城市污泥富氧自热裂解干化回转窑及资源化利用处置方法与流程

1.本发明属于回转窑技术领域，具体涉及城市污泥富氧自热裂解干化回转窑及资源化利用处置方法。


背景技术：

2.城市污泥成分与熟料原料相似；高温分解产物在颗粒度、相对密度上与普通硅酸盐水泥相似。其燃烧炉温高、处理物料量大、易与大量的环保设施配套，是环境自净能力强的装备。城市污泥固废焚烧后的灰分作为水泥生产原料，水泥熟料矿物在水化过程中形成的c-s-h矿物体系还可以将重金属固化，具有天然的处置优势，完全可以作为污泥最终处置的载体使用。但是污泥中含有大量的有害物质，在作为水泥生产原料前需要去除，处害步骤繁琐，往往导致成本巨大；利用回转窑干化城市污泥是一种新型的手段，但是城市污泥在干化前发酵后可能导致含水量差值较大，使用回转窑干化，易导致干化程度不达标等问题。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供城市污泥富氧自热裂解干化回转窑及资源化利用处置方法。
4.本发明所采用的技术方案为：
5.城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，包括窑头罩、筒体和窑尾罩，所述筒体呈空心圆柱形，所述窑头罩和所述窑尾罩分别设置在所述筒体的两端，所述窑头罩和所述窑尾罩分别通过密封圈与所述筒体转动连接；所述筒体的侧面固定设有第一拖轮和第二拖轮，所述第一拖轮和所述第二拖轮之间设有大齿圈，所述大齿圈与所述筒体固定连接；所述筒体的一侧设有第一基座和第二基座，所述第一基座上可拆卸安装有第一限位轮，所述第一限位轮与所述第一拖轮接触，所述第二基座上可拆卸安装有第二限位轮，所述第二限位轮与所述第二拖轮接触；所述第一基座上还可拆卸安装有驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述大齿圈。
6.作为本发明的优选，所述第一基座靠近所述筒体的一端可拆卸安装有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞端设有第一支撑座，所述第一支撑座远离所述第一基座的一端固定设有两个第一周承座，每个所述第一周承座上转动设有一个所述第一限位轮，两个所述第一限位轮分别位于所述第一拖轮的两侧。
7.作为本发明的优选，所述第一液压缸的活塞端与所述第一支撑座铰接，所述第一液压缸滑动设置在滑轨上，所述滑轨与所述第一基座固定连接。
8.作为本发明的优选，所述传动机构包括驱动电机，所述驱动电机固定设置在所述第一支撑座的一侧，所述驱动电机的一侧设有变速箱，所述变速箱固定设置在所述第一支撑座上，所述变速箱远离所述驱动电机的一侧设有小齿轮；所述驱动电机与所述变速箱的输入轴连接，所述小齿轮固定设置在所述变速箱的输出轴上，所述小齿轮远离所述变速箱的一侧设有支撑块，所述支撑块与所述第一支撑座固定连接，所述支撑块与所述变速箱的
输出轴转动连接；所述小齿轮与所述大齿圈啮合。
9.作为本发明的优选，所述第一液压缸的一侧设有伺服电缸，所述伺服电缸的滑动设置在所述滑轨上，所述伺服电缸的活塞端与所述第一支撑座铰接。
10.作为本发明的优选，所述第二基座靠近所述筒体的一侧固定设有第二液压缸，所述第二液压缸的活塞端铰接有第二支撑座，所述第二支撑座远离所述第二基座的一端固定设有两个第二轴承座，每个所述第二轴承座上转动设有一个所述第二限位轮，两个所述第二限位轮分别位于所述第二拖轮的两侧。
11.作为本发明的优选，所述第二支撑座远离所述第二基座的一端转动设有两个挡轮，两个所述挡轮分别位于所述第二拖轮的两侧，所述挡轮的转动方向与所述第二拖轮的转动方向异面垂直。
12.城市污泥资源化利用处置方法，包括以下步骤：
13.s1、发酵：收集城市污泥至污泥发酵库，利用好氧嗜热菌、嗜热菌，将污泥中的有机物分解；
14.s2、干馏：发酵后的污泥由自动送料装置输送至回转窑，污泥在回转窑中富氧自热裂解干馏，得到干化污泥；
15.s3、贮藏：干化污泥由自动送料装置转运至干化污泥储罐贮藏；
16.s4、制水泥：贮藏的污泥分批次由自动送料装置输送至水泥厂，利用干化后污泥的热值，作为水泥原料。
17.作为本发明的优选，在步骤s1中，依次利用，除臭装置和物化装置对发酵产生的气体进行处理，气体达标后排放。
18.作为本发明的优选，在步骤s2中，干馏产生烟气经陶瓷多管除尘后，依次由喷淋出屋系统、电滤器、深度净化塔和光-氧活性炭系统净化，最后由引风机引导至烟囱排空。
19.本发明的有益效果为：本发明作为城市污泥富氧自热裂解干化回转窑及资源化利用处置方法，利用回转窑，具有处理量大、温度高，自热裂解干馏燃烧状态稳定，有毒有害成份分解彻底的特点；可以根据污泥的含水量灵活调整回转窑的倾角，灵活控制污泥流速，使得污泥干化程度可控；并且碱性的环境条件可以有效地抑制酸性物质的排放，使其转化成盐类物质固定下来。污泥无害化处置效果显著，高温固化重金属离子，避免其渗透和扩散污染水质和土壤。无二次污染。没有废渣、废水及有毒气体产生，废气产生量小、易处理，能达标排放。处置后污泥可作为水泥厂硅质和铝质原料，也可以用作制砖。水泥厂、砖厂地域分布广，有利于污泥就地消纳，运输成本低。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
21.图1是本发明的结构示意图；
22.图2是本发明图1的a处放大结构示意图；
23.图3是本发明图1的齿轮壳安装后结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.下面结合图1-3说明本发明的具体实施方式，城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，包括窑头罩12、筒体14和窑尾罩18，所述筒体14呈空心圆柱形，所述窑头罩12和所述窑尾罩18分别设置在所述筒体14的两端，窑头罩12和窑尾罩18的高度不同，使筒体14产生倾斜，在筒体14转动时，其内部的污泥可以由重力自发流动，所述窑头罩12和所述窑尾罩18分别通过密封圈13与所述筒体14转动连接，密封圈13可以使弹性材质或可调节的结构，只要能保证筒体14两端分密封性能即可；所述筒体14的侧面固定设有第一拖轮15和第二拖轮17，所述第一拖轮15和所述第二拖轮17之间设有大齿圈16，所述大齿圈16与所述筒体14固定连接；所述筒体14的一侧设有第一基座21和第二基座22，所述第一基座21上可拆卸安装有第一限位轮27，所述第一限位轮27与所述第一拖轮15接触，所述第二基座22上可拆卸安装有第二限位轮26，限位轮依靠摩擦和拖轮传动，所述第二限位轮26与所述第二拖轮17接触；所述第一基座21上还可拆卸安装有驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述大齿圈16，拖轮的数量至少为两个，而大齿轮的数量比拖轮少一个，每两个拖轮之间设有一个大齿轮，在回转窑筒体14过长式，需要增加拖轮和大齿轮的数量，以分担筒体14的径向作用力，避免筒体14变形，从而提高回转窑的使用寿命。
27.有益地，所述第一基座21靠近所述筒体14的一端可拆卸安装有第一液压缸31，所述第一液压缸31的活塞端设有第一支撑座29，所述第一支撑座29远离所述第一基座21的一端固定设有两个第一周承座28，每个所述第一周承座28上转动设有一个所述第一限位轮27，两个所述第一限位轮27分别位于所述第一拖轮15的两侧；两个限位轮分别位于拖轮的两侧，两个限位轮的转动方向相同。
28.有益地，所述第一液压缸31的活塞端与所述第一支撑座29铰接，所述第一液压缸31滑动设置在滑轨32上，所述滑轨32与所述第一基座21固定连接；液压缸一端滑动一端铰接，在调节筒体14角度时，液压缸的位置会被迫沿滑轨32滑动，使运动不会发生干涉。
29.有益地，所述传动机构包括驱动电机30，所述驱动电机30固定设置在所述第一支撑座29的一侧，所述驱动电机30的一侧设有变速箱36，所述变速箱36固定设置在所述第一支撑座29上，所述变速箱36远离所述驱动电机30的一侧设有小齿轮34；所述驱动电机30与所述变速箱36的输入轴连接，所述小齿轮34固定设置在所述变速箱36的输出轴上，所述小齿轮34远离所述变速箱36的一侧设有支撑块35，所述支撑块35与所述第一支撑座29固定连接，所述支撑块35与所述变速箱36的输出轴转动连接；所述小齿轮34与所述大齿圈16啮合，变速箱使筒体14的转动速度灵活可调。
30.有益地，所述第一液压缸31的一侧设有伺服电缸33，所述伺服电缸33滑动设置在所述滑轨32上，所述伺服电缸33的活塞端与所述第一支撑座29铰接；伺服电缸33可以使第一支撑座29始终与筒体14水平。
31.有益地，所述第二基座22靠近所述筒体14的一侧固定设有第二液压缸20，所述第
二液压缸20的活塞端铰接有第二支撑座24，所述第二支撑座24远离所述第二基座22的一端固定设有两个第二轴承座19，每个所述第二轴承座19上转动设有一个所述第二限位轮26，两个所述第二限位轮26分别位于所述第二拖轮17的两侧。
32.有益地，所述第二支撑座24远离所述第二基座22的一端转动设有两个挡轮25，两个所述挡轮25分别位于所述第二拖轮17的两侧，所述挡轮25的转动方向与所述第二拖轮17的转动方向异面垂直，挡轮25的径向受力，两个挡轮25使筒体14在转动时不会轴向偏移。
33.有益地，所述大齿圈16的外侧设有齿轮壳11，所述齿轮壳11与所述第一支撑座29固定连接，齿轮壳11使大齿圈16不受恶劣环境的侵蚀。
34.城市污泥资源化利用处置方法，包括以下步骤：
35.s1、发酵：收集城市污泥至污泥发酵库，利用好氧嗜热菌、嗜热菌，将污泥中的有机物分解；
36.s2、干馏：发酵后的污泥由自动送料装置输送至回转窑，污泥在回转窑中富氧自热裂解干馏，得到干化污泥；
37.s3、贮藏：干化污泥由自动送料装置转运至干化污泥储罐贮藏；
38.s4、制水泥：贮藏的污泥分批次由自动送料装置输送至水泥厂，利用干化后污泥的热值，作为水泥原料。
39.有益地，在步骤s1中，依次利用，除臭装置和物化装置对发酵产生的气体进行处理，气体达标后排放。
40.有益地，在步骤s2中，干馏产生烟气经陶瓷多管除尘后，依次由喷淋出屋系统、电滤器、深度净化塔和光-氧活性炭系统净化，最后由引风机引导至烟囱排空。
41.本发明工作原理：
42.通过高含水污泥裂解燃烧生成的水蒸气与灼热裂解的有机碳发生物理和化学反应，生成可燃性气体。再用作回转窑热源燃料干化污泥。
43.发酵后的污泥由窑尾罩18的添料口进入，经窑尾罩18内预热系统预热，进入第二拖轮17内自热裂解干化，期间驱动电机30启动经变速箱36变速后带动小齿轮34转动，小齿轮34带动大齿圈16转动，筒体14跟随大齿圈16一起转动；第一拖轮15和第二拖轮17和筒体14同步转动，第一限位轮27和第二限位轮26受第一拖轮15和第二拖轮17摩擦转动。
44.根据发酵后污泥的含水量，调节回转窑筒体14的角度，进而改变污泥的干化程度。
45.在上述过程中窑尾罩18的高度略高于窑头罩12，筒体14呈倾斜状。
46.第一液压缸31和第二液压缸20分别启动，第一液压缸31和第二液压缸20分别控制其活塞伸长和缩短；伺服电缸33被迫伸缩，第一液压缸31和伺服电缸33沿滑轨32滑动，第一支撑座29；通过控制第一液压缸31和第二液压缸20活塞端的伸缩量，保证筒体14的偏转角度和第一支撑座29可控；
47.在上述过程中伺服电缸33同时启动，配合第一液压缸31，使第一支撑座29始终与筒体14保持水平，小齿轮34始终与大齿圈16啮合。
48.在挡轮25的作用下，调节过程中第二拖轮17不会发生轴向偏移。
49.窑头罩12和窑尾罩18可设计为固定不动的，筒体14两端的密封圈13可以为弹性材质，允许筒体14小幅度调节。
50.筒体14不同的角度，使污泥在筒体14中的流动速度发生变化，直接影响干化的进
度，确保不同批次的城市污泥在回转窑中都能干化到规定的湿度范围。
51.在本发明的描述中，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”等应做广义理解，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，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发明中的具体含义。
52.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：包括窑头罩、筒体和窑尾罩，所述筒体呈空心圆柱形，所述窑头罩和所述窑尾罩分别设置在所述筒体的两端，所述窑头罩和所述窑尾罩分别通过密封圈与所述筒体转动连接；所述筒体的侧面固定设有第一拖轮和第二拖轮，所述第一拖轮和所述第二拖轮之间设有大齿圈，所述大齿圈与所述筒体固定连接；所述筒体的一侧设有第一基座和第二基座，所述第一基座上可拆卸安装有第一限位轮，所述第一限位轮与所述第一拖轮接触，所述第二基座上可拆卸安装有第二限位轮，所述第二限位轮与所述第二拖轮接触；所述第一基座上还可拆卸安装有驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述大齿圈。2.根据权利要求1所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述第一基座靠近所述筒体的一端可拆卸安装有第一液压缸，所述第一液压缸的活塞端设有第一支撑座，所述第一支撑座远离所述第一基座的一端固定设有两个第一周承座，每个所述第一周承座上转动设有一个所述第一限位轮，两个所述第一限位轮分别位于所述第一拖轮的两侧。3.根据权利要求2所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述第一液压缸的活塞端与所述第一支撑座铰接，所述第一液压缸滑动设置在滑轨上，所述滑轨与所述第一基座固定连接。4.根据权利要求1所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机固定设置在所述第一支撑座的一侧，所述驱动电机的一侧设有变速箱，所述变速箱固定设置在所述第一支撑座上，所述变速箱远离所述驱动电机的一侧设有小齿轮；所述驱动电机与所述变速箱的输入轴连接，所述小齿轮固定设置在所述变速箱的输出轴上，所述小齿轮远离所述变速箱的一侧设有支撑块，所述支撑块与所述第一支撑座固定连接，所述支撑块与所述变速箱的输出轴转动连接；所述小齿轮与所述大齿圈啮合。5.根据权利要求3所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述第一液压缸的一侧设有伺服电缸，所述伺服电缸滑动设置在所述滑轨上，所述伺服电缸的活塞端与所述第一支撑座铰接。6.根据权利要求3所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述第二基座靠近所述筒体的一侧固定设有第二液压缸，所述第二液压缸的活塞端铰接有第二支撑座，所述第二支撑座远离所述第二基座的一端固定设有两个第二轴承座，每个所述第二轴承座上转动设有一个所述第二限位轮，两个所述第二限位轮分别位于所述第二拖轮的两侧。7.根据权利要求6所述的城市污泥富氧自热裂解干化回转窑，其特征在于：所述第二支撑座远离所述第二基座的一端转动设有两个挡轮，两个所述挡轮分别位于所述第二拖轮的两侧，所述挡轮的转动方向与所述第二拖轮的转动方向异面垂直。8.城市污泥资源化利用处置方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、发酵：收集城市污泥至污泥发酵库，利用好氧嗜热菌、嗜热菌，将污泥中的有机物分解；s2、干馏：发酵后的污泥由自动送料装置输送至回转窑，污泥在回转窑中富氧自热裂解干馏，得到干化污泥；
s3、贮藏：干化污泥由自动送料装置转运至干化污泥储罐贮藏；s4、制水泥：贮藏的污泥分批次由自动送料装置输送至水泥厂，利用干化后污泥的热值，作为水泥原料。9.根据权利要求8所述的城市污泥资源化利用处置方法，其特征在于：在步骤s1中，依次利用，除臭装置和物化装置对发酵产生的气体进行处理，气体达标后排放。10.根据权利要求8所述的城市污泥资源化利用处置方法，其特征在于：在步骤s2中，干馏产生烟气经陶瓷多管除尘后，依次由喷淋出屋系统、电滤器、深度净化塔和光-氧活性炭系统净化，最后由引风机引导至烟囱排空。

技术总结
本发明公开了城市污泥富氧自热裂解干化回转窑及资源化利用处置方法，包括窑头罩、筒体和窑尾罩，所述筒体呈空心圆柱形，所述窑头罩和所述窑尾罩分别设置在所述筒体的两端，所述窑头罩和所述窑尾罩分别通过密封圈与所述筒体转动连接；所述筒体的侧面固定设有第一拖轮和第二拖轮，所述第一拖轮和所述第二拖轮之间设有大齿圈，利用回转窑，具有处理量大、温度高，自热裂解干馏燃烧状态稳定，有毒有害成份分解彻底的特点；并且碱性的环境条件可以有效地抑制酸性物质的排放，使其转化成盐类物质固定下来。污泥无害化处置效果显著，高温固化重金属离子，避免其渗透和扩散污染水质和土壤。避免其渗透和扩散污染水质和土壤。避免其渗透和扩散污染水质和土壤。


技术研发人员：陈建湘 付军 马上
受保护的技术使用者：湖南建湘高科新技术开发有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/7/26