污泥改性碳化資源化處置技術(shù)

污泥改性碳化資源化

處置技術(shù)

山東派力迪環(huán)保工程有限公司中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院報(bào)告人：沈向箱：1903871395@一、公司簡(jiǎn)介二、污泥處理背景三、污泥處理方案對(duì)比四、工藝流程五、物料平衡六、工藝布置概述七、核心技術(shù)八、產(chǎn)物資源化利用九、投資及成本大綱：一、公司簡(jiǎn)介

山東派力迪環(huán)保工程有限公司與中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院有限公司進(jìn)行戰(zhàn)略合作，共同開發(fā)開拓污泥處理技術(shù)和市場(chǎng)。派力迪是國(guó)內(nèi)知名環(huán)保企業(yè)，尤其擅長(zhǎng)低溫等離子處理惡臭廢氣，是國(guó)內(nèi)VOC及惡臭治理的專業(yè)工程公司。中建東北院隸屬于世界500強(qiáng)第37位的中國(guó)建筑工程總公司，是一家跨地區(qū)跨行業(yè)的大型設(shè)計(jì)企業(yè)。在全國(guó)設(shè)有北京、天津、上海等22個(gè)駐外分支機(jī)構(gòu)。派力迪與中建東北院強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，力爭(zhēng)3-5年內(nèi)在污泥改性碳化處理領(lǐng)域打造國(guó)內(nèi)第一品牌。每年產(chǎn)生市政污泥4000萬噸，工業(yè)污泥4000萬噸預(yù)計(jì)2016-2020年我國(guó)將累計(jì)產(chǎn)生污泥約4億噸污泥處理處置市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2000億元截止至2016年，全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠處理能力達(dá)1.7億噸/日污泥行業(yè)前景一片大好~二、污泥處理背景而近30年來未經(jīng)處理的污泥不計(jì)其數(shù)，這也將會(huì)是一個(gè)不可小覷的市場(chǎng)！三、污泥處理方案對(duì)比污泥好氧堆肥污泥厭氧消化污泥改性碳化污泥協(xié)同焚燒污泥焚燒污泥干化脫水污泥污泥碳化產(chǎn)物減量不明顯無處安置，后患無窮具有依賴性成本太高后文介紹煙氣及灰分處理難度大除水率與成本成正比污泥填埋三、污泥處理方案對(duì)比※概念：碳化（carbonization）又稱干餾、炭化、焦化，是指固體或有機(jī)物在隔

絕空氣條件下加熱分解的反應(yīng)過程?！鶄鹘y(tǒng)污泥碳化工藝具體操作方案：污泥干化→污泥碳化→多途徑資源化※傳統(tǒng)碳化工藝優(yōu)點(diǎn)：占地小、減量明顯、固化重金屬且無異味、資源化利用※傳統(tǒng)碳化工藝缺點(diǎn)：成本高（制約其推廣應(yīng)用的主要瓶頸）污泥改性碳化技術(shù)是一種將改性技術(shù)和碳化技術(shù)結(jié)合的新型污泥處理技術(shù)。碳化技術(shù)簡(jiǎn)介：四、工藝流程1.緩存原泥2.原泥:改性后污泥:改性劑=1000:250:1~1.53.含水率80%70-75%1.利用碳化爐煙氣及碳化顆粒余熱2.煙氣直接換熱，碳化顆粒間接換熱3.含水率70-75%60%-65%1.利用干化爐煙氣提供熱環(huán)境2.將污泥有機(jī)質(zhì)中的糖類、蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)化為油脂3.水分蒸發(fā)、反應(yīng)耗水：含水率60%-65%30%-35%1.將污泥在絕氧環(huán)境下碳化2.導(dǎo)出碳化油氣作為碳化爐熱源3.將中心套筒產(chǎn)生水蒸氣等導(dǎo)出4.將高溫?zé)煔饧疤蓟w粒導(dǎo)入干化爐余熱回收5.含水率小于5%1.將系統(tǒng)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行處理：

將SO2、NOx轉(zhuǎn)化為有機(jī)農(nóng)肥；將CO2合成淀粉，并放出氧氣。2.處理效率達(dá)到95%以上。四、工藝流程—關(guān)鍵點(diǎn)解析還原重金屬固硫固氮脂轉(zhuǎn)化產(chǎn)油脂轉(zhuǎn)化放熱四、工藝流程—關(guān)鍵點(diǎn)解析絕氧加熱，油氣回用四、工藝流程—關(guān)鍵點(diǎn)解析爐體本體爐體外套爐體煙道燃燒室油氣導(dǎo)出煙氣出口污泥入口碳化爐示意圖絕氧/缺氧碳化油氣燃燒污泥走向污泥出口引出氨氣、水蒸氣四、工藝流程—相關(guān)專利序號(hào)申請(qǐng)日專利號(hào)專利名稱12014.04.18201410155819.5一種使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為原油的改性劑及生產(chǎn)方法和應(yīng)用工藝22015.01.28201510042672.3一種利用污泥中蛋白質(zhì)生產(chǎn)碳酸銨的方法32015.01.28201510042587.7一種污泥中重金屬處理的方法42015.10.26201510699288.0一種將污泥中的油脂利用的方法及其專用設(shè)備52015.10.26201510699200.5一種污泥處理裝置62015.10.26201510699376.0一種污泥處理裝置的設(shè)計(jì)方法及其裝置72017.01.05201720010758.2污泥改性碳化處理系統(tǒng)污泥改性碳化工藝相關(guān)專利匯總表污泥改性碳化處理系統(tǒng)專利需蒸發(fā)水分耗能：（31.3+8）×2400=94320MJ/d產(chǎn)油可供能量1：28.6×0.1×36000=102960MJ/d（污泥有機(jī)質(zhì)含量40~50%）產(chǎn)油可供能量2：28.6×0.07×36000=72072MJ/d（污泥有機(jī)質(zhì)含量30~40%）此時(shí)需要額外供能量：94320-72072=22248MJ/d，約合生物質(zhì)1180Kg/d，約合天然氣630m3/d五、物料平衡1、平面布置圖六、工藝布置概述預(yù)處理工段干化、碳化工段脂轉(zhuǎn)化工段煙氣合成段2、預(yù)處理工段a.含水率80%的原泥進(jìn)入原泥料倉，其料倉為地下式，帶自動(dòng)液壓密封蓋。原泥既可通過卡車直接倒入也可由脫水機(jī)出泥端直接掉入。b.含水率80%的污泥通過螺桿泵與改性后的污泥、改性劑在混合器內(nèi)混合后，通過底部輸送裝置送至干化爐內(nèi)。c.混合后的污泥可以在緩存?zhèn)}緩存，也可通過輸送裝置送至干化爐料斗內(nèi)。六、工藝布置概述b.碳化爐高溫?zé)煔鈱?dǎo)入干化爐余熱回收。c.碳化爐高溫碳化顆粒氣導(dǎo)入干化爐余熱回收。d.改性后污泥進(jìn)入碳化爐根據(jù)場(chǎng)地情況干化爐與碳化爐既可以上下層布置，也可以同層高低位布置。六、工藝布置概述3、干化、碳化工段碳化爐干化爐a.混合后污泥進(jìn)入干化爐進(jìn)行干化4.1、脂轉(zhuǎn)化工段—改性車間及改性溝a.干化后污泥進(jìn)入料斗進(jìn)行緩存，等待布料。b.設(shè)置改性溝，底部通入干化爐出爐煙氣。c.全自動(dòng)布料、翻料、出料系統(tǒng)六、工藝布置概述4.2、改性工段—改性塔a.干化后污泥通過斗提進(jìn)入改性塔。b.給料裝置可按照程序控制污泥進(jìn)入相應(yīng)改性塔。c.污泥在改性塔中完成改性及除水。d.底部自動(dòng)出料裝置滿足各改性塔出料需求。六、工藝布置概述七、核心技術(shù)序號(hào)原泥有機(jī)物含量改性前油脂含量改性后油脂含量150%3%左右12%左右245%2%左右10%左右340%1%左右7%左右1）污泥改性技術(shù)

通過向污泥中添加污泥改性劑，使污泥中的蛋白質(zhì)、糖類等有機(jī)質(zhì)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換為油脂。2）煙氣合成技術(shù)

應(yīng)用煙氣合成隧道，將污泥處置過程產(chǎn)生的CO2、SO2、NOx等廢氣合成農(nóng)用有機(jī)肥料，去除率可達(dá)到95%以上，填補(bǔ)了國(guó)際煙氣處理資源化利用的空白。七、核心技術(shù)3）完善的余熱回收系統(tǒng)a.碳化爐產(chǎn)生的高溫碳化顆粒導(dǎo)入干化爐進(jìn)行余熱回收；b.碳化爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入干化爐進(jìn)行余熱回收，出干化爐后的煙氣導(dǎo)入改性車間底部進(jìn)一步余熱回收；干化爐歷經(jīng)四代產(chǎn)品變更七、核心技術(shù)4）改性碳化爐原理采用多套筒結(jié)構(gòu)的爐體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)碳化過程的分段分級(jí)處理和加熱過程的無氧/缺氧環(huán)境，使污泥在不同溫度段實(shí)現(xiàn)水蒸氣的分離排出和污泥的無氧碳化。······碳化爐歷經(jīng)十代產(chǎn)品變更解決物料輸送問題解決氣體與物料分離解決揚(yáng)塵問題解決油氣密封問題······七、核心技術(shù)5）重金屬還原及固化原理

該工藝技術(shù)除將污泥中所含的有機(jī)質(zhì)與無機(jī)質(zhì)分離外，通過改性劑的作用，降低污泥中的重金屬離子化合價(jià)態(tài)或直接還原成單質(zhì)。(詳見專利201510042587.7)七、核心技術(shù)生成對(duì)應(yīng)絡(luò)合物Cr(OH)3+6NH3·H2O[Cr(NH3)6](OH)3+6H2O與葡萄糖粉發(fā)生氧化還原反應(yīng)2[Cr(NH3)4](OH)3+2CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO2CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-COONH4+2Cr+6NH3+3H2O利用固定碳的還原作用CO+CuC+CuO高溫另一方面由于最終碳化產(chǎn)物為顆粒狀產(chǎn)物，這也在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)重金屬的包裹作用。重金屬還原及固化反應(yīng)機(jī)理：八、產(chǎn)物資源化利用1）煙氣處理產(chǎn)物資源化：※反應(yīng)載體：微孔磁性催化顆粒—多孔結(jié)構(gòu)特性營(yíng)造良好的反應(yīng)環(huán)境※反應(yīng)環(huán)境：催化劑和磁場(chǎng)的作用※反應(yīng)元素：K、Ca元素※反應(yīng)產(chǎn)物：SO2和NOx—生成硫酸鹽、硝酸鹽

CO2—生成淀粉，釋放出氧氣※資源化方向：作為有機(jī)農(nóng)肥

利用產(chǎn)氧特性實(shí)現(xiàn)資源化利用八、產(chǎn)物資源化利用2）碳化產(chǎn)物資源化分析項(xiàng)目砷汞鋅鉻鎘銅鉛鎳碳化顆粒（mg/kg）24.70.03178080.44.212748.657.1農(nóng)用污泥污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)級(jí)mg/kg30315005003500300100B級(jí)mg/kg7515300010001515001000200園林綠化用泥指標(biāo)堿性土壤m(xù)g/kg7515400010002015001000200酸性土壤m(xù)g/kg75520006005800300100土地改良用泥指標(biāo)堿性土壤m(xù)g/kg7515400010002015001000200酸性土壤m(xù)g/kg75520006005800300100水泥熟料用泥泥質(zhì)mg/kg7525400010002015001000200制磚用泥泥質(zhì)mg/kg75540001000201500300200某市政污泥碳化后重金屬檢測(cè)對(duì)比表八、產(chǎn)物資源化利用2）碳化產(chǎn)物資源化※土壤改良：農(nóng)用污泥B級(jí)、園林綠化用泥、土地改良用泥；※建材應(yīng)用：水泥熟料用泥、制磚用泥泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；※覆蓋土：垃圾填埋場(chǎng)等覆蓋土—（碘吸附值約在200～250之間）；※低質(zhì)燃料：可摻混燃燒功能—（產(chǎn)物熱值約為2000KCal/kg）；若將碳化產(chǎn)物配合煙氣處理產(chǎn)物一起用于土壤改良，則即可增強(qiáng)土壤蓄水力和透氣性，又可利用煙氣處理產(chǎn)物肥效，達(dá)到事半功倍的效果！九、投資及成本序號(hào)名稱總占地（m2）總投資（萬元）50t/d100t/d50t/d100t/d1可研編制及初設(shè)、施工圖設(shè)計(jì)15002000200035002全套設(shè)備及自控系統(tǒng)