污泥蒸汽低溫裂解處理技術(shù)

1、污泥蒸汽低溫裂解處理技術(shù)一、工藝原理1、污泥無(wú)氧熱分解的機(jī)理污泥均由親水性帶負(fù)電荷的膠體顆粒組成，揮發(fā)性固體含量高、比阻值大，脫水困難?；钚晕勰嗟挠?機(jī)份包括平均粒徑小于0.川 的膠體顆粒，1.0100p之間的超膠體顆粒及由膠體顆粒聚集的大顆粒所組 成。所以比阻值最大，脫水更困難。一般認(rèn)為污泥的比阻值在（0.10.4）*109S2/g之間時(shí)，進(jìn)行機(jī)械脫 水較為經(jīng)濟(jì)與適宜，但污泥的比阻值均大于此值。污泥無(wú)氧熱分解基于有機(jī)物在還原性氣氛（無(wú)氧）和一定的溫度下發(fā)生分解的原理，熱分解使有機(jī)物 大分子鏈被打斷，結(jié)合水脫出，產(chǎn)生烴類(lèi)的熱解氣體和小分子鏈結(jié)構(gòu)的有機(jī)物。臺(tái)灣大學(xué)化學(xué)工程學(xué)系實(shí)驗(yàn)室自1997年開(kāi)

2、始對(duì)于污泥之無(wú)氧熱分解進(jìn)行研究，使用升溫?zé)嶂胤治?（Nonisothermalgravimetric analysis）分析熱分解反應(yīng)動(dòng)力過(guò)程。根據(jù)研究試驗(yàn)，活性污泥在430K的還 原性氣氛下即開(kāi)始分解，當(dāng)溫度低于400K時(shí)，釋放的物種主要是水（H2O），在450 510K主要是二氧化 碳（CO），當(dāng)溫度繼續(xù)升高，釋放出包括HCN、CO、C2H6等物質(zhì)以及其它直鏈碳?xì)浠衔铮╫lefins）或是 碳?xì)溲趸衔铮╟arboxylates）的破碎片段（見(jiàn)下圖）。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看來(lái)，污泥熱分解產(chǎn)物50%以上是氣體，30%為可回收之液態(tài)油類(lèi)，以及不到20%之固體 殘余（碳和灰分）。污泥的熱分解可以有效回收

3、部份碳源，但會(huì)產(chǎn)生大量氣體和消耗大量熱能。利用上述原理可以有兩個(gè)不同的工程應(yīng)用方向，一是利用熱解的全過(guò)程生產(chǎn)氣化產(chǎn)物的可燃油類(lèi)和固 體產(chǎn)物碳，一是控制在熱分解的初始低溫段使大量的結(jié)合水釋放為自由水，達(dá)到改善污泥脫水性能的目的。2、蒸汽低溫裂解干化機(jī)理利用一定溫度和壓力的蒸汽作為工藝氣體處理污泥，在無(wú)氧熱分解過(guò)程中，控制低溫（230C）下， 產(chǎn)生的裂解氣體較少，而膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，膠體顆粒的穩(wěn)定性被破壞，污泥內(nèi)部水與吸附水被釋放， 比阻可降至1.0*108S2/g （比阻：?jiǎn)挝贿^(guò)濾面積上單位干重濾餅所具有的阻力），脫水性能大大改善。這 個(gè)過(guò)程，在污泥處理行業(yè)的術(shù)語(yǔ)又叫做污泥的熱調(diào)質(zhì)。經(jīng)蒸汽低

4、溫裂解調(diào)質(zhì)的污泥，可用通常的機(jī)械脫水 方式去除30%40%的水分，基本達(dá)到入爐焚燒的含水率要求。蒸汽低溫裂解干化工藝是利用蒸汽低溫裂解的方式，改變污泥本身的膠體結(jié)構(gòu)，將包裹在濕污泥中的 物理化學(xué)結(jié)合水釋放為自由態(tài)水，改善污泥的脫水性能，再用傳統(tǒng)的機(jī)械方式去除水分。工藝具有裝置簡(jiǎn) 單可靠，運(yùn)營(yíng)成本低的顯著優(yōu)點(diǎn)。二、工藝流程物，破壞污泥的持水結(jié)構(gòu)，從而使污泥脫水性能大幅提高。反應(yīng)釜產(chǎn)物約含有30%自由態(tài)水，經(jīng)污泥泵送 至機(jī)械式脫水機(jī)擠壓脫水，可獲得含水率約55% 60%的半干污泥。半干污泥在風(fēng)干倉(cāng)鼓風(fēng)干燥，最終含 水率可由其強(qiáng)度和時(shí)間來(lái)控制，可降至10%以下。蒸汽低溫裂解反應(yīng)后的濕污泥經(jīng)歷了消毒和

5、滅活，臭味隨乏蒸汽帶出，已變成安全無(wú)污染的產(chǎn)品。經(jīng) 擠壓獲得的壓濾液無(wú)毒無(wú)味，含有高濃度的鉀和氮，是理想的優(yōu)質(zhì)濃縮液體有機(jī)肥料。本工藝的耗能量?jī)H為傳統(tǒng)干化工藝的30%，獲得的半干污泥同時(shí)完成了生物滅活，對(duì)后續(xù)處理提供了 非常好的條件。三、工藝技術(shù)特征環(huán)保。污泥在密閉反應(yīng)器中通過(guò)低溫?zé)峤膺^(guò)程，迅速完成殺菌除臭過(guò)程。資源化。污泥經(jīng)處理轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)液體有機(jī)肥料和固體燃料。固體燃料返回系統(tǒng)使用（作為蒸汽鍋 爐燃料），理論上只需要其中的1/3即可滿(mǎn)足反應(yīng)釜所需蒸汽，其余2/3還可供應(yīng)給電廠發(fā)電使用。減量化。燃料燃燒后形成少量灰渣，使污泥減量90%以上。節(jié)能。比傳統(tǒng)污泥干化技術(shù)總能耗大幅降低，污泥處理成本明

6、顯降低。快速。1小時(shí)左右完成殺菌除臭，24小時(shí)內(nèi)污泥含水從80%降至10%以下。模塊化。日處理能力以10噸、50噸、100噸為單位可任意調(diào)整，適合于各種規(guī)模城市的市政污泥 處理。多功能。適用于各種固體有機(jī)廢棄物（如廚余物、城市垃圾、動(dòng)物糞便等）的資源化和無(wú)害化處 理。四、污泥低溫裂解反應(yīng)釜主要參數(shù)污泥低位熱值（干基）：最高11700 kJ/kg最低7500 kJ/kg污泥水份：6580%不可燃分：3538%反應(yīng)釜容積：5M3單機(jī)處理能力：50噸/天單機(jī)最大處理能力：60噸/天蒸汽耗量：40%污泥蒸汽低溫裂解干化+焚燒系統(tǒng)污泥蒸汽低溫裂解干化+熱解氣化焚燒系統(tǒng)采用嶄新的技術(shù)及工藝，以較低運(yùn)營(yíng)成本

7、高效處理污泥， 相比傳統(tǒng)技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢(shì)：工藝簡(jiǎn)單可靠。蒸汽裂解干化工藝滿(mǎn)足了濕污泥在轉(zhuǎn)質(zhì)過(guò)程中所需還原性氣氛和合適溫度，避免 了傳統(tǒng)干化較為棘手的低溫、隔絕氧氣工藝要求，使工程化裝置的設(shè)計(jì)制造變得簡(jiǎn)單、可靠，有利于國(guó)產(chǎn) 化和造價(jià)的降低，同時(shí)減低了運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。達(dá)到“無(wú)害化、資源化、減量化”目標(biāo)。最終產(chǎn)品是完全無(wú)機(jī)化的焚燒灰渣，減量程度可達(dá)90% 以上。污泥的熱能完全回收利用，并存在壓濾液和爐渣兩項(xiàng)潛在副產(chǎn)品，資源化程度高。經(jīng)濟(jì)性好。利用該技術(shù)對(duì)污泥處理，使其干化至入爐焚燒的程度，所消耗熱能只相當(dāng)于污泥自身 產(chǎn)生蒸汽熱能的30%左右，不但可以達(dá)到干化能量的自給自足，項(xiàng)目達(dá)到一定規(guī)模后，還可

8、以考慮通過(guò)焚 燒發(fā)電方式實(shí)現(xiàn)廠用電自給甚至售電盈利。這是其它干化方式所不可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)！。環(huán)保和污染物控制技術(shù)成熟。在密閉反應(yīng)器中通過(guò)低溫?zé)峤?，迅速完成殺菌除臭過(guò)程，后續(xù)污泥 處理不會(huì)產(chǎn)生異味及污染。壓濾液如果作為污水處理，可采用成熟的工藝達(dá)標(biāo)排放；焚燒爐尾氣采用半干 法+活性炭吸附+布袋的處理工藝，同時(shí)由于污泥含氯較少，二嗯英產(chǎn)生量極小，各項(xiàng)污染物容易控制達(dá)標(biāo)。一、工藝簡(jiǎn)述濕污泥(含水約80% )注入反應(yīng)釜后通入過(guò)熱蒸汽，反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，使蒸汽與濕污泥混合均 勻，經(jīng)一定時(shí)間的低溫?zé)峤夥磻?yīng)，使具有高分子結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)變成為低分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)物，破壞污 泥的持水結(jié)構(gòu)，從而使污泥脫水性能大幅提高。工藝流程圖如下(點(diǎn)擊圖片查看詳情)反應(yīng)釜產(chǎn)物約含有30%自由態(tài)水，經(jīng)擠壓脫水，可獲得含水率約55%的半干污泥。在脫水工藝和焚燒 工藝之間設(shè)風(fēng)干倉(cāng)，利用焚燒產(chǎn)生的蒸汽對(duì)半干污泥進(jìn)行進(jìn)一步鼓風(fēng)干燥，半干污泥最終含水率控制在40% 左右。經(jīng)蒸汽低溫裂解反應(yīng)后的濕污泥也經(jīng)歷了消毒和滅活，臭味隨乏蒸汽帶出，已變成安全無(wú)污染的產(chǎn)品。 反應(yīng)釜導(dǎo)出的乏蒸汽經(jīng)除臭洗滌和冷凝，回送到鍋爐