公布日：2023.07.25
申請日：2020.09.17
分類號：B01F33/83(2022.01)I;B01F33/80(2022.01)I;C10L1/32(2006.01)I;B01F23/53(2022.01)I
摘要
本發明涉及一種可將污水處理后的剩余污泥得以低成本高效消耗處理的混合部件、污泥水煤漿制備系統及其制備方法。污泥水煤漿制備系統包括用于將所述煤粉與污泥漿進行混合的漿料混合機，漿料混合機前分成煤處理裝置與污泥處理裝置2路分別設置；煤處理裝置按其處理工藝順序依次包括用于粉碎原料煤的破碎機、振動篩網，破碎機、振動篩網之間設置用于將未能通過篩網孔眼的原料煤運返回破碎機的返回裝置；污泥處理裝置包括用于將污泥粉碎成污泥漿的漿料粉碎機；生產的水煤漿更適合流化床鍋爐燃燒；爐前制漿系統還能省去運輸儲存費用及其對周邊環境的影響。
權利要求書
1.一種混合部件，其特征在于，所述混合部件包括筒體(1)與位于筒體(1)內的轉子(2)，筒體(1)的一端為物料進口，轉軸(4)連接轉子(2)在筒體(1)的另一端伸出作為動力傳遞端。
2.根據權利要求1所述的混合部件，其特征在于，所述筒體(1)筒壁的部分區域為用于排出混合后物料的篩網區(5)，篩網區(5)布滿孔徑適于排出混合后物料的網孔(6)，除了篩網區(5)以外部分的筒體(1)內壁設置多個凸起定齒(7)，所述凸起定齒(7)沿筒體(1)內壁圓周間隔布置為多排，每排包括沿筒體(1)內壁豎向排列的多個凸起定齒(7)，相鄰2排凸起定齒(7)之間設置空缺段(8)作為物料落下所需空間。
3.根據權利要求1或2所述的混合部件，其特征在于，所述轉子(2)外周設置多個凸起轉齒(9)，所述凸起轉齒(9)沿轉子(2)外周設置至少2排，每排包括沿轉子(2)外周豎向排列的多個凸起轉齒(9)，相鄰2排凸起轉齒(9)之間設置空缺槽(23)作為物料落下所需空間。
4.根據權利要求1～3任一項所述的混合部件，其特征在于，所述轉子(2)外周的多個凸起轉齒(9)與筒體(1)內壁設置的多個凸起定齒(7)之間相互嚙合，每2個凸起定齒(7)或每2個凸起轉齒(9)之間形成相互供對方嵌入的凹槽，相互嚙合的所述凸起轉齒(9)與凸起定齒(7)之間保留物料目標顆粒大小所需要的間距。
5.根據權利要求1～4任一項所述的混合部件，其特征在于，所述漿料混合機混合部件的轉子(2)由多片轉片(3)疊加而成，每個轉片(3)開設軸孔(13),包括至少2個葉片(11)，相鄰2個葉片(11)之間部分被切除形成凹口(12)，每片所述葉片(11)的外側設置所述凸起轉齒(9)；從上至下各轉片(3)相對其上1個轉片(3)依次繞軸偏轉1個偏轉角R，使每個轉片(3)相對其相鄰轉片(3)在各空缺槽(23)形成偏位臺階面(16)，在空缺槽(23)形成形如螺旋樓梯的物料落下所需空間。
6.根據權利要求1～5任一項所述的混合部件，其特征在于，所述轉片(3)的凹口(12)為圓弧形,所述多片疊加的轉片(3)從上至下其凹口(12)的圓弧半徑依次減小，使其開口依次減小，相應的，葉片(11)寬度依次增寬，葉片(11)外側的凸起轉齒(9)的長度依次增長。
7.根據權利要求1～6任一項所述的混合部件，其特征在于，所述漿料混合機出料口(26)連接水煤漿收集容器，水煤漿容器經輸送管連接水煤漿池，水煤漿池經輸送泵及輸送管連接立式流化床鍋爐的加料口。
8.一種污泥水煤漿制備系統，其特征在于，包括如權利要求1所述的混合部件和將煤粉與污泥漿進行混合的漿料混合機，漿料混合機前分成煤處理裝置與污泥處理裝置2路分別設置；煤處理裝置按其處理工藝順序依次包括用于粉碎原料煤的破碎機、振動篩網，破碎機、振動篩網之間設置用于將未能通過篩網孔眼的原料煤運返回破碎機的返回裝置；污泥處理裝置包括用于將污泥粉碎成污泥漿的漿料粉碎機，所述漿料粉碎機包括粉碎部件，所述漿料混合機包括混合部件。
9.一種使用權利要求8所述的污泥水煤漿制備系統的制備方法，用于將細微結構為絮凝網狀結構的污水處理后的剩余污泥得以污泥水煤漿的制備，其特征在于，根據污泥含水率與目標污泥水煤漿的含水率，計算顆粒碎煤與污泥的重量配比；在將煤粉與污泥漿混合前，分別地，將原料煤破碎成顆粒直徑為1mm至2mm的煤粉，用漿料粉碎機將所述污泥粉碎成顆粒直徑為1mm以下的污泥漿，然后再將所述煤粉與污泥漿混合一起連續投入漿料混合機，用漿料混合機進行混合，并從漿料混合機的出料口排出至污泥水煤漿收集容器，從而制成由65％至70％的固體顆粒與30％至35％水份組成的污泥水煤漿。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，用破碎機反復破碎原料煤，每次經破碎機破碎后的原料煤再經過網眼直徑為2mm的振動篩網篩選，通過網眼的顆粒直徑小于為2mm的作為合格的煤粉，不能通過網眼的顆粒直徑大于為2mm的作為原料煤仍返回破碎機繼續破碎。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述技術現狀，提供一種可將目前難以處理的污水處理廠將污水處理后的剩余污泥得以低成本高效消耗處理的污泥水煤漿制備方法；同時提供一種采用該制備方法的污泥水煤漿制漿系統，可將污水處理后的剩余污泥得以低成本高效消耗處理。
本發明解決上述技術問題的污泥水煤漿制備方法所采用的技術方案為：
一種污泥水煤漿制備方法，根據污泥含水率與目標污泥水煤漿的含水率，計算顆粒碎煤與污泥的重量配比；其特征在于，先將原料煤與污泥分別粉碎處理成目標顆粒大小的煤粉與污泥漿，然后再將所述目標顆粒大小的煤粉與污泥漿混合，從而制成由65％至70％的固體顆粒與30％至35％水份組成的污泥水煤漿。所述污泥主要是指污水處理廠將污水處理后的剩余污泥，具有很大的粘度，其細微結構為絮凝網狀結構,含有大量內水，很難直接與煤漿充分混合；污水處理廠將污水處理后的剩余污泥通常沒有其它雜質，不會損傷其粉碎部件。但本發明所述的污泥也可以是其它類似廢料，通常此類廢料會污染環境，但本身又具有一定的燃燒熱值，如油泥、廢油漿、有機廢料漿、餐廚垃圾漿料等；當然，對其中含有會損傷粉碎部件的金屬、石頭等硬雜質，需要事先清除。所述原料煤，當然最好是純的煤塊或顆粒碎煤，但也可以是具有足夠燃燒熱值的煤泥、可以破碎成粉的煤矸石等。
以下為本發明污泥水煤漿制備方法進一步的方案：
在將所述煤粉與污泥漿混合前，分別地，將所述原料煤破碎成顆粒直徑為1mm至2mm的煤粉，將所述污泥粉碎成顆粒直徑為1mm以下的污泥漿，然后再將所述目標顆粒大小的煤粉與污泥漿混合。
用破碎機反復破碎原料煤，每次經破碎機破碎后的原料煤再經過網眼直徑為2mm的振動篩網篩選，通過網眼的顆粒直徑小于為2mm的作為合格的煤粉，不能通過網眼的顆粒直徑大于為2mm的作為原料煤仍返回破碎機繼續破碎；用漿料粉碎機粉碎所述污泥，然后再將所述目標顆粒大小的煤粉與污泥漿混合一起連續投入漿料混合機，用漿料混合機進行混合，并從漿料混合機的出料口排出至污泥水煤漿收集容器。
所述漿料粉碎機包括粉碎部件，所述漿料混合機包括混合部件，所述漿料粉碎機的粉碎部件與漿料混合機的混合部件，包括筒體與位于筒體內的轉子，筒體的一端為物料進口，轉軸)連接轉子在筒體的另一端伸出作為動力傳遞端；所述筒體筒壁的部分區域為用于排出混合后物料的篩網區，篩網區布滿孔徑適于排出混合后物料的網孔，除了篩網區以外部分的筒體內壁設置多個凸起定齒，所述凸起定齒沿筒體內壁圓周間隔布置為多排，每排包括沿筒體內壁豎向排列的多個凸起定齒，相鄰2排凸起定齒之間設置空缺段作為物料落下所需空間；所述轉子外周設置多個凸起轉齒，所述凸起轉齒沿轉子外周設置至少2排，每排包括沿轉子外周豎向排列的多個凸起轉齒，相鄰2排凸起轉齒之間設置空缺槽作為物料落下所需空間；所述轉子外周的多個凸起轉齒與筒體內壁設置的多個凸起定齒之間相互嚙合，每2個凸起定齒或每2個凸起轉齒之間形成相互供對方嵌入的凹槽，相互嚙合的所述凸起轉齒與凸起定齒之間保留物料目標顆粒大小所需要的間距。
所述混合機混合部件的轉子由多片轉片疊加而成，每個轉片開設軸孔,包括至少2個葉片，相鄰2個葉片之間部分被切除形成凹口，每片所述葉片的外側設置所述凸起轉齒；從上至下各轉片相對其上1個轉片依次繞軸偏轉1個偏轉角(R)，使每個轉片相對其相鄰轉片在各空缺槽形成偏位臺階面，在空缺槽形成形如螺旋樓梯的物料落下所需空間。
所述轉片的凹口為圓弧形,所述多片疊加的轉片從上至下其凹口的圓弧半徑依次減小，使其開口依次減小，相應的，葉片寬度依次增寬，葉片外側的凸起轉齒的長度依次增長。
當所述污泥為含水率85％至95％的呈流態的污泥時，顆粒碎煤與污泥的重量配比為1比0.46至0.70；當所述污泥為含水率75％至85％的呈塑態的污泥時，顆粒碎煤與污泥的重量配比為1比0.550至0.875。
所述漿料粉碎機的粉碎部件或漿料混合機的混合部件中，所有相互嚙合的凸起轉齒與凸起定齒之間的嚙合間距一致，均為物料目標顆粒大小所需要的間距。
本發明解決上述技術問題的污泥水煤漿制漿系統所采用的技術方案為：
一種污泥水煤漿制漿系統，可將污水處理后的剩余污泥得以低成本高效消耗處理，其特征在于，包括用于將所述目標顆粒大小的煤粉與污泥漿進行混合的漿料混合機，漿料混合機前分成煤處理裝置與污泥處理裝置2路分別設置；煤處理裝置按其處理工藝順序依次包括用于粉碎原料煤的破碎機、振動篩網，破碎機、振動篩網之間設置用于將未能通過篩網孔眼的原料煤運返回破碎機的返回裝置；污泥處理裝置主要包括用于將污泥粉碎成污泥漿的漿料粉碎機。
以下為本發明污泥水煤漿制漿系統進一步的方案：
采用如上所述的漿料粉碎機與漿料混合機。
采用如上所述的漿料混合機。
所述混合機出料口連接水煤漿收集容器，水煤漿容器經輸送管連接水煤漿池，水煤漿池經輸送泵及輸送管連接立式流化床鍋爐的加料口。
本發明污泥水煤漿制備方法與污泥水煤漿制漿系統可將目前難以妥善處理的污水處理后的剩余污泥得以低成本高效消耗處理，可干凈徹底且高效無害地消耗處理掉污水處理后的剩余污泥。本發明污泥水煤漿制備方法中，污泥粉碎可采用本案申請人2019-05-21申請的ZL201910423588.4，名稱為“一種立式漿料粉碎機”，或申請號為201910423269.3的臥式漿料粉碎機方案。由于本發明在混合前先采用漿料粉碎機切割粉碎污泥制成污泥漿，由于漿料粉碎機粉碎部件的凸起轉齒與凸起定齒的高速剪切作用，可徹底破壞污泥絮凝劑網狀結構，使污泥內水充分析出。
由于本發明漿料混合機核心是一組混合轉片組成的轉子和內壁設置有多個凸起定齒的筒體,具有粉碎與混合雙重功能,在目前社會迫切需要而難以解決的節能環保領域中的污泥水煤漿制作技術領域能取得意想不到的良好技術效果。由于本發明漿料混合機的轉片呈左右螺旋安裝，變換的螺旋角使物料回旋，增加混合效果；螺旋槽深度從上到下逐漸減少，使物料橫向移動，同時螺旋槽空間的逐漸減小增加擠壓混合效果，所以，可使煤與污泥得到充分混合。
針對上述ZL201910842220.1所存在的問題，本發明將煤塊與污泥先按其實際需要分別粉碎細化，用現有的破碎機反復破碎原料煤成顆粒直徑小于為2mm的煤粉；用漿料粉碎機粉碎污泥，將污泥粉碎成顆粒直徑為1mm以下的污泥漿；然后再將目標顆粒大小的煤粉與污泥漿混合一起連續投入漿料混合機，用漿料混合機進行混合。徹底避免用漿料混合機粉碎顆粒碎煤。因污水處理廠將污水處理后的剩余污泥通常沒有其它雜質，所以通常不會損傷其粉碎部件。由于漿料粉碎機粉碎部件的凸起轉齒與凸起定齒之間的間隙大小決定了粉碎后物料顆粒大小，污泥單獨粉碎,凸起轉齒與凸起定齒之間的間隙設置能充分滿足污泥的實際需求1mm以下，使污泥內水能夠充分析出。
另外，本發明污泥水煤漿制漿系統體積小，占地少，便于實現爐前制漿，節省運輸儲存費用，減輕其對周邊環境的影響，具有一體化、小型化、本地化等諸多突出的優點，所以，本發明漿料混合機在污泥水煤漿領域的應用,具有良好的社會效益與經濟效益，值得推廣應用。
（發明人：董平;孔向東）
