本發(fā)明涉及固體廢棄物處理裝置，尤其是涉及一種具有連續(xù)進(jìn)料自動(dòng)出氣機(jī)構(gòu)的污泥制生物炭裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)不斷發(fā)展，污水廠總處理水量和處理程度將不斷擴(kuò)大和提高，產(chǎn)生的污泥量也日益增加。目前對(duì)污泥主要是進(jìn)行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒處理。國(guó)內(nèi)外常用的成熟的污泥穩(wěn)定工藝有：厭氧消化、好氧消化、熱處理、加熱干化和加堿穩(wěn)定；常用的污泥處置是土地利用、焚燒、衛(wèi)生填埋、堆肥、投海等。污泥處理處置的投資和運(yùn)行費(fèi)較高，如處置不當(dāng)，將造成“二次污染”，這已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域難題，備受關(guān)注。

廢棄物再利用成為當(dāng)下處理的熱門，科學(xué)家將以生物質(zhì)為原料，在無氧狀態(tài)下干餾、熱解所形成的一種炭質(zhì)材料稱為“生物炭”。生物碳可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地存在于自然界中，具有持久性的肥田沃土，促進(jìn)土壤中微生物繁殖，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，對(duì)二氧化碳吸收，使空氣中二氧化碳減少的功能；生物碳富含微孔，不但可以補(bǔ)充土壤的有機(jī)物含量，還可以改善土壤的透氣性和排水性，蓄留植物根部所需水分，有效地保存水分和養(yǎng)料，提高土壤肥力；生物碳在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域所具有的獨(dú)特性能，使其在中國(guó)實(shí)施“沃土工程”過程中，起到重要的、不可替代的作用。

公開號(hào)為CN102443404A的專利文獻(xiàn)公開了一種制造生物碳的裝置：預(yù)熱室位于熱煙氣室內(nèi)，預(yù)熱室兩端分別連接出料滾筒和進(jìn)料滾筒；出料滾筒的另一端連接一中間料倉，中間料倉的下部連接一進(jìn)料室；進(jìn)料滾筒的另一端連接一氣體收集室；氣體收集室的混合出氣口與噴淋洗滌冷卻塔的進(jìn)氣口連接；干餾室位于燃燒室內(nèi)，干餾室兩端分別連接前滾筒和后滾筒；前滾筒的另一端與進(jìn)料室連接，后滾筒的另一端與出料室連接，出料室下方連接冷卻室，出料室的混合氣出口與噴淋洗滌冷卻塔的進(jìn)氣口連接。該裝置進(jìn)料分別在筒體二端，而且不能連續(xù)作業(yè)，處理量小，且無法控制反應(yīng)釜后端出生物炭的溫度。

目前制生物炭反應(yīng)釜裝置在無氧裂解完全后，生物炭都留在裂解釜內(nèi)，這種排渣裝置主要是通過螺旋機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行排渣，這樣生產(chǎn)到一定量后，需要冷卻降溫，停反應(yīng)釜設(shè)備，溫度較高的情況下操作現(xiàn)場(chǎng)人員易燙傷，冷卻降溫時(shí)間較長(zhǎng)又使生產(chǎn)效率低下，同時(shí)生物炭等固體物的積聚也使反應(yīng)釜內(nèi)傳質(zhì)效果大大降低，旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜負(fù)荷加重，不利于工藝參數(shù)的穩(wěn)定運(yùn)行，不利于穩(wěn)定生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、便于投料、密封性好，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)的具有連續(xù)進(jìn)料自動(dòng)出氣機(jī)構(gòu)的污泥制生物炭裝置。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種具有連續(xù)進(jìn)料自動(dòng)出氣機(jī)構(gòu)的污泥制生物炭裝置，包括反應(yīng)釜，以及用于向所述反應(yīng)釜加料的自動(dòng)進(jìn)料出氣機(jī)構(gòu)，所述的自動(dòng)進(jìn)料出氣機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料筒體和設(shè)置在進(jìn)料筒體內(nèi)的輸送螺旋，所述輸送螺旋的上部與進(jìn)料筒體內(nèi)壁間留有出氣間隙；

所述進(jìn)料筒體的前端連接有中間料倉，中間料倉與進(jìn)料筒體之間設(shè)有第一鎖氣閥；

所述進(jìn)料筒體的中部與一氣灰分離器的底部連通，該灰分離器的頂部通過管路連接有油封器，且該油封器的底部與進(jìn)料筒體連通；

所述進(jìn)料筒體的末端與反應(yīng)釜連接。

本發(fā)明利用輸送螺旋的上部與進(jìn)料筒體內(nèi)壁間的出氣間隙，反應(yīng)釜內(nèi)高溫油氣從進(jìn)料端排出，其優(yōu)點(diǎn)在于能控制反應(yīng)釜后端出生物炭的溫度，達(dá)到產(chǎn)品所需，降低反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大生產(chǎn)，不用停釜作業(yè)。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的輸送螺旋直徑小于等于進(jìn)料筒體內(nèi)徑的4/5。此處的螺旋直徑小于等于進(jìn)料筒體內(nèi)徑正是本申請(qǐng)的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，是在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出來的一個(gè)較合理的直徑，輸送螺旋可采用無軸螺旋和有軸螺旋，建議采用無軸螺旋，因?yàn)槁菪裏o軸，物料不易堵塞，排料口不堵塞，因而可以較低速度運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)傳動(dòng)，降低能耗；輸送量是相同直徑傳統(tǒng)有軸螺旋輸送機(jī)的1.5倍；既可下方出料，又可端頭出料；采用特制襯板，該機(jī)可在高溫下工作。

中間料倉的大小可根據(jù)反應(yīng)釜的日處理量來決定，目的是為進(jìn)料筒體進(jìn)料進(jìn)行儲(chǔ)備和緩沖，當(dāng)輸送螺旋啟動(dòng)時(shí)，鎖氣閥自動(dòng)開啟，中間料倉具有一定的高度，主要是物料的壓實(shí)高度可以擋住反應(yīng)釜內(nèi)氣體的壓力防止外泄，同時(shí)中間料倉不能徹底沒料，不然反應(yīng)釜內(nèi)的高溫油氣通過開啟的鎖氣閥逆流而出，所以中間料倉一般安裝有料位報(bào)警器，當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ禃r(shí)，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)加料。底部安裝有輸送螺旋，可采用無軸螺旋或有軸螺旋。

進(jìn)料筒體內(nèi)部管道即是高溫油氣的出氣路徑，也是污泥物料的進(jìn)料路徑，因此，內(nèi)部的熱交換程度的多少，也決定了反應(yīng)釜能量的損耗。一般可取5～20米，同時(shí)進(jìn)料筒體外側(cè)可用保溫棉保溫，以使污泥和高溫油氣充分的熱交換。

作為優(yōu)選的，進(jìn)料筒體的無軸螺旋具有一定的長(zhǎng)度，可取10～15米，太短不利于熱交換和密封，太長(zhǎng)在高溫下輸送容易變形，甚至斷裂等問題。

進(jìn)料筒體的內(nèi)徑、厚度和長(zhǎng)度大小可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)釜的處理量決定；實(shí)際使用過程中，無軸螺旋與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。

作為優(yōu)選的，所述的氣灰分離器底端安裝有層倒八角結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向板，用以引導(dǎo)物料落入進(jìn)料筒體內(nèi)，中間端安裝有擋板，頂端分別安裝有遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的溫度傳感器和壓力傳感器。氣灰分離器的大小及高度取決于反應(yīng)釜的實(shí)際處理量及高溫油氣的流速。氣灰分離器的外側(cè)形狀既可選擇方形體，也可選擇圓形體，作為優(yōu)先的，一般選擇圓形體更符合熱力學(xué)原理。

所述的擋板由耐高溫、耐腐蝕材料拼接成倒角結(jié)構(gòu)，例如倒V型，且張角的范圍在45°～150°，具體的角度由有機(jī)固體廢棄物裂解氣的成分，裂解產(chǎn)生的混合物粘性，灰的比例而定。擋板布置有5～12層，且每層為8～18塊，具體由處理量、氣流速度和含灰量的多少而定；層與層之間的擋板互相錯(cuò)開，目的使氣流能充分地與擋板接觸，做迂回路線，而不是一條直線上升，擋板不斷阻擊含灰的高溫油氣使裂解氣中的灰塵碰撞而粘附在擋板上，積聚到一定程度時(shí)，隨自身重力下沉至氣灰分離器的底部，再通過進(jìn)料筒體內(nèi)的無軸螺旋輸送至反應(yīng)釜內(nèi)，夾帶灰塵的高溫裂解氣通過與擋板不斷的碰壁，實(shí)現(xiàn)高溫裂解氣和固體顆粒分離。

作為優(yōu)選的，所述的油封器底部安裝有第二鎖氣閥，與進(jìn)料筒體連接。

油封器頂端由DN200～DN600的管道插入液位以下，具體管道直徑由高溫油氣的流速，流量決定，作為優(yōu)先的，可取DN350～DN500，高溫油氣經(jīng)過氣灰分離器一級(jí)分離除塵后，已經(jīng)大大減少高溫油氣里面的含灰量，此時(shí)，再進(jìn)入油封器，可進(jìn)一步降低高溫油氣里面的含塵量，含塵量的去除率為98％以上。

油封器的大小及高度取決于高溫油氣的流量及油氣的壓力，底部出口安裝有閥門，當(dāng)油封器里面的液位超過規(guī)定所需高度時(shí)，開啟閥門，靠自身重力自動(dòng)進(jìn)入送料筒體，通過連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的無軸螺旋輸入反應(yīng)釜內(nèi)，進(jìn)一步除灰，當(dāng)油封器里面的液位低于規(guī)定所需高度時(shí)，一般不低于插入的管道口，關(guān)閉閥門，高溫油氣進(jìn)入液態(tài)油里面，起到一個(gè)洗滌除塵的作用。經(jīng)過充分洗滌除塵后，高溫油氣再進(jìn)入后端處理工藝?yán)鋮s分離。

當(dāng)反應(yīng)釜在開啟階段或者大檢修以后重新進(jìn)入大生產(chǎn)階段，油封器里面的液位可用自來水替代。

作為優(yōu)選的，所述的進(jìn)料筒體與反應(yīng)釜連接處安裝有金屬補(bǔ)償器,頂端分別安裝有遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的溫度傳感器和壓力傳感器。

金屬補(bǔ)償器作為一種柔性耐壓管件，利用其工作主體波紋管的有效伸縮變形，以吸收管線、導(dǎo)管、容器等由熱脹冷縮等原因而產(chǎn)生的尺寸變化，或補(bǔ)償管線、導(dǎo)管、容器等的軸向、橫向和角向位移，吸收振動(dòng)能量，能夠起到減振、消音等作用，具有柔性好、質(zhì)量輕、耐腐蝕、抗疲勞、耐高低溫等多項(xiàng)特點(diǎn)。

為檢修方便，可在氣灰分離器的頂部，油封器的側(cè)面，中間料倉的頂部分別設(shè)置檢修孔，檢修孔處設(shè)有檢修門，當(dāng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可通過檢修孔對(duì)裝置內(nèi)的部件進(jìn)行維修，維修完成后將檢修門關(guān)閉；檢修孔設(shè)置的位置可根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合確定。

為防止人工作業(yè)燙傷，并且充分的熱量利用和熱交換，可在進(jìn)料筒體的外側(cè)，氣灰分離器的外側(cè)，中間料倉的外側(cè)等可用保溫棉保溫，保溫棉的厚度及保溫效果取決于裝置內(nèi)部的溫度及裝置的要求。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以連續(xù)進(jìn)料和自動(dòng)密封，同時(shí)選擇進(jìn)料筒體為污泥物料與高溫油氣熱交換的場(chǎng)地，既通過熱量交換熱量得到了進(jìn)一步的利用，無軸螺旋也初步擋住了一定量的灰塵，氣灰分離器和油封器的設(shè)置，大大降低了高溫油氣的含灰量，為高溫油氣后端處理冷卻分離提供了更好的條件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝自動(dòng)化，工作效率高，安全可靠，特別適合大批量連續(xù)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中污泥制生物炭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A面的剖視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示的污泥制生物炭裝置，包括反應(yīng)釜8和與反應(yīng)釜8的進(jìn)料端連接的自動(dòng)進(jìn)料出氣機(jī)構(gòu)，該自動(dòng)進(jìn)料出氣機(jī)構(gòu)包括用于將污泥物料輸送至反應(yīng)釜8的進(jìn)料筒體1，設(shè)置在進(jìn)料筒體1內(nèi)的無軸螺旋3，置于進(jìn)料筒體1前端的中間料倉2和第一鎖氣閥7，進(jìn)料筒體2上端設(shè)的氣灰分離器5和油封器6。

進(jìn)料筒體1的內(nèi)徑、厚度和長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際反應(yīng)釜8的處理量確定。進(jìn)料筒體1內(nèi)設(shè)置有與其密封配合的無軸螺旋3，無軸螺旋3與驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)進(jìn)料。進(jìn)料筒體1的前端設(shè)有中間料倉2，中間料倉2底部安裝有輸送螺旋4，第一鎖氣閥7安裝在中間料倉2與進(jìn)料筒體1的連接處，中間料倉2的大小可根據(jù)反應(yīng)釜8日處理量來決定。

進(jìn)料筒體1上端設(shè)置氣灰分離器5，氣灰分離器5底端安裝有層倒八角結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向板10，中間端安裝有擋板9，氣灰分離器5的大小及高度取決于反應(yīng)釜8的實(shí)際處理量及高溫油氣的流速。擋板9的層數(shù)及每層的塊數(shù)，具體由處理量、氣流速度和含灰量的多少而定。

油封器6頂部安裝有向下延伸的一段管道11，管道11出口處在液位以下，底部出口安裝有第二鎖氣閥12，油封器6的大小及高度取決于高溫油氣的流量及油氣的壓力。

本實(shí)施例中，進(jìn)料筒體1的前端與中間料倉2連通，用于接收輸送螺旋4輸出的物料，中部與氣灰分離器5的底部連通，后端與油封器6的底部出口連通并通向反應(yīng)釜8，且與反應(yīng)釜8由金屬補(bǔ)償器連接。

本實(shí)施例中的污泥制生物炭裝置運(yùn)行過程為：首先開啟進(jìn)料筒體1內(nèi)的無軸螺旋3，再開啟中間料倉2與進(jìn)料筒體1之間的第一鎖氣閥7，最后開啟已經(jīng)物料滿倉的中間料倉2底部的輸送螺旋4，此時(shí)物料就源源不斷的進(jìn)入已經(jīng)加熱的反應(yīng)釜內(nèi)部，待充分反應(yīng)碳化氣化后，高溫油氣通過自身產(chǎn)生的壓力再?gòu)姆磻?yīng)釜流出，進(jìn)入進(jìn)料筒體1，再進(jìn)入氣灰分離器5分離，一部分灰塵隨自身重力掉入進(jìn)料筒體，再次進(jìn)入反應(yīng)釜，從氣灰分離器5頂部流出的高溫油氣再進(jìn)入油封器6除塵，凈化后的高溫油氣再進(jìn)入后端處理工藝，當(dāng)油封器6滿到一定高度時(shí)，開啟油封器底部第二鎖氣閥12，高含渣的膏狀液體流入進(jìn)料筒體1內(nèi)，通過無軸螺旋3再次進(jìn)入反應(yīng)釜碳化氣化，從而達(dá)到連續(xù)進(jìn)料和自動(dòng)出氣。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。