污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于固體廢棄物資源化處理領(lǐng)域，具體涉及污泥催化熱解氣化制備生 物柴油的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，世界的能源消費(fèi)主要以煤炭、石油和天然氣等化石燃料為主。世界能源組織 預(yù)測(cè)2005年到2030年，全球的一次能源需求將會(huì)增加55%，其年均增長(zhǎng)率為1.8%，不可 再生的化石燃料仍是一次能源消費(fèi)的主要來(lái)源，在需求增長(zhǎng)總量中占到84%。如何調(diào)整優(yōu) 化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、尋找替代能源，是世界各國(guó)面臨的一個(gè)重要課題。
[0003] 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化水平不斷提高，城市污水的排放量也急劇增加，由于污水處理過(guò) 程中會(huì)產(chǎn)生大量含有寄生蟲(chóng)卵、有害病原菌、重金屬污泥，如果不進(jìn)行有效處理與處置，會(huì) 對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥量超過(guò) 3000萬(wàn)噸，其中有80%的污泥沒(méi)有得到妥善處理，簡(jiǎn)單填埋或堆放使得許多城市面臨著 "毒泥圍城"。
[0004] 污泥熱解是在無(wú)氧或缺氧的條件下，將污泥加熱到一定溫度，使污泥中的有機(jī)物 發(fā)生熱裂解和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成H2、CO、CH4等可燃性氣體、油水混合液及固體產(chǎn)物的過(guò) 程。污泥熱解是一種新的污泥熱化學(xué)利用處置技術(shù)，具有環(huán)境污染小、成本低、資源高效回 收等眾多優(yōu)點(diǎn)。熱解工藝分成低溫?zé)峤?00°c)和高溫?zé)峤?。由于高溫?zé)峤獯笮驮O(shè)備 制造難度大、運(yùn)行要求高，并且能耗相對(duì)較高，目前國(guó)內(nèi)外的研發(fā)重點(diǎn)放在低溫?zé)峤馍?。?泥低溫?zé)峤饧夹g(shù)能有效地克服傳統(tǒng)污泥處置方法的缺點(diǎn)。由于重金屬富集于固體殘?jiān)蟹€(wěn) 定性好，且反應(yīng)溫度低，避開(kāi)了二惡英生成區(qū)，NOx和SOx生成也很少，因此低溫?zé)峤饧夹g(shù)是 國(guó)際公認(rèn)的有重要應(yīng)用前景的污泥資源化熱化學(xué)處置技術(shù)。
[0005] 現(xiàn)有的污泥熱解技術(shù)一般包括預(yù)處理（脫水、干化）、熱解系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)、凈化系 統(tǒng)等，其存在的問(wèn)題主要包括：（1)現(xiàn)有的污泥干化技術(shù)，由于蒸出的水分溫度較低，一般 直接進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，增加了處理費(fèi)用、難以實(shí)現(xiàn)污泥的"減量化、無(wú)害化、資源化"；（2) 現(xiàn)有的污泥熱解系統(tǒng)主要以制可燃性氣體、高熱值燃油為目的，污泥炭由于含有重金屬，需 要進(jìn)行填埋處理，"炭資源"沒(méi)有得到有效利用；（3)現(xiàn)有的污泥熱解制油技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)油水 混合液的高效分離，通過(guò)冷凝得到的熱解液含有較多的水分，熱值較低，由于熱解液中含有 較多酸性成分，還會(huì)對(duì)鍋爐、管道等設(shè)備造成腐蝕。
[0006] 若不采用萃取精餾制備污泥熱解生物柴油，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題包括：（1)污泥 熱解液中油水分離不完全，含油的水分進(jìn)行污水處理系統(tǒng)，增加了處理難度；（2)熱解油產(chǎn) 量較低、輕質(zhì)組分較少、熱值不高，難以有效利用。
[0007]另外，普通污泥熱解方法得到的熱解油含氧量高、酸值較大、粘度高、穩(wěn)定性差，難 以進(jìn)一步利用，如果能得到高品質(zhì)、高熱值的生物柴油，將會(huì)便于污泥熱解的工業(yè)化運(yùn)行和 推廣。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí) 用新型的一個(gè)目的在于提出一種污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種污泥催化熱解氣化制備生物 柴油的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)包括：
[0010] 干化裝置，所述干化裝置具有污泥入口、干化污泥出口、煙氣入口、蒸氣出口，所述 污泥入口與螺旋進(jìn)料器相連所述干化裝置適于對(duì)向所述污泥進(jìn)行干化處理，以便蒸發(fā)出部 分水分和除臭；
[0011] 無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床，所述無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床具有干化污泥入口、燃料入 口、氣液混合物出口、污泥炭出口和煙氣出口，所述污泥炭出口處設(shè)置有破碎出料機(jī)；所述 干化污泥入口與所述干化污泥出口相連，所述煙氣出口與所述煙氣入口相連，所述無(wú)熱載 體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床適于對(duì)經(jīng)過(guò)所述干化處理后的污泥進(jìn)行催化熱解處理，以便得到氣液混合 物和污泥炭；
[0012] 流化床氣化裝置，所述流化床氣化裝置具有污泥炭入口、氣化劑入口、氣化混合氣 出口和除塵灰入口，所述污泥炭入口與所述污泥炭出口相連，所述流化床氣化裝置適于將 所述污泥炭與氣化劑發(fā)生水蒸氣氣化反應(yīng)，以便得到可燃?xì)猓?br>[0013] 除塵凈化裝置，所述除塵凈化裝置具有氣化混合氣入口、燃料出口和除塵灰出口， 所述氣化混合氣入口與所述氣化混合氣出口相連，所述除塵灰出口與所屬除塵灰入口相 連，所述除塵凈化裝置適于對(duì)所述氣化混合氣進(jìn)行凈化處理，以便得到可燃?xì)猓?br>[0014] 可燃?xì)鈨?chǔ)罐，所述可燃?xì)鈨?chǔ)罐具有可燃?xì)馊肟?、燃料出口，所述可燃?xì)馊肟谂c所述 燃料出口相連，所述燃料出口與所述燃料入口相連；
[0015] 冷凝器，所述冷凝器具有氣液混合物入口、熱解氣出口、熱解液出口、循環(huán)水入口、 循環(huán)水出口，所述氣液混合物入口與所述氣液混合物出口相連，所述冷凝器將所述氣液混 合物進(jìn)行冷凝處理，以便得到熱解氣和熱解液；
[0016] 萃取裝置，所述萃取裝置具有熱解液入口、二氯甲烷入口、混合液出口。所述熱解 液入口與所述熱解液出口相連，所述萃取裝置適于利用二氯甲烷對(duì)所述熱解液進(jìn)行萃取處 理；
[0017] 靜置分離罐，所述靜置分離罐具有混合液入口、水分出口、萃取相出口，所述混合 液入口與所述混合液出口相連，所述靜置分離罐適于將所述萃取處理得到的混合液分離得 到有機(jī)物萃取相和水相；以及
[0018] 精餾塔，所述精餾塔具有萃取相入口、二氯甲烷出口、生物柴油出口、回流液入口、 循環(huán)水入口、循環(huán)水出口，所述萃取相入口與所述萃取相出口相連，所述二氯甲烷出口與二 氯甲烷入口相連，所述精餾塔適于將所述有機(jī)物萃取相進(jìn)行精餾處理，以便分離得到生物 柴油。
[0019] 通過(guò)采用本實(shí)用新型上述實(shí)施例的污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)，首先 將污泥與一定量的添加劑混合后送入干化裝置內(nèi)進(jìn)行干化處理；其次將干化污泥布入無(wú)熱 載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床進(jìn)行低溫?zé)峤夥磻?yīng)，生成氣液混合物和熱解炭；其中，熱解炭經(jīng)過(guò)破碎后 進(jìn)入流化床氣化裝置發(fā)生水蒸氣氣化反應(yīng)，得到的氣化混合氣經(jīng)過(guò)除塵凈化裝置凈化后得 到可燃?xì)庠诳扇細(xì)鈨?chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存，并可以用于無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床輻射管燃燒加熱；氣液 混合物通過(guò)冷凝器實(shí)現(xiàn)熱解液和熱解氣的分離，熱解液與適量的二氯甲烷在萃取裝置內(nèi)攪 拌混合均勻，并置于靜置分離罐內(nèi)進(jìn)行靜置分層，分層后的有機(jī)物萃取相流入精餾塔進(jìn)行 精餾處理，即可分離得到高品質(zhì)生物柴油。整個(gè)系統(tǒng)減少了臭氣的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了污泥鈣化脫 水和催化熱解的高效結(jié)合，不僅降低了干化能耗，還提高了污泥熱解速率和熱解產(chǎn)物的品 質(zhì)，運(yùn)行成本低、余熱回收利用率高、資源化水平高、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益好、熱解不產(chǎn)生二噁英、 二次污染小，利于污泥熱解的工業(yè)化應(yīng)用。
[0020] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述氣化劑入口與所述蒸氣出口和所述水分出口 相連，以便利用所述干化處理的得到的水分和所述萃取處理得到的水相作為污泥炭的氣化 劑。
[0021] 在本實(shí)用新型的一些實(shí)施例中，所述精餾塔循環(huán)水入口與冷凝器循環(huán)水出口相 連，所述精餾塔循環(huán)水出口與冷凝器循環(huán)水入口相連，以便利用所述冷凝處理回收的熱量 用于所述精餾處理。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的污泥催化熱解氣化制備生物柴油的方法的 流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種污泥催化熱解氣化制備生物 柴油的系統(tǒng)。下面參考圖1詳細(xì)描述本實(shí)用新型具體實(shí)施例的污泥催化熱解氣化制備生物 柴油的系統(tǒng)。
[0025] 根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，污泥催化熱解氣化制備生物柴油的系統(tǒng)包括：
[0026] 干化裝置10、無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床20、流化床氣化裝置30、除塵凈化裝置40、可 燃?xì)鈨?chǔ)罐50、冷凝器60、萃取裝置70、靜置分離罐80和精餾塔90。
[0027] 其中，干化裝置10具有污泥入口、干化污泥出口、煙氣入口、蒸氣出口，所述污泥 入口與螺旋進(jìn)料機(jī)相連所述干化裝置適于對(duì)向所述污泥進(jìn)行干化處理，以便蒸發(fā)出部分水 分和除臭。
[0028] 無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床具有干化污泥入口、燃料入口、氣液混合物出口、污泥炭出 口和煙氣出口，所述污泥炭出口處設(shè)置有破碎出料機(jī)；所述干化污泥入口與所述干化污泥 出口相連，所述煙氣出口與所述煙氣入口相連，所