CN101851050A - 一种污泥热裂解处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥热裂解处理方法，污泥经过加压处于完全液化状态后，通过微波加热进行裂解反应，污泥发生低温裂解，释放出CO2，同时经减压设备减压，气液混合物高速进入分离罐进行分离，裂解后的污泥经换热器降温后进入脱水系统脱水，脱水后的污泥送至干燥箱干燥含水率约为10％的污泥成品。所述方法具有效率高，能耗低，无氧低温裂解，回收污泥热值高，达到了对污泥的最大减容及资源化利用的效果。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种对城市污泥利用微波来进行热裂解，制备污泥燃料的资源化处理方法。
背景技术
随着我国城市污水处理厂大量投产，带来的一个巨大的问题就是污泥的产量的大量产生，如果不妥善处理，必将造成严重的二次污染，使得污水处理的成果付之东流，因此污泥处理新技术的开发已经迫在眉睫。现有成熟的污泥处理技术主要有浓缩、脱水和干燥三方面的技术，都是建立在被动的减容处置的出发点上的，虽然技术成熟，但是减容有限，一方面无法处理越来越大的污泥产量，更大的问题是减容处理后的污泥出路急需解决。
针对上述情况，污泥热裂解方法作为一种前沿技术应运而生，其不但可以达到减容的目的，同时可以达到资源化利用，充分回收污泥的热能，是污泥的综合资源利用的发展方向，但是现有的国内外热裂解多采用蒸汽或燃料裂解，热利用效率低，且系统较为复杂，投资较高，技术应用受到限制。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种污泥热裂解处理方法，这种方法具有效率高，能耗低，同时能达到对污泥的最大减容及资源化利用的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种污泥热裂解处理方法，用于对污泥进行减容和资源化利用，其特征在于：采用微波对所述污泥进行加热裂解处理，所述方法包括以下6个阶段：
a.污泥液化阶段：利用增压设备将污泥加压至8～9Mpa，使污泥处于完全液化状态。
b.微波加热阶段：利用微波加热炉对上述处于液化状态的污泥迅速均匀加热至190～230℃。
c.微波反应阶段：利用恒温反应微波炉对b阶段得到的污泥在190～230℃下进行裂解反应，释放出CO2气体。
d.降温分离阶段：对c阶段的产物进行降温处理，然后分离体系中产生的CO2气体。
e.脱水阶段：进行气体分离后的含水污泥进行机械脱水。
f.干燥阶段：对f阶段得到的污泥进行干燥脱水得到最终产品。
在所述6个阶段的加热与处理工艺中，污泥一直处于与空气隔绝的状态，防止污泥被氧化分解。
作为上述技术方案的进一步改进，在微波加热炉与恒温反应微波炉之间的污泥流动管路上设置有泄压装置。
作为上述技术方案的进一步改进，所述泄压装置为安全泄放阀。
作为上述技术方案的进一步改进，在降温分离阶段，采用含有热媒的热交换器对污泥降温，热媒得到加热。
作为上述技术方案的进一步改进，所述热媒经循环泵进入污泥干燥阶段，成为污泥干燥热量来源。
作为上述技术方案的进一步改进，在降温分离阶段，CO2气体由旋风分离器分离，然后进入CO2收集处理系统。回收CO2可以减少温室气体的排放。
附图说明
图1为本发明一种污泥热裂解处理方法一种实施例的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
请参考示意图1所示的一种实施例，待处理的污泥由定量输送机输送至预反应釜6中进入污泥液化阶段：预反应釜6装备有搅拌器3，排气口4，在预反应釜6中，搅拌器3使污泥更加调匀，调匀的污泥通过高压泵7加压至约7-9Mpa后液化。
然后，上述污泥进入微波加热阶段：处于液化状态的污泥进入微波加热炉8，污泥在微波加热炉8中被迅速加热至190-230℃，此时污泥中的生物体细胞发生爆裂，释放出大量的细胞水。污泥用微波快速加热，生物细胞爆裂，细胞水释放充分，暴裂细胞壁更易脱水。
紧接着，上述污泥进入微波反应阶段：污泥从微波加热炉8出来进入恒温反应微波炉10，温度230℃发生低温裂解，释放出CO2气体；同时在恒温反应炉10中，细胞体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用，使其空间结构变化或破坏，而使蛋白质变性，也可以增加脱水性能。
然后，上述污泥进入降温分离阶段：加压、加热裂解后的污泥进入换热器11，与换热器11本体内的热媒进行换热降温，污泥的内能降低，而热媒得到加热内能增加。降温后的污泥通过减压装置14后进入旋风分离器17进行气液相分离：分离出的CO2由顶部排放进入CO2收集处理系统，含水污泥由底部排出进入离心分离设备18进行脱水得到含水率较低的污泥。自此，微波加热阶段和微波反应阶段所产生的CO2得到分离，污泥中的部分水也被分离出来，从离心分离设备18出来的污泥含水量约为50％以下。
最后，从离心分离设备18出来的污泥进入干燥阶段：脱水后的污泥进入加热箱21，污泥加热箱内设置有换热器22，换热器22对脱水的污泥进一步加热干燥，得到含水率低于10％的最终产品污泥燃料23。
在所述6个阶段的加热与处理工艺中，污泥一直处于与空气隔绝的状态，防止污泥被氧化分解。
采用上述污泥热裂解处理工艺方法，具有效率高，能耗低，同时能达到对污泥的最大减容及资源化利用的效果：最终得到的污泥燃料热值约为3000Kal以上，且污染物少，可用于商品出售，达到污泥最终的资源化运用，如可以直接用作水泥厂的燃料或者电厂燃料；脱水滤液经19收集和处理后，由于滤液含有丰富的D、P，而且已经经过高温高压和微波加热杀菌，无味无任何病原体，条件许可时可作为液体肥料。
更佳地，在微波加热炉8和恒温反应微波炉10之间，设计有泄压装置，该泄压装置可以为安全泄放阀9，这样就可以保证系统安全。
更佳地，在降温分离阶段，采用含有热媒的热交换器对污泥降温，热媒得到加热，这样通过热媒就可以将污泥的热量吸收和储存。
更佳地，所述热媒可经循环泵进入污泥干燥阶段，成为污泥干燥的热量来源。请参考图1，换热器III内的热媒经循环泵13，进入换热器本体12，升温后去污泥干燥。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种污泥热裂解处理方法，用于对污泥进行减容和资源化利用，其特征在于：对于含水率约为80％的市政污泥经高压液化、微波加热、低温裂解、降温降压分离处理，制成含水率10％的碳化污泥燃料，所述方法包括以下6个阶段：
a.污泥液化阶段：利用增压设备将污泥加压至8～9Mpa，使污泥处于完全液化状态。
b.微波加热阶段：利用微波加热炉对上述处于液化状态的污泥迅速均匀加热至190～230℃。
c.微波反应阶段：利用恒温反应微波炉对b阶段得到的污泥在190～230℃下进行裂解反应，释放出CO2气体。
d.降温分离阶段：对c阶段的产物进行降温处理，然后分离体系中产生的CO2气体。
e.脱水阶段：进行气体分离后的含水污泥进行机械脱水。
f.干燥阶段：对f阶段得到的污泥进行干燥脱水得到最终产品。
在所述的各个阶段的加热与处理工艺中，污泥一直处于与空气隔绝的状态，可以防止污泥被氧化分解，保证了成品污泥热值，提高了回用产品的价值。
2.根据权利要求1所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：在微波加热炉与恒温反应微波炉之间的污泥流动管路上设置有泄压装置。
3.根据权利要求2所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：所述泄压装置为安全泄放阀。
4.根据权利要求1所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：在降温分离阶段，采用含有热媒的热交换器对污泥降温，热媒得到加热。
5.根据权利要求4所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：所述热媒可经循环泵进入污泥干燥阶段，成为污泥干燥热量来源。
6.根据权利要求1所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：在降温分离阶段，CO2气体由旋风分离器分离，然后进入CO2收集处理系统。
7.根据权利要求1所述的一种污泥热裂解处理方法，其特征在于：干燥阶段后得到的碳化污泥产品的含水率可低至10％，可以作为商品燃料出售。
8.根据权利1要求所述的一种污泥热裂解处理方法，CO2气体被收集后，可以降低污泥处理过程中温室气体的排放。
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