公布日：2023.01.06
申請(qǐng)日：2022.09.19
分類號(hào)：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
本發(fā)明公開了一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)和方法，包括：調(diào)理脫水單元，用于制作泥餅，污泥干化單元，用于將泥餅制成骨架系污泥顆粒并干化，減壓碳化單元和增壓碳化單元，依次碳化骨架系污泥顆粒，該制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)通過減壓碳化與增壓碳化兩級(jí)聯(lián)用，先進(jìn)行減壓碳化，后進(jìn)行增壓碳化，在污泥顆粒表面形成氣體疏通孔道，提高污泥顆粒的污泥碳比表面積增加。
權(quán)利要求書
1.一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，其特征在于，包括：調(diào)理脫水單元，用于制作泥餅；污泥干化單元，用于將所述泥餅制成骨架系污泥顆粒并干化；減壓碳化單元和增壓碳化單元，依次碳化所述骨架系污泥顆粒。
2.一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，包括：將污泥與支撐骨架混合并深度脫水制成泥餅；將泥餅制成骨架系污泥顆粒并干化；將干化后的骨架系污泥顆粒在減壓條件下碳化至形成氣體疏通孔道；在增壓條件下二次碳化骨架系污泥顆粒，擴(kuò)大和/或增加氣體疏通孔道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥顆粒的支撐骨架包括生物質(zhì)骨架和生物炭骨架中至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述支撐骨架的粒徑為0.5mm～5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述支撐骨架添加比例為20％～50％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，干化后的所述骨架系污泥顆粒含水率為10％～20％。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥顆粒的粒徑為5mm～10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述減壓條件包括溫度為300～450℃，表壓為-50～-10kPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，所述增壓條件包括溫度為600～800℃，表壓為10～50kPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，其特征在于，碳化時(shí)長不少于30min。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，該制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)通過減壓碳化與增壓碳化兩級(jí)聯(lián)用，先進(jìn)行減壓碳化，后進(jìn)行增壓碳化，在污泥顆粒表面形成氣體疏通孔道，提高污泥顆粒的污泥碳比表面積增加。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，包括：
調(diào)理脫水單元，用于制作泥餅；
污泥干化單元，用于將所述泥餅制成骨架系污泥顆粒并干化；
減壓碳化單元和增壓碳化單元，依次碳化所述骨架系污泥顆粒。
一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化方法，利用上述的制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，包括：
將污泥與支撐骨架混合并深度脫水制成泥餅；
將泥餅制成骨架系污泥顆粒并干化；
將干化后的骨架系污泥顆粒在減壓條件下碳化至形成氣體疏通孔道；
在增壓條件下二次碳化骨架系污泥顆粒，擴(kuò)大和/或增加氣體疏通孔道。
可選地，所述骨架系污泥顆粒的支撐骨架包括生物質(zhì)骨架和生物炭骨架中至少一個(gè)。
可選地，所述支撐骨架的粒徑為0.5mm～5mm。
可選地，所述支撐骨架添加比例為20％～50％。
可選地，干化后的所述骨架系污泥顆粒含水率為10％～20％。
可選地，所述骨架系污泥顆粒的粒徑為5mm～10mm。
可選地，所述減壓條件包括溫度為300～450℃，表壓為-50～-10kPa。
可選地，所述增壓條件包括溫度為600～800℃，表壓為10～50kPa。
可選地，碳化時(shí)長不少于30min。
本發(fā)明提供一種制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)，其有益效果在于：
1、該制備污泥碳的兩級(jí)碳化系統(tǒng)通過減壓碳化與增壓碳化兩級(jí)聯(lián)用，先進(jìn)行減壓碳化，后進(jìn)行增壓碳化，在污泥顆粒表面形成氣體疏通孔道，提高污泥顆粒的污泥碳比表面積增加。
2、先通過第一級(jí)減壓碳化，通過降低系統(tǒng)壓力差提高污泥顆粒表面氣體脫附動(dòng)力，促進(jìn)污泥顆粒內(nèi)部揮發(fā)分快速析出并完成脫附，從而達(dá)到在物料揮發(fā)分大量析出階段快速打孔的目的，再通過第二級(jí)增壓碳化，通過增壓實(shí)現(xiàn)在高溫條件下，增加揮發(fā)分在顆粒表面及內(nèi)部的停留時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)揮發(fā)分與生物質(zhì)碳的二次裂解的發(fā)生概率，從而實(shí)現(xiàn)在高溫條件下的擴(kuò)孔和造孔的目的。
（發(fā)明人：付興民;王佳偉;蔣勇;王瑋;趙亞偉;韓軍;文洋;任征然;程曉菁）
