一種低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫連續(xù)熱處理固定床反應(yīng)器及方法。本發(fā)明所述反應(yīng)器反應(yīng)器具有污泥入口、殼體、反應(yīng)室、殘?jiān)隹?，污泥入口位于殘?jiān)隹谥希磻?yīng)室中具有料板、布料螺旋、出料螺旋、進(jìn)料螺旋，料板包括進(jìn)料端和出料端，布料螺旋在污泥入口之下、進(jìn)料端上部，出料螺旋在出料端上部，出料端在殘?jiān)隹谥?；布料螺旋包括中心螺桿和左、右螺旋葉片，中心螺桿橫穿左、右螺旋葉片，左、右螺旋葉片垂直于中心螺桿的中心線成軸對(duì)稱，距離為污泥入口口徑的1/3～1/2；進(jìn)料螺旋固定在布料螺旋的中間段之上與布料螺旋垂直。本發(fā)明可在熱態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出料，無(wú)需對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)備故障率低，經(jīng)濟(jì)效益高。
【專利說(shuō)明】
-種低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及污泥處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種低溫連續(xù)熱解處理污泥的固定床反應(yīng) 器，W及利用所述反應(yīng)器處理污泥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 生活污泥經(jīng)過(guò)熱處理可產(chǎn)生固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物，運(yùn)些產(chǎn)物被制成可回收、易利 用、易運(yùn)輸及易儲(chǔ)存的能源形態(tài)，可供熱發(fā)電或用作化工及其它產(chǎn)業(yè)的原料。上述熱處理工 藝包括碳化、氣化、熱解、液化或者其他相關(guān)工藝。
[0003] 其中，熱解作為熱處理工藝的一種，所使用的反應(yīng)器有多種，包括工業(yè)生產(chǎn)常用的 移動(dòng)床、固定床、回轉(zhuǎn)害、流化床，還包括燒蝕床和懸浮爐等，主要用于回收熱解產(chǎn)物中的某 一種或兩種物質(zhì)。
[0004] 移動(dòng)床熱解工藝屬于慢速熱解工藝，中間產(chǎn)物的二次反應(yīng)率低，熱解油產(chǎn)率高。但 是采用的外熱式供熱方式，傳熱效率較低，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能滿負(fù)荷工作;流化床熱解工藝 屬于快速熱解工藝，加熱速率快、氣相停留時(shí)間短，熱利用效率高，可降低二次反應(yīng)的發(fā)生， 熱解油產(chǎn)率較高。但是物料熱解過(guò)程中處于硫化態(tài)，導(dǎo)致熱解液中含塵量高，較難處理;燒 蝕床熱解工藝是將反應(yīng)物料與灼熱的金屬表面直接接觸換熱，使物料迅速升溫并裂解。該 工藝熱解時(shí)間短，反應(yīng)速度快，油收率高，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)物料熱解的連續(xù)性，只能進(jìn)行批量 間歇式熱解；回轉(zhuǎn)害熱解工藝幾乎適用于任何固體廢物料，而含油含水較高的物料，如污 泥、油泥等粘稠類物質(zhì)，則無(wú)法直接采用該方式熱解;常規(guī)固定床熱解系統(tǒng)為批量給料，不 能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，而且熱解條件不易長(zhǎng)期保持。
[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)CN104030535A公開(kāi)了一種污泥內(nèi)熱連續(xù)干饋爐熱解物料 的方法。原料污泥經(jīng)烘干、造粒等預(yù)處理后送入低溫連續(xù)干饋爐，采用螺旋給料輸送物料， 通過(guò)輸送板鏈傳送物料，由反射爐提供熱量。整個(gè)過(guò)程可W將原料污泥中殘留的有毒物熱 分解為無(wú)毒無(wú)害的中間體，重金屬被固化、純化，超級(jí)細(xì)菌、病毒經(jīng)徹底無(wú)害化處理，并可得 到燃?xì)狻⑸镔|(zhì)等物質(zhì)，達(dá)到變廢為寶的目的。該方法在處理粘稠類物料時(shí)，要經(jīng)過(guò)一定的 預(yù)處理過(guò)程，且在輸送板鏈上分布不均，影響熱解效果，對(duì)于含油率較高的污泥，熱解塑化 后的殘?jiān)粽掣皆趥魉桶彐溕蠒?huì)影響出料，甚至需停車。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)CN102559222A公開(kāi)了一種低溫干饋爐熱解物料的方法。該熱解方法采用 邸式干饋爐，每一次熱解開(kāi)始前，先需要停止向反應(yīng)器供熱，待反應(yīng)器降溫冷卻后卸下反應(yīng) 器爐口或是爐蓋，取出前一批熱解殘留的固體產(chǎn)物，需要人工向反應(yīng)器內(nèi)加入下一批次熱 解的物料。因此該方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)物料熱態(tài)條件下連續(xù)進(jìn)出料，無(wú)自動(dòng)布料和出料功能，未實(shí) 現(xiàn)高溫?zé)峤獠荒龤庾杂脕?lái)提供熱量。進(jìn)出料過(guò)程需對(duì)反應(yīng)器升溫和降溫，降低了裝置的處 理能力和效率，增加了故障率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種新型的低溫連續(xù)熱解處理污泥的固定 床反應(yīng)器，w及利用該反應(yīng)器處理污泥的方法。該反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，易操作，既能對(duì)污泥進(jìn) 行批量熱處理，又可W在熱態(tài)條件下連續(xù)進(jìn)料和出料。
[0008] 本發(fā)明提出了一種低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有污泥入 口、殼體、反應(yīng)室、殘?jiān)隹?，所述污泥入口的水平位置比所述殘?jiān)隹诘乃轿恢酶撸?br>[0009] 所述反應(yīng)室中具有料板、布料螺旋、出料螺旋、進(jìn)料螺旋；
[0010] 所述料板包括進(jìn)料端和出料端，所述布料螺旋設(shè)置在所述污泥入口之下，位于所 述進(jìn)料端上部;所述出料螺旋設(shè)置在所述出料端上部，所述出料端位于所述殘?jiān)隹谥希?br>[0011] 所述布料螺旋包括中屯、螺桿、左螺旋葉片、右螺旋葉片;所述中屯、螺桿橫穿所述左 螺旋葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于所述中屯、螺桿的中屯、線成軸 對(duì)稱，兩者之間的距離為所述污泥入口 口徑的1/^3~1/2;
[0012] 所述進(jìn)料螺旋固定在所述布料螺旋的中間段之上與所述布料螺旋垂直。
[0013] 進(jìn)一步的，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片的下邊緣與所述料板的垂直距離為50~ 150皿1，優(yōu)選為80皿1;所述左螺旋葉片間隙和右螺旋葉片間隙等距設(shè)置或變距設(shè)置。
[0014] 進(jìn)一步的，所述料板的進(jìn)料端和出料端設(shè)置有傳動(dòng)軸承，用于帶動(dòng)所述料板連續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng);所述傳動(dòng)軸承具有兩個(gè)或多個(gè)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述殼體包括反應(yīng)器壁、支撐平臺(tái)、支架；
[0016] 所述反應(yīng)器壁包括爐頂、側(cè)壁、爐底，用于密封所述反應(yīng)室；
[0017] 所述支撐平臺(tái)設(shè)置在所述料板之下；
[0018] 所述支架固定在所述支撐平臺(tái)上，用于連接所述傳動(dòng)軸承。
[0019] 進(jìn)一步的，所述反應(yīng)室中包括福射管和油氣出口；
[0020] 所述福射管為蓄熱式福射管，設(shè)置在所述料板的上部且與所述料板平行；
[0021] 所述福射管與所述料板之間的垂直距離為100~300mm，優(yōu)選為150醒；
[0022] 所述油氣出口設(shè)置在所述反應(yīng)器側(cè)壁，且位于所述福射管的下部。
[0023] 進(jìn)一步的，上述反應(yīng)器還包括進(jìn)料倉(cāng)、插板閥、固體收集倉(cāng)；
[0024] 所述進(jìn)料倉(cāng)設(shè)置在所述進(jìn)料螺旋上部，所述插板閥設(shè)置在所述進(jìn)料倉(cāng)下部；
[0025] 所述固體收集倉(cāng)連接所述料板的出料端；
[0026] 所述插板閥和所述布料螺旋之間設(shè)置有料位計(jì)；
[0027] 所述進(jìn)料倉(cāng)和所述固體收集倉(cāng)具有一個(gè)或多個(gè)。
[00%]本發(fā)明還提出了一種利用上述反應(yīng)器處理污泥的方法，所述方法包括W下步驟：
[0029] 將污泥由所述污泥入口運(yùn)送至所述布料螺旋的中間段；
[0030] 所述污泥沿所述連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的料板兩側(cè)均勻的分布，同時(shí)開(kāi)啟出料螺旋運(yùn)出反應(yīng)后 固體殘?jiān)?，保證進(jìn)料和出料的連續(xù)性。
[0031] 進(jìn)一步的，所述步驟還包括:所述油氣出口排出的熱解油氣冷卻獲得熱解油和熱 解氣。
[0032] 上述方法中，所述污泥含水率《95wt%，其在所述料板上的高度為150~300皿1。
[0033] 上述方法中，所述反應(yīng)室中溫度為350~1200°C，壓力為-2~化化。
[0034] 本發(fā)明通過(guò)采用獨(dú)特的布料螺旋構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)污泥在料板上的均勻布料。料板上 方均勻布置有多根福射管，原料在熱解過(guò)程中相對(duì)于料板和福射管靜止，可保證其均勻受 熱。
[0035] 在熱解處理過(guò)程中，通過(guò)料板、進(jìn)料螺旋、布料螺旋、出料螺旋的聯(lián)合操作，可在不 停爐的條件下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)進(jìn)料和出料。熱解反應(yīng)產(chǎn)生的高溫?zé)峤鈿饪蛇M(jìn)行回收利 用，降低了熱損失，提高了污泥處理收過(guò)程的能量效率和經(jīng)濟(jì)效益，因此具有較大的發(fā)展優(yōu) 勢(shì)和應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1是低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器的左視圖。
[0037] 圖2是低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器的俯視圖。
[0038] 圖3是低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器的主視圖。
[0039] 附圖中的附圖標(biāo)記如下：
[0040] 1-殼體；
[0041 ] 2、2a、2b、2c-福射管；
[0042] 3-中屯、螺桿;3a-出料螺旋;3b-布料螺旋；
[00創(chuàng) 4-料板；
[0044] 5-進(jìn)料倉(cāng);5a-污泥入口；
[0045] 6-插板閥；
[0046] 7-支架;
[0047] 8-反應(yīng)室；
[004引 9-傳動(dòng)軸承；
[0049] 10-基底；
[0化0] 11-支撐平臺(tái)；
[0化1] 12-油氣出口；
[0化2] 13-進(jìn)料螺旋；
[0053] 14-固體收集倉(cāng);14a-殘?jiān)隹凇?br>【具體實(shí)施方式】
[0054] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，W便能 夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，W下描述的【具體實(shí)施方式】和實(shí)施 例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0055] 該固定床反應(yīng)器既可用于資源化回收利用有機(jī)化合物，又可用于無(wú)害化處理廢棄 物，包括四個(gè)部分:進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、殼體。W下結(jié)合圖1、圖2、圖3分別顯示的 固定床反應(yīng)器的左視圖、俯視圖、主視圖，對(duì)該四個(gè)部分之間的結(jié)構(gòu)及其關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。
[0056] ①殼體：由圖1所示，固定床反應(yīng)器的殼體1包括反應(yīng)器壁、支架7、基底10、支撐平 臺(tái)11。
[0057] 反應(yīng)器壁包括爐頂、側(cè)壁、爐底，用于密封整個(gè)反應(yīng)室8，使得反應(yīng)室8內(nèi)的反應(yīng)氣 氛與外界氣氛充分隔開(kāi)。
[0058] ②進(jìn)料系統(tǒng)：由圖1所示，進(jìn)料系統(tǒng)自上而下依次包括進(jìn)料倉(cāng)5、插板閥6、污泥入口 5a。進(jìn)料倉(cāng)5的數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。
[0059] ③出料系統(tǒng)：由圖1所示，出料系統(tǒng)由殘?jiān)隹?14a和固體收集倉(cāng)14構(gòu)成，殘?jiān)隹?14a在污泥入口 5a之下，且都設(shè)置有下料溜槽，用于反應(yīng)器的進(jìn)料和出料。固體收集倉(cāng)14的 數(shù)量可為一個(gè)或多個(gè)。
[0060] ④反應(yīng)系統(tǒng):反應(yīng)系統(tǒng)包括反應(yīng)室8，用于污泥的熱解。
[0061] 由圖3所示，在反應(yīng)室8的底部設(shè)置有料板4,位于支撐平臺(tái)11之上。為了便于描述， 將料板4的兩端分別命名為進(jìn)料端和出料端。由圖1，出料端通過(guò)殘?jiān)隹?14a與固體收集倉(cāng) 14連接。在進(jìn)料端和出料端分別設(shè)置一個(gè)傳動(dòng)軸承9。支架7的一端固定在支撐平臺(tái)11上，另 一端連接傳動(dòng)軸承9。
[0062] 傳動(dòng)軸承9中一個(gè)是主動(dòng)輪，一個(gè)是從動(dòng)輪，用于帶動(dòng)料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)需 要，可在料板4的中間段設(shè)置若干個(gè)從動(dòng)輪，從動(dòng)輪上端與料板4接觸起到支撐作用，下端固 定在支撐平臺(tái)11上。
[0063] 由圖1所示，布料螺旋3b位于污泥入口 5a之下、料板4進(jìn)料端的上部；出料螺旋3a位 于料板4出料端的上部，且出料端位于殘?jiān)隹?14a之上。在布料螺旋3b和插板閥6之間設(shè)置 有料位計(jì)。
[0064] 由圖2和圖3所示，布料螺旋3b和出料螺旋3a均由螺旋葉片和中屯、螺桿3組成，中屯、 螺桿3橫穿螺旋葉片。本發(fā)明實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙等距設(shè)置，其下邊緣與料板4的 距離為50~150醒，其中優(yōu)選距離為80醒。
[0065] 在其它實(shí)施例中，螺旋葉片之間的間隙可采用變距設(shè)置的方式，且靠近中間部分 螺旋葉片間隙比中屯、螺桿兩端螺旋葉片間隙要小，使得污泥在料板4上的分布更加均勻。
[0066] 由圖2和圖3所示，進(jìn)料螺旋13固定在布料螺旋3b的中間部分之上，且與布料螺旋 3b垂直。圖2中，布料螺旋3b的螺旋葉片包括左螺旋葉片和右螺旋葉片。中屯、螺桿3橫穿左螺 旋葉和右螺旋葉片。左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于中屯、螺桿3的中屯、線成軸對(duì)稱。本發(fā)明 實(shí)施例中，左螺旋葉片和右螺旋葉片之間距離為污泥入口 5a口徑的1/3~1/2。
[0067] 本發(fā)明實(shí)施例中，布料螺旋3b的特殊構(gòu)造，使得污泥從布料螺旋3b的中間部分向 兩端運(yùn)動(dòng)，可W減少污泥隨布料螺旋3b的運(yùn)轉(zhuǎn)距離，并且實(shí)現(xiàn)較寬料板4上物料的均勻分 布，優(yōu)選實(shí)施方式為采用單根布料螺旋。
[0068] 在其它實(shí)施例中，可在污泥入口 5a的下料溜槽處增設(shè)導(dǎo)流板，有助于污泥的均勻 分布。
[0069] 由圖2所示，反應(yīng)室8中設(shè)置有3個(gè)福射管，分別為2曰、26、2(：，在圖1和圖3中標(biāo)示為 福射管2。在其它實(shí)施例中，福射管2的數(shù)量可W為除3個(gè)W外的任一數(shù)量。本發(fā)明實(shí)施例中 中，福射管2在反應(yīng)室8中均勻布置，且與料板4平行。福射管2與料板4上布置的污泥的間距 要盡量小，其距離料板4的垂直高度為100~300醒，優(yōu)選150醒。
[0070] 由圖1所示，反應(yīng)室8中側(cè)壁上設(shè)置有2個(gè)油氣出口 12，位于福射管2之下，其位置直 接影響反應(yīng)室8中熱解油氣的流動(dòng)方向和停留時(shí)間。在其它實(shí)施例中，油氣出口 12可為除2 個(gè)W外的其它任一數(shù)量。
[0071] 本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選四方形反應(yīng)器，也可設(shè)計(jì)為圓柱形反應(yīng)器或是其它形狀的反應(yīng) 器。采用四方形反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)更加有利于福射管2的設(shè)置，從而使污泥受熱均勻，保證熱解 油氣的均勻產(chǎn)生和流動(dòng)。
[0072] 本發(fā)明實(shí)施例的工藝方法流程如下：
[0073] ①原料要求
[0074]本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器對(duì)原料無(wú)嚴(yán)格要求，適用于處理含水率不超過(guò) 95wt%(wt%為質(zhì)量百分比）的污泥，例如油田油性污泥、含礦塵泥、生活污泥、工業(yè)污泥等。 [00巧]②進(jìn)料和布料過(guò)程
[0076] 在插板閥6關(guān)閉的情況下，向進(jìn)料倉(cāng)5中加入污泥。可在進(jìn)料倉(cāng)5中設(shè)置攬拌棒，用 于防止物料的蓬料現(xiàn)象。污泥首先儲(chǔ)存在進(jìn)料倉(cāng)5中，打開(kāi)插板閥6,污泥在重力作用下，從 污泥入口 5a下端設(shè)置的下料溜槽中向下滑落到反應(yīng)室8中進(jìn)料螺旋13的前端。在進(jìn)料螺旋 13的作用下，污泥被連續(xù)運(yùn)送至布料螺旋3b的中間部分。在布料螺旋3b運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，料板4 接受污泥并帶動(dòng)其向前輸送，使整個(gè)固定床反應(yīng)器均勻的布滿污泥。其中，進(jìn)料螺旋13還起 到密封作用，隔絕反應(yīng)室8與污泥入口 5a，滿足反應(yīng)室8中絕氧的需要。
[0077] 料位計(jì)可用于檢測(cè)進(jìn)入反應(yīng)室8的污泥高度，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)料螺旋13和布料螺旋3b， 使污泥的進(jìn)料量和布料量相匹配。
[0078] 在插板閥6處可設(shè)置惰性氣體接入口，在打開(kāi)插板閥6向反應(yīng)器中進(jìn)料時(shí)，污泥可 在惰性氣體形成的氣流的協(xié)助下被送至進(jìn)料螺旋。該惰性氣體可選擇氮?dú)猓驗(yàn)槠渌茄?化性氣體，滿足反應(yīng)室8中熱解反應(yīng)的絕氧性要求。
[0079] 本發(fā)明固定床反應(yīng)器可采用單次進(jìn)料的方式，也可采用連續(xù)進(jìn)料的方式。當(dāng)所需 處理的污泥量較小時(shí)，可采用本發(fā)明實(shí)施例中的固定床反應(yīng)器進(jìn)行操作。如果處理的污泥 量較大，可增加料板4的面積，在熱解反應(yīng)過(guò)程中保持料板4的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使物料在料板4上 從進(jìn)料端到出料端完成熱解反應(yīng)，保證進(jìn)料和出料的連續(xù)性。
[0080] ③進(jìn)料高度
[0081] 在污泥的熱解過(guò)程中，為了保證熱解反應(yīng)的連續(xù)性，通過(guò)進(jìn)料倉(cāng)5的單次污泥儲(chǔ)存 量不得小于料板4的單次污泥布料量。在熱解反應(yīng)過(guò)程中，在進(jìn)料倉(cāng)5中儲(chǔ)存一定量的污泥， 保證反應(yīng)室8中料板4上的污泥高度為150~300皿1。
[0082] ④熱解反應(yīng)條件
[0083] 該固定床反應(yīng)器中發(fā)生的熱解反應(yīng)是在350~1200°C的范圍內(nèi)進(jìn)行的。污泥由污 泥入口 5a進(jìn)入反應(yīng)室8之后，在福射管2的作用下逐步升溫。首先進(jìn)行干燥，脫除污泥中的水 分，然后再脫除揮發(fā)分，經(jīng)過(guò)熱解反應(yīng)形成熱解油氣產(chǎn)物和熱態(tài)固體殘?jiān)a(chǎn)物。
[0084] 在固體殘?jiān)a(chǎn)物中還含有一定量的未被加熱揮發(fā)的有機(jī)物成分，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行工 業(yè)分析，可測(cè)得固體殘?jiān)械膿]發(fā)分含量不超過(guò)lOwt % (wt %為重量百分比）。
[0085] 熱解反應(yīng)過(guò)程中要控制反應(yīng)室8處于絕氧氣氛，并維持壓力在-2~化化的范圍內(nèi)。
[0086] ⑤加熱方式
[0087] 該固定床反應(yīng)器的加熱方式可選擇電加熱方式、燃料加熱方式、高溫等離子體加 熱方式等，本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選蓄熱式福射管加熱方式，滿足裝置中燃燒加熱系統(tǒng)與物料熱 解系統(tǒng)的隔絕。
[0088] 福射管2的升溫速率控制在20~60°C/min，不同升溫階段選擇不同的升溫速率。當(dāng) 污泥溫度低于280°C時(shí)，福射管2的升溫速率控制在40~60°C/min,當(dāng)污泥溫度在280~450 °C時(shí)，福射管2的升溫速率控制在20~40°C/min，當(dāng)污泥溫度超過(guò)450°C時(shí)，福射管2的升溫 速率控制在20~60 °C/min。
[0089] ⑥出料過(guò)程W及固體殘?jiān)氖占?br>[0090] 在啟動(dòng)布料螺旋3b向料板4中布料的同時(shí)，啟動(dòng)出料螺旋3曰，出料螺旋3a使得固體 殘?jiān)a(chǎn)物由料板4的出料端向固體收集倉(cāng)14單向輸出。運(yùn)樣可滿足料板4在均勻布料的同 時(shí)，對(duì)上一次反應(yīng)后的固體殘?jiān)M(jìn)行出料，從而保證反應(yīng)器中進(jìn)料和出料的連續(xù)性。
[0091] 當(dāng)本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器用作無(wú)害化處理廢棄物裝置時(shí)，通過(guò)出料螺旋3a 排出的熱態(tài)固體殘?jiān)a(chǎn)物為粉末狀，其可作為固體熱載體直接滲混到原料物料中，用于烘 干原料。經(jīng)過(guò)烘干降溫的滲混混合料可通過(guò)篩分裝置進(jìn)行篩分分離，得到固體產(chǎn)物。該篩分 裝置可直接安裝在進(jìn)料倉(cāng)5的上方，也可單獨(dú)獨(dú)立放置。
[0092] ⑦熱解油氣的回收利用
[0093] 本發(fā)明實(shí)施例中產(chǎn)生的熱解油氣通過(guò)油氣出口 12快速排出，采用急冷法將排出的 熱解油氣快速冷卻，獲取較多的熱解油。并應(yīng)縮短熱解油氣在反應(yīng)室8中的停留時(shí)間，避免 熱解油氣的二次裂解，提高熱解油的產(chǎn)率。得到的熱解氣作為熱源通過(guò)輸送管道可直接引 入蓄熱式福射管的燃燒器中，作為福射管的熱源供其燃燒，提供反應(yīng)所需的熱量。
[0094] 在熱解反應(yīng)過(guò)程中，料板4上的表層污泥先熱解，下層污泥后熱解。下層污泥熱解 產(chǎn)生的熱解油氣首先穿過(guò)其上層的污泥熱解反應(yīng)后產(chǎn)生的殘?zhí)?，即上層的殘?zhí)靠蓪?duì)下層穿 過(guò)的熱解油氣起到過(guò)濾的作用。
[0095] 通過(guò)過(guò)濾作用，可除去下層熱解油氣中的炭粒和污染物。該過(guò)濾作用受多種因素 的影響，包括熱解油氣中炭粒和污染物的粒徑，料板4上污泥的高度，熱解油氣的流速等。
[0096] 根據(jù)不同的處理要求，可選擇在反應(yīng)室8中增設(shè)催化劑層，用于調(diào)節(jié)氣體中不同組 分的含量。
[0097] 本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器可用作資源化回收利用有機(jī)化合物裝置，在提取原 料中的油分時(shí)，可在熱解氣排出后段增設(shè)氣體凈化系統(tǒng)，用于提高熱解氣的品質(zhì)。
[0098] 本發(fā)明實(shí)施例中固定床反應(yīng)器從進(jìn)料到污泥熱解后出料所需時(shí)間為1.5~化，該 時(shí)間會(huì)受到污泥的物理性質(zhì)、單次進(jìn)料量、升溫速率等的影響。
[0099] 本發(fā)明實(shí)施例的固定床反應(yīng)器與傳統(tǒng)固定床反應(yīng)器的其中一個(gè)區(qū)別在于:本發(fā)明 中的固定床反應(yīng)器在處理完單批次的污泥后，反應(yīng)器無(wú)需進(jìn)行降溫，便可進(jìn)行下一批污泥 的布料和上一批固體殘?jiān)某隽?。因此，本發(fā)明反應(yīng)器中的福射管2只需在首次進(jìn)料時(shí)進(jìn)行 開(kāi)工點(diǎn)火，在接下來(lái)的整個(gè)連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，維持福射管2的正常加熱溫度即可。由此，在反 應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中，避免了因每一次的進(jìn)料和出料對(duì)反應(yīng)器的升溫和降溫，降低設(shè)備故障率； 區(qū)別之二在于:本發(fā)明的固定床反應(yīng)器可通過(guò)控制布料螺旋3b、料板4、出料螺旋3a之間的 運(yùn)轉(zhuǎn)速率，實(shí)現(xiàn)熱解過(guò)程中連續(xù)的進(jìn)料和出料。
[0100] 實(shí)施例
[0101] 由中海油提供的工業(yè)油泥作為原料物料，物料直接送入進(jìn)料倉(cāng)5中，開(kāi)啟插板閥6， 物料在重力作用下從污泥入口 5a處的下料溜槽向下滑落，進(jìn)入到進(jìn)料螺旋13的前端，在進(jìn) 料螺旋13的運(yùn)送下，物料送至布料螺旋3b的中間部分，在布料螺旋3b轉(zhuǎn)動(dòng)下和傳動(dòng)軸承9帶 動(dòng)下物料被均勻布料，同時(shí)向出料端水平移動(dòng)，控制布料螺旋3b和料板的運(yùn)轉(zhuǎn)速率，使整個(gè) 反應(yīng)器布料厚度為200mm，待整個(gè)反應(yīng)室8布料完成后，關(guān)閉插板閥6。
[0102] 開(kāi)啟福射管燃燒系統(tǒng)，當(dāng)物料溫度低于280°C時(shí)，控制福射管2升溫速率在40°C/ min,當(dāng)物料溫度高于280°C時(shí)，控制福射管2升溫速率在25°C/min,產(chǎn)生的熱解油氣由油氣 出口 12進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，回收熱解油。未冷凝的熱解氣直接引入福射管2中作為燃料燃燒。整 個(gè)熱解過(guò)程壓力控制在500PaW內(nèi)。當(dāng)熱解過(guò)程基本不產(chǎn)生熱解油氣之后，進(jìn)行第二批次油 泥的進(jìn)料，進(jìn)料的同時(shí)對(duì)固定床反應(yīng)器上一次反應(yīng)后的殘?zhí)窟M(jìn)行出料，保證進(jìn)出料的連續(xù) 性。輸送出的殘?zhí)克腿牍腆w收集倉(cāng)14中儲(chǔ)存。
[0103] 本發(fā)明實(shí)施例所述的工藝方法可長(zhǎng)期平穩(wěn)操作，所得到比較穩(wěn)定的熱解產(chǎn)物的產(chǎn) 率見(jiàn)表2。
[0104] 表1中海油工業(yè)油泥分析結(jié)果
[0105]
[010引（備注:Mad表不空干基水分、Aad表不空干基灰分、Vad表不空干基揮發(fā)分、FCad表不空 干基固定碳、St,ad表示空干基硫、Cad表示空干基碳、Had表示空干基氨，Qb.ar的單位為MJ/ kg，％為質(zhì)量百分比。）
[0109] 本發(fā)明所述工藝方法可長(zhǎng)期平穩(wěn)操作，設(shè)備故障率極低。
[0110] 需要說(shuō)明的是，W上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明而非限制本 發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指 夕hw單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的 全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低溫連續(xù)熱解處理污泥固定床反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有污泥入口、殼體、反應(yīng) 室、殘?jiān)隹冢鑫勰嗳肟诘乃轿恢帽人鰵堅(jiān)隹诘乃轿恢酶撸? 所述反應(yīng)室中具有料板、布料螺旋、出料螺旋、進(jìn)料螺旋； 所述料板包括進(jìn)料端和出料端，所述布料螺旋設(shè)置在所述污泥入口之下，位于所述進(jìn) 料端上部;所述出料螺旋設(shè)置在所述出料端上部，所述出料端位于所述殘?jiān)隹谥希?所述布料螺旋包括中心螺桿、左螺旋葉片、右螺旋葉片;所述中心螺桿橫穿所述左螺旋 葉片和右螺旋葉片，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片垂直于所述中心螺桿的中心線成軸對(duì) 稱，兩者之間的距離為所述污泥入口 口徑的1/3~1/2; 所述進(jìn)料螺旋固定在所述布料螺旋的中間段之上與所述布料螺旋垂直。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述左螺旋葉片和右螺旋葉片的下邊緣 與所述料板的垂直距離為50~150 mm，優(yōu)選為80 mm;所述左螺旋葉片間隙和右螺旋葉片間隙 等距設(shè)置或變距設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述料板的進(jìn)料端和出料端設(shè)置有傳動(dòng) 軸承，用于帶動(dòng)所述料板連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng);所述傳動(dòng)軸承的數(shù)量為兩個(gè)或多個(gè)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體包括反應(yīng)器壁、支撐平臺(tái)、支 架； 所述反應(yīng)器壁包括爐頂、側(cè)壁、爐底，用于密封所述反應(yīng)室； 所述支撐平臺(tái)設(shè)置在所述料板之下； 所述支架固定在所述支撐平臺(tái)上，用于連接所述傳動(dòng)軸承。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)室中包括輻射管和油氣出口； 所述輻射管為蓄熱式輻射管，設(shè)置在所述料板的上部且與所述料板平行； 所述福射管與所述料板之間的垂直距離為100~300mm，優(yōu)選為150mm; 所述油氣出口設(shè)置在所述反應(yīng)器側(cè)壁，位于所述輻射管的下部。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，還包括進(jìn)料倉(cāng)、插板閥、固體收集倉(cāng)； 所述進(jìn)料倉(cāng)設(shè)置在所述進(jìn)料螺旋上部，所述插板閥設(shè)置在所述進(jìn)料倉(cāng)下部； 所述固體收集倉(cāng)連接所述料板的出料端； 所述插板閥和所述布料螺旋之間設(shè)置有料位計(jì)； 所述進(jìn)料倉(cāng)和所述固體收集倉(cāng)具有一個(gè)或多個(gè)。7. -種用權(quán)利要求1-6之一所述的反應(yīng)器處理污泥的方法，所述方法包括以下步驟： 將污泥由所述污泥入口運(yùn)送至所述布料螺旋的中間段； 所述污泥沿所述連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的料板兩側(cè)均勻的分布，同時(shí)開(kāi)啟出料螺旋運(yùn)出反應(yīng)后固體 殘?jiān)?，保證進(jìn)料和出料的連續(xù)性。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟還包括:所述油氣出口排出的熱 解油氣冷卻獲得熱解油和熱解氣。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述污泥含水率<95wt%，其在所述料板 上的高度為150~300麵。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)室中溫度為350~1200°C，壓力 為-2~5kPa。
【文檔編號(hào)】C10B31/06GK106082576SQ201610654687
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月10日 公開(kāi)號(hào)201610654687.X, CN 106082576 A, CN 106082576A, CN 201610654687, CN-A-106082576, CN106082576 A, CN106082576A, CN201610654687, CN201610654687.X
【發(fā)明人】吳小飛, 巴玉鑫, 肖磊, 王惠惠, 宋敏潔, 房凱, 牛明杰, 吳道洪
【申請(qǐng)人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司