本發(fā)明屬于化工污泥處理技術(shù)領域，具體來說，涉及到一種用于處置化工危廢污泥的裝置和工藝。
背景技術(shù)：
化工企業(yè)生產(chǎn)以及廢水處理過程產(chǎn)生大量的污泥，屬于危險廢棄物，如《國家危險廢物名錄》(2008)HW49類其他廢物中“危險廢物物化處理過程中產(chǎn)生的廢水處理污泥和殘渣”。目前處置方式有填埋、熱解、焚燒。填埋因占地大，現(xiàn)有危廢填埋庫容不足等原因難以實施，目前國家鼓勵的方式為焚燒，或轉(zhuǎn)入水泥窯協(xié)同等方式。如中國專利(CN 103438464A)就公開了含危險廢物工業(yè)污泥焚燒方法，該方法是將待處理的含危險廢物工業(yè)污泥先通過干燥得到含水率較低的干泥和氣體，將氣體冷凝得到廢水和未冷凝氣體，再將未冷凝氣體和含水率較低的干泥進行焚燒。焚燒、熱解都是高溫加熱處理，都存在能耗高、二次污染大的問題。針對污泥高溫高壓產(chǎn)生物質(zhì)油，多集中在超臨界市政污泥領域，且溫度高、壓力大，對設備產(chǎn)業(yè)化要求過高，難以實際應用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種易處理、成本低的用于處置化工危廢污泥的裝置和工藝。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的裝置，所述裝置包括儲槽A101、高位儲槽102、儲罐103、混合油罐104、儲槽B105、成品油儲槽106、污水儲罐107、混合罐201、反應釜202、冷凝罐203、螺桿泵301、攪拌器A302、高壓柱塞泵303、攪拌器B304、高壓泵305、污泥泵306、化工泵307、預熱器401、循環(huán)水冷卻裝置402、循環(huán)水冷凝裝置403、超聲波發(fā)生器501、換能器502、錯流式陶瓷膜組件503和減壓閥602；所述儲槽A101依次連接螺桿泵301和混合罐201；所述高位儲槽102連接混合罐201；所述混合罐201依次連接高壓柱塞泵303、預熱器401和反應釜202，其內(nèi)設有攪拌器A302；所述攪拌器B304置于反應釜202內(nèi)；所述冷凝罐203一側(cè)與混合油罐104和成品油儲槽106依次連接；所述冷凝罐203下端還通過減壓閥602與反應釜202連接，其內(nèi)設有循環(huán)水冷凝裝置403；所述超聲波發(fā)生器501與緊貼在反應釜202的換能器502連接；所述反應釜202還依次通過高壓泵305和減壓閥602后再分流到混合罐201和循環(huán)水冷卻裝置402；所述儲罐103一端連接循環(huán)水冷卻裝置402，另一端依次連接污泥泵306、過濾器204、混合油罐104、化工泵307、錯流式陶瓷膜組件503和污水儲罐107；所述過濾器204還連接儲槽B105；所述混合油罐104還直接連接錯流式陶瓷膜組件503。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的裝置，所述換能器502置于反應釜202內(nèi)壁或外壁。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的裝置，所述錯流式陶瓷膜組件503中的陶瓷膜孔徑為30-500nm。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述工藝具體步驟包括：
1)將儲槽A101中危廢污泥用螺桿泵301泵入混合罐201，溶劑自高位儲槽102自流入混合罐201，以及自高壓泵305泵入的返料，用攪拌器302攪拌均勻；
2)用高壓柱塞泵303將混合罐201物料，經(jīng)預熱器401預熱泵入反應釜202使污泥液化，污泥中無機鹽進入液相，污泥中不溶固體析出；在物料進入同時，開啟攪拌器304和超聲波發(fā)生器501，超聲波由緊貼反應釜的換能器502發(fā)送超聲波對物料進行輻射；
3)用高壓泵305將反映后的物料抽出反應器，一部分物料返回前端，剩余物料經(jīng)過減壓閥602和循環(huán)水冷卻裝置402流入儲罐103；
4)反應釜202中壓力過高時，背壓閥打開，氣液混合物進入冷凝罐203，循環(huán)水冷凝裝置403處理后液體流入混合油罐104，不凝氣體凈化處理后達標排放；
5)儲罐103中物料用污泥泵306泵入過濾器204進入混合油罐104，固體殘渣放入儲槽105，外運處置；
6)混合油罐104中的混合油由化工泵307泵入錯流式陶瓷膜組件503過濾，污水流入污水儲罐107，凈化處理后達標排放；油進入成品油儲槽105，作為生物質(zhì)油售出或生產(chǎn)生物柴油。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述超聲波發(fā)生器501工作時的頻率為10-50kHz，輻射強度5-20w/cm2。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述反應釜202反應條件為高溫150-350℃，壓力5-20MPa，停留時間20-120min。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述危廢污泥的含水率為50-80％。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述溶劑為甲醇或丙酮，其與危廢污泥的體積比為1:5-20。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的用于處置化工危廢污泥的工藝具有如下優(yōu)點：
1、采用超聲波來降低反應溫度和壓力，利用超聲波空化現(xiàn)象(據(jù)計算在毫微秒的時間間隔內(nèi)可達2000-3000℃和幾百個大氣壓)，空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的瞬間內(nèi)爆有強烈的振動波,產(chǎn)生短暫的高能環(huán)境，這些能量可以用來打開化學鍵,促使反應的進行,使得反應在亞臨界反應內(nèi)，避免超臨界帶來的反應釜腐蝕、工業(yè)放大難的問題。
2、采用溶劑甲醇或丙酮，最大化的水解了污泥中的有機物，更多碳基進入油相，減少了固廢產(chǎn)生，增加了回流裝置，減少了溶劑用量，降低了油水中溶劑殘留量。
3、提出了新的生物質(zhì)油水分離方式，采用陶瓷膜過濾方式，不同與以往萃取反萃取帶來的成本高，二次污染大的問題。
附圖說明
圖1：用于處置化工危廢污泥的裝置圖；儲槽A-101、高位儲槽-102、儲罐-103、混合油罐-104、儲槽B-105、成品油儲槽-106、污水儲罐-107、混合罐-201、反應釜-202、冷凝罐-203、螺桿泵-301、攪拌器A-302、高壓柱塞泵-303、攪拌器B-304、高壓泵-305、污泥泵-306、化工泵-307、預熱器-401、循環(huán)水冷卻裝置-402、循環(huán)水冷凝裝置-403、超聲波發(fā)生器-501、換能器-502、錯流式陶瓷膜組件-503、減壓閥-602。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所述的用于處置化工危廢污泥的裝置和工藝做進一步說明，但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
實施例1
一種用于處置化工危廢污泥的裝置，包括儲槽A101、高位儲槽102、儲罐103、混合油罐104、儲槽B105、成品油儲槽106、污水儲罐107、混合罐201、反應釜202、冷凝罐203、螺桿泵301、攪拌器A302、高壓柱塞泵303、攪拌器B304、高壓泵305、污泥泵306、化工泵307、預熱器401、循環(huán)水冷卻裝置402、循環(huán)水冷凝裝置403、超聲波發(fā)生器501、換能器502、錯流式陶瓷膜組件503和減壓閥602；所述儲槽A101依次連接螺桿泵301和混合罐201；所述高位儲槽102連接混合罐201；所述混合罐201依次連接高壓柱塞泵303、預熱器401和反應釜202，其內(nèi)設有攪拌器A302；所述攪拌器B304置于反應釜202內(nèi)；所述冷凝罐203一側(cè)與混合油罐104和成品油儲槽106依次連接；所述冷凝罐203下端還通過減壓閥602與反應釜202連接，其內(nèi)設有循環(huán)水冷凝裝置403；所述超聲波發(fā)生器501與緊貼在反應釜202的換能器502連接；所述反應釜202還依次通過高壓泵305和減壓閥602后再分流到混合罐201和循環(huán)水冷卻裝置402；所述儲罐103一端連接循環(huán)水冷卻裝置402，另一端依次連接污泥泵306、過濾器204、混合油罐104、化工泵307、錯流式陶瓷膜組件503和污水儲罐107；所述過濾器204還連接儲槽B105；所述混合油罐104還直接連接錯流式陶瓷膜組件503。所述換能器502置于反應釜202內(nèi)壁。所述錯流式陶瓷膜組件503中的陶瓷膜孔徑30nm。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述工藝具體步驟包括：
1)將儲槽A101中危廢污泥用螺桿泵301泵入混合罐201，溶劑自高位儲槽102自流入混合罐201，以及自高壓泵P305泵入的返料，用攪拌器302攪拌均勻，溶劑為甲醇；
2)用高壓柱塞泵303將混合罐201物料，經(jīng)預熱器401預熱泵入反應釜202，反應釜內(nèi)通過電阻絲加熱升溫使污泥液化，污泥中無機鹽進入液相，污泥中不溶固體析出；在物料進入同時，開啟攪拌器304和超聲波發(fā)生器501，超聲波由緊貼反應釜的換能器502發(fā)送超聲波對物料進行輻射；
3)用高壓泵305將反映后的物料抽出反應器，一部分物料返回前端，剩余物料經(jīng)過減壓閥602和循環(huán)水冷卻裝置402流入儲罐103；
4)反應釜202中壓力過高時，背壓閥打開，氣液混合物進入冷凝罐203，循環(huán)水冷凝裝置403處理后液體流入混合油罐104，不凝氣體凈化處理后達標排放；
5)儲罐103中物料用污泥泵306泵入過濾器204進入混合油罐104，固體殘渣放入儲槽105，外運處置；
6)混合油罐104中的混合油由化工泵307泵入錯流式陶瓷膜組件503過濾，污水流入污水儲罐107，凈化處理后達標排放；油進入成品油儲槽105，作為生物質(zhì)油售出或生產(chǎn)生物柴油。
所述超聲波發(fā)生器501工作時的頻率為10kHz，輻射強度5w/cm2。所述反應釜202反應條件為高溫150℃，壓力5MPa，停留時間20min。所述危廢污泥的含水率為50％。所述溶劑為甲醇，其與危廢污泥的體積比為1:5。
實施例2
一種用于處置化工危廢污泥的裝置，所述裝置包括儲槽A101、高位儲槽102、儲罐103、混合油罐104、儲槽B105、成品油儲槽106、污水儲罐107、混合罐201、反應釜202、冷凝罐203、螺桿泵301、攪拌器A302、高壓柱塞泵303、攪拌器B304、高壓泵305、污泥泵306、化工泵307、預熱器401、循環(huán)水冷卻裝置402、循環(huán)水冷凝裝置403、超聲波發(fā)生器501、換能器502、錯流式陶瓷膜組件503和減壓閥602；所述儲槽A101依次連接螺桿泵301和混合罐201；所述高位儲槽102連接混合罐201；所述混合罐201依次連接高壓柱塞泵303、預熱器401和反應釜202，其內(nèi)設有攪拌器A302；所述攪拌器B304置于反應釜202內(nèi)；所述冷凝罐203一側(cè)與混合油罐104和成品油儲槽106依次連接；所述冷凝罐203下端還通過減壓閥602與反應釜202連接，其內(nèi)設有循環(huán)水冷凝裝置403；所述超聲波發(fā)生器501與緊貼在反應釜202的換能器502連接；所述反應釜202還依次通過高壓泵305和減壓閥602后再分流到混合罐201和循環(huán)水冷卻裝置402；所述儲罐103一端連接循環(huán)水冷卻裝置402，另一端依次連接污泥泵306、過濾器204、混合油罐104、化工泵307、錯流式陶瓷膜組件503和污水儲罐107；所述過濾器204還連接儲槽B105；所述混合油罐104還直接連接錯流式陶瓷膜組件503。
所述換能器502置于反應釜202內(nèi)壁。所述錯流式陶瓷膜組件503中的陶瓷膜孔徑500nm。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述工藝具體步驟包括：
1)將儲槽A101中危廢污泥用螺桿泵301泵入混合罐201，溶劑自高位儲槽102自流入混合罐201，以及自高壓泵305泵入的返料，用攪拌器302攪拌均勻；
2)用高壓柱塞泵303將混合罐201物料，經(jīng)預熱器401預熱泵入反應釜202，使污泥液化，污泥中無機鹽進入液相，污泥中不溶固體析出；在物料進入同時，開啟攪拌器P304和超聲波發(fā)生器501，超聲波由緊貼反應釜的換能器502發(fā)送超聲波對物料進行輻射；
3)用高壓泵305將反映后的物料抽出反應器，一部分物料返回前端，剩余物料經(jīng)過減壓閥602和循環(huán)水冷卻裝置402流入儲罐103；
4)反應釜202中壓力過高時，背壓閥打開，氣液混合物進入冷凝罐203，循環(huán)水冷凝裝置403處理后液體流入混合油罐104，不凝氣體凈化處理后達標排放；
5)儲罐103中物料用污泥泵306泵入過濾器204進入混合油罐104，固體殘渣放入儲槽105，外運處置；
6)混合油罐104中的混合油由化工泵307泵入錯流式陶瓷膜組件503過濾，污水流入污水儲罐107，凈化處理后達標排放；油進入成品油儲槽105，作為生物質(zhì)油售出或生產(chǎn)生物柴油。
所述超聲波發(fā)生器501工作時的頻率為50kHz，輻射強度20w/cm2。所述反應釜202反應條件為高溫350℃，壓力20MPa，停留時間120min。所述危廢污泥的含水率為80％。所述溶劑為丙酮，其與危廢污泥的體積比為1:20。
實施例3
一種用于處置化工危廢污泥的裝置，所述裝置包括儲槽A101、高位儲槽102、儲罐103、混合油罐104、儲槽B105、成品油儲槽106、污水儲罐107、混合罐201、反應釜202、冷凝罐203、螺桿泵301、攪拌器A302、高壓柱塞泵303、攪拌器B304、高壓泵305、污泥泵306、化工泵307、預熱器401、循環(huán)水冷卻裝置402、循環(huán)水冷凝裝置403、超聲波發(fā)生器501、換能器502、錯流式陶瓷膜組件503和減壓閥602；所述儲槽A101依次連接螺桿泵301和混合罐201；所述高位儲槽102連接混合罐201；所述混合罐201依次連接高壓柱塞泵303、預熱器401和反應釜202，其內(nèi)設有攪拌器A302；所述攪拌器B304置于反應釜202內(nèi)；所述冷凝罐203一側(cè)與混合油罐104和成品油儲槽106依次連接；所述冷凝罐203下端還通過減壓閥602與反應釜202連接，其內(nèi)設有循環(huán)水冷凝裝置403；所述超聲波發(fā)生器501與緊貼在反應釜202的換能器502連接；所述反應釜202還依次通過高壓泵305和減壓閥602后再分流到混合罐201和循環(huán)水冷卻裝置402；所述儲罐103一端連接循環(huán)水冷卻裝置402，另一端依次連接污泥泵306、過濾器204、混合油罐104、化工泵307、錯流式陶瓷膜組件503和污水儲罐107；所述過濾器204還連接儲槽B105；所述混合油罐104還直接連接錯流式陶瓷膜組件503。
所述換能器502置于反應釜202外壁。所述錯流式陶瓷膜組件503中的陶瓷膜孔徑100nm。
本發(fā)明所述的一種用于處置化工危廢污泥的工藝，所述工藝具體步驟包括：
1)將儲槽A101中危廢污泥用螺桿泵301泵入混合罐201，溶劑自高位儲槽102自流入混合罐201，以及自高壓泵305泵入的返料，用攪拌器302攪拌均勻；
2)用高壓柱塞泵303將混合罐201物料，經(jīng)預熱器401預熱泵入反應釜202，使污泥液化，污泥中無機鹽進入液相，污泥中不溶固體析出；在物料進入同時，開啟攪拌器304和超聲波發(fā)生器501，超聲波由緊貼反應釜的換能器502發(fā)送超聲波對物料進行輻射；
3)用高壓泵305將反映后的物料抽出反應器，一部分物料返回前端，剩余物料經(jīng)過減壓閥602和循環(huán)水冷卻裝置402流入儲罐103；
4)反應釜202中壓力過高時，背壓閥打開，氣液混合物進入冷凝罐203，循環(huán)水冷凝裝置403處理后液體流入混合油罐104，不凝氣體凈化處理后達標排放；
5)儲罐103中物料用污泥泵306泵入過濾器204進入混合油罐104，固體殘渣放入儲槽105，外運處置；
6)混合油罐104中的混合油由化工泵307泵入錯流式陶瓷膜組件503過濾，污水流入污水儲罐107，凈化處理后達標排放；油進入成品油儲槽105，作為生物質(zhì)油售出或生產(chǎn)生物柴油。
所述超聲波發(fā)生器501工作時的頻率為30kHz，輻射強度10w/cm2。所述反應釜202反應條件為高溫250℃，壓力10MPa，停留時間80min。所述危廢污泥的含水率為60％。所述溶劑為甲醇，其與危廢污泥的體積比為1:10。