專(zhuān)利名稱(chēng)：乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量循環(huán)利用系統(tǒng)及工藝，更具體地說(shuō)，涉及一種乏蒸汽 熱能循環(huán)利用系統(tǒng)及工藝。
背景技術(shù)：
污水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生濕污泥，其中含有可回收利用的多種有機(jī)物以及會(huì) 對(duì)環(huán)境造成不良影響的物質(zhì)，如重金屬及病原體等。目前有多種對(duì)濕污泥進(jìn)行 處理的工藝方法，例如在單一裝置中對(duì)濕污泥進(jìn)行干燥、焚燒和煙氣無(wú)害化處 理；對(duì)污泥進(jìn)行蒸汽熱解處理；等等。
污泥的蒸汽熱解反應(yīng)在密閉的應(yīng)釜中進(jìn)行。如圖1所示，處理每噸污泥需 要向反應(yīng)釜內(nèi)導(dǎo)入200 25(TC的飽和蒸汽200 500公斤。通過(guò)攪拌，污泥與高 溫高壓的蒸汽在反應(yīng)釜內(nèi)充分接觸，并發(fā)生熱解反應(yīng)。達(dá)到規(guī)定的時(shí)間(30~20 分鐘)或者溫度(150~200°C)后，熱解過(guò)程結(jié)束。此時(shí)打開(kāi)反應(yīng)釜上的排氣 閥，排出乏蒸汽，反應(yīng)釜內(nèi)的壓力降到常壓。之后打開(kāi)卸料口，排出污泥并對(duì) 其進(jìn)行后續(xù)的脫水、干燥等處理，得到干污泥。同時(shí)對(duì)脫水過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)濾 液進(jìn)行過(guò)濾回收，得到富含有機(jī)質(zhì)的液體有機(jī)肥料。
乏蒸汽是飽和蒸汽與污泥直接接觸反應(yīng)后剩余的氣體，污泥中大部分臭氣 已經(jīng)進(jìn)入其中，是必須進(jìn)行環(huán)保處理才能排放的有害氣體。通常的處理方法是 將乏蒸汽進(jìn)行冷凝、水洗，之后進(jìn)行焚燒或者使用活性碳吸附來(lái)除臭。雖然在 ，冷凝過(guò)程中可以回收乏蒸汽的部分熱能，但是乏蒸汽經(jīng)過(guò)多個(gè)步驟的處理，會(huì) 耗散熱量，僅能回收小部分熱能。此外，出于環(huán)保的目的，需要對(duì)從反應(yīng)釜中 排放的所有乏蒸汽進(jìn)行復(fù)雜的后續(xù)處理，導(dǎo)致能源浪費(fèi)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的乏蒸汽處理過(guò)程中耗散熱 量多且所有乏蒸汽都需要進(jìn)行處理的缺陷，提供一種乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng) 及工藝，可降低蒸汽消耗并降低乏蒸汽的后續(xù)處理量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種乏蒸汽熱能循環(huán)利 用系統(tǒng)，至少包括使污泥在其中發(fā)生熱解反應(yīng)的第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜，所 述第一反應(yīng)釜包括第一進(jìn)氣口、第一進(jìn)料口以及第一卸料口；所述第二反應(yīng)釜 包括第二進(jìn)氣口、第二進(jìn)料口以及第二卸料口，其中，所述第一反應(yīng)釜和第二 反應(yīng)釜之間通過(guò)第一閥門(mén)相連，所述第一閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)釜的乏蒸 汽進(jìn)入另一個(gè)反應(yīng)釜。
在本發(fā)明所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)中，還包括用于存儲(chǔ)新污泥并為 所述第一、第二反應(yīng)釜給料的儲(chǔ)料倉(cāng)，所述儲(chǔ)料倉(cāng)與所述第一、第二反應(yīng)釜中 的至少一個(gè)之間設(shè)有第二閥門(mén)，所述第二閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，反應(yīng)釜的乏蒸汽進(jìn)入所 述儲(chǔ)料倉(cāng)。
在本發(fā)明所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)中，所述第一、第二卸料口分別 與對(duì)應(yīng)的第一、第二緩沖槽或脫水系統(tǒng)以及后續(xù)的第一、第二環(huán)保處理系統(tǒng)相 連。
本發(fā)明還提供了一種乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝，包括以下步驟
(1) 、第一反應(yīng)釜內(nèi)的污泥熱解反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng) 釜連接的閥門(mén)，使乏蒸汽從第一反應(yīng)釜進(jìn)入已裝入新污泥的第二反應(yīng)釜，對(duì)第 二反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱或熱解；
(2) 、當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜與第二反應(yīng)釜內(nèi)的壓力保持一致時(shí)，關(guān)閉所述第一閥
門(mén)；
(3) 、打開(kāi)第一反應(yīng)釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和熱解污泥排出至 第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)；
(4) 使從第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)中排出的乏蒸汽進(jìn)入后續(xù)的第一環(huán)保處 理系統(tǒng)，進(jìn)行冷凝、水洗和除臭處理。
在本發(fā)明所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝中，還包括所述第(2)步驟之 后的步驟(21) :打開(kāi)第一反應(yīng)釜與儲(chǔ)料倉(cāng)之間的第二閥門(mén)，使剩余的乏蒸汽排入 密閉的儲(chǔ)料倉(cāng)，對(duì)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的新污泥進(jìn)行預(yù)熱；以及
(22) 當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜與儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的壓力保持一致時(shí)，關(guān)閉所述第二閥門(mén)。
在本發(fā)明所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝中，還包括所述第(3)步驟之
后的步驟
(31) 向所述第二反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)入新鮮的飽和蒸汽，使其中的污泥發(fā)生熱解
反應(yīng)；
(32) 、將所述儲(chǔ)料倉(cāng)的出料口與所述第一反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，使儲(chǔ)料 倉(cāng)內(nèi)的污泥進(jìn)入所述第一反應(yīng)釜；
(33) 第二反應(yīng)釜內(nèi)的污泥熱解反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng) 釜連接的閥門(mén)，使乏蒸汽從第二反應(yīng)釜進(jìn)入已裝入新污泥的第一反應(yīng)釜，對(duì)第 一反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱或熱解。
實(shí)施本發(fā)明的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)和工藝，具有以下有益效果直接 對(duì)乏蒸汽的熱能進(jìn)行回收利用，不需要附加的回收步驟；減少了需要注入的新 鮮飽和蒸汽，使污泥處理的能耗大幅降低。此外，經(jīng)過(guò)循環(huán)利用后，從卸料口 或排氣口排出的乏蒸汽較少，且溫度和壓力都比較低，降低了后續(xù)的環(huán)保處理


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中污泥處理工藝的部分流程圖2是本發(fā)明的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)的示意圖3是本發(fā)明的乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)用新型中的系統(tǒng)和工藝主要用于對(duì)濕污泥處理過(guò)程中的乏蒸汽 熱能進(jìn)行循環(huán)利用。如圖2所示，在本發(fā)明的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)100 中，至少包括第一反應(yīng)釜200和第二反應(yīng)釜300。第一反應(yīng)釜200包括用于注入高溫高壓蒸汽的第一進(jìn)氣口 201、用于使?jié)裎勰噙M(jìn)入的第一進(jìn)料口 202、 以及使反應(yīng)后的污泥和乏蒸汽排出的第一卸料口 203。類(lèi)似地，第二反應(yīng)釜300 包括第二進(jìn)氣口 301、第二進(jìn)料口 302、以及第二卸料口 303。此處的第一、 第二卸料口 203、 303用作排出反應(yīng)后的污泥和乏蒸汽，但是也可分別增設(shè)排 氣口，使反應(yīng)后的污泥與乏蒸汽分別從卸料口和排氣口排出。且第一、第二卸 料口 203、 303分別與對(duì)應(yīng)的第一、第二緩沖槽或脫水系統(tǒng)204、 304以及后續(xù) 的第一、第二環(huán)保處理系統(tǒng)205、 305相連，從而對(duì)所排出的反應(yīng)后污泥與乏 蒸汽進(jìn)行處理。
第一反應(yīng)釜200和第二反應(yīng)釜300之間通過(guò)第一閥門(mén)500相連，當(dāng)打開(kāi)第 一閥門(mén)500時(shí)，蒸汽從氣壓較高的反應(yīng)釜流入氣壓較低的反應(yīng)釜，關(guān)閉第一閥 門(mén)500，就可切斷。
乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)100還包括儲(chǔ)料倉(cāng)400，用于儲(chǔ)存新污泥，并在 必要時(shí)向第一反應(yīng)釜200及第二反應(yīng)釜300內(nèi)給料。在儲(chǔ)料倉(cāng)400上，設(shè)置有 出口401，需要時(shí)，與第一進(jìn)料口 202、第二進(jìn)料口 302相連，實(shí)現(xiàn)給料。在 儲(chǔ)料倉(cāng)400與兩個(gè)反應(yīng)釜的至少一個(gè)之間設(shè)置有第二閥門(mén)600。圖1中以第一 反應(yīng)釜200為例，即第二閥門(mén)600設(shè)置在儲(chǔ)料倉(cāng)400與第一反應(yīng)釜200之間。 當(dāng)打開(kāi)第二閥門(mén)600時(shí)，蒸汽從氣壓較高的一側(cè)流到氣壓較低的一側(cè)；關(guān)閉第 二閥門(mén)600時(shí)，可切斷兩者之間的蒸汽流動(dòng)。
反應(yīng)時(shí)，向第一反應(yīng)釜200的第一進(jìn)料口 202內(nèi)給入污泥，之后根據(jù)污泥 的重量，處理每噸污泥從第一進(jìn)氣口 201導(dǎo)入200 25(TC的飽和蒸汽200-500 公斤。通過(guò)攪拌，污泥與高溫高壓的蒸汽在密閉的第一反應(yīng)釜200內(nèi)充分接觸， 并發(fā)生熱解反應(yīng)。達(dá)到規(guī)定的時(shí)間G0 20分鐘)或者溫度(150~200°C)后， 熱解過(guò)程結(jié)束。
此時(shí)第二反應(yīng)釜300內(nèi)已加入新污泥，處于常壓并保持密閉。如圖3所示， 第一反應(yīng)釜200內(nèi)的污泥熱解完畢后，產(chǎn)生了初始溫度為150 20(TC的高溫高 壓乏蒸汽。打開(kāi)第一反應(yīng)釜200與第二反應(yīng)釜300之間的第一閥門(mén)500，使乏 蒸汽進(jìn)入第二反應(yīng)釜300。此時(shí)，乏蒸汽對(duì)第二反應(yīng)釜300內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱 或熱解。隨著時(shí)間推移，第一反應(yīng)釜200內(nèi)持續(xù)降溫降壓，而第二反應(yīng)釜300內(nèi)持續(xù)升溫升壓，直到兩個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)的壓力保持一致，熱轉(zhuǎn)移結(jié)束。此時(shí)關(guān)閉
第一閥門(mén)500，使第一反應(yīng)釜200仍然保持密閉狀態(tài)。
之后打開(kāi)第一反應(yīng)釜200與儲(chǔ)料倉(cāng)400之間的第二閥門(mén)600，使剩余的乏 蒸汽排入密閉的儲(chǔ)料倉(cāng)400，對(duì)儲(chǔ)料倉(cāng)400內(nèi)的新污泥進(jìn)行預(yù)熱。類(lèi)似地，隨 著時(shí)間推移，第一反應(yīng)釜200內(nèi)持續(xù)降溫降壓，而儲(chǔ)料倉(cāng)400內(nèi)持續(xù)升溫升壓， 直到兩者壓力相等，第一反應(yīng)釜20(J內(nèi)壓力接近常壓，熱轉(zhuǎn)移結(jié)束。此時(shí)關(guān)貫 第二閥門(mén)600。
然后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜200的第一卸料口 203，剩余的乏蒸汽和熱解污泥 在常壓下排出至第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)204。從第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)204中 排出的乏蒸汽，進(jìn)入后續(xù)的第一環(huán)保處理系統(tǒng)205進(jìn)行冷凝、水洗和除臭處理。
同時(shí)，通過(guò)第二進(jìn)氣口 301向第二反應(yīng)釜300內(nèi)持續(xù)導(dǎo)入新鮮的200-250 'C的飽和蒸汽，對(duì)釜體內(nèi)的污泥進(jìn)行加壓升溫，并進(jìn)行攪拌，使其發(fā)生熱解。 由于第一反應(yīng)釜200為其供應(yīng)了部分高溫高壓蒸汽，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，第二反應(yīng)釜 300需要導(dǎo)入的新鮮飽和蒸汽量比現(xiàn)有技術(shù)要減少30~50%。
通過(guò)將儲(chǔ)料倉(cāng)400的出口 401與第一反應(yīng)釜200的第一進(jìn)料口 202對(duì)接， 使儲(chǔ)料倉(cāng)400內(nèi)的污泥進(jìn)入第一反應(yīng)釜200。類(lèi)似地，第二反應(yīng)釜300內(nèi)的污 泥熱解反應(yīng)完畢后，此時(shí)打開(kāi)第一反應(yīng)釜200與第二反應(yīng)釜300之間的第一閥 門(mén)500，使乏蒸汽進(jìn)入第一反應(yīng)釜200，對(duì)第一反應(yīng)釜200內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱 或熱解，并類(lèi)似地重復(fù)反應(yīng)過(guò)程。這樣，兩個(gè)反應(yīng)釜聯(lián)動(dòng)，互相利用對(duì)方排出 的乏蒸汽的熱量。也可以采用兩個(gè)以上的反應(yīng)釜進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，更加充分地利用乏 蒸汽的熱量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)和工藝直接對(duì)乏蒸汽 的熱能進(jìn)行回收利用，不需要附加的回收步驟；減少了需要注入的新鮮飽和蒸 汽，使污泥處理的能耗大幅降低。此外，經(jīng)過(guò)循環(huán)利用后，從卸料口或排氣口 排出的乏蒸汽較少，且溫度和壓力都比較低，降低了后續(xù)的環(huán)保處理量。
權(quán)利要求
1、一種乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)，至少包括使污泥在其中發(fā)生熱解反應(yīng)的第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜，所述第一反應(yīng)釜包括第一進(jìn)氣口、第一進(jìn)料口以及第一卸料口；所述第二反應(yīng)釜包括第二進(jìn)氣口、第二進(jìn)料口以及第二卸料口，其特征在于，所述第一反應(yīng)釜和第二反應(yīng)釜之間通過(guò)第一閥門(mén)相連，所述第一閥門(mén)打開(kāi)時(shí)，其中一個(gè)反應(yīng)釜的乏蒸汽進(jìn)入另一個(gè)反應(yīng)釜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，還包 括用于存儲(chǔ)新污泥并為所述第一、第二反應(yīng)釜給料的儲(chǔ)料倉(cāng)，所述儲(chǔ)料倉(cāng)與所 述第一、第二反應(yīng)釜中的至少一個(gè)之間設(shè)有第二閥門(mén)，所述第二閥門(mén)打開(kāi)時(shí)， 反應(yīng)釜的乏蒸汽進(jìn)入所述儲(chǔ)料倉(cāng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)，其特征在于，所述 第一、第二卸料口分別與對(duì)應(yīng)的第一、第二緩沖槽或脫水系統(tǒng)以及后續(xù)的第一、 第二環(huán)保處理系統(tǒng)相連。
4、 一種乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝，其特征在于，包括以下步驟(1) 、第一反應(yīng)釜內(nèi)的污泥熱解反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng) 釜連接的閥門(mén)，使乏蒸汽從第一反應(yīng)釜進(jìn)入已裝入新污泥的第二反應(yīng)釜，對(duì)第 二反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱或熱解；(2) 、當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜與第二反應(yīng)釜內(nèi)的壓力保持一致時(shí)，關(guān)閉所述第一閥門(mén)；(3) 、打開(kāi)第一反應(yīng)釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和熱解污泥排出至 第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)；(4) 使從第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)中排出的乏蒸汽進(jìn)入后續(xù)的第一環(huán)保處 理系統(tǒng)，進(jìn)行冷凝、.水洗和除臭處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝，其特征在于，還包 括所述第(2)步驟之后的步驟(21):打開(kāi)第一反應(yīng)釜與儲(chǔ)料倉(cāng)之間的第二閥門(mén)，使剩余的乏蒸汽排入 密閉的儲(chǔ)料倉(cāng)，對(duì)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的新污泥進(jìn)行預(yù)熱；以及(22)當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜與儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的壓力保持一致時(shí)，關(guān)閉所述第二閥門(mén)。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝，其特征在于，還包 括所述第(3)步驟之后的步驟(31) 向所述第二反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)入新鮮的飽和蒸汽，使其中的污泥發(fā)生熱解反應(yīng)；(32) 、將所述儲(chǔ)料倉(cāng)的出口與所述第一反應(yīng)釜的進(jìn)料口連接，使儲(chǔ)料倉(cāng) 內(nèi)的污泥進(jìn)入所述第一反應(yīng)釜；(33) 第二反應(yīng)釜內(nèi)的污泥熱解反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng) 釜連接的閥門(mén)，使乏蒸汽從第二反應(yīng)釜進(jìn)入已裝入新污泥的第一反應(yīng)釜，對(duì)第 一反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱或熱解。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乏蒸汽熱能循環(huán)利用系統(tǒng)及工藝。所述乏蒸汽熱能循環(huán)利用工藝，包括以下步驟(1)第一反應(yīng)釜內(nèi)的污泥熱解反應(yīng)結(jié)束后，打開(kāi)第一反應(yīng)釜與第二反應(yīng)釜連接的閥門(mén)，使乏蒸汽從第一反應(yīng)釜進(jìn)入已裝入新污泥的第二反應(yīng)釜，對(duì)第二反應(yīng)釜內(nèi)的污泥進(jìn)行預(yù)熱或熱解；(2)當(dāng)?shù)谝环磻?yīng)釜與第二反應(yīng)釜內(nèi)的壓力保持一致時(shí)，關(guān)閉所述第一閥門(mén)；(3)打開(kāi)第一反應(yīng)釜的第一卸料口；使剩余的乏蒸汽和熱解污泥排出至第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)；(4)使從第一緩沖槽或脫水系統(tǒng)中排出的乏蒸汽進(jìn)入后續(xù)的第一環(huán)保處理系統(tǒng)，進(jìn)行冷凝、水洗和除臭處理。本發(fā)明對(duì)乏蒸汽的熱能進(jìn)行回收利用，使污泥處理的能耗大幅降低。
文檔編號(hào)B01D53/34GK101428954SQ20071012440
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者吉川邦夫, 林 張, 鈴木德彥, 黃彤宇 申請(qǐng)人:深圳市環(huán)源科技發(fā)展有限公司