污泥熱解工藝.doc

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1、污泥熱解工藝1.熱解技術(shù)基本原理污泥熱解是利用污泥中有機物的熱不穩(wěn)定性，在無氧條件下對其加熱，使有機物產(chǎn)生熱裂解，有機物根據(jù)其碳氫比例被裂解，形成利用價值較高的氣相（熱解氣）、和固相（固體殘渣），這些產(chǎn)品具有易儲存、易運輸及使用方便等特點，給污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化提供了有效途徑。根據(jù)熱解過程操作溫度的高低可分為低溫、中溫和高溫熱解，在500℃以內(nèi)的為低溫熱解，500℃-800℃為中溫熱解，800℃以上的為高溫熱解。影響熱解過程及產(chǎn)物產(chǎn)率及組成的因素有熱解溫度、壓力、升溫速率、氣固相停留時間及物料的尺寸等，其中熱解溫度是最主要影響因素。表1不同溫度的熱解過程溫度工

2、藝過程100℃-120℃干燥，吸收水分分離，尚無可觀察的物質(zhì)分解250℃以內(nèi)減氧脫硫發(fā)生，可觀察物質(zhì)分解，結(jié)構(gòu)水和CO2分離250℃以上聚合物裂解，硫化氫開始分裂340℃脂族化合物開始分裂，甲烷和其它碳氫化合物分離出來380℃滲碳400℃含碳氧氮化合物開始分解400℃-420℃瀝青類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱解油和熱解焦油600℃以內(nèi)瀝青類物質(zhì)裂解成耐熱物質(zhì)（氣相，短鏈碳水化合物，石墨）600℃以上烯烴芳香族形成?2.污泥熱解工藝描述一個完整的污泥熱解工藝包括儲存和輸送系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、熱解系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)和尾氣凈化系統(tǒng)。污泥的存儲和輸送是整個工藝流程的開始，起到對污泥的儲存和將

3、污泥輸送進入干燥裝置的作用。污水廠脫水污泥的含水率一般在80%左右不能直接熱解，通過干燥系統(tǒng)去除污泥中的水分，將污泥含水率降低至20%-25%。熱解就是在無氧環(huán)境下將固態(tài)污泥裂解，生成氣態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)物。氣態(tài)產(chǎn)物為熱解氣，是一種可燃氣體。從熱解設備（熱解鼓）中生成的熱解氣含有一定的有害物質(zhì)，可以進行燃燒處理，這樣可以利用能量，同時將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為完全氧化的煙氣。熱解氣也可以用處理煙氣的方法將其中的有害物質(zhì)去除，干凈的熱解氣供應給發(fā)動機或者燃氣輪機。系統(tǒng)的無氧環(huán)境減少或阻止了多環(huán)芳香烴的生成。固態(tài)的產(chǎn)物是污泥熱解后的殘渣，其結(jié)構(gòu)極易濕潤，所以出渣裝置需設置防堵塞措施。另外，熱解殘

4、渣的化學性能穩(wěn)定，可耐強酸腐蝕，污泥中的重金屬被固化在其中很難再次析出。熱解產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)過旋風除塵器后和污泥儲存?zhèn)}的廢氣一同進入燃燒室燃燒，這樣可以防止異味外泄。燃燒室產(chǎn)生的煙氣優(yōu)先用于熱解鼓的加熱，熱解鼓出口煙氣溫度為600℃，這部分煙氣再進入余熱鍋爐進行余熱利用。當系統(tǒng)自身能量不能維持自身平衡時，燃燒室需外加燃料（天然氣或油）作為補充，以達到維持系統(tǒng)能量平衡的目的?？删庉媤ord文檔給熱解加熱后的煙氣進入余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽用于干燥污泥。對于不同的工藝條件，可以選擇不同的能量回收方案。固廢的熱解在常壓下進行，但實際上為了避免異味泄漏，一般在熱解鼓內(nèi)維持一定的負壓。焚燒過

5、程中產(chǎn)生二噁英的途徑主要有四種：直接釋放、高溫氣相生成、前驅(qū)物固體催化合成、從頭合成。直接釋放是指固廢中本身所含有二噁英并且在焚燒過程經(jīng)過不完全的分解破壞后繼續(xù)存在，與其他途徑產(chǎn)生的二噁英相比較，這部分的量是相當小的。高溫氣相生成是由不同的二噁英前驅(qū)物（如氯酚、多氯聯(lián)苯）在高溫和氧氣的條件下反應生成二噁英。前驅(qū)物固體催化是二噁英前驅(qū)物在低溫燃燒區(qū)在受到催化劑（金屬或其氧化物）作用反應生成。從頭合成是通過形成二噁英的基本元素（碳、氧、氯、氫）在催化劑作用下發(fā)生氧化和縮合反應生成二噁英。從以上四個形成二噁英的過程中，可以得出產(chǎn)生二噁英的條件為：有形成二噁英的基本元素（碳、氧、氯、

6、氫）或前驅(qū)物，一定的溫度范圍、金屬催化劑、氧化所需的氧氣。熱解過程由于是在還原氣氛下進行，能有效的抑制二噁英的合成。其次，經(jīng)過凈化處理后的熱解氣不存在具有催化作用的物質(zhì)（金屬或其氧化物），其高溫燃燒過程是一個徹底而潔凈的氧化過程。另外，熱解過程不但能有效的防止二噁英的產(chǎn)生，在特定的條件下物料中含有的二噁英能被有效的分解。Hagenmaier等人(1987)最早發(fā)現(xiàn)在300℃下貧氧氣氛中處理2h，不同種類飛灰所含二噁英均能夠顯著降解，故此后將這種飛灰在貧氧條件下的低溫熱處理方式稱之為“Hagenlnaier工藝”。Ishida等人(1998)研究了日本一家垃圾焚燒廠采用Hage

7、nmaier工藝處理飛灰二噁英的運行結(jié)果，在350℃，處理時間lh，氮氣氛條件下，飛灰中二噁英的去除率超過了99%。由于污泥中均含有一定量的重金屬元素，通過熱解處理后大部分濃縮于固體殘渣中。大量分析數(shù)據(jù)表明：污泥經(jīng)歷熱解后，重金屬都富集在固體殘留物中，且重金屬形態(tài)發(fā)生了顯著改變，可交換態(tài)含量降低，殘渣態(tài)含量升高，浸出濃度都低于監(jiān)測標準。由于熱解對重金屬的固化能力，在國外熱解還被用于處理受到重金屬六價鉻及汞污染的土壤。土壤中的高毒性六價鉻還原為三價鉻，同時，在還原條件下能抑制底泥中含有的三價鉻被氧化為六價