一种螺旋干燥碳化一体设备及用于污泥处理的方法与流程

技术特征：

1.一种螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，一体设备主要由干燥炉体（2）、碳化炉体（3）和出料仓（4）组成，设备内部中央位置设置有一根从上到下的固定杆（10），螺旋传送带（8）和打散杆（11）安装在固定杆（10）上，螺旋传送带（8）起到传送污泥的作用，打散杆（11）起到打散污泥的作用；在设备的外壁面设置有加热装置，所述加热装置的发热口位于所述干燥炉体（2）和碳化炉体（3）一侧；所述加热装置使得碳化炉体（3）内温度具有梯度变换，设备内热气流进行内部循环流动。

2.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述干燥炉体（2）和碳化炉体（3）为圆柱腔体，出料仓（4）为到圆锥腔体，干燥炉体（2）、碳化炉体（3）和出料仓（4）通过密封连接卡箍（5）固定密封连接；所述干燥炉体（2）、碳化炉体（3）和出料仓（4）固定密封连接后，由支撑架（6）支撑站立。

3.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述设备内部设置有一根从上到下的固定杆（10），固定杆（10）上安装有一条从上到下的螺旋传送带（8）；所述螺旋传送带（8）可由传送驱动器（7）带动转动，向下传送污泥；所述固定杆（10）上安装有多根打散杆（11），打散杆（11）可由转动驱动器（9）带动转动，对污泥起到打散造粒作用。

4.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述加热装置为燃烧机（12）、不锈钢电加热管、陶瓷电加热器或石墨烯加热器。

5.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，设备腔体内设置有温度传感器（13）；所述的温度传感器（13）安装在干燥炉体（2）和碳化炉体（3）一侧。

6.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，还包括中央控制系统（16），所述中央控制系统（16）分别与传送驱动器（7）、温度传感器（13）和加热装置通过中央控制系统连接线（15）电性连接，用于采集温度数据以及控制传送驱动器（7）、转动驱动器（9）和加热装置的启闭和功率；所述中央控制系统（16）控制传送驱动器（7）启闭和功率，进而控制螺旋传送带（8）的启闭和功率，调节污泥生物质混合物的干燥碳化时间；所述的中央控制系统（16）控制加热装置的启闭和燃烧功率，调节干燥炉体（2）和碳化炉体（3）内的干燥温度、碳化温度和温度梯度。

7.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，还包括进料口（1）和出料口（14）；所述进料口（1）设置于干燥炉体（2）的顶部位置，所述出料口（14）开设于出料仓（4）上。

8.根据权利要求1和2所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述干燥炉体（2）包括干燥炉腔（201）、干燥炉腔加热装置安装口（202）和干燥炉腔温度传感器安装口（203）；进料口（1）设置在干燥炉腔（201）上部边缘；所述干燥炉腔加热装置安装口（202）设置在干燥炉腔（201）一侧；所述干燥炉腔温度传感器安装口（203）设置在干燥炉腔（201）一侧。

9.根据权利要求1和2所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述碳化炉体（3）包括碳化炉腔（301）、碳化炉腔加热装置安装口（302）和碳化炉腔温度传感器安装口（303）；所述碳化炉腔加热装置安装口（302）设置在碳化炉腔（201）一侧；所述碳化炉腔温度传感器安装口（203）设置在碳化炉腔（201）一侧。

10.根据权利要求1和2所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述出料仓（4）包括出料口（14）、出料圆锥腔（401）和固定杆固定装置（402）；所述出料圆锥腔（401）为倒圆锥腔体；所述出料口设置在出料圆锥腔（401）一侧；所述固定杆固定装置（402）设置在出料圆锥腔（401）底部。

11.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述转动驱动器（7）包括传动主机（701）、主机传动带（702）、传动主轮（703）、副传动带（704）和传动副轮（705）；所述主机传动带（702）安装在传动主机（701）和传动主轮（703）之间，传动主机（701）通过主机传动带（702）带动传动主轮（703）转动；所述副传动带（704）安装在传动主轮（703）和传动副轮（705）之间，传动主轮（703）通过副传动带（704）带动传动副轮（705）转动；螺旋传送带（8）安装在转动副轮（705）上；所述传动主轮（703）带动副传动带（704）和传动副轮（705）运动，进而带动螺旋传送带（8）传送；所述传动主机（701）为电机。

12.根据权利要求1所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述打散杆（11）包括打散主杆（1101）、打散副杆（1102）和打散次杆（1103）；所述打散主杆（1101）一端连接在固定杆（10）上；所述打散副杆（1102）安装在打散主杆（1101）上；所述打散次杆（1103）安装在打散副杆（1102）上。

13.根据权利要求1和12所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述打散杆（11）活动连接在固定杆（10）上，安装有转动带（1104），转动带（1104）与转动驱动器（9）连接；所述打散杆可由转动带（1104）驱动转动。

14.根据权利要求1和13所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述转动驱动器（9）包括转动主轮（901）、转动杆（902）和转动带（1104）；所述转动主轮（901）转动，进而带动转动杆（902）转动，并带动转动带（1104）转动。

15.根据权利要求1和7所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述进料口包括进料仓（101）、进料上翻板（102）和进料下闸板（103）；所述进料上翻板（102）设置在进料仓（101）顶部，进料下闸板（103）设置在进料仓（101）底部。

16.根据权利要求1和7所述螺旋干燥碳化一体设备，其特征在于，所述进料口（14）包括出料储存仓（1401）、出料上闸板（1402）和出料下翻板（1403）；所述出料上闸板（1402）设置在出料储存仓（1401）顶部，出料下翻板（1403）设置在出料储存仓（1401）底部。

17.将权利要求1~16任一项所述螺旋干燥碳化一体设备用于污泥处理的方法，其特征在于，设备中处于缺氧状态，将污泥生物质混合物放入精确控温螺旋干燥碳化一体设备中，由螺旋传送带（8）从上到下传送，打散杆（11）协同进行污泥打散；干燥炉体（2）对污泥进行干燥，碳化炉体（3）对干燥后的污泥进行碳化；碳化炉体（3）同时采用设备内具有梯度温度变化的热解方法进行热解；设备中相邻两层螺旋传送带（8）温度差为10°c~50°c，下层温度高于上层。

18.根据权利要求17所述螺旋干燥碳化一体设备用于污泥掺烧生物质共热解的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）碳化前先进行干燥炉体（2）和碳化炉体（3）的预热，随后中央控制系统（16）对燃烧机（12）根据干燥和碳化过程温度高低进行启闭和功率调整，每层燃烧机（12）同时加热，温度传感器（13）实时监控各层温度；干燥炉体（2）控制温度为105±5°c；碳化炉体（3）控制最底层温度为目标碳化温度，由下而上逐层递减10°c~50°c，形成炉内温度梯度；所述碳化炉体（3）预热具体步骤为：进行20~80min的预热，预热温度为300°c~600°c；

2）干燥炉体（2）和碳化炉体（3）到达干燥碳化所需温度后，进料上翻板（102）开启，进料下闸板（103）关闭，污泥生物质混合物进入到进料仓（101）中临时储存；之后进料上翻板（102）关闭，进料下翻板（103）开启，污泥生物质混合物由进料口（1）进入到干燥炉体（2）内，落到螺旋传送带（8）上；所述污泥生物质混合物中，生物质占混合物总重量1%~2%；所述生物质包括树叶、茶叶渣、锯木屑、甘蔗渣或水葫芦中的一种以上；所述螺旋传送带（8）由转动驱动器（7）和固定杆（10）带动传送污泥生物质混合物，对污泥生物质混合物进行干燥；

3）污泥生物质混合物干燥后随螺旋传送带（8）进入碳化炉体（3），先经过较上层低温碳化后，逐渐进入中下层高温进行碳化，碳化炉体（3）内由于温度梯度的存在，产生的热气流使污泥生物质混合物碳化效率增大；碳化后的余热气体向上流动，对干燥炉体（2）进行温度补偿，起到余热利用的功能；

4）温度传感器（13）实时监控干燥炉体（2）和碳化炉体（3）内的温度，并实时反馈给中央控制系统（16），中央控制系统（16）通过对燃烧机（12）的调控，实时控制干燥炉体（2）和碳化炉体（3）内的温度稳定在目标温度内；

5）碳化后形成的生物碳进入出料仓（4），出料上闸板（1402）开启，碳化后的复合生物碳进入出料储存仓（1401）临时储存；出料上闸板（1402）关闭，出料下翻板（1403）开启，出料储存仓（1401）中临时储存的复合生物碳排出出料仓（4）进行进一步利用。

19.根据权利要求17或18所述螺旋干燥碳化一体设备用于污泥处理的方法，其特征在于，所述污泥为工业污泥或生活污泥中的一种以上。

20.根据权利要求19所述螺旋干燥碳化一体设备用于污泥处理的方法，其特征在于，所述工业污泥包括印染污泥、洗水污泥、食品工业污泥、造纸污泥、高浓废水处理污泥、电镀污泥或垃圾渗滤液污泥中的一种以上。

21.根据权利要求20所述螺旋干燥碳化一体设备用于污泥处理的方法，其特征在于，所述生活污泥包括生活污水处理厂污泥或河道疏浚淤泥中的一种以上。

技术总结
一种螺旋干燥碳化一体设备及用于污泥处理的方法。该设备为立式污泥干燥碳化一体设备，由干燥炉体、碳化炉体和出料仓组合而成；设备内部设置有一根从上到下的固定杆，螺旋传送带和打散杆安装在固定杆上，螺旋传送带起到传送污泥的作用，打散杆起到打散污泥的作用；在设备的外壁面设置有加热装置，所述加热装置的发热口位于所述设备一侧；所述加热装置使得设备内温度具有梯度变换，设备内热气流进行内部循环流动。本发明可用于三大类污泥的碳化处理：生活污水处理厂污泥；水体疏浚污泥；食品污泥、印染污泥、造纸污泥等工业污泥。本发明同时具有焚烧模式：也可对上述污泥进行焚烧处理。

技术研发人员：利锋
受保护的技术使用者：博仕燊环保科技(广州)有限公司
技术研发日：2021.04.13
技术公布日：2021.06.18