一种热循环精确控温梯度碳化设备及用于污泥处理的方法

技术领域

本发明涉及污泥和生物质处理技术领域，具体涉及一种热循环精确控温梯度碳化设备及用于污泥热解的方法。

背景技术

污废水的处理过程会产生大量的废弃污泥，废弃污泥里含有大量有机质、重金属、磷、病菌和虫卵等物质，如果不妥善处置，那么废弃污泥将进一步对环境造成污染和破坏。

传统污泥处理处置方法包括海洋倾倒、堆场填埋和污泥焚烧等。然而使用这些方法处理处置污泥，都存在二次污染问题：海洋倾倒和堆场填埋使得污泥包含的有害物质再次释放；堆场填埋占地面积大；污泥焚烧产生大量有毒有害气体，大量的热源需求使得污泥成本大大提高。

污泥碳化制备生物碳被认为是一种优良的污泥处理方法，污泥碳化能有效裂解有机质、固化重金属和营养盐、杀灭病菌虫卵等，碳化后形成的生物碳在使用过程不造成二次污染。发明专利CN1123181129A公开了城市污水厂污泥制备生物碳的方法，污泥在无氧状态下热解产生的生物碳可用以堆肥和土壤修复等。而适当添加生物质可使污泥黏性降低、提高污泥生物碳有机质含量，并可有效减少污泥碳化过程产生的臭气。发明专利CN1112311532A、CN128119810510A、CN128111282A、CN1231138002A等均阐述了生物质碳化制备生物碳的方法，发明专利CN1111009885A公开了污泥和园林废弃物干化干馏的装置，但目前仍缺少污泥掺烧生物质制备复合生物碳的装置和方法，也未曾提出污泥掺烧生物质在实际操作过程的可行性；实用新型CN212911219U、CN2122109221U和发明专利CN111904339A等均公开了滚筒式（旋窑）污泥碳化的装置，但滚筒式碳化炉均存在长期运行稳定性问题和臭气废气外泄问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热循环精确控温梯度碳化设备，该装置能够对废弃污泥和废弃生物质进行碳化，且可以长期高温稳定运行，并考虑可对臭气尾气进行利用或处理。

本发明实现废弃污泥和废弃生物质的协同碳化，碳化温度为300°C~600°C，碳化时间为1~2 h，在同时处理两种废弃物的同时，处理后的产生的生物碳还能进行资源化利用，生物质掺入污泥中进行碳化还能有效改善生物碳的性能。本发明将废弃生物质掺入污泥中，能有效降低污泥的黏性，有利于污泥后续碳化过程的进行。本发明将废弃生物质掺入污泥中，能有效提高生物碳产率、增加生物碳热值。本发明摒弃了旋窑的设置，采用立式炉体和振动翻板进行污泥的碳化，可长期不间歇稳定运行、连续生产。本发明的立式结构起到热量的内部循环作用，使得本发明热效率高，从而使投资和运行成本降低。本发明为立式炉体，通过振动翻板的分段开合，实现连续进料、连续碳化、连续出料的过程，保证设备长期高温运行的连续性和炉腔高温的充分利用，翻板的振荡使污泥均匀受热，减少反应时间，多层翻板逐级反应，使得碳化更为彻底。本发明通过温度传感器传递碳化炉温度，并通过中央控制系统控制多台燃烧机启闭个数和燃烧功率，起到立式污泥碳化设备炉腔内的温度控制，可根据需要上下调整和监控温度，充分利用热量。本发明的燃烧机在炉外布设，维修方便。本发明的炉体内壁经过特殊处理，具有抗腐蚀能力，因此可将本发明用于工业污泥、食品污泥等具有腐蚀性污泥的碳化。本发明采用中央控制系统自动控制进出料、设备启动运行、温度等。

本发明可用于三大类污泥的碳化处理：生活污水处理厂污泥；水体疏浚污泥；食品污泥、印染污泥、造纸污泥等工业污泥。本发明同时具有焚烧模式：也可对上述污泥进行焚烧处理。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种热循环精确控温梯度碳化设备，在立式污泥碳化设备炉体内部设置有一块以上的振动翻板，所述每个振动翻板之间采用上下设置的方式，在设备的外壁面设置有加热装置，所述加热装置的发热口位于所述振动翻板两侧；所述振动翻板具有对位于板面的污泥产生振动以及翻滚的作用；所述加热装置使得设备内温度具有梯度变换，设备内热气流进行内部循环流动。

进一步地，所述加热装置为燃烧机、不锈钢电加热管、陶瓷电加热器或石墨烯加热器。

进一步地，所述振动翻板水平安装在立式污泥碳化设备炉体内；所述振动翻板由多块翻板组成；所述的偏心传动杆安装在振动翻板一端；所述偏心传动杆一端与振荡驱动器连接；所述振动翻板由振荡驱动器和偏心传动杆带动振荡；所述的齿轮传动杆安装在振动翻板另一端；所述齿轮传动杆一端与齿轮驱动器连接；所述振动翻板由齿轮驱动器和齿轮传动杆带动翻转；所述的燃烧机安装在立式污泥碳化设备炉体两侧。

进一步地，设备箱体内设置有温度传感器；所述的温度传感器安装在立式污泥碳化设备炉体两侧边缘。

进一步地，本发明还包括中央控制系统，所述中央控制系统分别与振动翻板、振荡驱动器、齿轮驱动器、温度传感器和加热装置电性连接，用于采集温度数据以及控制振荡驱动器、齿轮驱动器、振动翻板和加热装置的启闭和功率；所述中央控制系统控制振动翻板的开合时间，调节污泥生物质混合物的碳化时间；所述中央控制系统控制振荡驱动器启闭和运行功率，调节振动翻板的振动频率；所述的中央控制系统控制加热装置的启闭和燃烧功率，调节立式污泥碳化设备炉体内的碳化温度和温度梯度。

进一步地，所述设备包括进料口、立式污泥碳化设备炉体、振动翻板、偏心传动杆、振荡驱动器、齿轮传动杆、齿轮驱动器、燃烧机、温度传感器、出料口、余热气体排出口和中央控制系统。

进一步地，所述的进料口设置在立式污泥碳化设备炉体顶部，污泥生物质混合物由进料口进入立式污泥碳化设备炉体。

进一步地，所述的振动翻板水平安装在立式污泥碳化设备炉体内；所述振动翻板由多块翻板组成，可翻转，保证碳化后的生物碳落下炉体底部；所述立式污泥碳化设备炉体预留振动翻板安装孔，振动翻板块数可根据需要增减。

进一步地，所述的偏心传动杆安装在振动翻板一端；所述偏心传动杆一端与振荡驱动器连接；所述振动翻板由振荡驱动器和偏心传动杆带动振荡，对污泥生物质混合物进行翻滚，起到均匀受热作用。

进一步地，所述的齿轮传动杆安装在振动翻板另一端；所述齿轮传动杆一端与传动装置连接；所述振动翻板由齿轮驱动器和齿轮传动杆带动翻转，使污泥生物质混合物热解后落入下一层振动翻板。

进一步地，所述的燃烧机安装在立式污泥碳化设备炉体两侧；所述立式污泥碳化设备炉体上预留燃烧机安装孔，燃烧机个数可根据需要增减。

进一步地，所述的温度传感器安装在立式污泥碳化设备炉体两侧边缘；所述立式污泥碳化设备炉体预留温度传感器安装孔，温度传感器个数可根据需要增减。

进一步地，所述的出料口在立式污泥碳化设备炉体底部，污泥生物质混合物碳化后的产品由出料口排出收集。

进一步地，所述的余热气体排出口在立式污泥碳化设备炉体顶部，预留个数为4个，可根据实际需要启闭；使用中的余热气体排出口与余热气体排出管密封连接，未使用的余热气体排出口密封闭合，使热气不溢出；所述余热气体排出口可排出立式污泥碳化设备炉体内污泥生物碳混合物碳化过程余热，回用至其他工艺，如污泥干燥过程。

进一步地，所述的振动翻板、振荡驱动器、齿轮驱动器和燃烧机由中央控制系统控制启闭和功率；所述中央控制系统控制振动翻板的开合时间，调节污泥生物质混合物的碳化时间；所述中央控制系统控制振荡驱动器启闭和运行功率，调节振动翻板的振动频率；所述中央控制系统控制齿轮驱动器启闭，调节振动翻板翻转；所述的中央控制系统控制燃烧机的启闭和燃烧功率，调节立式污泥碳化设备炉体内的碳化温度，调节温度区间为300°C~600°C。

进一步地，所述立式污泥碳化设备炉体包括进料口、碳化炉腔体、偏心传动杆安装口、齿轮传动杆安装口、温度传感器安装口、燃烧机安装口、复合生物碳收集腔、立式污泥碳化设备支撑脚、出料口和余热气体排出口。

进一步地，所述的进料口设置在立式污泥碳化设备炉体顶部；所述的出料口在立式污泥碳化设备炉体底部；所述的余热气体排出口在立式污泥碳化设备炉体顶部，使用中的余热气体排出口与余热气体排出管密封连接，未使用的余热气体排出口密封闭合，使热气不溢出；所述进料口为边长20 cm~60 cm正方形；污泥生物质混合物由所述进料口进入碳化炉；所述进料口大小可根据需要碳化的污泥生物质混合物进料量进行设计；所述碳化炉腔体为长方形腔体，为污泥生物质混合物进行碳化作用的主要空间；腔体长为1.0 m~3.5m，腔体宽为1.0 m~3.5 m，腔体高为1.0 m~3.5 m，腔体体积为1.000 m

进一步地，所述偏心传动杆安装口设置在碳化炉腔体一侧中间一列；所述齿轮传动杆安装口设置在碳化炉腔体一侧边缘一列；所述偏心传动杆安装口为边长50 cm~150 cm的正方形，偏心传动杆安装口设计个数为4~16个，位置为碳化炉腔体一侧中间一列，均匀分布；偏心传动杆安装口设置在碳化炉腔体两侧；偏心传动杆安装口实际开孔个数根据碳化炉腔体实际设计尺寸而定，预留的偏心传动杆安装口可根据需要开启或封闭；所述齿轮传动杆安装口为边长50 cm~150 cm的正方形，齿轮传动杆安装口设计个数为4~16个，位置为碳化炉腔体一侧边缘一列，均匀分布；齿轮传动杆安装口设置在碳化炉腔体两侧；齿轮传动杆安装口实际开孔个数根据碳化炉腔体实际设计尺寸而定，预留的齿轮传动杆安装口可根据需要开启或封闭。

进一步地，所述温度传感器安装口开设于碳化炉腔体靠近边壁竖直部位，均匀分布；温度传感器安装口设置在碳化炉腔体一或二或三或四面，根据设备大小而定。

进一步地，所述燃烧机安装口开设于碳化炉腔体中间竖直部位，均匀分布；燃烧机安装口设置在碳化炉腔体一或二面，根据设备大小而定；所述温度传感器安装口为直径2cm~5 cm的圆形，温度传感器安装口设计个数为4~16个，位置为碳化炉腔体靠近边壁竖直部位，均匀分布；温度传感器安装口设置在碳化炉腔体两侧；温度传感器安装口实际开孔个数根据碳化炉腔体实际设计尺寸而定，预留的温度传感器安装口可根据需要开启或封闭。

进一步地，所述复合生物碳收集腔设置在碳化炉腔体底部，为倒梯台型腔体，四面梯形与水平面角度为30°~45°。所述燃烧机安装口为直径50 cm~150 cm的圆形，燃烧机安装口设计个数为4~16个，位置为碳化炉腔体中间竖直部位，均匀分布；燃烧机安装口设置在碳化炉腔体两侧；燃烧机安装口实际开孔个数根据碳化炉腔体实际设计尺寸而定，预留的燃烧机安装口可根据需要开启或封闭。

进一步地，所述复合生物碳收集腔设置在碳化炉腔体底部，为倒梯台型腔体，四面梯形与水平面角度为30°~45°；所述复合生物碳收集腔负责收集碳化炉腔体中碳化后落下的复合生物碳颗粒。

进一步地，所述立式污泥碳化设备支撑脚设置在碳化炉腔体底部四个角落，设置数量为4支或10支，高度为0.8 m~1.0 m。

进一步地，所述出料口为边长15 cm~40 cm的正方形；所述出料口负责将复合生物碳收集腔中收集的复合生物碳颗粒排出。

进一步地，所述余热气体排出口为直径10 cm~30 cm圆形；所述余热气体排出口负责将立式污泥碳化设备炉体中碳化过程产生的余热和臭气废气导出至废气余热处理系统或干燥系统中进行余热利用。

进一步地，所述立式污泥碳化设备炉体整体材质均为不锈钢316材质。

进一步地，所述进料口包括进料仓、进料上翻板和进料下翻板；所述进料仓为长方体形状，上下面为边长20 cm~60 cm的正方形，高度为20 cm~50 cm；所述进料上翻板和进料下翻板均为边长20 cm~60 cm的正方形，具体大小根据进料仓上下面大小而定；所述进料口进料时，进料上翻版开启，进料下翻板关闭，污泥生物质混合物临时储存于进料仓；进料完毕后，进料上翻板关闭，进料下翻板开启，污泥生物质混合物进入碳化炉腔体内进行碳化；本发明可极大程度减小碳化炉腔体中的臭气废气和余热的外溢。

进一步地，所述振动翻板包括翻板架、翻板叶、偏心传动杆和齿轮传动杆；所述翻板架为长方形，长为1.0 m~3.5 m，宽为1.0 m~3.5 m，长宽的选择对应碳化炉腔体实际长宽的选择；所述翻板叶安装在翻板架内，安装个数为12-35片；所述偏心传动杆安装在翻板架一端；所述齿轮传动杆安装在翻板架另一端；所述翻板架和翻板叶可由偏心传动轴承和偏心振动杆带动振动，对污泥生物质混合物进行振荡翻滚；所述翻板叶可由齿轮传动杆带动翻转，使热解后的污泥生物质混合物进入下一层翻板。所述振动翻板整体材质均为不锈钢316材质。

进一步地，所述翻板包括翻板叶、翻板杆和翻板齿轮；所述翻板叶为长方形，长为1.0 m~3.5 m，长度的选择对应碳化炉腔体实际长宽的选择，宽为0.1 m；所述翻板叶安装个数为12-35片，根据碳化炉腔体实际长度选择；所述翻板叶可翻转，翻板叶水平时污泥生物质混合物在翻板叶上进行碳化，翻板叶翻转时污泥生物质混合物落至下一层；所述翻板杆为直径1.5 cm~3.0 cm圆柱体，长度为1.0 m~3.5 m，长度的选择对应翻板叶的长度；所述翻板杆控制翻板叶翻转；所述翻板齿轮直径为0.1 m，安装在翻板杆上；所述翻板齿轮控制翻板杆转动；所述翻板整体材质均为不锈钢316材质。

进一步地，所述偏心传动杆上连接有偏心传动盘，偏心传动连接头安装在偏心传动盘上，偏心传动连接头另一端连接偏心传动连接轴，所述偏心传动连接轴与翻板架连接；所述偏心传动杆由偏心驱动器带动来回转动；所述偏心传动杆通过顺、逆时针来回转动270°带动偏心传动盘转动，以此带动偏心传动连接头和偏心传动连接轴来回运动，进而带动振动翻板振荡。

进一步地，所述偏心传动连接头包括固定连接头、连接轴承和中心连接轴；所述固定连接头和连接轴承通过中心连接轴固定连接；所述连接轴承的外圈可转动，所述连接轴承的外圈与偏心传动盘连接。

进一步地，所述振荡驱动器包括传动主轴、传动皮带和传动副轴；所述传动皮带安装在传动主轴和传动副轴之间，传动主轴通过传动皮带带动传动副轴转动；所述偏心传动杆安装在传动副轴上，偏心传动杆通过传动副轴带动转动，传动主轴与电机连接。

进一步地，所述齿轮传动杆上连接有齿轮传动轴；所述齿轮传动轴一端安装在齿轮传动杆上，另一端安装在齿轮传动盘上，齿轮传动盘偏心安装于齿轮传动轴上；所述齿轮连接轴安装在齿轮传动盘另一面，齿轮连接轴的另一端安装在翻板齿轮上，所述翻板架上设置有多组翻板齿轮，翻板齿轮之间相互带动转动；所述齿轮传动杆由齿轮驱动器传动，齿轮传动杆带动齿轮传动轴、齿轮传动盘和齿轮连接轴转动，进而带动振动翻板翻转。

进一步地，所述齿轮驱动器包括传动主机、传动带、传动轮和传动钮；所述传动带安装在传动主机和传动轮之间，传动主机通过传动带带动传动轮转动；所述传动钮在传动轮上边缘，齿轮传动杆安装在传动钮上；所述传动轮带动传动钮和齿轮传动杆运动，所述传动主机为电机。

进一步地，所述出料口包括出料仓、出料上翻板和出料下翻板；所述出料仓为长方体形状，上下面为边长15 cm~40 cm的正方形，高度为10 cm~40 cm；所述出料上翻板为两扇长方形，长为15 cm~40 cm，宽为7.5 cm~20 cm；所述出料下翻板为边长15 cm~40 cm的正方形，所述出料上翻板和出料下翻板具体大小根据出料仓上下面大小而定；所述出料口出料时，出料上翻版开启，出料下翻板关闭，碳化后的复合生物碳临时储存于出料仓；出料完毕后，出料上翻板关闭，出料下翻板开启，复合生物碳排出碳化炉腔体；本发明可极大程度较小碳化炉腔体中的臭气废气和余热的外溢。

本发明立式结构起到热量的内部循环作用，加热装置使得设备内温度具有梯度变换，设备内热气流进行内部循环流动，最顶层污泥经过最高温度热解后落入下一层，较低温度的下一层使污泥持续受热，污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，使得本发明热效率高，从而使投资和运行成本降低；本发明为立式炉体，通过振动翻板的分段开合，实现连续进料、连续碳化、连续出料的过程，保证设备长期高温运行的连续性和炉腔高温的充分利用，翻板的振荡使污泥均匀受热，减少反应时间，多层翻板逐级反应，使得碳化更为彻底；本发明通过温度传感器传递碳化炉温度，并通过中央控制系统控制多台燃烧机启闭个数和燃烧功率，起到立式污泥碳化设备炉腔内的温度控制，可根据需要上下调整和监控温度，充分利用热量；燃烧机在炉外布设，维修方便；炉体内壁经过特殊处理，具有抗腐蚀能力，因此可将本发明用于工业污泥、食品污泥等具有腐蚀性污泥的碳化、焚烧等。

一种热循环精确控温梯度碳化设备用于污泥处理的方法，包括如下步骤：

（1）进行碳化前，需进行立式污泥碳化设备炉体的预热；根据所需碳化温度，通过中央控制系统选择开启燃烧机的个数和功率，进行20~60 min的预热，预热温度为300°C~600°C；每层燃烧机同时加热，温度传感器实时监控各层温度，控制最低层温度为目标碳化温度，由下而上逐层递减20°C~50°C，形成炉内温度梯度，使炉内形成热气的循环流动，提高碳化效率，起到节省能源的作用；随后中央控制系统对燃烧机根据碳化过程温度高低进行启闭和功率调整；

（2）立式污泥碳化设备炉体到达碳化所需温度后，进料上翻板开启，进料下翻板关闭，适量干燥污泥生物质混合物进入到进料仓中临时储存；之后进料上翻板关闭，进料下翻板开启，干燥污泥生物质混合物由进料口进入到碳化炉腔体内；此时振动翻板均为水平状态，适量干燥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板承接；所述污泥生物质混合物中，生物质占混合物总重量1%~2%；所述生物质包括树叶、茶叶渣、锯木屑、甘蔗渣或水葫芦中的一种以上；

（3）振荡驱动器带动偏心传动杆和偏心传动轴承，使振动翻板上的污泥生物质混合物振荡，均匀受热碳化；

（4）最顶层振动翻板上的污泥生物质混合物受热5~12 min后，最顶层振动翻板翻转180°，污泥生物质混合物落下，被第二层振动翻板承接，最顶层振动翻板仍保持水平；随后进料上翻板开启，进料下翻板关闭，适量干燥污泥生物质混合物进入到进料仓中临时储存；之后进料上翻板关闭，进料下翻板开启，干燥污泥生物质混合物由进料口进入到碳化炉腔体内，适量干燥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板承接；翻板叶由齿轮驱动器、齿轮传动杆、齿轮传动轴和翻板齿轮带动翻转；

（5）进料过程和翻板翻转过程，振动翻板由偏心传动杆和偏心传动轴承带动持续振荡；最顶层和第二层振动翻板上的污泥生物质混合物受热5~20 min后，第二层振动翻板翻转180°，第二层振动翻板上污泥生物质混合物落入第三层振动翻板中，第二层振动翻板保持水平；随后最顶层振动翻板翻转180°，最顶层层振动翻板上污泥生物质混合物落入第二层振动翻板中，最顶层振动翻板保持水平；随后进料上翻板开启，进料下翻板关闭，适量干燥污泥生物质混合物进入到进料仓中临时储存；之后进料上翻板关闭，进料下翻板开启，干燥污泥生物质混合物由进料口进入到碳化炉腔体内，适量干燥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板承接；以此类推，直至所有振动翻板均承接适量干燥污泥生物质混合物；进料口的进料和振动翻板的翻转振荡均由中央控制系统自动控制；

（6）经过4~18层的振动翻板后，最底层振动翻板翻转180°，碳化后的复合生物碳进入复合生物碳收集腔；污泥生物质混合物总的碳化时间控制在1~2 h，碳化时间由振动翻板设置层数和设定的碳化温度控制；

（7）出料上翻板开启，碳化后的复合生物碳进入出料仓临时储存；出料上翻板关闭，出料下翻板开启，出料仓中临时储存的复合生物碳排出碳化炉腔体进行进一步利用。

上述方法中，所述污泥为工业污泥或生活污泥中的一种或两者的混合。

上述方法中，所述工业污泥包括印染污泥、洗水污泥、食品工业污泥、造纸污泥、高浓废水处理污泥、电镀污泥或垃圾渗滤液污泥中的一种以上。

上述方法中，所述生活污泥包括生活污水处理厂污泥或河道疏浚淤泥中的一种以上。

本发明的立式污泥碳化设备，在污泥生物质混合物碳化过程产生的大量余热和臭气废气，通过余热气体排出口排出，余热气体排出口另一端可接入其他工艺（如污泥生物质混合物干燥工艺）中进行余热利用，也可接入废气处理系统中，对臭气废气进行无害化处理。

本发明一种热循环精确控温梯度碳化设备在使用过程中将进料口、出料口、余热气体排出口打开还可以作为焚烧炉使用，通过混入空气，形成有氧环境，对污泥等固体废物进行焚烧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明将生物质（树叶、茶叶渣、锯木屑、甘蔗渣、水葫芦等）掺入污泥中，能有效降低污泥的黏性，有利于污泥后续碳化过程的进行，并提高了生物碳产率、增加生物碳热值，还可减少污泥碳化过程产生的臭气。

2.本发明摒弃了传统旋窑的设置，采用立式炉体和振动翻板进行污泥的碳化，可极大程度解决设备长期高温运行引起的设备变形、过快老化和趴窝等问题，立式炉体设置可在高温条件下长期不间歇稳定运行、连续生产。

3.本发明的立式结构起到热量的内部循环作用，使得本发明热效率高，并可根据实际所需设备大小，选择燃烧机、振动翻板和温度传感器个数；多台燃烧机可有效控制炉腔内各层形成温度梯度，最顶层污泥经过设定的最低温度热解后落入下一层，较高温度的下一层使污泥持续受热，此时污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，振动翻板的振荡使污泥均匀受热，多层翻板逐级反应，使得碳化更为彻底，节约能源的同时提高了工作效率。

4.本发明的燃烧机等组件均在炉外布设，维修方便；且炉体内壁经过特殊处理，具有抗腐蚀能力，因此可将本发明用于工业污泥、食品污泥等具有腐蚀性污泥的碳化。

5.本发明具有余热利用和臭气废气排出口，可将余热气体和臭气废气排出至干燥系统进行余热利用或排出至废气处理系统对废气进行处理，极大程度减小污泥碳化过程产生的臭气和废气对环境的影响。

6.本发明采用中央控制系统自动控制进出料、自动控制设备启动运行、根据温度传感器反馈碳化炉实时温度、自动控制碳化炉温度、自动排出余热和臭气废气等。

附图说明

图1为一种热循环精确控温梯度碳化设备结构示意图。

图2为一种热循环精确控温梯度碳化设备炉体结构示意图。

图3为一种热循环精确控温梯度碳化设备的进料口结构示意图。

图4为一种热循环精确控温梯度碳化设备的振动翻板的结构示意图。

图5为一种热循环精确控温梯度碳化设备的振动翻板的结构示意图。

图6为一种热循环精确控温梯度碳化设备的偏心传动杆的结构示意图。

图7为一种热循环精确控温梯度碳化设备的偏心传动杆的偏心传动连接头结构示意图。

图8为一种热循环精确控温梯度碳化设备的振荡驱动器的结构示意图。

图9为一种热循环精确控温梯度碳化设备的齿轮传动杆的结构示意图。

图10为一种热循环精确控温梯度碳化设备的齿轮驱动器的结构示意图。

图11为一种热循环精确控温梯度碳化设备的出料口的结构示意图。

图12为图4的局部放大图。

图中各个部件如下：

进料口1、立式污泥碳化设备炉体2、振动翻板3、偏心传动杆4、振荡驱动器5、齿轮传动杆6、齿轮驱动器7、燃烧机8、温度传感器9、出料口10、余热气体排出口11、中央控制系统12、碳化炉腔体201、偏心传动杆安装口202、齿轮传动杆安装口203、温度传感器安装口204、燃烧机安装口205、复合生物碳收集腔206、立式污泥碳化设备支撑脚207、进料仓101、进料上翻板102、进料下翻板103、翻板架301、翻板叶302、翻板叶303、翻板杆304、翻板齿轮305、偏心传动盘401、偏心传动连接头402和偏心传动连接轴403、固定连接头404、连接轴承405和中心连接轴406、传动主轴501、传动皮带502和传动副轴503、齿轮传动轴601、齿轮传动盘602和齿轮连接轴603、传动主机701、传动带702、传动轮703和传动钮704、出料仓1001、出料上翻板1002、出料下翻板1003。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

如图1~图12所述，一种热循环精确控温梯度碳化设备，设备内部设置有一块以上的振动翻板3，所述每个振动翻板3之间采用上下设置的方式，在设备的外壁面设置有加热装置，所述加热装置的发热口位于所述振动翻板3两侧；所述振动翻板3具有对位于板面的污泥产生振动以及翻滚的作用；所述加热装置使得设备内温度具有梯度变换，设备内热气流进行内部循环。所述加热装置为燃烧机8或不锈钢电加热管、陶瓷电加热器或石墨烯加热器等。所述振动翻板3水平安装在立式污泥碳化设备炉体2内；所述振动翻板3由多块翻板组成；所述的偏心传动杆4安装在振动翻板3一端；所述偏心传动杆4一端与振荡驱动器5连接；所述振动翻板3由振荡驱动器5和偏心传动杆4带动振荡；所述的齿轮传动杆6安装在振动翻板3另一端；所述齿轮传动杆6一端与齿轮驱动器7连接；所述振动翻板3由齿轮驱动器7和齿轮传动杆6带动翻转；所述的燃烧机8安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧。设备箱体内设置有温度传感器9；所述的温度传感器9安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧边缘。

本发明还包括中央控制系统12，所述中央控制系统12分别与振动翻板3、振荡驱动器5、齿轮驱动器7、温度传感器9和加热装置电性连接，用于采集温度数据以及控制振荡驱动器5、齿轮驱动器7、振动翻板3和加热装置的启闭和功率；所述中央控制系统12控制振动翻板3的开合时间，调节污泥生物质混合物的碳化时间；所述中央控制系统12控制振荡驱动器5启闭和运行功率，调节振动翻板3的振动频率；所述的中央控制系统12控制加热装置的启闭和燃烧功率，调节立式污泥碳化设备炉体2内的碳化温度和温度梯度。所述的振动翻板3水平安装在立式污泥碳化设备炉体2内；所述振动翻板3由多块翻板组成；所述的偏心传动杆4安装在振动翻板3一端；所述偏心传动杆4一端与振荡驱动器5连接；所述振动翻板3由振荡驱动器5和偏心传动杆4带动振荡；所述的齿轮传动杆6安装在振动翻板3另一端；所述偏心传动杆4一端与振荡驱动器5连接；所述振动翻板3由齿轮驱动器7和齿轮传动杆6带动翻转；所述的燃烧机8安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧；所述的温度传感器9安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧边缘。所述设备包括进料口1、立式污泥碳化设备炉体2、振动翻板3、偏心传动杆4、振荡驱动器5、齿轮传动杆6、齿轮驱动器7、燃烧机8、温度传感器9、出料口10、余热气体排出口11和中央控制系统12；所述的进料口1设置在立式污泥碳化设备炉体2顶部，污泥生物质混合物由进料口1进入立式污泥碳化设备炉体2；所述的振动翻板3水平安装在立式污泥碳化设备炉体2内；所述振动翻板3由多块翻板组成，可翻转，保证碳化后的生物碳落下炉体底部；所述立式污泥碳化设备炉体2预留振动翻板3安装孔，振动翻板3块数可根据需要增减；所述的偏心传动杆4安装在振动翻板3一端；所述偏心传动杆4一端与振荡驱动器5连接；所述振动翻板3由振荡驱动器5和偏心传动杆4带动振荡，对污泥生物质混合物进行翻滚，起到均匀受热作用；所述的齿轮传动杆6安装在振动翻板3另一端；所述齿轮传动杆4一端与传动装置7连接；所述振动翻板3由齿轮驱动器7和齿轮传动杆6带动翻转，使污泥生物质混合物热解后落入下一层振动翻板3；所述的燃烧机8安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧；所述立式污泥碳化设备炉体2上预留燃烧机8安装孔，燃烧机8个数可根据需要增减；所述的温度传感器9安装在立式污泥碳化设备炉体2两侧边缘；所述立式污泥碳化设备炉体2预留温度传感器9安装孔，温度传感器9个数可根据需要增减；所述的出料口10在立式污泥碳化设备炉体2底部，污泥生物质混合物碳化后的产品由出料口10排出收集；所述的余热气体排出口11在立式污泥碳化设备炉体2顶部，预留个数为4个，可根据实际需要启闭；使用中的余热气体排出口11与余热气体排出管密封连接，未使用的余热气体排出口11密封闭合，使热气不溢出；所述余热气体排出口11可排出立式污泥碳化设备炉体2内污泥生物碳混合物碳化过程余热，回用至其他工艺，如污泥干燥过程；所述的振动翻板3、振荡驱动器5、齿轮驱动器7和燃烧机8由中央控制系统12控制启闭和功率；所述中央控制系统12控制振动翻板3的开合时间，调节污泥生物质混合物的碳化时间；所述中央控制系统12控制振荡驱动器5启闭和运行功率，调节振动翻板3的振动频率；所述中央控制系统12控制齿轮驱动器7启闭，调节振动翻板3翻转；所述的中央控制系统12控制燃烧机8的启闭和燃烧功率，调节立式污泥碳化设备炉体2内的碳化温度，调节温度区间为300°C~600°C。所述立式污泥碳化设备炉体2包括进料口1、碳化炉腔体201、偏心传动杆安装口202、齿轮传动杆安装口203、温度传感器安装口204、燃烧机安装口205、复合生物碳收集腔206、炉体支撑脚207、出料口10和余热气体排出口11（如图2所示）；所述进料口1为边长20 cm~60 cm正方形；污泥生物质混合物由所述进料口1进入碳化炉；所述进料口1大小可根据需要碳化的污泥生物质混合物进料量进行设计；所述碳化炉腔体201为长方形腔体，为污泥生物质混合物进行碳化作用的主要空间；腔体长为1.0 m~3.5 m，腔体宽为1.0 m~3.5 m，腔体高为1.0 m~3.5 m，腔体体积为1.000 m

如图6所示，所述偏心传动杆4上连接有偏心传动盘401，偏心传动连接头402安装在偏心传动盘401上，偏心传动连接头402另一端连接偏心传动连接轴403，所述偏心传动连接轴403与翻板架301连接；所述偏心传动杆4由偏心驱动器5带动来回转动；所述偏心传动杆4通过顺、逆时针来回转动270°带动偏心传动盘401转动，以此带动偏心传动连接头402和偏心传动连接轴403来回运动，进而带动振动翻板3振荡。

如图7所示，所述偏心传动连接头402包括固定连接头404、连接轴承405和中心连接轴406；所述固定连接头404和连接轴承405通过中心连接轴406固定连接；所述连接轴承405的外圈可转动，所述连接轴承405的外圈与偏心传动盘401连接。

如图8所示，所述振荡驱动器5包括传动主轴501、传动皮带502和传动副轴503；所述传动皮带502安装在传动主轴501和传动副轴503之间，传动主轴501通过传动皮带502带动传动副轴503转动；所述偏心传动杆4安装在传动副轴503上，偏心传动杆4通过传动副轴503带动转动，传动主轴501与电机连接。

如图9所示，所述齿轮传动杆6上连接有齿轮传动轴601；所述齿轮传动轴601一端安装在齿轮传动杆6上，另一端安装在齿轮传动盘602上，齿轮传动盘602偏心安装于齿轮传动轴601上；所述齿轮连接轴603安装在齿轮传动盘602另一面，齿轮连接轴603的另一端安装在翻板齿轮305上，所述翻板架301上设置有多组翻板齿轮305，翻板齿轮305之间相互带动转动（如图12所示）；所述齿轮传动杆6由齿轮驱动器7传动，齿轮传动杆6带动齿轮传动轴601、齿轮传动盘602和齿轮连接轴603转动，进而带动振动翻板3翻转。

如图10所示，所述齿轮驱动器7包括传动主机701、传动带702、传动轮703和传动钮704；所述传动带702安装在传动主机701和传动轮703之间，传动主机701通过传动带702带动传动轮703转动；所述传动钮704在传动轮703上边缘，齿轮传动杆6安装在传动钮704上；所述传动轮703带动传动钮704和齿轮传动杆6运动，所述传动主机701为电机。

如图11所示，所述出料口10包括出料仓1001、出料上翻板1002和出料下翻板1003；所述出料仓1001为长方体形状，上下面为边长15 cm~40 cm的正方形，高度为10 cm~40 cm；所述出料上翻板1002为两扇长方形，长为15 cm~40 cm，宽为7.5 cm~20 cm；所述出料下翻板1003为边长15 cm~40 cm的正方形，所述出料上翻板1002和出料下翻板1003具体大小根据出料仓1001上下面大小而定；所述出料口10出料时，出料上翻版1002开启，出料下翻板1003关闭，碳化后的复合生物碳临时储存于出料仓1001；出料完毕后，出料上翻板1002关闭，出料下翻板1003开启，复合生物碳排出碳化炉腔体201；本发明可极大程度较小碳化炉腔体201中的臭气废气和余热的外溢。本发明一种立式污泥振荡碳化设备在使用过程中将进料口、出料口、余热气体排出口打开还可以作为焚烧炉使用，通过混入空气，形成有氧环境，对污泥等固体废物进行焚烧。

本发明中的碳化炉腔体还可以采用圆形设计，其直径为2m，内部振动翻板3亦采用圆形设计。

以下实施例采用方形的碳化炉腔体进行处理。

实施例1

采用低温碳化工艺，要求干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物（生物质含量为2%）处理量为850 kg/h：

1）立式污泥碳化设备炉体2安装16个振动翻板3、8个燃烧机8、8个温度传感器9；由中央控制系统12控制8个燃烧机8最大功率启动，对立式污泥碳化设备炉体2进行预热；预热目标温度最高300°C，8个燃烧机8同时启动，最上两层温度到达230°C时，最上一台燃烧机8关闭，第三四层温度到达240°C时，第二台燃烧机8关闭，以此类推，直至最低两层温度到达300°C，由温度传感器9实时反馈碳化炉腔体201内的温度；

2）预热温度到达300°C后，温度传感器9反馈信息至中央控制系统12，振动翻板3均调整为水平状态，振荡驱动器5带动偏心传动杆4，使振动翻板3开始振荡；

3）中央控制系统12控制进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内；80 kg干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接、振荡；

4）最顶层振动翻板3上的水体疏浚淤泥污泥生物质混合物受热5 min后，中央控制系统12控制最顶层振动翻板3翻转180°，水体疏浚淤泥污泥生物质混合物落下，被第二层振动翻板3承接，最顶层振动翻板3仍保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接；振动翻板3翻转过程和进料口1进料过程，振动翻板保持振荡状态，干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物保持均匀受热状态；

5）最顶层和第二层振动翻板3上的水体疏浚淤泥污泥生物质混合物受热5 min后，第二层振动翻板3翻转180°，第二层振动翻板3上水体疏浚淤泥污泥生物质混合物落入第三层振动翻板3中，第二层振动翻板3保持水平；随后最顶层振动翻板3翻转180°，最顶层振动翻板3上水体疏浚淤泥污泥生物质混合物落入第二层振动翻板3中，最顶层振动翻板3保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，适量水体疏浚淤泥污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接；以此类推，直至所有振动翻板3均承接了干燥污泥生物质混合物；

6）干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物经过16层的振动翻板3逐级受热并振荡后，上层污泥经过较低温度热解后落入下一层，较高温度的下一层使污泥持续受热，此时污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，炉体内的温度差是热气在炉内循环流动，最底层振动翻板3上污泥生物质混合物已高温碳化90 min，产生复合生物碳；最底层振动翻板3翻转180°，碳化后的复合生物碳进入复合生物碳收集腔205；

7）干燥水体疏浚淤泥污泥生物质混合物经过1.5 h碳化后，中央控制系统12控制出料上翻板1002开启，碳化后的复合生物碳进入出料仓1001临时储存；出料上翻板1002关闭，出料下翻板1003开启，出料仓中临时储存的复合生物碳排出碳化炉腔体201，运输至储存仓储存；系统连续运行300天，1 h产生的复合生物碳约为420 kg；

8）碳化过程，立式污泥碳化设备炉体2内温度由温度传感器9实时监控，最高温度偏离300±30°C时，温度传感器9将信息反馈至中央控制系统12，中央控制系统控制燃烧机8功率增减，对立式污泥碳化设备炉体2内温度进行调控，保持炉腔温度为300±30°C；

9）水体疏浚淤泥污泥生物质混合物碳化过程产生的大量余热和臭气废气，通过余热气体排出口11排出至其他工艺（如污泥生物质混合物干燥工艺）中进行余热利用，或接入废气处理系统中，对臭气废气进行无害化处理。

实施例2

采用高温快速碳化工艺，要求干燥印染污泥（该印染污泥中含有生物质，含量约为2%）处理量为1200 kg/h：

1）立式污泥碳化设备炉体2安装6个振动翻板3、6个燃烧机8、6个温度传感器9；由中央控制系统12控制6个燃烧机8最大功率启动，立式污泥碳化设备炉体2预热目标温度最高600°C，6个燃烧机8同时启动，最上层温度到达500°C时，最上一台燃烧机8关闭，第二层温度到达520°C时，第二台燃烧机8关闭，以此类推，直至最低层温度到达600°C，振动翻板3均调整为水平状态并开始振荡，由温度传感器9实时反馈碳化炉腔体201内的温度；

2）进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，200 kg干燥印染污泥进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥印染污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内；200 kg干燥印染污泥由最顶层的振动翻板3承接、振荡；

3）最顶层振动翻板3上的印染污泥受热10 min后，中央控制系统12控制最顶层振动翻板3翻转180°，印染污泥落下，被第二层振动翻板3承接，最顶层振动翻板3仍保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，200 kg干燥印染污泥进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥印染污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，200 kg干燥印染污泥由最顶层的振动翻板3承接；振动翻板3翻转过程和进料口1进料过程，振动翻板保持振荡状态，干燥印染污泥保持均匀受热状态；

4）最顶层和第二层振动翻板3上的印染污泥受热10 min后，第二层振动翻板3翻转180°，第二层振动翻板3上印染污泥落入第三层振动翻板3中，第二层振动翻板3保持水平；随后最顶层振动翻板3翻转180°，最顶层振动翻板3上印染污泥落入第二层振动翻板3中，最顶层振动翻板3保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，适量印染污泥进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥印染污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，200 kg干燥印染污泥由最顶层的振动翻板3承接；以此类推，直至所有振动翻板3均承接了干燥印染污泥；

5）干燥印染污泥经过6层的振动翻板3逐级受热并振荡后，上层污泥经过较低温度热解后落入下一层，较高温度的下一层使污泥持续受热，此时污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，炉体内的温度差使热气在炉内循环流动，最底层振动翻板3上污泥生物质混合物已高温碳化1 h，产生复合生物碳；最底层振动翻板3翻转180°，碳化后的印染污泥进入复合生物碳收集腔205；

6）干燥印染污泥经过1 h碳化后，中央控制系统12控制出料上翻板1002开启，碳化后的复合生物碳进入出料仓1001临时储存；出料上翻板1002关闭，出料下翻板1003开启，出料仓中临时储存的复合生物碳排出碳化炉腔体201，运输至储存仓储存；系统连续运行，1 h产生的复合生物碳约为600 kg；

7）碳化过程，立式污泥碳化设备炉体2内温度由温度传感器9实时监控，温度偏离600±20°C时，温度传感器9将信息反馈至中央控制系统12，中央控制系统控制燃烧机8功率增减，对立式污泥碳化设备炉体2内温度进行调控，保持炉腔温度为600±20°C；

8）印染污泥碳化过程产生的大量余热和臭气废气，通过余热气体排出口11排出至喷淋系统进行降温，再接入废气废水处理系统中，对废气废水进行无害化处理。

实施例3

采用高温焚烧工艺，要求干燥污泥处理量为1200 kg/h：

1）立式污泥碳化设备炉体2安装6个振动翻板3、6个燃烧机8、6个温度传感器9；由中央控制系统12控制6个燃烧机8最大功率启动，振动翻板3均调整为水平状态并开始振荡，进料口1、出料口10和余热气体排出口11均打开，由温度传感器9实时反馈碳化炉腔体201内的温度；

2）200 kg干燥污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内；200 kg干燥污泥由最顶层的振动翻板3承接、振荡；

3）最顶层振动翻板3上的污泥受热10 min后，中央控制系统12控制最顶层振动翻板3翻转180°，污泥落下，被第二层振动翻板3承接，最顶层振动翻板3仍保持水平；随后200kg干燥污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，200 kg干燥污泥由最顶层的振动翻板3承接；振动翻板3翻转过程和进料口1进料过程，振动翻板保持振荡状态，干燥污泥保持均匀受热状态；

4）最顶层和第二层振动翻板3上的污泥受热10 min后，第二层振动翻板3翻转180°，第二层振动翻板3上污泥落入第三层振动翻板3中，第二层振动翻板3保持水平；随后最顶层振动翻板3翻转180°，最顶层振动翻板3上污泥落入第二层振动翻板3中，最顶层振动翻板3保持水平；随后适量干燥污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，200 kg干燥污泥由最顶层的振动翻板3承接；以此类推，直至所有振动翻板3均承接了干燥污泥；

5）干燥污泥经过6层的振动翻板3逐级焚烧并振荡后，最底层振动翻板3上污泥已高温焚烧1 h，有机质和有害物质均已气化，仅剩下灰分；最底层振动翻板3翻转180°，灰分由出料口10排出。

实施例4

采用低温碳化工艺，要求干燥造纸污泥生物质混合物（生物质在混合物中的含量为1.5%）处理量为850 kg/h：

1）立式污泥碳化设备炉体2安装16个振动翻板3、8个燃烧机8、8个温度传感器9；由中央控制系统12控制8个燃烧机8最大功率启动，对立式污泥碳化设备炉体2进行预热；预热目标温度最高300°C，8个燃烧机8同时启动，最上两层温度到达230°C时，最上一台燃烧机8关闭，第三四层温度到达240°C时，第二台燃烧机8关闭，以此类推，直至最低两层温度到达300°C，由温度传感器9实时反馈碳化炉腔体201内的温度；

2）预热温度到达300°C后，温度传感器9反馈信息至中央控制系统12，振动翻板3均调整为水平状态，振荡驱动器5带动偏心传动杆4，使振动翻板3开始振荡；

3）中央控制系统12控制进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥造纸污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥造纸污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内；80 kg干燥造纸污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接、振荡；

4）最顶层振动翻板3上的造纸污泥生物质混合物受热5 min后，中央控制系统12控制最顶层振动翻板3翻转180°，污泥生物质混合物落下，被第二层振动翻板3承接，最顶层振动翻板3仍保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥造纸污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥造纸污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥造纸污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接；振动翻板3翻转过程和进料口1进料过程，振动翻板保持振荡状态，干燥造纸污泥生物质混合物保持均匀受热状态；

5）最顶层和第二层振动翻板3上的造纸污泥生物质混合物受热5 min后，第二层振动翻板3翻转180°，第二层振动翻板3上造纸污泥生物质混合物落入第三层振动翻板3中，第二层振动翻板3保持水平；随后最顶层振动翻板3翻转180°，最顶层振动翻板3上污泥生物质混合物落入第二层振动翻板3中，最顶层振动翻板3保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，适量干燥污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥造纸污泥生物质混合物由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接；以此类推，直至所有振动翻板3均承接了干燥污泥生物质混合物；

6）干燥造纸污泥生物质混合物经过16层的振动翻板3逐级受热并振荡后，上层污泥经过较低温度热解后落入下一层，较高温度的下一层使污泥持续受热，此时污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，炉体内的温度差是热气在炉内循环流动，最底层振动翻板3上污泥生物质混合物已高温碳化90 min，产生复合生物碳；最底层振动翻板3翻转180°，碳化后的造纸污泥生物质混合物入复合生物碳收集腔205；

7）干燥造纸污泥生物质混合物经过1.5 h碳化后，中央控制系统12控制出料上翻板1002开启，碳化后的复合生物碳进入出料仓1001临时储存；出料上翻板1002关闭，出料下翻板1003开启，出料仓中临时储存的复合生物碳排出碳化炉腔体201，运输至储存仓储存；系统连续运行300天，1 h产生的复合生物碳约为420 kg；

8）碳化过程，立式污泥碳化设备炉体2内温度由温度传感器9实时监控，最高温度偏离300±30°C时，温度传感器9将信息反馈至中央控制系统12，中央控制系统控制燃烧机8功率增减，对立式污泥碳化设备炉体2内温度进行调控，保持炉腔温度为300±30°C；

9）造纸污泥生物质混合物碳化过程产生的大量余热和臭气废气，通过余热气体排出口11排出至其他工艺（如污泥生物质混合物干燥工艺）中进行余热利用，或接入废气处理系统中，对臭气废气进行无害化处理。

实施例5

采用低温碳化工艺，要求干燥生活污水处理厂污泥（该印染污泥中含有生物质，含量约为2%）处理量为850 kg/h：

1）立式污泥碳化设备炉体2安装16个振动翻板3、8个燃烧机8、8个温度传感器9；由中央控制系统12控制8个燃烧机8最大功率启动，对立式污泥碳化设备炉体2进行预热；预热目标温度最高300°C，8个燃烧机8同时启动，最上两层温度到达230°C时，最上一台燃烧机8关闭，第三四层温度到达240°C时，第二台燃烧机8关闭，以此类推，直至最低两层温度到达300°C，由温度传感器9实时反馈碳化炉腔体201内的温度；

2）预热温度到达300°C后，温度传感器9反馈信息至中央控制系统12，振动翻板3均调整为水平状态，振荡驱动器5带动偏心传动杆4，使振动翻板3开始振荡；

3）中央控制系统12控制进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥生活污水处理厂污泥进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥生活污水处理厂污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内；80 kg干燥生活污水处理厂污泥由最顶层的振动翻板3承接、振荡；

4）最顶层振动翻板3上的生活污水处理厂污泥受热5 min后，中央控制系统12控制最顶层振动翻板3翻转180°，污泥生物质混合物落下，被第二层振动翻板3承接，最顶层振动翻板3仍保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，80 kg干燥生活污水处理厂污泥进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥生活污水处理厂污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥生活污水处理厂污泥由最顶层的振动翻板3承接；振动翻板3翻转过程和进料口1进料过程，振动翻板保持振荡状态，干燥生活污水处理厂污泥保持均匀受热状态；

5）最顶层和第二层振动翻板3上的生活污水处理厂污泥受热5 min后，第二层振动翻板3翻转180°，第二层振动翻板3上生活污水处理厂污泥落入第三层振动翻板3中，第二层振动翻板3保持水平；随后最顶层振动翻板3翻转180°，最顶层振动翻板3上污泥生物质混合物落入第二层振动翻板3中，最顶层振动翻板3保持水平；随后进料上翻板102开启，进料下翻板103关闭，适量干燥污泥生物质混合物进入到进料仓101中临时储存；之后进料上翻板102关闭，进料下翻板103开启，干燥生活污水处理厂污泥由进料口1进入到碳化炉腔体201内，80 kg干燥污泥生物质混合物由最顶层的振动翻板3承接；以此类推，直至所有振动翻板3均承接了干燥污泥生物质混合物；

6）干燥造纸污泥生物质混合物经过16层的振动翻板3逐级受热并振荡后，上层污泥经过较低温度热解后落入下一层，较高温度的下一层使污泥持续受热，此时污泥中的有机质裂解产生一部分热量，对该层温度进行补偿，炉体内的温度差是热气在炉内循环流动，最底层振动翻板3上污泥生物质混合物已高温碳化90 min，产生复合生物碳；最底层振动翻板3翻转180°，碳化后的生活污水处理厂污泥入复合生物碳收集腔205；

7）干燥生活污水处理厂污泥经过1.5 h碳化后，中央控制系统12控制出料上翻板1002开启，碳化后的复合生物碳进入出料仓1001临时储存；出料上翻板1002关闭，出料下翻板1003开启，出料仓中临时储存的复合生物碳排出碳化炉腔体201，运输至储存仓储存；系统连续运行300天，1 h产生的复合生物碳约为420 kg；

8）碳化过程，立式污泥碳化设备炉体2内温度由温度传感器9实时监控，最高温度偏离300±30°C时，温度传感器9将信息反馈至中央控制系统12，中央控制系统控制燃烧机8功率增减，对立式污泥碳化设备炉体2内温度进行调控，保持炉腔温度为300±30°C；

9）生活污水处理厂污泥碳化过程产生的大量余热和臭气废气，通过余热气体排出口11排出至其他工艺（如污泥生物质混合物干燥工艺）中进行余热利用，或接入废气处理系统中，对臭气废气进行无害化处理。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的发明申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖的发明范围。