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如何利用污泥制造生物質能源

發布時間:2020-1-3 13:39:49  中國污水處理工程網

  申請日2019.08.21

  公開(公告)日2019.12.03

  IPC分類號C10L5/44; C10L5/46

  摘要

  本發明公開一種利用污泥制造生物質能源的方法,包括以下步驟:將含水率為35%以下的有機物顆粒與含水率為85%以下的待處理污泥混合,得到混合物;混合物經過高壓脫水,含水率低的有機物顆粒壓入含水率高的污泥中,有機物顆粒與污泥進一步混合均勻,得到濾餅;濾餅經破碎之后造粒,得到含水率為30%~40%的物料。本利用污泥制造生物質能源的方法采用有機物與污泥混合,實現以廢治廢,既能夠提高污泥的脫水效果,降低污泥的脫水成本超過50%,又能夠根據所需產品的質量進行靈活配置,以達到充分、經濟、有效利用污泥和有機物顆粒中的生物質能。

  權利要求書

  1.一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,包括以下步驟:

  (1)將含水率為35%以下的有機物顆粒與含水率為85%以下的待處理污泥混合,得到混合物;

  (2)混合物經過高壓脫水,含水率低的有機物顆粒壓入含水率高的污泥中,有機物顆粒與污泥進一步混合均勻,得到濾餅;

  (3)濾餅經破碎之后造粒,得到含水率為30%~40%的物料。

  2.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(1)中,所述大小在100目以上的有機物顆粒占有機物顆粒和污泥總質量的30%以上。

  3.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(1)中,所述有機物顆粒選用木屑、煤粉、紙漿漿渣、廢棄花生殼和經破碎的廢布條中的一種或幾種。

  4.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(1)中,有機物顆粒與待處理污泥由輸送設備送至混合器中混合得到混合物。

  5.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(2)中的高壓脫水為,混合物經過一個不斷提高壓濾壓力的壓濾區,混合物中的水分被壓濾出混合物,破壞了水與污泥之間以及污泥之間的結合力,同時實現對污泥的物理調理。

  6.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(2)中,混合物的高壓脫水過程采用高壓帶式脫水機或壓輥脫水裝置。

  7.根據權利要求1所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,步驟(3)中,濾餅由輸送裝置送至破碎機進行破碎,再由造粒機造粒,造粒后的物料自然風干,進一步降低水分。

  8.根據權利要求6所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,所述高壓帶式脫水機包括上旋轉機構和下旋轉機構,上旋轉機構外包一層上濾網,下旋轉機構外包一層下濾網,上旋轉機構傾斜設置于下旋轉機構的上方,上旋轉機構和下旋轉機構之間形成一個間隙由大到小的區域作為混合物的過濾通道。

  9.根據權利要求8所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,所述下濾網的上方設有布料器,上旋轉機構與下旋轉機構之間設有間隙調整機構。

  10.根據權利要求6所述一種利用污泥制造生物質能源的方法,其特征在于,壓輥脫水裝置包括3~10組用于間歇高壓壓濾的對壓輥。

  說明書

  一種利用污泥制造生物質能源的方法

  技術領域

  本發明涉及制造生物質能源技術領域,特別涉及一種利用污泥制造生物質能源的方法。

  背景技術

  污泥水產生的污泥已經成為了我國主要的污泥源之一,全國有4000多家市政污水廠、3000多家規模造紙企業以及10000多家印染企業,在產生污水的同時也產生污泥,這些企業都需要適應新的固棄物處置要求,而處置廢物的基本途徑是減量化、無害化以及資源化,資源化利用是污泥處置的最終目標。目前國內的大部分污泥主要采用填埋的方法,沒有得到有效的資源化利用,資源化利用率較低。對于含有有機物的污泥,資源化利用的主要途徑是焚燒、建材利用或堆肥,而在焚燒中通常是將污泥作為垃圾處理,無法有效地分類利用,使用效率和廣度都較低。

  我國主要利用以下幾種原料生產生物質能源:(1)農業生產后的廢棄物(如秸稈等)、農業加工業的廢棄物(如稻殼等)和能源植物(如油料植物)、各種樹木和草本植物;(2)木材利用加工過程中產生的鋸末等;(3)林業副產品的廢棄物,如果殼和果核,禽畜糞便等。在其轉化方式中,物理轉化是主要的方法之一,通過改變物質的形態得到各種高密度的固體成型燃料,主要途徑是在外力作用下,如通過高溫/高壓作用將松散的生物質原料壓縮成具有一定形狀和密度的成型物,以提高燃燒效率,減少運輸成本。原料經壓縮成型后,密度可達1.1~1.4g/cm3(與中質煤相當),燃燒特性明顯改善,火力持久、黑煙小,爐膛溫度高,此類生物質能源直接投入生物質燃燒設備中燃燒,燃燒過程中產生的熱氣流或高壓蒸汽用于發電或供暖,是一種直觀、簡單、投資少的方法。

  由于現有脫水方法和設備制約,污泥和各種農林廢棄物等有機顆粒的混合以及深度脫水不能同時進行,F有的污泥能源化利用方法是,先通過脫水或深度脫水對污泥進行減量化、去除水分,此過程所耗費的成本較高,提高了污泥能源化利用的整體成本,再添加調理劑,其中的無機調理劑(例如石灰)等,會對環境造成二次污染,同時也降低了污泥的熱值。

  發明內容

  本發明的目的在于克服現有技術的不足,提供一種利用污泥制造生物質能源的方法,該方法能夠將有機物與污泥結合,脫水效果好、成本低且環境友好。

  本發明的技術方案為:一種利用污泥制造生物質能源的方法,包括以下步驟:

  (1)將含水率為35%以下的有機物顆粒與含水率為85%以下的待處理污泥混合,得到混合物;

  (2)混合物經過高壓脫水,含水率低的有機物顆粒壓入含水率高的污泥中,有機物顆粒與污泥進一步混合均勻,得到濾餅;

  (3)濾餅經破碎之后造粒,得到含水率為30%~40%的物料。

  待處理污泥可采用市政污泥、印染污泥或其他含有機物的工業污泥。

  步驟(1)中,所述大小在100目以上的有機物顆粒占有機物顆粒和污泥總質量的30%以上。

  步驟(1)中,所述有機物顆粒選用木屑、煤粉、紙漿漿渣、廢棄花生殼和經破碎的廢布條中的一種或幾種。

  步驟(1)中,有機物顆粒與待處理污泥由輸送設備送至混合器中混合得到混合物,可選用螺旋輸送機。

  步驟(2)中的高壓脫水為,混合物經過一個不斷提高壓濾壓力的壓濾區,混合物中的水分被壓濾出混合物,破壞了水與污泥之間以及污泥之間的結合力,同時實現對污泥的物理調理。

  步驟(2)中,混合物的高壓脫水過程采用高壓帶式脫水機或壓輥脫水裝置。

  步驟(3)中,濾餅由輸送裝置送至破碎機進行破碎,再由造粒機造粒,造粒后的物料自然風干,進一步降低水分,輸送裝置可選用皮帶輸送機。

  所述高壓帶式脫水機包括上旋轉機構和下旋轉機構,上旋轉機構外包一層上濾網,下旋轉機構外包一層下濾網,上旋轉機構傾斜設置于下旋轉機構的上方,上旋轉機構和下旋轉機構之間形成一個間隙由大到小的區域作為混合物的過濾通道,上旋轉機構和下旋轉機構可采用履帶形式。

  所述下濾網的上方設有布料器,上旋轉機構與下旋轉機構之間設有間隙調整機構。其中,布料器可采用與現有壓濾機相同結構的布料器,為了適應不同種類污泥的使用,在上旋轉機構和下旋轉機構之間設置間隙調整機構,從而調節上濾網和下濾網之間的夾角以適應不同種類污泥的工藝需求。該裝置使用時,其工作原理為:混合物隨著下旋轉機構及下濾網的移動進入過濾通道,此時混合物所受壓力逐漸增大,混合物的體積不斷減小;而上濾網與下濾網之間的夾角大小取決于混合物的脫水速度需求,脫水速度越快,則角度越大,該角度一般可在1~15°之間設定,過濾通道的長度依據污泥物料的種類及污泥物料的脫水時間來設計,長度可在2~6米之間選擇設計。

  壓輥脫水裝置包括3~10組用于間歇高壓壓濾的對壓輥。

  上述利用污泥制造生物質能源的方法的機理為:有機物顆粒與污泥經混合器充分混合后,經過高壓脫水過程,受高壓帶式脫水機的作用,混合物中的水分被壓濾出混合物,同時水份較低的細小有機物顆粒不斷壓入較高水分的污泥顆粒中,混合物的總含水率降低,利于高壓帶式脫水機對污泥施加更高的壓力,能夠混合更均勻以及達到更好的脫水效果,同時破壞了水與污泥之間以及污泥之間的結合力,實現了對污泥的物理調理作用。

  本發明相對于現有技術,具有以下有益效果:

  本利用污泥制造生物質能源的方法采用有機物與污泥混合,實現以廢治廢,既能夠提高污泥的脫水效果,降低污泥的脫水成本超過50%,又能夠根據所需產品的質量進行靈活配置,以達到充分、經濟、有效利用污泥和有機物顆粒中的生物質能。

  本利用污泥制造生物質能源的方法得到的產物可作為不同生物質能源的原料,可直接通過焚燒、液化、熱解或氣化的方式轉化為能源,便于集中處置。

  本利用污泥制造生物質能源的方法沒有使用調理劑,避免了因使用調理劑而產生的二次污染和調理劑導致的物料熱值降低,能夠節約成本和減少工序。(發明人朱小林;劉夢茹)

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