公布日：2023.01.06
申请日：2022.09.19
分类号：C02F11/10(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/148(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;
C10B53/00(2006.01)I;C10B53/02(2006.01)I;C10B57/10(2006.01)I;C10B57/08(2006.01)I;C01B32/05(2017.01)I;B01J20/20(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种制备污泥碳的两级碳化系统和方法，包括：调理脱水单元，用于制作泥饼，污泥干化单元，用于将泥饼制成骨架系污泥颗粒并干化，减压碳化单元和增压碳化单元，依次碳化骨架系污泥颗粒，该制备污泥碳的两级碳化系统通过减压碳化与增压碳化两级联用，先进行减压碳化，后进行增压碳化，在污泥颗粒表面形成气体疏通孔道，提高污泥颗粒的污泥碳比表面积增加。
权利要求书
1.一种制备污泥碳的两级碳化系统，其特征在于，包括：调理脱水单元，用于制作泥饼；污泥干化单元，用于将所述泥饼制成骨架系污泥颗粒并干化；减压碳化单元和增压碳化单元，依次碳化所述骨架系污泥颗粒。
2.一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，利用根据权利要求1所述的制备污泥碳的两级碳化系统，包括：将污泥与支撑骨架混合并深度脱水制成泥饼；将泥饼制成骨架系污泥颗粒并干化；将干化后的骨架系污泥颗粒在减压条件下碳化至形成气体疏通孔道；在增压条件下二次碳化骨架系污泥颗粒，扩大和/或增加气体疏通孔道。
3.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥颗粒的支撑骨架包括生物质骨架和生物炭骨架中至少一个。
4.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述支撑骨架的粒径为0.5mm～5mm。
5.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述支撑骨架添加比例为20％～50％。
6.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，干化后的所述骨架系污泥颗粒含水率为10％～20％。
7.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥颗粒的粒径为5mm～10mm。
8.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述减压条件包括温度为300～450℃，表压为-50～-10kPa。
9.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，所述增压条件包括温度为600～800℃，表压为10～50kPa。
10.根据权利要求2所述的一种制备污泥碳的两级碳化方法，其特征在于，碳化时长不少于30min。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种制备污泥碳的两级碳化系统，该制备污泥碳的两级碳化系统通过减压碳化与增压碳化两级联用，先进行减压碳化，后进行增压碳化，在污泥颗粒表面形成气体疏通孔道，提高污泥颗粒的污泥碳比表面积增加。
为了实现上述目的，本发明提供一种制备污泥碳的两级碳化系统，包括：
调理脱水单元，用于制作泥饼；
污泥干化单元，用于将所述泥饼制成骨架系污泥颗粒并干化；
减压碳化单元和增压碳化单元，依次碳化所述骨架系污泥颗粒。
一种制备污泥碳的两级碳化方法，利用上述的制备污泥碳的两级碳化系统，包括：
将污泥与支撑骨架混合并深度脱水制成泥饼；
将泥饼制成骨架系污泥颗粒并干化；
将干化后的骨架系污泥颗粒在减压条件下碳化至形成气体疏通孔道；
在增压条件下二次碳化骨架系污泥颗粒，扩大和/或增加气体疏通孔道。
可选地，所述骨架系污泥颗粒的支撑骨架包括生物质骨架和生物炭骨架中至少一个。
可选地，所述支撑骨架的粒径为0.5mm～5mm。
可选地，所述支撑骨架添加比例为20％～50％。
可选地，干化后的所述骨架系污泥颗粒含水率为10％～20％。
可选地，所述骨架系污泥颗粒的粒径为5mm～10mm。
可选地，所述减压条件包括温度为300～450℃，表压为-50～-10kPa。
可选地，所述增压条件包括温度为600～800℃，表压为10～50kPa。
可选地，碳化时长不少于30min。
本发明提供一种制备污泥碳的两级碳化系统，其有益效果在于：
1、该制备污泥碳的两级碳化系统通过减压碳化与增压碳化两级联用，先进行减压碳化，后进行增压碳化，在污泥颗粒表面形成气体疏通孔道，提高污泥颗粒的污泥碳比表面积增加。
2、先通过第一级减压碳化，通过降低系统压力差提高污泥颗粒表面气体脱附动力，促进污泥颗粒内部挥发分快速析出并完成脱附，从而达到在物料挥发分大量析出阶段快速打孔的目的，再通过第二级增压碳化，通过增压实现在高温条件下，增加挥发分在颗粒表面及内部的停留时间，从而实现挥发分与生物质碳的二次裂解的发生概率，从而实现在高温条件下的扩孔和造孔的目的。
（发明人：付兴民;王佳伟;蒋勇;王玮;赵亚伟;韩军;文洋;任征然;程晓菁）
