一种污泥生物质燃料颗粒生产装置
技术领域
本实用新型涉及一种将含生物质的污泥制作成燃料颗粒的装置，具体涉及一种污泥生物质燃料颗粒生产装置。
背景技术
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。国生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、市政污水处厂活性污泥、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。
作为污水处理的副产物，城市污泥是一类特殊的固体废物，其产生量大，成分复杂，由胶体、无机颗粒、有机残片、细菌菌体等组成，是组成非常复杂的非均质体，含有60%～80%的有机物，从元素的角度来讲，污泥中的有机物主要包含碳（C）、氢（H）、氧（0）、氮（N）、硫（S）、氯（Cl）等六种元素。从化学组成的角度来讲，污泥中的有机物组成包含毒性有机物、有机生物质和有机官能团化合物和微生物。污水处理厂的剩余活性污泥的主要组成成分为有机物，粗蛋白质大概占60%～70%，碳水化合物大约占25%左右，其无机灰分的含量仅为5%左右。因此、城市污泥被世界水环境组织命名为“生物固体”，表明了污泥具有资源化的潜质。
目前污泥处理主要是通过污泥浓缩、机械脱水后，进行农用、填埋、焚烧和堆肥的处置方式由以下几种：
1、用于农用：因污泥含水率太高造成运输困难、运输量大，或因脱水泥饼分散困难需借助机械设备支持田间操作，使该技术在实际应用中存在较多的困难；
2、进行填埋：因脱水泥饼含水率较高土壤力学性质差，需混入大量泥土，从而导致土地的容积利用系数明显降低；同时过高的含水率也会因浸出液的渗透，给土壤造成二次污染。
目前、国内在污泥管理方面对污泥所含病原菌、重金属和有毒有机物等理化指标及臭气等感官指标控制的重视程度还不够高，因此无论是用于家用，还是填埋，都要存在较大的环境风险；
3、直接焚烧：因其含水高，不能达到维持运行过程所需的热值，需加入辅助燃料，使处理成本明显增加，难以承受。同时焚烧除了能源消耗高以外，其设备投资大，占地多、不能对污泥中的有价成本进行回利用、浪费资源，焚烧过程也会环境带来二次污染
4、堆肥方式，由于占地面积大，处理周期长，投资大等因素不利于推广。
因此，充分利用城市污泥生物质特性，将污泥制成具有高热能的生物质燃料棒，是一种具很大发展前景的污泥资源化的处置方式之一，它在保证了污泥不会造成二次污染的基础之上，还能制得生物质燃料。
通过生物质能源转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气等燃料，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费对环境造成的污染。
实用新型内容
为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种污泥生物质燃料制造装置，通过将泥中的生物质能源进行转换技，生产清洁的燃料，从而实现污泥的资源化利用。同时可减少其污泥处理过程对环境造成的污染。
本实用新型通过下述技术方案实现：一种污泥生物质燃料制造装置，包括物料预处理单元、污泥加热干燥单元、余热回收装置、制棒单元、电控及自动控制单元；
其中所述物料预处理单元依次连接的污泥泵、高干污泥脱水减量装置、泥饼输送机、泥饼破碎混合机和泥饼破碎机混合机，所述泥饼破碎混合机上方设置有桔杆破碎机，所述桔杆破碎机上连接有桔杆输送机；
所述污泥加热干燥单元由进料螺旋输送机、污泥低温热解干化装置、高温除尘器、含有机质的混合蒸汽缓冲罐、有机质蒸汽燃烧机、气体加热罐、出料螺旋输送机、安全保护装置、尾气处理装置和管线组成，所述污泥低温热解干化装置输入端通过管线连接有气体加热罐和进料螺旋输送机，所述气体加热罐输入端通过管线连接有有机质蒸汽燃烧机，所述有机质蒸汽燃烧机输入端通过管线连接有含有机质的混合蒸汽缓冲罐，所述含有机质的混合蒸汽缓冲罐输入端通过管线连接有高温除尘器，所述高温除尘器输入端通过管线与污泥低温热解干化装置连接，所述污泥低温热解干化装置输出端的下端设有出料螺旋输送机；
所述余热回收装置由高温烟气收集缓冲罐，烟燃烧器管线，阀门组成；
所述制棒单元由干泥收集箱、物料混合机，造粒机组成，所述干泥收集箱的出料口通过管线与物料混合机的进料口连接，所述物料混合机的出料口与造粒机的进料口相连接；
所述电控及自动控制单元由系统配电柜、PLC控制平台、温度、压力、有害气体、氧气监测控制仪表、可燃气体监测，传感器组成。
进一步地，本实用新型所述含有机质的混合蒸汽缓冲罐与有机质蒸汽燃烧机之间的管道处安装有调节阀。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、通过低温热解加热装置，实现了对泥污的干燥，同时控制和减少了污泥干燥过程中的有机质的流失。
2、在污泥中适当加入桔杆，一方面提高了最终产物燃棒的热值（根据不同的加量，燃料棒的热值可达2000大卡以上）从而提高的成品的商品价值。一方面现实现了桔杆的再生利用，具有良好的节能减排和环保价值。
3、通过余热回收装置的运用，实现系统节能率≥30%。有效节约能源，降低污泥处理的运行成本。系统余热回收利用率≥80%。
4、由于实现的烟气和尾气的余热回收，极大的降低了热解干化过程中的尾气排放量，且排放的废气污染物浓度在量减少，可达尾气排放标准达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级控制标准。
5、适应性强，对不同的性质的生物质能进行针对性的处理。
6、撬装集成化程度高，可移动，占地面积少、配套设施少，现场工艺实现了全智能控制，结构紧凑、处理效率高。
7、能在线回收处理后的残留物，实现的废弃物的再利用和资源再生。
8、有利于减轻了处理过程中环境压力、有利于保护环境、有利于专业化环保公司的运营和发展。具有良好的经济价值和社会价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：
图1为本实用新型的结构示意图；
其中： 1—污泥泵，2—高干污泥脱水减量装置，3—泥饼输送机，4—泥饼破碎混合机，5—物料混合机，6—造粒机，7—桔杆破碎机，8—桔杆输送机，9—进料螺旋输送机，10—污泥低温热解干化装置，11—高温除尘器，12—含有机质的混合蒸汽缓冲罐，13—有机质蒸汽燃烧机，14—气体加热罐，15—出料螺旋输送机，16—调节阀，17—高温除尘器，18—出料螺旋输送机，19—干泥收集箱。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实施例的一种污泥生物质燃料制造装置，如图1所示，包括物料预处理单元、污泥加热干燥单元、余热回收装置、制棒单元、电控及自动控制单元。
其中所述物料预处理单元依次连接的污泥泵1、高干污泥脱水减量装置2、泥饼输送机3、泥饼破碎混合机4，泥饼破碎混合机4上方设置有桔杆破碎机7，所述桔杆破碎机7上连接有桔杆输送机8。
污泥加热干燥单元由进料螺旋输送机9、污泥低温热解干化装置10、高温除尘器11、含有机质的混合蒸汽缓冲罐12、有机质蒸汽燃烧机13、气体加热罐14、出料螺旋输送机15、安全保护装置、尾气处理装置和管线组成，污泥低温热解干化装置10输入端通过管线连接有气体加热罐14和进料螺旋输送机9，气体加热罐14输入端通过管线连接有有机质蒸汽燃烧机13，有机质蒸汽燃烧机13输入端通过管线连接有含有机质的混合蒸汽缓冲罐12，含有机质的混合蒸汽缓冲罐12与有机质蒸汽燃烧机13之间的管道处安装有调节阀16，含有机质的混合蒸汽缓冲罐12输入端通过管线连接有高温除尘器17，高温除尘器17输入端通过管线与污泥低温热解干化装置10连接，所述污泥低温热解干化装置10输出端的下端设有出料螺旋输送机18。
余热回收装置由高温烟气收集缓冲罐，烟燃烧器管线，阀门组成。
制棒单元由干泥收集箱19、物料混合机5、造粒机6组成，干泥收集箱19的出料口通过管线与物料混合机5的进料口连接，所述物料混合机5的出料口与造粒机6的进料口相连接。
电控及自动控制单元由系统配电柜、PLC控制平台、温度、压力、有害气体、氧气监测控制仪表、可燃气体监测，传感器组成。
本实用新型工作原理如下：
1、物料预处理：
1）来自污泥池的污泥通过污泥泵，打入高干污泥脱水减量处理系统进行减量处理（处理后和污泥饼含水达50——60%）。处理后的污泥通过皮带输送机，送入污泥破碎机混合机进行破碎，
2）桔杆通过皮带输送机，送入破碎机破碎后，进入污泥破碎混合机进行混合后，通过螺旋输送机进入污泥加热干燥单元物料斗。
2、污泥加热干燥：
对进入污泥加热干燥系统混合物料，在无氧的状态下进行加热干燥。
1）实际工作中，根据物料含水等特性，由外供热源给加热腔体供热，并对腔内的混合污泥进行加热，加热温度控制在400-500℃，干化一的污泥含水率在10—30%（根据实际需要可调含水率）
2）通过加热温度和物料推进器的运行速度，来控制物料的加热温，加热时间等参数，并根据需要实现对污泥的脱水、干燥等目的。
3）加热室分离出的混合蒸汽，通过蒸汽收集管线进入高温除尘器进行除尘。
4）安全保护：根据加热物料的特性向加热室内连续通入氮气体，以确保加热室的污泥在无氧条件下工作，一方面确保系统运行安全，同时保证物料在无氧条件加热过程中，最大限度的减少污泥中的生物机质的损失。
3、余热回收系统：
1）外供热源对气体加热罐内的气体加热后（500-500℃），进入热解干化机加热器夹套，对加热器内的污泥进行加热，
2）进入热解加热器夹套中的热风在完成热循环后，进入热风收集缓冲罐。
3）热解干化过程中产生有机质蒸汽），进入高温除尘器，高温除尘器滤芯能承受800℃温度的冲击，同是对烟尘进行高精度过滤，通过滤后的油有机质蒸汽，由于其热损失小，含尘量极低，可以在汽态状态下，直接进入油有机质蒸汽收集缓冲罐。
4）收集缓冲罐平衡和调节热源后，进入专用燃烧机对热介质（空气或惰性气体）进行加热，加热后的介质进入加热器夹套，对污泥进行热解干化。
5)、在回收的余热的加热下，可根据热解干化机机内的污泥的干燥情况和温度参数，调外供热源的供给量，甚至可以关闭外供热源，从而实现节能。
4、造粒（制棒）单元
1）经过低温热解干化的混合泥污，进入混合器，并向混器中加入，粘合剂，助燃剂、膨胀剂等辅助材料，充分混合后，进入造粒机进行造粒或制棒，从而获得然料颗粒或燃料棒，制成的成品，其热值可达到2000大卡以上（热值可调）。
5、控制系统：主要实现如下功能：
1）配电：实现对装置内各单元用电设备供电、启动，停止。
2）自控和安全保护：通过PLC逻辑控制平台，对加热温度，压力，时间、速度进行控制，并配置相应温度、压力，氧气，可然气体，有害气体变送器，对加热氧气含量，有限空间的可燃气体、有害气体等参数进行设定和检测，根据变送器信号反馈，进行的各单元的安全监控、报警、急停、控制。
3）控制系统可以实现自动手动模式切换。
1、通过低温热解加热装置，实现了对泥污的干燥，同时控制和减少了污泥干燥过程中的有机质的流失。
2、在污泥中适当加入桔杆，一方面提高了最终产物燃棒的热值（根据不同的加量，燃料棒的热值可达2000大卡以上）从而提高的成品的商品价值。一方面现实现了桔杆的再生利用，具有良好的节能减排和环保价值。
3、通过余热回收装置的运用，实现系统节能率≥30%。有效节约能源，降低污泥处理的运行成本。系统余热回收利用率≥80%。
4、由于实现的烟气和尾气的余热回收，极大的降低了热解干化过程中的尾气排放量，且排放的废气污染物浓度在量减少，可达尾气排放标准达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级控制标准。
5、适应性强，对不同的性质的生物质能进行针对性的处理。
6、撬装集成化程度高，可移动，占地面积少、配套设施少，现场工艺实现了全智能控制，结构紧凑、处理效率高。
7、能在线回收处理后的残留物，实现的废弃物的再利用和资源再生。
8、有利于减轻了处理过程中环境压力、有利于保护环境、有利于专业化环保公司的运营和发展，具有良好的经济价值和社会价值。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
