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污泥热化学反应器设计配置

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热化学反应器设计配置-概述

已经应用了许多不同的反应器设计或试验污泥热化学处理过程。它们主要在污泥固体混合并在反应器容器内加热的方式不同。不同的反应堆设计包括:

热化学反应器配置概述。从左上顺时针方向:赫里舍夫/多心炉,鼓泡流化床,循环流化床,螺旋钻/螺杆,旋转锥体,烧蚀。下面将更详细地概述这些内容资料来源:贾德水与废水咨询公司
热化学反应器配置概述。从左上顺时针方向:赫里舍夫/多心炉,鼓泡流化床,循环流化床,螺旋钻/螺杆,旋转锥体,烧蚀。下面将更详细地概述这些内容
热化学反应器配置。Herreshoff /多重心脏炉,冒泡流化床,再循环床,螺旋螺杆,旋转锥形,烧蚀。 资料来源:贾德水与废水咨询公司
  • 多个壁炉(Herreshoff)炉子
  • 流化床(包括“鼓泡”和循环)
  • 烧蚀材料
  • 旋转锥
  • 钻/螺丝。

这些设计中的一些适用于多种热处理类型,而其他设计则特定于一个过程。

螺旋钻,烧蚀和旋转锥形反应器是专门用于热解而且还没有被广泛商业化。目前(2020年7月)只有一家公司提供旋转锥形反应堆。目前还没有商用螺旋钻/螺旋反应器或烧蚀反应器的例子,尽管螺旋钻/螺旋反应器已在大规模中试规模中得到示范。

多个炉(或Herreshoff.)炉子(MHF)是用于污泥的原始设计焚烧第一次在20世纪30年代实施。它由一系列垂直堆叠的圆形炉膛(即炉底座)组成。

赫列斯果夫倍烧/多个炉焚化炉资料来源:贾德水与废水咨询公司
赫列斯果夫倍烧/多个炉焚化炉
Herreshoff/多炉膛焚烧炉,包括一系列堆叠的炉,每个炉上有一个旋转臂,帮助污泥通过烟囱向下传递。 资料来源:贾德水与废水咨询公司

污泥被送入顶部炉膛,通过转动臂的作用移动,转动臂在每个炉膛的表面上移动,不断移动固体。这导致固体通过每个灶台地板上的端口或围绕灶台臂的外围逐渐通过灶台,在灶台底座上以炭产品的形式出现。空气朝相反的方向流动。

虽然有MHFS仍然运营(如2020年7月),但设计缺乏灵活性,并且有点低效。由于更高效和适应性化的流化床反应器设计,它已经大大取代。

流化床是污水污泥热化学处理中应用最广泛的反应器结构,床媒为砂。两个设计存在:

  • 一种所谓的“鼓泡”流化床,其中的沙子被反应器底部的一股气泡流化,并且
  • 一种再循环床,其中的沙子通过燃烧室再循环。
典型的流化床设计:鼓泡与再循环资料来源:贾德水与废水咨询公司
典型的流化床设计:鼓泡与再循环
用于污泥焚烧的两个流化床配置:冒泡床和再循环床。床的介质通常是砂,其搅拌,它们搅拌空气(用于鼓泡床)或分散并通过旋风器旋转并再循环,所述旋风器在焚烧炉系统中保留砂。 资料来源:贾德水与废水咨询公司

流化床是焚烧的首选配置,取代了在20世纪30年代安装的第一个污泥焚烧炉中使用的原始多缸炉(mhf)。MHF设计来自于采矿业用于干燥/焙烧矿物精矿的设计。然而,从20世纪60年代开始,流化床结构被用于污泥焚烧。

鼓泡流化床(BFB)设计包括沙床,沙床位于砂床之上风箱.预热的气体通过喷嘴从风箱中进入沙床。选择气体速度以使砂床流化,使床表现得很像液体。

干燥的粉末状污泥被注入床底,并通过加热气体的通道被拉出床,在这种情况下,气体是空气焚烧过程。在这样做时,它在流化床内热转换在流化床内燃烧器后区域,称为干舷在床上。

循环流化床(CFB)使砂在整个反应器内循环。这与BFB不同,在BFB中,沙床固定在反应器的基础上。

鼓泡与循环床反应器配置

鼓泡与循环床反应器配置资料来源:矢量解决方案/ youtube的融合培训

烧蚀反应器是最近发展起来的,首先是在80年代早期中期,专门用于快速热解。它的设计目的是为了减少惰性载气通过反应器输送污泥颗粒的需求:载气对于非氧化热化学过程是多余的。

该工艺使用一个旋转圆盘,由热烟气加热到600°C,将饲料固体压在圆盘上生成热解产物。该过程本质上是模块化的:增加流量需要增加反应器的数量,因为圆盘直径的增加是有限度的。

烧蚀反应堆配置资料来源:贾德水与废水咨询公司
烧蚀反应堆配置
热反应器设计消融 资料来源:贾德水与废水咨询公司

BTG在荷兰拥有的旋转锥形反应器(RCR)技术是最近追溯到20世纪90年代初期的另一个发展。商业化反应器设计将烧蚀反应器的元件与流化床相结合。与烧蚀反应堆一样,RCR是模块化的,并且已经专门开发快速热解

反应器包括锥形底座,其具有放置在其上方的第二锥体,形成一个环形差距。将生物质固体和预热砂晶送入加热的旋转锥底座的中心。然后在离心力的影响下,沙子和固体沿着螺旋运动中的环形间隙传递。在这种螺旋运动中通过反应器,生物质经历热解。

旋转锥形配置资料来源:贾德水与废水咨询公司
旋转锥形配置
旋转锥形配置 资料来源:贾德水与废水咨询公司

螺旋钻或螺杆反应器使用螺杆机构沿着反应器的水平长度来输送污泥。这意味着,与烧蚀和锥形反应器一样,由于机械地传送污泥颗粒,因此不需要惰性载气。热解(慢速)的速率可以通过螺钉的旋转速率来控制,因为这与反应器停留时间成比例。

截至2020年7月,还没有基于这种配置的商业流程,尽管已经有几个大规模的示范试验报告。

钻/螺杆反应器的配置资料来源:贾德水与废水咨询公司
钻/螺杆反应器的配置
用于污泥热解的螺旋钻/螺旋反应器,显示污泥沿着螺钉(或螺旋钻)沿着加热的圆柱形反应器的长度运输。 资料来源:贾德水与废水咨询公司

最常用的反应器设计是流化床,它用于污泥干燥和焚烧应用。

参考文献

向量解决方案的收敛训练,youtubehttps://www.youtube.com/channel/UCHXdDvAkuK5BjhrYHY4hOzQ

关于这个页面

《污泥热化学反应器设计配置》是由西蒙·贾德

此页面最近更新于2021年4月19日

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