可以直接进行填埋，也可进行进一步的干化造粒，进行资源化利用。

(4)脱水产生的裂解液可回流到污水处理厂的进口，能够提高污水处理厂进水的可生化性。

本发明通过污泥水热碳化技术处理处置污泥是一个完整的全过程处理处置手段，通过加温加压使污泥中的生物质裂解，将其中的内水转化为游离态水，减量化效果显著；其过程中保留了污泥中的绝大部分碳值，可以高效提取并转化污泥所含的生物质能，为碳化物的能源再利用创造了条件；反应过程是在一个完全封闭的流程中完成，整个过程所产生的三类介质－热(循环利用到产生过程中)、水(回注到污水处理厂的入水口)和固体生物碳(产品)－均不形成任何对外排放，没有废气、CO₂、氨、沼气和氮氧化物的外排放；适用范围广泛，污泥水热碳化技术对处理餐厨废弃物、园林废弃物、粪便以及酿酒厂、屠宰场、皮革厂、造纸厂、食品加工厂等含富含有生物质的废弃物都具有良好效果，与目前广泛使用的各类污泥处理处置手段相比，污泥水热碳化技术在能耗方面有明显的优势，能耗仅为厌氧消化+干化处理的30％。