[發明專利]一種污泥耦合生物質熱解氣化裝置與方法

在審

• 申請號: 202110079806.4
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112923371A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張會巖;彭勃;肖睿;儲升
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/033;F23G5/44;F23G7/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 黃雪

本發明公開了一種污泥耦合生物質熱解氣化裝置與方法，所述裝置包括進料器、螺旋電機、爐體電機、熱解氣化腔、螺旋推料器、燃燒供熱腔、引風機、集炭箱和網狀出料口；進料器出口位于螺旋推料器前端入口處，與熱解氣化腔相連；螺旋電機與螺旋推料器相連；爐體電機與熱解氣化腔爐身相連；熱解氣化腔通過網狀出料口與燃燒供熱腔連通；燃燒供熱腔內壁側面設有若干穩燃噴嘴，燃燒供熱腔頂部內壁開有若干空氣孔，外壁與引風機相連；集炭箱位于燃燒供熱腔下方，與燃燒供熱腔通過密封壁連接，集炭箱與熱解氣化腔底部連接處設有開口。采用本發明實施例，可以提高生成的炭產物的質量，保證炭產物的各項性能，并加強對重金屬的固化，資源利用率大大提高。

技術領域

本發明屬于污泥處理技術領域，具體來說，涉及一種污泥耦合生物質熱解氣化裝置與方法。

背景技術

近年來，我國工業化進程不斷加快，污泥的產量逐步提高，其處理處置已成為不可忽視的問題。污泥中含有機質且具備一定熱值，還大量具有農用價值的氮、磷、鉀等營養元素，是具有利用價值的廢棄物。若直接傾倒到環境中，污泥中含有的大量病原微生物、致病菌、重金屬等難降解有毒有害成分，將會在土壤和水體中釋放污染物，極易形成嚴重的二次污染。若處理利用得當，并將其變廢為寶，既解決環境污染問題，又能實現資源化循環利用、提升經濟效益，具有重要意義。

污泥熱解氣化技術具有處理速度快、二次污染少、資源可回收等特點，是極具潛力的污泥處理技術，受到廣泛關注。然而，污泥中水分、灰分、無機鹽和金屬含量較高，而易揮發的有機物含量低，使得現有技術中污泥單獨熱解時揮發分析出特性較差，產油率低，液相產物成分復雜且易氧化、易結焦，生成的炭質量較差，比表面積較小，吸附性能差，且重金屬問題無法得到妥善解決。因此，迫切需要一種能夠生成高質量炭，且性能更好，固化重金屬的污泥處理裝置與方法。

發明內容

本發明針對上述不足，提供一種污泥耦合生物質熱解氣化裝置與方法，可以充分利用污泥與生物質的特點，提高生成的炭產物的質量，保證炭產物的各項性能，并加強對重金屬的固化，資源利用率大大提高。

為解決上述技術問題，本發明實施例采用以下技術方案：

一方面，本發明實施例提供一種污泥耦合生物質熱解氣化裝置與方法，包括進料器、螺旋電機、爐體電機、熱解氣化腔、螺旋推料器、燃燒供熱腔、引風機、集炭箱和網狀出料口；所述進料器出口位于螺旋推料器的前端入口處，且與熱解氣化腔相連；所述螺旋電機與螺旋推料器相連；所述爐體電機與熱解氣化腔爐身相連；所述熱解氣化腔通過網狀出料口與燃燒供熱腔連通；所述燃燒供熱腔內壁側面設有若干均勻分布的穩燃噴嘴，所述燃燒供熱腔頂部內壁開有若干空氣孔，且外壁與引風機相連；所述集炭箱位于燃燒供熱腔下方，且與燃燒供熱腔通過密封壁連接，所述集炭箱與熱解氣化腔底部連接處設有開口。

優選的，所述熱解氣化腔與燃燒供熱腔為同心內外套筒結構，所述熱解氣化腔的外徑與燃燒供熱腔的外徑的比例為4：5。

優選的，所述燃燒供熱腔頂部內壁開設的空氣孔的數量為4-8個，所述空氣孔的直徑為40mm。

優選的，所述網狀出料口由不銹鋼絲網構成，網孔直徑為5-10目，所述網狀出料口的面積與集炭箱頂部開口大小相等。

另一方面，本發明實施例還提供一種利用上述裝置實現的污泥耦合生物質熱解氣化方法，所述污泥耦合生物質熱解氣化分批次批量進行，每批次反應包括以下步驟：

步驟1)將一批量污泥與生物質原料混合后通過進料器直接加入熱解氣化腔前部，并與螺旋推料器直接接觸；所述螺旋電機帶動螺旋推料器不斷旋轉，推動污泥-生物質混合物向前輸送并不斷攪拌破碎；利用污泥中所含水分在高溫貧氧環境下發生熱解氣化反應；

步驟2)熱解氣化腔中反應生成的可燃油氣進入燃燒供熱腔內；同時空氣從空氣孔處自然漏進燃燒供熱腔內，與熱解氣化產生的油氣燃燒；所放出熱量為熱解氣化腔中后續熱解氣化反應供熱；