CN110759627A - 污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 - Google Patents
污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110759627A CN110759627A CN201911169610.3A CN201911169610A CN110759627A CN 110759627 A CN110759627 A CN 110759627A CN 201911169610 A CN201911169610 A CN 201911169610A CN 110759627 A CN110759627 A CN 110759627A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sludge
- gas
- pyrolysis
- heat exchange
- carbonization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title claims description 34
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title claims description 34
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 101
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 24
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims abstract description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 23
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 5
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 2
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 description 24
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 description 4
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxin Chemical compound O1C=COC=C1 KVGZZAHHUNAVKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- -1 electricity Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009270 solid waste treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/008—Sludge treatment by fixation or solidification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/13—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B47/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
本发明公开了一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，包括：1）湿污泥暂存；2）将湿污泥输送至污泥间接换热蒸发装置中换热干燥；3）干燥后的污泥送至热解碳化炉热解，污泥中的水份和挥发物一起析出，形成可燃性气体混合物，送至热解气燃烧炉中燃烧，污泥中剩余的产物以污泥炭的形式经冷却处理后，送至储存系统；4）热解气燃烧炉燃烧产生的高温热烟气为碳化炉提供热量，碳化吸热后的烟气再送入余热回收装置，经加入的燃料加热后产生高温热媒，高温热媒被送入污泥间接换热蒸发装置中，与污泥间接接触，换热后的低温热媒返回余热回收装置加热循环使用；5）余热回收装置尾部排出的尾气经过除尘+脱硫脱硝+除臭处理后达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理及资源化利用领域，尤其是一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统。
背景技术
随着我国社会经济和城镇化进程的快速发展，城市污水处理及工业废水处理的规模不断扩大，污泥产生量也大幅度增加，急需彻底的处理方式。但由于污泥含水率很高，一般采用直接接触蒸发脱水的方式，比如采用转筒干燥机等，但直接接触将导致大量污泥中的水份和挥发物及臭味进入烟气，增加烟气量和后续烟气净化处理成本。
另外，污泥中还含有大量病原菌、抗生素及重金属等有害物质，目前好氧堆肥、厌氧发酵等很难将处理彻底。而焚烧技术能消除这些有害物质，但处理过程产生更难以处理的二噁英。
因此，开发一种环保、彻底的高含水污泥处置方法和系统成为迫切需求。
中国专利申请CN 107129124 A公开了一种连续处理生活污泥的系统和方法，系统包括：螺旋干燥炭化炉和旋转床热解炉，螺旋干燥炭化炉本体一端具有生活污泥入口，另一端具有炭化污泥出口。本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向上形成进料区、一级干燥区、二级干燥区、碳化物和排料区，各级干燥区分别设置有燃烧器和水蒸气出口，炭化区具有可燃气出口、排料区具有烟气出口；螺旋干燥炭化炉的螺旋输送器在本体内沿生活污泥入口至炭化污泥出口的方向设置；旋转床热解炉具有炭化污泥入口、热解油气出口和固体残渣出口，旋转床热解炉内设置有辐射管。该申请的污泥干燥脱水环节采用的热烟气间接与污泥接触加热的方式，热效率低。该申请对于污泥热解后产生热解油气采取冷却降温收集，再将热解气进行利用的方式，能量利用率低。
中国专利申请CN 109052889 A公开了一种间接加热可移动式工业污泥连续热解方法碳化装置，该方法的工艺流程包括：输送步骤、水分蒸发步骤、中温干化步骤、高温碳化步骤、温压调整步骤、冷却处理步骤、油气冷凝步骤、油类回收步骤、废气处理步骤、废气排放在线检测步骤和PM颗粒物在线监测步骤，利用间接阶梯式的加热方式对移动中的污泥进行连续加热。该申请中污泥干化采用余热烟气间接换热干化的方式，热效率低，设备庞大；其热解后产生热解油气冷凝回收再利用，浪费了热解油气的显热，需要补充更多的外部热量满足干化碳化要求。另外，尾气处理仅采用单纯的碱洗工艺，该工艺仅能处理尾气中的部分灰尘及二氧化硫等酸性气体，对于尾气中氮氧化物等污染物的治理未做说明。
中国专利申请CN 108423961 A公开了一种污泥处置方法，包括以下步骤：将污泥注入反应釜后在反应釜内通入饱和蒸汽使污泥发生热水解反应，并得到热水解后的泥浆；将得到的泥浆注入到压滤机中进行机械压滤脱水，得到泥饼和滤液；将得到的泥饼置入碳化炉
中进行碳化，得到生物炭、热解气、焦油；将到的生物炭中的一部分作为热水解反应的催化剂返混至反应釜中；将得到的热解气和焦油经除尘后通入到热解气蒸汽锅炉中，并将产生的高温蒸汽再返回至反应釜中。该申请为蒸汽与污泥直接接触进行热水解破壁，再压滤脱水的工艺，工艺复杂，会产生污染，浪费资源。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统，其能够实现污泥的减量化、无害化和资源化。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，包括以下步骤：
1）将湿污泥送入污泥接收仓暂存；
2）将接收仓内湿污泥经输送机输送至污泥间接换热蒸发装置中换热干燥，干燥后污泥含水率降低到20~40%；
3）干燥后的污泥送至热解碳化炉进行热解，污泥在碳化炉内筒，被内筒外的热源如燃烧器或热烟气进行加热，间接换热实现热解，热解温度在500-700℃之间，在加热热解过程中，污泥中的水份和挥发物一起析出，形成可燃性气体混合物，可燃气气体温度300-500℃，直接送至热解气燃烧炉中燃烧，污泥中剩余的产物是固定碳和灰分，以污泥炭的形式排出，温度300-400℃，经过冷却处理到50℃以下，送至储存系统；
4）热解气燃烧炉燃烧产生的800~1100℃高温热烟气为碳化炉提供热量，碳化吸热后的烟气温度在500~650℃，再送入余热回收装置，经加入的燃料加热后产生高温热媒，高温热媒被送入污泥间接换热蒸发装置中，与污泥间接接触，为污泥蒸发脱水提供热量；污泥间接换热蒸发装置中换热后的低温热媒返回余热回收装置加热循环使用；
5）余热回收装置尾部排出的150℃以下的尾气经过除尘后，去除尾气中大部分的灰分，温度在80~130℃，进入脱硫装置，采用湿法或半干法脱硫，去除尾气中的硫化氢和二氧化硫，再进入脱硝装置，利用氧化法对尾气中残存的氮氧化物进行脱除，最后经过除臭装置处理后达标排放。
所述热解气燃烧炉以污泥热解气为主要燃料，适当补充天然气、燃油或生物质燃料满足干化和碳化的热量需求；燃烧系统根据尾气排放需要，设置SNCR脱硝系统，实现燃烧过程的氮氧化物脱除。
所述湿污泥有两种，一种是经初步脱水后含水率50~85%的污泥，另一种是经过初步脱水后含水率50~65%的污泥。
所述余热回收装置为锅炉系统或导热油炉系统，对应地生产蒸汽或高温导热油。
所述高温热媒为过热蒸汽或高温导热油。从热能利用效率角度，优先采用过热蒸汽，过热蒸汽经减温减压后，0.6MPa，200℃，压力允许范围在0.5~0.9MPa之间。
所述低温热媒为冷凝后的蒸汽或冷凝后的导热油。
所述污泥间接换热蒸发装置为桨叶式干燥机、圆盘干燥机或穿流式干燥机。
所述间接换热蒸发装置内通入空气或者过热蒸汽作为载气，将蒸发出的水份和挥发物携带排出；
采用空气作为载气的，携湿空气直接送至主系统的脱硫脱硝系统，与烟气一起处理后达标排放；
采用过热蒸汽作为载气的，从间接换热蒸发装置排出的载气送入冷凝器，将水份冷凝后，再经过加热器升温到120℃，返回间接换热蒸发装置循环使用。
加热器为间接加热方式，热源采用电能进行加热，或采用其他形式的热源。
根据排放标准的要求，除尘装置可选择增加布袋除尘器或湿式静电除尘器，确保粉尘含量达标；脱硫脱硝装置可采用湿法系统，洗涤塔可采用单级或多级，确保尾气中的硫氧化物和氮氧化物含量达到排放标准要求，也可根据项目情况选择半干法或干法进行酸性气体脱除；同时在热风炉中可根据需要加设SNCR脱硝系统，实现燃烧过程的氮氧化物脱除；除臭装置可采用活性炭吸附设备或光氧及等离子设备，也可采用生物除臭设备，确保尾气中的臭气达到排放标准要求。
本发明中，湿污泥一般有两种类，一种是经初步脱水后含水率80%的污泥，另一种是经过初步脱水后含水率50~65%的污泥。污泥从外部通过车辆送入污泥储存系统进行暂存；污泥储存系统可采用地下式或地上高架式的料仓，料仓采用钢制或水泥材质，方仓或圆形仓均可。仓底部可设置滑架，防止积料，确保物料顺利下落。仓下方可设置螺旋输送机，将污泥输送至污泥泵内，污泥泵可采用柱塞泵或螺杆泵等容积式输送泵。
污泥经泵送或其他方式密闭输送至间接换热脱水装置，在此系统内污泥与热媒间接换热，蒸发污泥中的水份，将含水率降低至20%-40%。
本发明中的湿污泥（市政污泥或工业污泥）经过上述处理后，污泥炭作为最终产物可以用作园林的营养土、建材或燃料消纳使用等。
污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化系统，包括：间接换热蒸发装置，间接换热蒸发装置的进气口分别与外部载气装置及余热回收装置连通，出气口分别与冷凝器、脱硫脱硝系统、余热回收装置连通；间接换热蒸发装置的出泥口与炭化炉的进泥口连通，炭化炉的进气口与热解气燃烧炉连通，出气口分别与热解气燃烧炉和余热回收装置连通；炭化炉的出泥口与冷却装置连通；余热回收装置的尾气出口与脱硫脱硝梯系统连通，脱硫脱硝梯系统的尾气出口经风机、除尘装置和除臭装置与外部大气连通。
本发明中，SNCR的中文含义是选择性非催化还原法。
本发明相对于中国专利申请CN 107129124 A，采用的是污泥炭化干化后余热产生过热蒸汽对污泥间接加热，热效率更高；采用炭化后产生的高温热解气（包含可燃气、未凝结焦油等可燃成分）直接燃烧利用的方式，既利用了高温热解气的显热，又充分利用了热解油和热解气的热量，能量利用率更高。
本发明相对于中国专利申请CN 108423961 A，采用蒸汽与污泥间接接触蒸发换热脱水干化方式，与直接接触相比，蒸汽更加清洁，可以回收循环利用，污染物的排放更低，干化后无需再进行板框压滤脱水。
本发明的有益效果是：
（1）污泥换热采用间接换热蒸发脱水，污泥不与热媒直接接触，采用少量空气或过热蒸汽作为载气，载气量小，净化成本费用大幅降低。
（2）携带有污泥挥发气味的载气，可经冷凝后返回热解气燃烧炉进行燃烧，彻底将载气中可能携带的VOC等进行分解，无污染物外排。
（3）热媒采用蒸汽或导热油等，加热热源采用碳化吸热后的低品位热量，实现余热利用，同时热媒可反复回收循环使用。
（4）热解气进行燃烧利用，为干化和碳化提供所需的热量，热量不足时，补充天然气、生物质或燃油等，降低能源消耗和成本。
（5）热解过程污泥中污染物得到有效处理，重金属实现固化，且热解过程绝氧，不产生二噁英，实现污泥彻底地环保处理处置。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化系统，包括接收仓、污泥间接换热蒸发装置、炭化炉、冷却装置、成品储存装置、余热回收装置、热解气燃烧炉和尾气净化系统。间接换热蒸发装置，间接换热蒸发装置的进气口分别与外部载气装置及余热回收装置连通，出气口分别与冷凝器、脱硫脱硝系统、余热回收装置连通；间接换热蒸发装置的出泥口与炭化炉的进泥口连通，炭化炉的进气口与热解气燃烧炉连通，出气口分别与热解气燃烧炉和余热回收装置连通；炭化炉的出泥口与冷却装置连通；余热回收装置的尾气出口与脱硫脱硝梯系统连通，脱硫脱硝梯系统的尾气出口经风机、除尘装置和除臭装置与外部大气连通。冷凝器和加热器连通。
湿污泥一般有两种类，一种是经初步脱水后含水率80%的污泥，另一种是经过初步脱水后含水率50~65%的污泥。污泥从外部通过车辆送入污泥储存系统进行暂存；污泥储存系统可采用地下式或地上高架式的料仓，料仓采用钢制或水泥材质，方仓或圆形仓均可。仓底部可设置滑架，防止积料，确保物料顺利下落。仓下方可设置螺旋输送机，将污泥输送至污泥泵内，污泥泵可采用柱塞泵或螺杆泵等容积式输送泵。
污泥经泵送或其他方式密闭输送至间接换热脱水装置，在此系统内污泥与热媒间接换热，蒸发污泥中的水份，将含水率降低至20%-40%。间接换热蒸发装置可采用桨叶式干燥机、圆盘干燥机或穿流式干燥机。干燥机内间接换热的热媒可采用导热油或蒸汽等。
干燥后的污泥送至热解碳化系统进行热解，在加热过程中，污泥中的水份和挥发分析出，形成可燃性气体混合物，送至热解气燃烧炉中燃烧，污泥中剩余的产物是固定碳和灰分，以污泥炭的形式经过冷却处理后，送至储存系统；
热解气燃烧炉以污泥热解气为主要燃料，适当补充天然气、燃油或生物质燃料等，满足污泥进行干化脱水和热解碳化的热量需求。燃烧系统可根据尾气排放需要，设置SNCR脱硝系统，实现燃烧过程的氮氧化物脱除，或者。燃烧系统产生的高温热风（800~1100℃）为碳化系统提供热量，碳化吸热后的烟气温度大约在500~650℃，送入余热回收装置，余热回收装置可采用余热蒸汽锅炉或导热油炉，生产蒸汽或高温导热油。当碳化炉排出的烟气余热能量不够时，可采用天然气、电、燃油、生物质燃料等进行补燃或辅助加热，使能量满足污泥蒸发换热干化的要求。蒸汽或导热油送入污泥间接换热蒸发脱水干化系统，与污泥间接接触，为污泥蒸发脱水提供热量。冷凝后的蒸汽或导热油返回余热锅炉或导热油炉加热循环使用。
间接换热蒸发装置内可通入空气或者过热蒸汽作为载气，将蒸发出的水份和挥发物携带排出。采用空气作为冷凝器，携湿空气直接送至主系统的脱硫脱硝系统，与烟气一起处理后达标排放；采用过热蒸汽作为载气的，从间接换热干化装置排出的载气送入冷凝器，将水份冷凝后，再经过加热器升温到120℃左右，返回间接换热干化装置循环使用。加热器为间接加热方式，热源可采用电能进行加热，也可采用其他形式的热源。
余热锅炉或导热油炉尾部排出的尾气 （150℃以下）经过除尘后，去除尾气中大部分的灰分，温度在80~130℃左右，进入脱硫装置，采用湿法或半干法脱硫，去除尾气中的硫化氢、二氧化硫等，再进入脱硝装置，利用氧化法对尾气中残存的氮氧化物进行脱除，最后经过除臭装置（生物除臭或化学氧化除臭）处理后达标排放。
根据排放标准的要求，除尘装置可选择增加布袋除尘器或湿式静电除尘器，确保粉尘含量达标；脱硫脱硝装置可采用湿法系统，洗涤塔可采用单级或多级，确保尾气中的硫氧化物和氮氧化物含量达到排放标准要求，也可根据项目情况选择半干法或干法进行酸性气体脱除；同时在热风炉中可根据需要加设SNCR脱硝系统，实现燃烧过程的氮氧化物脱除；除臭装置可采用活性炭吸附设备或光氧及等离子设备，也可采用生物除臭设备，确保尾气中的臭气达到排放标准要求。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，包括：
1）将湿污泥送入污泥接收仓暂存；
2）将接收仓内湿污泥经输送机输送至污泥间接换热蒸发装置中换热干燥，干燥后污泥含水率降低到20~40%；
3）干燥后的污泥送至热解碳化炉进行热解，污泥在碳化炉内筒，被内筒外的热源如燃烧器或热烟气进行加热，间接换热实现热解，热解温度在500-700℃之间，在加热热解过程中，污泥中的水份和挥发物一起析出，形成可燃性气体混合物，可燃气气体温度300-500℃，直接送至热解气燃烧炉中燃烧，污泥中剩余的产物是固定碳和灰分，以污泥炭的形式排出，温度300-400℃，经过冷却处理到50℃以下，送至储存系统；
4）热解气燃烧炉燃烧产生的800~1100℃高温热烟气为碳化炉提供热量，碳化吸热后的烟气温度在500~650℃，再送入余热回收装置，经加入的燃料加热后产生高温热媒，高温热媒被送入污泥间接换热蒸发装置中，与污泥间接接触，为污泥蒸发脱水提供热量；污泥间接换热蒸发装置中换热后的低温热媒返回余热回收装置加热循环使用；
5）余热回收装置尾部排出的150℃以下的尾气经过除尘后，去除尾气中大部分的灰分，温度在80~130℃，进入脱硫装置，采用湿法或半干法脱硫，去除尾气中的硫化氢和二氧化硫，再进入脱硝装置，利用氧化法对尾气中残存的氮氧化物进行脱除，最后经过除臭装置处理后达标排放。
2.如权利要求1所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述热解气燃烧炉以污泥热解气为主要燃料，适当补充天然气、燃油或生物质燃料满足干化和碳化的热量需求；热解气燃烧炉根据尾气排放需要，设置SNCR脱硝系统，实现燃烧过程的氮氧化物脱除。
3.如权利要求1所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述余热回收装置为锅炉系统或导热油炉系统，对应地生产过热蒸汽或高温导热油。
4.如权利要求3所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述高温热媒为过热蒸汽或高温导热油，所述过热蒸汽经减温减压后，0.6MPa，200℃，压力允许范围在0.5~0.9MPa之间。
5.如权利要求3所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述低温热媒为冷凝后的蒸汽或冷凝后的导热油。
6.如权利要求1所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述污泥间接换热蒸发装置为桨叶式干燥机、圆盘干燥机或穿流式干燥机。
7.如权利要求1所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，所述间接换热蒸发装置内通入空气或者过热蒸汽作为载气，将蒸发出的水份和挥发物携带排出；
采用空气作为载气的，携湿空气直接送至主系统的脱硫脱硝系统，与烟气一起处理后达标排放；
采用过热蒸汽作为载气的，从间接换热蒸发装置排出的载气送入冷凝器，将水份冷凝后，再经过加热器升温到120℃，返回间接换热蒸发装置循环使用。
8.如权利要求7所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，加热器为间接加热方式，热源采用电能加热。
9.如权利要求1所述的污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法，其特征是，根据排放标准的要求，除尘装置选择增加布袋除尘器或湿式静电除尘器，确保粉尘含量达标；脱硫脱硝系统采用湿法系统，其中的洗涤塔采用单级或多级，确保尾气中的硫氧化物和氮氧化物含量达到排放标准要求，或者根据项目情况选择半干法或干法进行酸性气体脱除；除臭装置采用活性炭吸附设备或光氧及等离子设备，或采用生物除臭设备，确保尾气中的臭气达到排放标准要求。
10.污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化系统，其特征是，污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化系统，包括：间接换热蒸发装置，间接换热蒸发装置的进气口分别与外部载气装置及余热回收装置连通，出气口分别与冷凝器、脱硫脱硝系统、余热回收装置连通；间接换热蒸发装置的出泥口与炭化炉的进泥口连通，炭化炉的进气口与热解气燃烧炉连通，出气口分别与热解气燃烧炉和余热回收装置连通；炭化炉的出泥口与冷却装置连通；余热回收装置的尾气出口与脱硫脱硝梯系统连通，脱硫脱硝梯系统的尾气出口经风机、除尘装置和除臭装置与外部大气连通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911169610.3A CN110759627A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911169610.3A CN110759627A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110759627A true CN110759627A (zh) | 2020-02-07 |
Family
ID=69339502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911169610.3A Pending CN110759627A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110759627A (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111810961A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-23 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种污泥焚烧与碳化协同处理的方法 |
| CN112079547A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-15 | 武汉齐宇天下环境科技有限公司 | 一种多级热解碳化一体化的污泥处理方法 |
| CN113248108A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-08-13 | 仁天环保科技有限责任公司 | 一种一体化污泥处理控制系统及方法 |
| CN113801669A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 清华大学山西清洁能源研究院 | 高含水生物质连续水热碳化系统和方法 |
| CN114212960A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-22 | 上海固雅环境科技有限公司 | 一种基于热水解预处理的污泥干化碳化处理系统及方法 |
| CN114685022A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-01 | 四川怡和盛达环保科技有限责任公司 | 一种污泥催化热裂解气化方法 |
| CN114702220A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-07-05 | 中科合肥煤气化技术有限公司 | 一种污泥碳化制取低热值生物燃料的方法和系统 |
| CN114853310A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-08-05 | 广州晟启能源设备有限公司 | 一种污泥处理系统及污泥处理方法 |
| CN115820284A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-21 | 重庆大学 | 一种移动式熔盐储能的混合碳氢燃料热解的装置和方法 |
| CN115925452A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 四川高博环投科技有限公司 | 高温高压水解污泥在线处置三废生产有机肥的系统及方法 |
| CN116177832A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-30 | 广东新环环保产业集团有限公司 | 一种污泥制备生物炭系统 |
| CN116675406A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-01 | 成都艾侃智能设备有限公司 | 一种污泥热裂解处置方法及成套处置系统 |
| CN117448018A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-01-26 | 合肥工业大学 | 一种节能减排生产城市污泥基生物炭的工艺方法与装置 |
| CN118125683A (zh) * | 2024-02-23 | 2024-06-04 | 湖南清源华建环境科技有限公司 | 一种污泥热解方法及系统 |
| CN118684403A (zh) * | 2024-07-25 | 2024-09-24 | 广西北投环保水务集团有限公司 | 污泥热解总成及污泥热解系统 |
| CN118812125A (zh) * | 2024-06-28 | 2024-10-22 | 昆山德沃特水工业系统设备有限公司 | 一种污泥脱水干化及碳化一体式系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103172245A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-06-26 | 曹玉成 | 污泥快速热解处理及转化物的原位利用方法 |
| CN107129124A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-05 | 北京神源环保有限公司 | 连续处理生活污泥的系统和方法 |
| CN108249720A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-06 | 山东金孚环境工程有限公司 | 一种机械脱水耦合干化热解制备污泥炭的方法 |
| CN109052889A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-21 | 北京星和众工设备技术股份有限公司 | 间接加热可移动式工业污泥连续热解方法及碳化装置 |
-
2019
- 2019-11-26 CN CN201911169610.3A patent/CN110759627A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103172245A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-06-26 | 曹玉成 | 污泥快速热解处理及转化物的原位利用方法 |
| CN107129124A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-09-05 | 北京神源环保有限公司 | 连续处理生活污泥的系统和方法 |
| CN108249720A (zh) * | 2018-03-13 | 2018-07-06 | 山东金孚环境工程有限公司 | 一种机械脱水耦合干化热解制备污泥炭的方法 |
| CN109052889A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-12-21 | 北京星和众工设备技术股份有限公司 | 间接加热可移动式工业污泥连续热解方法及碳化装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姬爱民 等著: "《城市污泥热解转化机理及经济性评价》", 31 August 2016 * |
| 姬爱民 等著: "《污泥热处理》", 31 August 2014 * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113801669A (zh) * | 2020-06-15 | 2021-12-17 | 清华大学山西清洁能源研究院 | 高含水生物质连续水热碳化系统和方法 |
| CN111810961A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-10-23 | 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 | 一种污泥焚烧与碳化协同处理的方法 |
| CN112079547A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-15 | 武汉齐宇天下环境科技有限公司 | 一种多级热解碳化一体化的污泥处理方法 |
| CN113248108A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-08-13 | 仁天环保科技有限责任公司 | 一种一体化污泥处理控制系统及方法 |
| CN114212960B (zh) * | 2021-11-12 | 2025-03-21 | 上海信环固雅环境集团有限公司 | 一种基于热水解预处理的污泥干化碳化处理系统及方法 |
| CN114212960A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-22 | 上海固雅环境科技有限公司 | 一种基于热水解预处理的污泥干化碳化处理系统及方法 |
| CN114853310A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-08-05 | 广州晟启能源设备有限公司 | 一种污泥处理系统及污泥处理方法 |
| CN114685022A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-01 | 四川怡和盛达环保科技有限责任公司 | 一种污泥催化热裂解气化方法 |
| CN114702220A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-07-05 | 中科合肥煤气化技术有限公司 | 一种污泥碳化制取低热值生物燃料的方法和系统 |
| CN115820284A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-21 | 重庆大学 | 一种移动式熔盐储能的混合碳氢燃料热解的装置和方法 |
| CN115925452A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-07 | 四川高博环投科技有限公司 | 高温高压水解污泥在线处置三废生产有机肥的系统及方法 |
| CN116177832A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-05-30 | 广东新环环保产业集团有限公司 | 一种污泥制备生物炭系统 |
| CN116675406A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-01 | 成都艾侃智能设备有限公司 | 一种污泥热裂解处置方法及成套处置系统 |
| CN117448018A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-01-26 | 合肥工业大学 | 一种节能减排生产城市污泥基生物炭的工艺方法与装置 |
| CN118125683A (zh) * | 2024-02-23 | 2024-06-04 | 湖南清源华建环境科技有限公司 | 一种污泥热解方法及系统 |
| CN118812125A (zh) * | 2024-06-28 | 2024-10-22 | 昆山德沃特水工业系统设备有限公司 | 一种污泥脱水干化及碳化一体式系统 |
| CN118684403A (zh) * | 2024-07-25 | 2024-09-24 | 广西北投环保水务集团有限公司 | 污泥热解总成及污泥热解系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110759627A (zh) | 污泥间接换热蒸发脱水耦合热解碳化方法及系统 | |
| CN110759626A (zh) | 污泥调理脱水耦合碳化减量化处理方法及系统 | |
| CN201659136U (zh) | 生活垃圾、有机废物气化-液化处置的系统 | |
| CN105737162B (zh) | 基于过程解耦和洗气燃烧的生活垃圾低温热解系统及方法 | |
| CN103449701A (zh) | 一种炼油厂污泥炭化处理及炭回收的方法及装置 | |
| US10611657B2 (en) | Method and system for preparing fuel gas by utilizing organic waste with high water content | |
| CN104176897A (zh) | 一种环保、节能型污泥高温碳化系统 | |
| CN107699294B (zh) | 一种绿岛式城乡有机废物无害化资源化处理工艺 | |
| WO2019050431A1 (ru) | Способ пиролизной утилизации твердых углеродсодержащих отходов и мусороперерабатывающий комплекс для его осуществления | |
| CN215975660U (zh) | 一种回转窑热解系统 | |
| CN203265244U (zh) | 一种生活垃圾制取燃气和燃气发电的设备 | |
| CN110437858A (zh) | 一种催化剂可再生的微波辅助催化快速热解生活垃圾的方法与装置 | |
| CN114835365A (zh) | 一种高含水污泥高压脱水-热干化-热解集成装置与方法 | |
| CN215403741U (zh) | 一种污泥碳化耦合熔融处理的系统 | |
| CN110777057B (zh) | 一种城市有机固废协同处理系统 | |
| CN111718095B (zh) | 一种市政污泥热解碳化处理系统及处理工艺 | |
| CN206143142U (zh) | 处理生活垃圾的系统 | |
| CN112779057A (zh) | 一种油泥综合处理系统及油泥综合处理方法 | |
| CN111536520A (zh) | 一种用于对固体废物进行无害化及减量化的处理系统及固体废物处理方法 | |
| CN118125683A (zh) | 一种污泥热解方法及系统 | |
| CN207756595U (zh) | 一种有机废物清洁利用的发电系统 | |
| CN213930940U (zh) | 一种高湿物料干燥和固体废弃物资源化利用装置 | |
| CN216106779U (zh) | 一种利用双循环热载体的有机物预热及热解联合处置系统 | |
| CN211119367U (zh) | 生活垃圾与污泥以废治废的综合处理系统 | |
| CN211645034U (zh) | 处理污泥的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200207 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |