CN101643687A

CN101643687A - 城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺

Info

Publication number: CN101643687A
Application number: CN200910184253A
Authority: CN
Inventors: 张双全
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2010-02-10

Abstract

一种城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺，将城市污泥与农业废弃物按比例混合，经过适当干燥，然后在隔绝空气的条件下加热使城市污泥与农业废弃物的混合物热解，形成热解气体产物和固体产物；然后对热解气体产物进行冷凝冷却，即可得到油、水溶性液体和不凝性可燃气体，油和水溶性液体可进一步加工成有用的下游产品，不凝性气体则用于热解炉的供热；对热解固体产物进行磨碎可作为活性炭吸附剂。解决了污泥热解所需热能的自给问题，变废为宝，能满足自身能量平衡，并得到燃料油、水溶性有机物，其固体产物炭粉还可以作为吸附剂，可广泛用于污水处理、土壤改良、花卉园艺等领域。具有将城市污泥减量化、资源化、高附加值化、低成本化等特点。

Description

城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺

技术领域

本发明涉及一种城市污泥及农业废弃物(如秸秆、稻壳、蔗渣等)资源化，特别是一种用于城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺。

背景技术

城市污泥是城市污水处理过程中产生的沉淀物质，污泥量通常约占污水量的0.5％～0.7％(体积)，或者约为污水处理量的1％～2％(质量)。如果污水处理深度加大，污泥量有时也会增加0.5～1倍。城市污泥中含有泥砂、纤维、动植物残体、微生物等固体颗粒及其凝结的絮状物和较多的氮、磷等多种微量元素和有机质，也含有大量的病原体、寄生虫(卵)以及一定量的重金属和多种有毒有害有机物。

最近20年来以来，由于农民的生活方式发生很大变化，过去在农村作为薪柴使用的农作物秸秆如麦草、稻草、油菜秸秆以及农产品加工废料如甘蔗渣、稻壳等，现在大部分农村地区已作为废弃物。因此，一到收割季节，农民常常将废弃物秸秆就地焚烧，不仅浪费了资源，同时也造成了严重的空气污染，而且影响了居民的身体健康，对周围交通工具的安全运行也造成了严重的危害。尽管各级政府出台多种措施禁止焚烧，但因秸秆现有的处置方法难有经济效益，农民认为焚烧秸秆是最简单、最省事的办法，因此焚烧秸秆屡禁不止，已经成为严重的社会问题了。

传统上城市污泥处理处置的方法主要有弃海、填埋、焚烧和土地利用等几种。由于污泥弃海处置环境压力大，在大部分国家已被禁止。目前普遍采用的处置方式是填埋和土地利用。污泥的卫生填埋已虽然投资较少、容量大、见效快，但污泥中含有的各种有毒有害物质经雨水的浸蚀和渗漏会污染地下水及大气，环境丰县很大，同时还要占用大量土地。污泥的土地利用则因污染转移、危及食物链，最终影响人畜安全，因此也不是最佳的处置办法。

就环境的安全性来说，城市污泥焚烧相对是较好的处理方法。污泥的焚烧一度很受人们的欢迎，然而污泥焚烧又以一次性投资大、设备投资高、运转费用高、会产生二恶英等剧毒物质、焚烧灰需要再处理等限制了其使用。由于焚烧装置设备复杂，建设和运用费用远高于一般污泥处理方法，焚烧成本是其他工艺2～4倍(吨干污泥综合处理成本约为700～1000元)，在经济上难以支撑，因此在实际上无法得到推广应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种工艺简单，操作方便，易于推广，减少环境污染，变废为宝，可产出高附加值油和吸附剂的城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺。

技术方案：本发明城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺：

包括将干基重量百分比为30％～90％的城市污泥与干基重量百分比为10％～70％的农业废弃物按比例混合均匀；将混合均匀的城市污泥与农业废弃物物料进行干燥，使物料水分尽量减少；然后将干燥后的混合物料入罐隔绝空气进行热解，通过冷凝器冷却收集热解气体，得到油、水溶性液体和不凝性气体；再对油和水溶性液体进行油水分离，最终得到水不溶物油和水溶性液体。

所述的混合物料干燥温度不高于250℃，干燥后的物料水分小于30％；所述混合物料隔绝空气进行热解的温度为400～750℃。

有益效果：本发明将城市污泥和农业废弃物共热解，解决了污泥热解所需热能的自给问题，变废为宝，将城市污泥和农业废弃物共热解制油，得到附加值较高的液体油和吸附剂，既可以满足自身能量平衡，并得到燃料油、水溶性有机物，其固体产物炭粉还可以作为吸附剂，用于污水处理、烟道气脱硫脱硝、土壤改良、花卉园艺等领域，为城市污泥及农业废弃物资源化利用开辟新的、经济可行的技术方案。与传统城市污泥填埋、焚烧、土地利用等处置方法比较，其经济性得到明显提高，而且可以同时解决城市污泥和农业废弃物如秸杆、稻壳等综合利用利用两个难题。消除了城市污泥的二次污染、不占用土地、废弃物资源化，其社会效益无法估量，经济效益明显。农业废弃物的特点是有机质含量高，热解产物的热值高，但固体产物密度低、易飘飞、难以贮运；而城市污泥含水高、热值低、热解时需要外界补充能量，导致高能耗，固体产物密度大，同时粘性大难以输送。将这两种物料按合适的比例混合，则可以取长补短，会使问题的解决变得容易。特别是对于城市污泥的资源化处理及产物的应用带来新的机会和潜力。如农业废弃物可以弥补城市污泥热值低的缺陷，而城市污泥可以弥补农业废弃物热解固体产物易飘飞难以贮运的问题，热解固体产物则可以用于环境治理，一举多得，其工艺简单，成本低、无污染、易于推广，具有广泛的实用性。

具体实施方式

实施例一、

城市污泥(干基)：70％；

玉米秸秆(干基)：30％；

将30％玉米秸秆(干基)与70％的城市污泥(干基)混合均匀，然后将混合物料通过干燥设备在约150℃下进行干燥，物料水分为12％，将干燥过的物料在热解炉中隔绝空气加热到约400℃并恒温约20min，将热解炉中产生的热解气体导出，通过冷凝设备进行冷凝，得到油、水溶性液体和不凝性气体；将热解炉中排出的固体产物冷却后磨碎即可作为活性炭吸附剂。

实施例二、

城市污泥(干基)：80％；

麦草(干基)：20％；

将20％麦草(干基)与80％的城市污泥(干基)混合均匀，然后将混合物料通过干燥设备在约170℃下进行干燥，物料水分为8％，将干燥过的物料在热解炉中隔绝空气加热到约500℃并恒温约15min，将热解炉中产生的热解气体导出，通过冷凝设备进行冷凝，得到油、水溶性液体和不凝性气体；将热解炉中排出的固体产物冷却后磨碎即可作为活性炭吸附剂。

实施例三、

城市污泥(干基)：40％；

稻草(干基)：60％；

将40％稻草(干基)与60％的城市污泥(干基)混合均匀，然后将混合物料通过干燥设备在约120℃下进行干燥，物料水分为17％，将干燥过的物料在热解炉中隔绝空气加热到约600℃并恒温约10min，将热解炉中产生的热解气体导出，通过冷凝设备进行冷凝，得到油、水溶性液体和不凝性气体；将热解炉中排出的固体产物冷却后磨碎即可作为活性炭吸附剂。

实施例四、

城市污泥(干基)：30％；

油菜秸秆(干基)：70％；

将30％麦草(干基)与70％的城市污泥(干基)混合均匀，然后将混合物料通过干燥设备在约200℃下进行干燥，物料水分为6％，将干燥过的物料在热解炉中隔绝空气加热到约750℃并恒温约5min，将热解炉中产生的热解气体导出，通过冷凝设备进行冷凝，得到油、水溶性液体和不凝性气体；将热解炉中排出的固体产物冷却后磨碎即可作为活性炭吸附剂。

Claims

1、城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺，包括将干基重量百分比为30％～90％的城市污泥与干基重量百分比为10％～70％的农业废弃物按比例混合均匀；其特征在于：将混合均匀的城市污泥与农业废弃物物料进行干燥，使物料水分尽量减少；然后将干燥后的混合物料入罐隔绝空气进行热解，通过冷凝器冷却收集热解气体，得到油、水溶性液体和不凝性气体；再对油和水溶性液体进行油水分离，最终得到水不溶物油和水溶性液体。

2、根据权利要求1所述的城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺，其特征在于：所述的混合物料干燥温度不高于250℃，干燥后的物料水分小于30％。

3、根据权利要求1所述的城市污泥与农业废弃物共热解制油工艺，其特征在于：所述混合物料隔绝空气进行热解的温度为400～750℃。