專利名稱：活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于活性污泥資源化處理的技術(shù)領域，特別涉及一種活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法。
背景技術(shù)：
在活性污泥制取燃料油的工藝中，活性污泥的熱解、氣化、油化處理是其中一個關(guān)鍵步驟。目前國內(nèi)外普遍采用脫水污泥(含水80%)預先加熱脫水或不脫水，直接進臥式單筒式回轉(zhuǎn)窯式裂解爐，進行熱解、氣化、油化。由于臥式單筒式回轉(zhuǎn)窯式裂解爐的單筒空間大，要達到爐內(nèi)平均溫度達到500°C左右，爐底需要采用800°C -1200°C較高的加熱溫度，因此容易造成活性污泥局部過熱而炭化，炭化的炭渣同污泥中的無機灰分及油混合成油泥，粘在筒壁上不易清除，嚴重影響導熱。雖然有螺旋出料器除渣，但仍有大量殘留，不好清除。另外爐底采用800°C -1200°C較高的加熱溫度，爐本身容易受熱氧化變形，使設備壽命降低。為了解決這個問題，目前地方法是往污泥中加入褐煤做為膨松劑，同時加入石英砂做為熱載體和分散劑。而由于活性污泥本身含水量達80%，又由于褐煤和石英砂的加入占據(jù)很大體積，使裂解爐的燃料油產(chǎn)率很低，設備利用率也很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有活性污泥直接進單筒臥式回轉(zhuǎn)式裂解爐的諸多缺點，而提供一種活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法，該方法將活性污泥先經(jīng)除灰分預處理，使較純活性污泥呈漿狀，再經(jīng)產(chǎn)油率高的立式管束式裂解爐熱解、氣化、油化，使設備產(chǎn)氣，產(chǎn)油量提高，同時也提高了設備利用率。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法，包括如下步驟
1.制漿步驟
將污水處理廠的活性污泥經(jīng)濕式振動球磨機研磨，同時通蒸汽達100°c -200°c，使之漿料化，再經(jīng)離心分離出無機灰分得活性污泥有機漿料和無機灰分，無機灰分填埋；
2.濃縮步驟
將步驟I制得的活性污泥有機漿料進行真空蒸發(fā)濃縮，得含水率為30%-40%的活性污泥濃縮有機漿料；
3.熱解、氣化、油化步驟
將步驟2制得的活性污泥濃縮有機漿料泵入預熱的立式管束式裂解爐中進行熱解、氣化、油化，所述活性污泥濃縮有機漿料在立式管束式裂解爐內(nèi)停留時間為20 30min，立式管束式裂解爐的預熱溫度為500°C 700°C;活性污泥濃縮有機漿料熱解、氣化、油化過程中，立式管束式裂解爐火焰加熱溫度為600°C _800°C，管內(nèi)溫度為300°C -400°C ；
所述立式管束式裂解爐為一封閉的立式爐，內(nèi)襯耐火磚做保溫層，將立式管束圍在其中，燃燒器安排在立式管束的下部；所述立式管束是由5-30根熱解、氣化、油化管集合在一起，熱解、氣化、油化管的內(nèi)直徑為50mm-300mm，管長Im-IOm,管承壓為0. 2Mpa_2. OMpa ；熱解、氣化、油化過程中產(chǎn)生水蒸汽、油蒸汽和不凝燃料氣進行冷凝、分離，分離后的含揮發(fā)性脂肪酸的水相用泵輸送到城市生活污水處理廠進行混合處理；分離后的油相泵入燃料油儲罐存儲；分離后產(chǎn)生的不凝燃料氣經(jīng)暫存罐暫時儲存，再由暫存罐在壓力下送入立式管束式裂解爐的燃燒器點火燃燒；
熱解、氣化、油化過程中，燃燒器產(chǎn)生的煙氣由立式管束式裂解爐用高溫風機輸送到除塵器除塵后，進入脫酸、脫硫塔進行脫酸和脫硫處理。本發(fā)明采用立式管束式裂解爐對活性污泥進行熱解、氣化、油化，其立式管束式裂解爐采用5-30根熱解、氣化、油化管組成管束，單根管內(nèi)直徑為50mm-300mm，管長為2m-10m,燃燒器安置在裂解爐管束底部，使裂解爐整體加熱，避免局部過熱?；钚晕勰嗖捎脻袷秸駝忧蚰C將活性污泥研磨處理成漿料式的流體狀態(tài)，同時通蒸汽加熱，形成漿狀料，再經(jīng)離心機分離出無機灰分后，經(jīng)真空濃縮，最后進立式管束式裂解爐，通過管束底部的燃燒器整體加熱。使加熱溫度降低,管內(nèi)熱解、氣化、油化的溫度也低,杜絕了局部過熱，同時也減少炭渣量，使設備產(chǎn)氣，產(chǎn)油量提高，同時也提高了設備利用率。傳統(tǒng)的臥式單筒回轉(zhuǎn)窯式裂解爐，爐外加熱區(qū)的火焰加熱溫度為800°C -1200°C,爐內(nèi)受熱溫度450°C _500°C，產(chǎn)油率為有機質(zhì)的40%左右，產(chǎn)炭渣15%_20%，產(chǎn)氣30%_35%，本發(fā)明的立式管束式裂解爐火焰加熱溫度為600°C _800°C，管內(nèi)溫度為300°C _400°C，因此節(jié)能效果顯著。本發(fā)明因預先分離出無機灰分，使產(chǎn)油率提高為有機質(zhì)的60%，產(chǎn)氣35%，積炭不至IJ 2%。本發(fā)明的立式管束式裂解爐法克服了傳統(tǒng)裂解爐的弊端，在單位爐容積相同條件下，油氣產(chǎn)率和單位體積爐的利用率提高了 3-4倍，爐子的造價提高了 I. 3倍。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。參見圖1，活性污泥經(jīng)運輸車泄到活性污泥儲槽，再用泥漿泵輸送到濕式振動式球磨機中，由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通入濕式振動式球磨機中，將活性污泥加熱到150°C，在不銹鋼球的打擊研磨的機械力作用下，破壞活性污泥的菌膠團，使水析出，微生物細胞壁破碎，形成均勻的泥漿狀流體，此時污泥含水量達到90%左右，研磨時間I小時后再用泵輸送到離心 分離機，分離出無機灰分后的活性污泥濃縮有機漿料再進入真空蒸發(fā)濃縮機進行真空蒸發(fā)濃縮，使有機漿料含水量達35%，蒸發(fā)出來的水蒸汽經(jīng)水蒸氣冷凝器冷凝產(chǎn)生凝結(jié)水可回收利用。真空蒸發(fā)濃縮機出來的活性污泥濃縮有機漿料呈均勻的懸浮狀態(tài)，微生物細胞中的蛋白質(zhì)，多糖類就是分散劑和懸浮劑，不再與水分離，然后用液漿泵連續(xù)輸送到立式管束式裂解爐中進行熱解、氣化、油化。在輸送活性污泥濃縮有機漿料前，先啟動燃燒器，用石油液化氣燃燒所產(chǎn)生的熱量將立式管束式裂解爐按50°C /h升溫的速率預熱到熱解、氣化、油化管內(nèi)溫度達500°C后再泵送活性污泥濃縮有機漿料。石油液化氣通過水封進入燃燒器內(nèi)進行燃燒。立式管束式裂解爐為一封閉的立式爐，內(nèi)襯耐火磚做保溫層，將立式管束圍在其中，燃燒器安排在立式管束的下部；立式管束是由6根熱解、氣化、油化管集合在一起，熱解、氣化、油化管的內(nèi)直徑為150mm,管長8m,管承壓為0. 5Mpa。立式管束式裂解爐火焰加熱溫度為60(TC -80(TC，爐溫控制在70(TC左右，熱解、氣化、油化管內(nèi)的活性污泥濃縮有機漿料溫度達350°C _400°C，最低不低于300°C，最高不超過400°C，穩(wěn)定運行溫度為350°C，停留時間25分鐘。立式管束式裂解爐熱解、氣化、油化過程中所產(chǎn)生的水蒸汽、油蒸汽和不凝燃料氣(co2，co、h2、ch4的混和氣)由立式管束式裂解爐的立式管束出口經(jīng)水冷式冷凝器冷凝，然后進分離器分離，分離器分離的含揮發(fā)性脂肪酸的污水用泵輸送到冷凝污水槽內(nèi)收集，再由 泵送到城市生活污水處理廠進行混合處理。如果采取污水處理廠外處理需經(jīng)生化處理達標后，進污水處理廠同生活污水混合后再進行處理。分離器分離產(chǎn)生的不凝燃料氣(C02、CO、H2, CH4的混和氣)經(jīng)暫存罐暫時儲存，儲存壓力為0.3Mpa做為緩沖，再由暫存罐在壓力下經(jīng)水封送入燃燒器點火燃燒，產(chǎn)生高溫7000C。正常運行時使用立式管束式裂解爐產(chǎn)生的燃料氣經(jīng)燃燒器燃燒產(chǎn)生高溫，爐溫控制在700°C左右。由于燃料氣為有機質(zhì)的30%，因此完全自供有余。水冷式冷凝器以水蒸汽全部冷凝成凝結(jié)水為依據(jù)來確定循環(huán)水量，冷卻水量為蒸發(fā)量的10倍。立式管束式裂解爐的燃燒器產(chǎn)生的煙氣由立式管束式裂解爐頂端用高溫風機輸送到螺旋除塵器和布袋除塵器后，進入脫酸、脫硫塔，用石灰石粉經(jīng)加水乳化后用循環(huán)泵從脫酸、脫硫塔中上端噴淋入塔，煙氣從脫酸、脫硫塔底部進入，凈化的煙氣經(jīng)塔上部波紋板除霧器層去除水霧，成冷凝水后，經(jīng)上部煙因達標排放，中和的石灰送入填埋場進行填埋。分離器污水層放掉后，上層的油相為粗油，為商品燃料油的原料油，用油泵送至儲罐，經(jīng)200Kg桶裝的鐵桶，經(jīng)計量后封桶入庫。立式管束式裂解爐連續(xù)運行半年至一年正常操作條件下，爐溫700°C，管內(nèi)溫度降至300°C以下時，證明管壁已積炭掛垢，影響導熱，關(guān)掉進燃料氣閥門，停止運行。開動壓縮機，管內(nèi)通壓縮空氣，壓力為0. 3Mpa，每分鐘流量為單管容積的5倍量，吹脫管壁積炭。當壓縮空氣出口無明顯積炭排出時，停止吹脫，關(guān)掉空壓機，開通氣閥，點燃燃燒器，重新加熱裂解爐進行裂解。吹脫的炭渣無機灰分與離心分離機分離出的無機灰分一起送入填埋場進行填埋。本實施例的產(chǎn)油量為活性污泥中的有機質(zhì)的60%。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法，其特征在于，包括如下步驟 1).制漿步驟 將污水處理廠的活性污泥經(jīng)濕式振動球磨機研磨，同時通蒸汽達100°c -200°c，使之漿料化，再經(jīng)離心分離出無機灰分得活性污泥有機漿料和無機灰分，無機灰分填埋； 2).濃縮步驟 將步驟I)制得的活性污泥有機漿料進行真空蒸發(fā)濃縮，得含水率為30%-40%的活性污泥濃縮有機漿料； 3).熱解、氣化、油化步驟 將步驟2)制得的活性污泥濃縮有機漿料泵入預熱的立式管束式裂解爐中進行熱解、氣化、油化，所述活性污泥濃縮有機漿料在立式管束式裂解爐內(nèi)停留時間為20 30min，立式管束式裂解爐的預熱溫度為500°C 700°C;活性污泥濃縮有機漿料熱解、氣化、油化過程中，立式管束式裂解爐火焰加熱溫度為600°C _800°C，管內(nèi)溫度為300°C -400°C ； 所述立式管束式裂解爐為一封閉的立式爐，內(nèi)襯耐火磚做保溫層，將立式管束圍在其中，燃燒器安排在立式管束的下部；所述立式管束是由5-30根熱解、氣化、油化管集合在一起，熱解、氣化、油化管的內(nèi)直徑為50mm-300mm，管長Im-IOm,管承壓為0. 2Mpa_2. OMpa ； 熱解、氣化、油化過程中產(chǎn)生水蒸汽、油蒸汽和不凝燃料氣進行冷凝、分離，分離后的含揮發(fā)性脂肪酸的水相用泵輸送到城市生活污水處理廠進行混合處理；分離后的油相泵入燃料油儲罐存儲；分離后產(chǎn)生的不凝燃料氣經(jīng)暫存罐暫時儲存，再由暫存罐在壓力下送入立式管束式裂解爐的燃燒器點火燃燒； 熱解、氣化、油化過程中，燃燒器產(chǎn)生的煙氣由立式管束式裂解爐用高溫風機輸送到除塵器除塵后，進入脫酸、脫硫塔進行脫酸和脫硫處理。
全文摘要
本發(fā)明公開的活性污泥經(jīng)管束式裂解爐制取燃料油的方法，其包括如下步驟1).將污水處理廠的活性污泥經(jīng)濕式振動球磨機研磨，同時通蒸汽達100℃-200℃，使之漿料化，再經(jīng)離心分離出無機灰分得活性污泥有機漿料和無機灰分，無機灰分填埋；2).將步驟1)制得的活性污泥有機漿料進行真空蒸發(fā)濃縮，得含水率為30%-40%的活性污泥濃縮有機漿料；3).將步驟2)制得的活性污泥濃縮有機漿料泵入預熱的立式管束式裂解爐中進行熱解、氣化、油化。本發(fā)明因預先分離出無機灰分，使產(chǎn)油率提高為有機質(zhì)的60%，產(chǎn)氣35%，積炭不到2%。本發(fā)明的立式管束式裂解爐法克服了傳統(tǒng)裂解爐的弊端，在單位爐容積相同條件下，油氣產(chǎn)率和單位體積爐的利用率提高了3-4倍，爐子的造價提高了1.3倍。
文檔編號C10G1/00GK102643661SQ20111004050
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者劉文治, 宋薈, 王利榮 申請人:劉文治, 宋薈, 王利榮