公布日：2023.01.06
申請日：2022.09.19
分類號：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
本發明公開了一種制備污泥碳的兩級碳化系統和方法，包括：調理脫水單元，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碳化系統通過減壓碳化與增壓碳化兩級聯用，先進行減壓碳化，后進行增壓碳化，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。
權利要求書
1.一種制備污泥碳的兩級碳化系統，其特征在于，包括：調理脫水單元，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碳化方法，其特征在于，利用根據權利要求1所述的制備污泥碳的兩級碳化系統，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，擴大和/或增加氣體疏通孔道。
3.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥顆粒的支撐骨架包括生物質骨架和生物炭骨架中至少一個。
4.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述支撐骨架的粒徑為0.5mm～5mm。
5.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述支撐骨架添加比例為20％～50％。
6.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，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.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述骨架系污泥顆粒的粒徑為5mm～10mm。
8.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述減壓條件包括溫度為300～450℃，表壓為-50～-10kPa。
9.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，所述增壓條件包括溫度為600～800℃，表壓為10～50kPa。
10.根據權利要求2所述的一種制備污泥碳的兩級碳化方法，其特征在于，碳化時長不少于30min。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提供一種制備污泥碳的兩級碳化系統，該制備污泥碳的兩級碳化系統通過減壓碳化與增壓碳化兩級聯用，先進行減壓碳化，后進行增壓碳化，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。
為了實現上述目的，本發明提供一種制備污泥碳的兩級碳化系統，包括：
調理脫水單元，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碳化方法，利用上述的制備污泥碳的兩級碳化系統，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骨架和生物炭骨架中至少一個。
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，碳化時長不少于30min。
本發明提供一種制備污泥碳的兩級碳化系統，其有益效果在于：
1、該制備污泥碳的兩級碳化系統通過減壓碳化與增壓碳化兩級聯用，先進行減壓碳化，后進行增壓碳化，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、先通過第一級減壓碳化，通過降低系統壓力差提高污泥顆粒表面氣體脫附動力，促進污泥顆粒內部揮發分快速析出并完成脫附，從而達到在物料揮發分大量析出階段快速打孔的目的，再通過第二級增壓碳化，通過增壓實現在高溫條件下，增加揮發分在顆粒表面及內部的停留時間，從而實現揮發分與生物質碳的二次裂解的發生概率，從而實現在高溫條件下的擴孔和造孔的目的。
（發明人：付興民;王佳偉;蔣勇;王瑋;趙亞偉;韓軍;文洋;任征然;程曉菁）
