CN102344234B

CN102344234B - 一种印染污泥热解处理装置以及污泥处理方法

Info

Publication number: CN102344234B
Application number: CN201110190200.4A
Authority: CN
Inventors: 何国伟; 范彬; 刘灵辉; 朱孟德
Original assignee: Guangzhou University
Current assignee: Guangzhou University
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: CN102344234A

Abstract

本发明公开了一种印染污泥热解处理装置，自上而下依次包括污泥室、燃烧室、产品收集室；所述污泥室上设有进料口，污泥室和燃烧室之间设置有具有孔洞的支撑板；所述燃烧室连接有燃烧机，燃烧室内设有热解腔；所述燃烧室和产品收集室之间设置有排料阀。此外还公开了一种印染污泥的处理方法。本发明采用自上而下的垂直布置，充分利用物质自动流动的性质，解决了印染污泥粘性高给料难的问题；并且集污泥干燥、热解、热解气回收利用及控制为一体，有效降低了能耗，不仅实现了印染污泥的再生资源化应用，同时也大大降低了对环境所造成的危害，从而能够很好地适应和满足行业发展以及环境保护的需求。

Description

一种印染污泥热解处理装置以及污泥处理方法

技术领域

本发明涉及废弃物处理技术领域，尤其涉及一种印染污泥热解处理装置以及污泥处理方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高和生活方式的多样化，服装行业迅速发展，也使得布料加工印染处理过程中所产生的污泥日益增多，从而对环境保护造成了很大的压力。印染污泥不同于其他普通的污泥，其特点是含有大量的大分子有机物纤维、剩余染料和无机矿物质，且含水率高、粘性高。目前，现有技术对此大多是采取简易填埋的处置方法，但纤维难以降解、无机矿物质难以压缩，填埋堆不稳定，剩余染料所含重金属容易溶出而污染水体，从而给环境造成了很大的危害。由于纤维具有可燃性，为此也有采用焚烧的方法进行处理，然而，印染污泥中无机矿物质含量通常高达50％～60％以上，焚烧处理后仍然会有大量的焚烧灰，而且纤维中的C转化成为二氧化碳而挥发排放，资源利用率极低，处理效果并不明显。

针对印染污泥的特点，本发明人经研究探索发现，采用热解的方式，一方面可以将纤维中的C保留作为活性炭成分，另一方面可将无机矿物质转化为多孔活性物而赋予其吸附活性，使污泥转化为复合吸附剂而实现资源化利用和保护环境的目的。然而，目前现有技术的热解***均是针对城市污泥进行的，即污泥经干燥后进入热解炉，采用双反应器***，第一反应器为低温挥发，第二反应器为气相反应，以生产生物油为主要目的，其工艺复杂，能耗高，设备投资较大，适合于以小分子有机物为主的生活污泥的处理，但难以适用于以大分子有机物纤维为主的印染污泥。目前，尚未见到有关印染污泥热解装置的报道，而现有的印染污泥处理技术已严重滞后，已对行业的发展产生了制约和影响。为此，开发研究这类热解处理装置，对于印染污泥的再生资源化利用具有重要意义，已成为行业发展和环境保护的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于以大分子有机物纤维为主的印染污泥的热解处理装置，以实现印染污泥的再生资源化利用，适应和满足行业发展以及环境保护的需求。本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的印染污泥处理方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种印染污泥热解处理装置，自上而下依次包括污泥室、燃烧室、产品收集室；所述污泥室上设有进料口，污泥室和燃烧室之间设置有具有孔洞的支撑板；所述燃烧室连接有燃烧机，燃烧室内设有热解腔；所述燃烧室和产品收集室之间设置有排料阀。本发明通过燃烧机向燃烧室提供热量，在热解过程中产生的热解气向上流动，与污泥室中的湿污泥接触，从而加热并干燥污泥。污泥经干燥而体积变小，依靠重力向下流动进入燃烧室内的热解腔进行处理。热解完全后，纤维中的C转化为活性炭成分、无机矿物质转化为多孔活性物而成为复合吸附剂，产品疏松不成结。打开排料阀，产品在重力作用下直接落入产品收集室。

本发明可采取如下进一步措施：所述热解腔为二个或二个以上管式热解腔；所述各管式热解腔竖直并列设置，且其上端口与所述支撑板的孔洞对应连接，其下端口连通到产品收集室。这样，干燥后的污泥通过支撑板上的孔洞进入管式热解腔内，大大提高了与热的接触概率，增大了热的利用率，显著提高了热解效果。

上述方案中，所述污泥室内支撑板的上方还设置有可旋转的转板，通过搅拌以提高污泥在支撑板上分布的均匀性。

进一步地，本发明还包括废气处理及循环***，所述废气处理及循环***包括依次连接的鼓风机、冷凝器、气液分离器和油水分离器；所述鼓风机与污泥室连接，所述气液分离器的排气口与燃烧室连接；所述油水分离器其排油口连接到燃烧机，其排水口与冷凝器连接。本发明污泥室的废气由鼓风机抽出进入冷凝器进行冷却后，再进入气液分离器进行分离，气体返回燃烧室燃烧，***中的液体则进入油水分离器分离回收油品。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种印染污泥的处理方法，基于上述装置，包括湿污泥处理和废气处理两部分；

其中，所述湿污泥处理包括以下步骤：

(1-a)湿污泥进入污泥室，与来自热解腔的热解气接触而加热干燥；

(1-b)干燥的污泥依靠重力向下流动而进入燃烧室中的热解腔内，在温度400～500℃下热解10～20分钟，产生热解气、以及固体活性碳结合无机多孔活性物而构成的复合吸附剂；

(1-c)打开排料阀，吸附剂产品在重力作用下直接落入产品收集室；

所述废气处理包括以下步骤：

(2-a)热解腔产生的热解气向上流动进入污泥室，干燥湿污泥的同时得以冷却，与污泥湿气一起混合进入冷凝器；

(2-b)混合气体经冷凝器冷却至40～60℃，进入气液分离器停留1～2分钟，气相和液相得到完全分离；

(2-c)气相作为燃料进入燃烧室；液相经油水分离器分离得到油相和水相，油相作为燃料进入燃烧机，水相作为冷凝水返回到冷凝器。

印染污泥以大分子有机物纤维为主，纤维在缺氧加热的条件下，除了形成固体活性炭外，还产生液态和气态小分子有机物，其热解产物如下：

本发明方法通过热解处理获得吸附剂产品的同时，通过冷凝、分离热解过程中所产生的废气，使其中的可燃气体和小分子有机物作为***的热解燃料回收利用，避免了直接排放到大气中，不仅降低了能耗，而且控制了热解过程中的环境污染问题。

本发明具有以下有益效果：

(1)实现了印染污泥的再生资源化应用，所获得的复合吸附剂产品在废水处理和大气净化等方面具有良好的应用前景，同时大大降低了对环境造成的危害。

(2)充分利用物质自动流动的性质，即固体依靠重力往下流动、气体自动向上流动的趋势，采用自上而下的垂直布置，解决了印染污泥粘性高给料难的问题；而且充分利用了装置的热能，利用热解气对污泥进行干燥，一方面节约了干燥污泥的能源，另一方面冷却了热解气，从而减少了热解气冷凝分离所需的冷媒量。

(3)燃烧室内采用并列设置的管式热解腔，提高了污泥与热接触的概率，增大了热的利用效果，实现了污泥与热的高效传导与均匀分布，从而显著提高了热解效果。

(4)避免了热解过程所产生的废气直接进入环境中，经冷凝、分离处理作为***燃料回收利用，不仅降低了能耗，而且控制了热解过程中的环境污染问题。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例之一印染污泥热解处理装置的结构示意图；

图2是图1所示实施例中支撑板的板面示意图；

图3是图1所示实施例污泥处理工艺流程图。

图中：污泥室1，燃烧室2，产品收集室3，进料口4，支撑板5，孔洞5a，转板6，电机7，热解腔8，测温口9，烟囱10，燃烧机11，排料阀12，鼓风机13，冷凝器14，气液分离器15，油水分离器16

具体实施方式

实施例一：

图1、图2和图3所示为本发明一种印染污泥热解处理装置以及污泥处理方法的实施例。如图1和图2所示，本实施例印染污泥热解处理装置包括热解***、废气处理及循环***。

如图1所示，热解***包括自上而下依次设置的污泥室1、燃烧室2、产品收集室3。其中，污泥室1上设有进料口4，污泥室1和燃烧室2之间设置有具有孔洞5a的支撑板5(见图2)。污泥室1内支撑板5的上方设置有转板6，通过电机7带动旋转。燃烧室2内的热解腔8为若干个竖直并列设置的管式热解腔，其上端口与支撑板5的孔洞5a对应连接，其下端口连通到产品收集室3。燃烧室2设有测温口9；在燃烧室2的上部连接有烟囱10，下部连接有燃烧机11。燃烧室2和产品收集室3之间设置有排料阀12。

如图1所示，废气处理及循环***包括依次连接的鼓风机13、冷凝器14、气液分离器15和油水分离器16。鼓风机13与污泥室1连接，气液分离器15的排气口与燃烧室3连接，油水分离器16其排油口连接到燃烧机11，其排水口与冷凝器14连接。

基于上述装置，如图3所示，本实施例印染污泥热解处理方法，包括湿污泥处理和废气处理两部分；其中，湿污泥处理包括以下步骤：

(1-a)湿污泥进入污泥室1，与来自热解腔8的热解气接触而加热干燥；

(1-b)干燥的污泥依靠重力向下流动而进入燃烧室2的管式热解腔8内，在温度400℃下热解20分钟，产生热解气、以及固体活性碳结合无机多孔活性物而构成的复合吸附剂；；

(1-c)打开排料阀12，吸附剂产品在重力作用下直接落入产品收集室3；

废气处理包括以下步骤：

(2-a)热解腔8产生的热解气向上流动进入污泥室1，干燥湿污泥的同时得以冷却，与污泥湿气一起混合由鼓风机13抽出进入冷凝器14；

(2-b)混合气体经冷凝器14冷却至60℃，进入气液分离器15停留2分钟，气相和液相得到完全分离；

(2-c)气相作为燃料进入燃烧室2；液相经油水分离器16分离得到油相和水相，油相作为燃料进入燃烧机11，水相作为冷凝水返回到冷凝器14。

燃烧机11的废烟气经过烟囱10收集，采用碱喷淋处理达标排放，喷淋产生的废液收集集中处理。

实施例二：

本实施例与实施例一不同之处在于：本实施例印染污泥热解处理方法，其步骤(1-b)中污泥在温度500℃下热解10分钟；步骤(2-b)中混合气体经冷凝器14冷却至50℃进入气液分离器15停留1分钟。

Claims

1.一种印染污泥热解处理装置，其特征在于：自上而下依次包括污泥室(1)、燃烧室(2)、产品收集室(3)；所述污泥室(1)上设有进料口(4)，污泥室(1)和燃烧室(2)之间设置有具有孔洞(5a)的支撑板(5)，且污泥室(1)和燃烧室(2)经孔洞(5a)相互连通；所述燃烧室(2)连接有燃烧机(11)，燃烧室(2)内设有热解腔(8)；所述热解腔(8)为二个或二个以上管式热解腔；所述各管式热解腔竖直并列设置，且其上端口与所述支撑板(5)的孔洞(5a)对应连接，其下端口连通到产品收集室(3)；所述燃烧室(2)和产品收集室(3)之间设置有排料阀(12)。

2.根据权利要求1所述的印染污泥热解处理装置，其特征在于：所述污泥室(1)内支撑板(5)的上方设置有可旋转的转板(6)。

3.根据权利要求1所述的印染污泥热解处理装置，其特征在于：还包括废气处理及循环***，所述废气处理及循环***包括依次连接的鼓风机(13)、冷凝器(14)、气液分离器(15)和油水分离器(16)；所述鼓风机(13)与污泥室(1)连接，所述气液分离器(15)的排气口与燃烧室(2)连接；所述油水分离器(16)其排油口连接到燃烧机(11)，其排水口与冷凝器(14)连接。

4.一种印染污泥的处理方法，其特征在于：基于权利要求3所述装置，包括湿污泥处理和废气处理两部分；

其中，所述湿污泥处理包括以下步骤：

(1-a)湿污泥进入污泥室(1)，与来自热解腔(8)的热解气接触而加热干燥；

(1-b)干燥的污泥依靠重力向下流动而进入燃烧室(2)中的热解腔(8)内，在温度400～500℃下热解10～20分钟，产生热解气、以及固体活性碳结合无机多孔活性物而构成的复合吸附剂；

(1-c)打开排料阀(12)，吸附剂产品在重力作用下直接落入产品收集室(3)；

所述废气处理包括以下步骤：

(2-a)热解腔(8)产生的热解气向上流动进入污泥室(1)，干燥湿污泥的同时得以冷却，与污泥湿气一起混合进入冷凝器(14)；

(2-b)混合气体经冷凝器(14)冷却至40～60℃，进入气液分离器(15)停留1～2分钟，气相和液相得到完全分离；

(2-c)气相作为燃料进入燃烧室(2)；液相经油水分离器(16)分离得到油相和水相，油相作为燃料进入燃烧机(11)，水相作为冷凝水返回到冷凝器(14)。