污泥蒸汽低溫裂解處理技術

1、污泥蒸汽低溫裂解處理技術一、工藝原理1、污泥無氧熱分解的機理污泥均由親水性帶負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。一般認為污泥的比阻值在（0.10.4）*109S2/g之間時，進行機械脫 水較為經濟與適宜，但污泥的比阻值均大于此值。污泥無氧熱分解基于有機物在還原性氣氛（無氧）和一定的溫度下發(fā)生分解的原理，熱分解使有機物 大分子鏈被打斷，結合水脫出，產生烴類的熱解氣體和小分子鏈結構的有機物。臺灣大學化學工程學系實驗室自1997年開

2、始對于污泥之無氧熱分解進行研究，使用升溫熱重分析 （Nonisothermalgravimetric analysis）分析熱分解反應動力過程。根據研究試驗，活性污泥在430K的還 原性氣氛下即開始分解，當溫度低于400K時，釋放的物種主要是水（H2O），在450 510K主要是二氧化 碳（CO），當溫度繼續(xù)升高，釋放出包括HCN、CO、C2H6等物質以及其它直鏈碳氫化合物（olefins）或是 碳氫氧化合物（carboxylates）的破碎片段（見下圖）。從實驗結果看來，污泥熱分解產物50%以上是氣體，30%為可回收之液態(tài)油類，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，但會產生大量氣體和消耗大量熱能。利用上述原理可以有兩個不同的工程應用方向，一是利用熱解的全過程生產氣化產物的可燃油類和固 體產物碳，一是控制在熱分解的初始低溫段使大量的結合水釋放為自由水，達到改善污泥脫水性能的目的。2、蒸汽低溫裂解干化機理利用一定溫度和壓力的蒸汽作為工藝氣體處理污泥，在無氧熱分解過程中，控制低溫（230C）下， 產生的裂解氣體較少，而膠體結構發(fā)生很大變化，膠體顆粒的穩(wěn)定性被破壞，污泥內部水與吸附水被釋放， 比阻可降至1.0*108S2/g （比阻：單位過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 個過程，在污泥處理行業(yè)的術語又叫做污泥的熱調質。經蒸汽低

4、溫裂解調質的污泥，可用通常的機械脫水 方式去除30%40%的水分，基本達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構，將包裹在濕污泥中的 物理化學結合水釋放為自由態(tài)水，改善污泥的脫水性能，再用傳統(tǒng)的機械方式去除水分。工藝具有裝置簡 單可靠，運營成本低的顯著優(yōu)點。二、工藝流程物，破壞污泥的持水結構，從而使污泥脫水性能大幅提高。反應釜產物約含有30%自由態(tài)水，經污泥泵送 至機械式脫水機擠壓脫水，可獲得含水率約55% 60%的半干污泥。半干污泥在風干倉鼓風干燥，最終含 水率可由其強度和時間來控制，可降至10%以下。蒸汽低溫裂解反應后的濕污泥經歷了消毒和

5、滅活，臭味隨乏蒸汽帶出，已變成安全無污染的產品。經 擠壓獲得的壓濾液無毒無味，含有高濃度的鉀和氮，是理想的優(yōu)質濃縮液體有機肥料。本工藝的耗能量僅為傳統(tǒng)干化工藝的30%，獲得的半干污泥同時完成了生物滅活，對后續(xù)處理提供了 非常好的條件。三、工藝技術特征環(huán)保。污泥在密閉反應器中通過低溫熱解過程，迅速完成殺菌除臭過程。資源化。污泥經處理轉化為優(yōu)質液體有機肥料和固體燃料。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即可滿足反應釜所需蒸汽，其余2/3還可供應給電廠發(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)污泥干化技術總能耗大幅降低，污泥處理成本明

6、顯降低?？焖?。1小時左右完成殺菌除臭，24小時內污泥含水從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廢棄物（如廚余物、城市垃圾、動物糞便等）的資源化和無害化處 理。四、污泥低溫裂解反應釜主要參數污泥低位熱值（干基）：最高11700 kJ/kg最低7500 kJ/kg污泥水份：6580%不可燃分：3538%反應釜容積：5M3單機處理能力：50噸/天單機最大處理能力：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)采用嶄新的技術及工藝，以較低運營成本

7、高效處理污泥， 相比傳統(tǒng)技術具有顯著的優(yōu)勢：工藝簡單可靠。蒸汽裂解干化工藝滿足了濕污泥在轉質過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，使工程化裝置的設計制造變得簡單、可靠，有利于國產 化和造價的降低，同時減低了運營和維護成本。達到“無害化、資源化、減量化”目標。最終產品是完全無機化的焚燒灰渣，減量程度可達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潛在副產品，資源化程度高。經濟性好。利用該技術對污泥處理，使其干化至入爐焚燒的程度，所消耗熱能只相當于污泥自身 產生蒸汽熱能的30%左右，不但可以達到干化能量的自給自足，項目達到一定規(guī)模后，還可

8、以考慮通過焚 燒發(fā)電方式實現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！。環(huán)保和污染物控制技術成熟。在密閉反應器中通過低溫熱解，迅速完成殺菌除臭過程，后續(xù)污泥 處理不會產生異味及污染。壓濾液如果作為污水處理，可采用成熟的工藝達標排放；焚燒爐尾氣采用半干 法+活性炭吸附+布袋的處理工藝，同時由于污泥含氯較少，二嗯英產生量極小，各項污染物容易控制達標。一、工藝簡述濕污泥(含水約80% )注入反應釜后通入過熱蒸汽，反應釜內設有攪拌裝置，使蒸汽與濕污泥混合均 勻，經一定時間的低溫熱解反應，使具有高分子結構的碳氫化合物轉變成為低分子結構的有機物，破壞污 泥的持水結構，從而使污泥脫水性能大幅提高。工藝流程圖如下(點擊圖片查看詳情)反應釜產物約含有30%自由態(tài)水，經擠壓脫水，可獲得含水率約55%的半干污泥。在脫水工藝和焚燒 工藝之間設風干倉，利用焚燒產生的蒸汽對半干污泥進行進一步鼓風干燥，半干污泥最終含水率控制在40% 左右。經蒸汽低溫裂解反應后的濕污泥也經歷了消毒和滅活，臭味隨乏蒸汽帶出，已變成安全無污染的產品。 反應釜導出的乏蒸汽經除臭洗滌和冷凝，回送到鍋爐