一体化污泥干化、碳化装置
技术领域
本实用新型涉及一种一体化污泥干化、碳化装置，属于环保方面污泥处理技术领域。
背景技术
污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污水处理产生的污泥是典型的有机污泥，其特性是有机物含量高 (60％～80％)，颗粒细(0.02～0.2mm)，密度小(1002～1006Kg/m3)，呈胶体结构，是一种亲水性污泥，容易管道输送，但脱水性能差。随着污泥水分的减少，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。通常浓缩可将含水率降到85％(含水状态)；含水率在70％～75％时，污泥呈柔软状态，不易流动；通常一般脱水下含水率只可降到 60％～65％，此时几乎成为固体；含水率低到35％～40％时，成聚散状态(以上是半干化状态)；进一步低到10％～15％则成粉末状。
污泥是污水处理过程中无法避免的副产品，通常含有病源微生物、寄生虫卵、有害重金属和大量难降解物质。如果处置不彻底，很容易对环境造成二次污染。从污水里转入污泥中的COD(化学需氧量)比例大概是30％～50％，转入污泥中的氮约为20％～30％，磷约为90％。
中国专利CN201810912325.5，公开了一种间接传热式污泥热解碳化装置，包括热解碳化炉和向热解碳化炉内供应高温烟气的第一燃烧器，热解碳化炉内设有用于输送污泥在热解碳化炉内运动的热解输送机，热解输送机包括多段水平设置的螺旋输送器，多段螺旋输送器上下排列，螺旋输送器在水平方向自其第一端向第二端输送污泥，上下相邻的螺旋输送器的输送方向相反，下方的螺旋输送器的第一端接收从相邻上方的螺旋输送器的第二端落下的污泥，每段螺旋输送器包括壳体和位于壳体内推动污泥运动的螺旋推动器，每段螺旋输送器的壳体的第一端具有接收污泥的接收开口，每段螺旋输送器的壳体的第二端具有排出污泥的排出开口。本发明的生物油的间接式污泥热解碳化装置不会产生难分离的生物油。但是，该装置的效率低、热量利用率低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种一体化污泥干化、碳化装置，污泥由上而下间接分层加热完成干化、碳化，高效、节能、低污染。
本实用新型所述一体化污泥干化、碳化装置，包括进料组件、炉体组件、传动组件、燃气组件、送料组件、配风组件、燃烧机组件，
送料组件位于炉体组件上部、贯穿炉体，包括2-15列送料机构，每列送料机构包括3-15 层输送料管，其中一个输送料管一端为进口、另一端为出口，上层输送料管的出口和下层输送料管的进口通过连接管连接；位于最顶层的输送料管的进口为进料口，进料口连通进料组件，位于最底层的输送料管的出口为出料口；
进料组件连接送料组件，用于输送污泥至送料组件；
传动组件提供动力输送污泥从进料口至出料口；
炉体组件包括炉体、排烟口、燃烧室，排烟口连通炉体顶部，燃烧室位于炉体组件下部空间；
燃气组件包括燃气管、排气口，燃气管的层数比送料机构的层数多一层，相邻两层燃气管的一端通过调节阀连接在一起、另一端封闭，位于最底层的燃气管连通燃烧室，其余燃气管横向连通2-15列送料机构，位于最顶层的燃气管与下层燃气管连接一端的另一侧连接有排气口；
配风组件连通燃烧室，用于提供助燃剂；
燃烧机组件连通燃烧室，用于提供燃料。
其中，送料组件可以包括2列送料机构，每列送料机构包括15层输送料管；也可以包括 15列送料机构，每列送料机构包括3层输送料管；也可以包括7列送料机构，每列送料机构包括8层输送料管。
污泥通过进料组件进入送料组件，多层多列低温干化、碳化，多列同时工作产量大、高效。燃烧室燃烧产生的烟气对送料组件内的污泥进行间接加热，污泥由上而下分层加热，烟气温度由下而上不断降低，污泥由上而下利用温度由低到高的烟气循序升温完成干化、碳化，充分利用烟气热量，节能。由调节阀控制，污泥在上层干化过程中产生的蒸馏水蒸气由燃气管收集经排气口排出，污泥在下层碳化过程中产生的蒸馏油气由燃气管收集燃烧室燃烧，提供用来加热污泥的热量，充分利用能源，节能、低污染。
优选地，传动组件包括电机、链轮、输送机轴，电机和链轮之间通过传动链条连接；输送机轴横穿输送料管，一端与链轮连接，另一端通过轴承与送料组件连接。
输送机轴在输送料管内推动污泥，由输送料管的进口运动至出口。
优选地，进料组件包括料斗、拨料器、下料口，下料口位于料斗下方，下料口与料斗底部连通、另一端与送料组件的进料口连通，料斗和下料口之间设置有拨料器，下料口的数量与送料组件的进料口数量相同。
污泥在料斗内经拨料器拨动进入送料组件的进料口。
优选地，配风组件包括依次连通的风机、配风管、调风口，调风口开在配风管上、与燃烧室连通。
风机将助燃空气依次经配风管、调风口进入燃烧室助燃。
优选地，第三层和第四层燃气管之间的调节阀关闭，其余调节阀打开。
当油气在第四层输送料管开始产生时，第三层和第四层燃气管之间的调节阀关闭，其余调节阀打开，将下层油气和上层气体隔离，控制油气进入燃烧室，上层气体经排气口排出。调节阀的开闭状态不作限定，具体可根据实际情况调整。
优选地，位于最顶层的燃气管的所述另一侧通过调节阀连接排气口。
调节阀用于控制燃气管内气体流动的方向。
优选地，燃烧室内设置有第一燃烧嘴和第二燃烧嘴，第一燃烧嘴的数量与燃气机构的列数相同，第一燃烧嘴连通最底层的燃气管，第二燃烧嘴连通燃烧机组件。
第一燃烧嘴用以燃烧污泥碳化过程中产生的蒸馏油气，第二燃烧嘴用以燃烧燃烧机组件提供的燃气。
优选地，燃烧机组件提供煤气或天然气或沼气。
用以供第二燃烧嘴燃烧。
优选地，排烟口连通烟气处理系统。
用以处理烟气，达标排放。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的一体化污泥干化、碳化装置，污泥由上而下间接分层加热完成干化、碳化，高效、节能、低污染。
附图说明
图1为本实用新型所述一体化污泥干化、碳化装置正面结构示意图；
图2为本实用新型所述一体化污泥干化、碳化装置左侧面结构示意图；
图3为本实用新型所述输送结构正面结构示意图；
图4为本实用新型所述输送结构右侧面结构示意图；
图5为本实用新型所述进料组件正面结构示意图；
图6为沿图5中A-A的剖面结构示意图；
图7为本实用新型所述燃气组件正面结构示意图；
图8为本实用新型所述燃气组件左侧面结构示意图；
图9为本实用新型所述炉体组件正面结构示意图；
图10为本实用新型所述炉体组件左侧面结构示意图。
其中，1、进料组件；101、料斗；102、拨料器；103、下料口；104、转轴；105、皮带轮；106、拨料头；106-1、固定座；106-2、拨料片；106-3、通孔；2、炉体组件；201、炉体；202、排烟口；203、燃烧室；204、第一燃烧嘴；205、第二燃烧嘴；206、送料机孔送料孔；207、燃烧嘴口；208、进风口；209、燃烧机口；210、斜面；3、传动组件；301、电机； 302、链轮；303、输送机轴；304、链条；4、燃气组件；401、燃气管；402、排气口；403、调节阀；404、燃烧嘴管；405、燃气口；5、送料组件；501、输送料管；502、连接管；503、出料口；504、进料管；505、出料管；6、配风组件；601、风机；602、配风管；603、调风口；7、燃烧机组件。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
如图1-10所示，本实用新型所述一体化污泥干化、碳化装置，包括进料组件1、炉体组件2、传动组件3、燃气组件4、送料组件5、配风组件6、燃烧机组件7，送料组件5位于炉体组件2上部、贯穿炉体201，包括10列送料机构，每列送料机构包括9层输送料管501，其中一个输送料管501一端为进口、另一端为出口，上层输送料管501的出口和下层输送料管501的进口通过连接管502连接；位于最顶层的输送料管501的进口为进料口，进料口连通进料组件1，位于最底层的输送料管501的出口为出料口503；
进料组件1连接送料组件5，用于输送污泥至送料组件5；
传动组件3提供动力输送污泥从进料口至出料口503；
炉体组件2包括炉体201、排烟口202、燃烧室203，排烟口202连通炉体201顶部，燃烧室203位于炉体组件2下部空间；
燃气组件4包括燃气管401、排气口402，燃气管401的层数比送料机构的层数多一层，相邻两层燃气管401的一端通过调节阀403连接在一起、另一端封闭，位于最底层的燃气管 401连通燃烧室203，其余燃气管401横向连通10列送料机构，位于最顶层的燃气管401与下层燃气管401连接一端的另一侧连接有排气口402；
配风组件6连通燃烧室203，用于提供助燃剂；配风组件6包括依次连通的风机601、配风管602、调风口603，调风口603开在配风管602上、与燃烧室203连通。
燃烧机组件7连通燃烧室203，用于提供燃料。
传动组件3包括电机301、链轮302、输送机轴303，电机301和链轮302之间通过传动链条304连接；输送机轴303横穿输送料管501，一端与输送料管501一侧的链轮302连接，另一端通过轴承与输送料管501另一侧连接。
本实用新型所述一体化污泥干化、碳化装置的工作过程如下：
污泥通过进料组件1进入送料组件5，多层多列低温干化、碳化，多列同时工作产量大、高效。燃烧室203燃烧产生的烟气对送料组件5内的污泥进行间接加热，污泥由上而下分层加热，烟气温度由下而上不断降低，污泥由上而下利用温度由低到高的烟气循序升温完成干化、碳化，充分利用烟气热量，节能。由调节阀403控制，污泥在上层干化过程中产生的蒸馏水蒸气由燃气管401收集经排气口402排出，污泥在下层碳化过程中产生的蒸馏油气由燃气管401收集燃烧室203燃烧，提供用来加热污泥的热量，充分利用能源，节能、低污染。在此，一体化污泥干化、碳化装置通过送料组件5与外界空气隔离，污泥在厌氧环境下干化、碳化。
输送结构包括传动组件3和送料组件5。
具体的，输送料管501为两端封闭的圆筒状，连接管502为两端开口的圆筒状，圆筒状摩擦力小、便于污泥运动。送料组件5的进料口通过进料管504连接进料组件1，用于进料；出料口503连接有出料管505，用于出料。每列送料机构设置一台电机301，一台电机301通过链条304连接多个链轮302，带动多个输送料管501；链轮302和输送料管501的层数相同。相邻两层输送机轴303分别设置有正螺旋叶片和负螺旋叶片。
在此，一台电机301通过链条304连接多个链轮302进而带动多个输送机轴303工作。相邻两层输送机轴303一层设置有正螺旋叶片，另一层设置有负螺旋叶片，两层输送方向相反；若上层输送料管501通过正螺旋叶片推动污泥由进口至出口，则下层输送料管501通过负螺旋叶片推动污泥由进口至出口。相邻两层输送料管501内污泥的运动方向相反，一层由左至右，另一层由右至左。
本实用新型所述输送结构的工作过程如下：
10台电机301带动10列送料机构送料，一台电机301通过链条304连接多个链轮302进而带动多个输送机轴303工作。单层输送机轴303设置有正螺旋叶片，双层输送机轴303设置有负螺旋叶片，两层输送方向相反；单层输送料管501通过正螺旋叶片推动污泥由左至右运动，双层输送料管501通过负螺旋叶片推动污泥由右至左运动。
进料组件1包括料斗101、拨料器102、下料口103，下料口103位于料斗101下方，下料口103与料斗101底部连通、另一端与送料组件5的进料口连通，料斗101和下料口103 之间设置有拨料器102，下料口103的数量为10个。拨料器102包括拨料头106、转轴104，拨料头106中心位于下料口103上沿中心、与下料口103数量相同；转轴104贯穿拨料头106，通过皮带轮105和电机带动拨料头106旋转。
具体的，拨料头106包括固定座106-1、多个拨料片106-2，多个拨料片106-2均匀分布在固定座106-1外圆周，每个拨料片106-2一端倾斜插设在固定座106-1上。固定座106-1中心开有通孔106-3，转轴104通过通孔106-3贯穿固定座106-1。通孔106-3呈圆形，固定座106-1与转轴104一体成型或焊接固定。拨料片106-2设置有6个，下料口103呈两端开口的圆筒状。
本实用新型所述进料组件1的工作过程如下：
下料口103数量与送料机构的列数相同，10个下料口103分别与10列送料机构的进料口连通，安装过程中下料口103也可以和所连通的进料口合为一个。皮带轮105和电机带动拨料头106旋转，污泥在料斗101由拨料头106拨动经10个下料口103进入连通的进料口，进而进入相应的送料机构。
燃气组件4包括燃气管401、排气口402，燃气管401的层数比送料机构的层数多一层，燃气管401的一端依次连接、另一端封闭，位于最底层的燃气管401连通燃烧室203，其余燃气管401通过燃气口405横向连通10列送料机构，位于最顶层的燃气管401与下层燃气管401连接一端的另一侧连接有排气口402。
具体的，位于最底层的燃气管401通过燃烧嘴管404连通燃烧室203，燃烧嘴管404设置有1-3个，燃烧嘴管404呈两端开口的圆管状。相邻两层燃气管401的一端通过调节阀403 连接在一起，位于最顶层的燃气管401的所述另一侧通过调节阀403连接排气口402。调节阀403为手动阀或电动阀，调节阀403用于控制燃气管401内气体流动的方向。当调节阀403 为电动阀时，可通过输送料管501内温度高低控制调节阀403的开闭；当在某一层输送料管 501开始达到油气产生的温度时，该层和其相邻上一层燃气管401之间的调节阀403关闭，其余调节阀403打开。使污泥在上层干化过程中产生的蒸馏水蒸气由燃气管401收集经排气口402排出，污泥在下层碳化过程中产生的蒸馏油气由燃气管401收集至燃烧室203燃烧。调节阀403的开闭状态不作限定，具体可根据实际情况调整。
本实用新型所述燃气组件4的工作过程如下：
当油气在第四层至第九层输送料管501产生时，第三层和第四层燃气管401之间的调节阀403关闭，其余调节阀403打开。下层油气和上层气体隔离，油气由燃气口405收集沿燃气管401经燃烧嘴管404进入燃烧室203，上层气体沿燃气管401经排气口402排出。
炉体组件2包括炉体201、排烟口202、燃烧室203，排烟口202连通炉体201顶部，炉体201上部开有10列贯穿炉体201的送料机孔206，每列送料机孔206设置9层；燃烧室203 位于炉体201下部空间，燃烧室203开有燃烧嘴口207、进风口208、燃烧机口209，燃烧嘴口207和进风口208数量相同，燃烧嘴口207位于进风口208上方，进风口208位于炉体201 下侧。燃烧室203内设置有第一燃烧嘴204和第二燃烧嘴205，第一燃烧嘴204设置在燃烧嘴口207内侧、与燃烧嘴口207数量相同，第二燃烧嘴设置在燃烧机口209内侧。送料组件 5通过送料机孔206贯穿炉体201。
具体的，炉体201由钢外壳焊接成型，内村保温砖和保温棉；炉体201呈长方体，顶部一组对侧为斜面210。送料机孔206呈圆形，燃烧嘴口207开有3个，燃烧嘴口207呈圆形，进风口208呈圆形。排烟口202连通烟气处理系统。
本实用新型所述炉体组件2的工作过程如下：
10列送料机构通过10列送料机孔206固定，每列送料机构的9层输送料管501通过每列的9层送料机孔206固定。调风口603穿过进风口208连通燃烧室203，助燃空气通过调风口603进入燃烧室203。燃烧机组件7穿过燃烧机口209连通第二燃烧嘴205，煤气或天然气或沼气在第二燃烧嘴205燃烧产生的烟气对送料组件5内的污泥进行间接加热。燃烧嘴管 404穿过燃烧嘴口207连通第一燃烧嘴204，燃烧污泥在下层高温碳化过程中产生的蒸馏油气。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而己，并不以本实用新型为限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的专利涵盖范围内。
