一種污泥裂解氣化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)技術(shù)中的污泥處理方法，具體地，涉及一種污泥裂解氣化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的快速發(fā)展，污水處理廠數(shù)量不斷增多，污泥產(chǎn)生量也日益增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥年產(chǎn)生量已經(jīng)達(dá)到3000萬噸(含水率80%)，至“十二五”末期將達(dá)到5000萬噸左右。
[0003]污泥焚燒處理處置是實(shí)現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化的重要手段。然而，污泥直接焚燒存在燃燒效率低、能量利用方式單一的問題；此外，污泥焚燒煙氣中含有PM2.5、N0x、S02和二噁英等污染物，處理不當(dāng)極易造成二次污染。隨著民眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和人口密度的增大，污泥焚燒設(shè)施選址日益困難。環(huán)保部最新修訂的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)于2014年7月1日正式實(shí)施，其中明確規(guī)定污泥焚燒設(shè)施的污染控制參照該標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)相比顆粒物由80mg/Nm3收緊至20mg/Nm3 (日均值)，汞由
0.2mg/Nm3收緊至0.05mg/Nm3，二卩惡英類則由IngTEQ/m3收緊至0.1ngTEQ/m3，與歐盟標(biāo)準(zhǔn)接軌。隨著“鄰避效應(yīng)”的日益嚴(yán)重和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，污泥焚燒處理處置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本必將顯著提高。
[0004]因此，開發(fā)可以替代焚燒的污泥熱處理技術(shù)和設(shè)備，充分回收利用污泥中所蘊(yùn)含的生物質(zhì)資源，并從源頭避免N0X、S02和二噁英等污染物的產(chǎn)生和排放，已成為污泥處理處置行業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于污泥處理的方法，以解決現(xiàn)有污泥焚燒技術(shù)所存在的污泥資源化程度低和煙氣二次污染控制難的問題，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種污泥裂解氣化方法，其中，該方法通過污泥裂解氣化裝置對(duì)污泥進(jìn)行處理；所述的污泥裂解氣化裝置包含外殼、設(shè)置在外殼頂部的污泥進(jìn)料口、在外殼內(nèi)部從污泥進(jìn)料口向下依次設(shè)置的干燥室、熱解室、氧化室以及灰渣室。所述的干燥室上部設(shè)有裂解氣導(dǎo)出管。所述的氧化室和灰渣室之間設(shè)置有爐柵。所述的灰渣室側(cè)壁設(shè)置有排渣口和氣化介質(zhì)導(dǎo)入管。
[0007]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的外殼呈直立桶狀，所述外殼內(nèi)壁由鋼板內(nèi)襯耐火磚或耐火水泥制成，表面敷設(shè)有保溫材料。
[0008]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的污泥進(jìn)料口設(shè)有進(jìn)料閥；所述污泥進(jìn)料口呈漏斗狀，并與所述進(jìn)料閥之間密切吻合形成密封，以防止裂解氣逸出。
[0009]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的爐柵采用耐火材料制成，所述爐柵設(shè)置有若干斜圓柱狀孔洞。
[0010]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的干燥室、熱解室和氧化室均設(shè)置有溫度感應(yīng)探頭和濕度感應(yīng)探頭；所述的裝置還設(shè)有中央控制系統(tǒng)，能夠接受所述溫度感應(yīng)探頭和濕度感應(yīng)探頭的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)裝置的運(yùn)行情況在線調(diào)節(jié)所述裝置運(yùn)行的工藝參數(shù)；所述的工藝參數(shù)包含進(jìn)料量、進(jìn)料頻次以及氣化介質(zhì)供應(yīng)量等。
[0011]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述的方法包含以下步驟:
步驟1，污泥從污泥進(jìn)料口間歇加入，進(jìn)入干燥室，同來自熱解室和氧化室的熱氣體換熱，水蒸氣隨著熱氣流上升并通過裂解氣導(dǎo)出管排出裝置，污泥干物料落入熱解室。
[0012]步驟2，所述熱解室中的污泥受熱后發(fā)生裂解反應(yīng)和還原反應(yīng)，產(chǎn)生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烴類等裂解產(chǎn)物，其中產(chǎn)生的熱氣體上升到所述干燥室，而產(chǎn)生的炭則下降到所述氧化室。
[0013]步驟3，氣化介質(zhì)由氣化介質(zhì)導(dǎo)入管進(jìn)入灰渣室，與熱灰渣進(jìn)行換熱后，通過爐柵進(jìn)入所述氧化室，與氧化室內(nèi)熾熱的炭發(fā)生燃燒反應(yīng)，同時(shí)放出熱量，為污泥的干燥和裂解提供熱源；產(chǎn)生的灰分和炭渣等落入所述灰渣室成為熱灰渣。
[0014]步驟4，所述灰渣室中的灰渣通過排渣口定期排出。
[0015]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟1所述的污泥進(jìn)料口加入的污泥含水率小于50%，低位熱值大于5000kJ/kg，有機(jī)物含量大于50%，所述干燥室溫度為100°C ~250°C。
[0016]上述的污泥裂解氣化方法，其中，所述步驟1中從裂解氣導(dǎo)出管排出的氣體排出裝置后在資源化利用前應(yīng)進(jìn)行冷凝和過濾等凈化處理。
[0017]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟2所述熱解室溫度為400°C ~800°C。
[0018]上述的污泥裂解氣化方法，其中，步驟3所述的氧化室溫度為1000°C ~1200°C，所述的氣化介質(zhì)為純氧氣，單位生物質(zhì)氣化的氧氣供應(yīng)量為其完全燃燒時(shí)所需理論空氣量的25%~30%。
[0019]本發(fā)明提供的污泥裂解氣化方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、無需外加能源。裂解氣化殘留的炭與氣化劑氧氣進(jìn)行部分燃燒，并放出熱量，為污泥的干燥、裂解以及還原反應(yīng)提供熱量，無需額外補(bǔ)充能源。
[0020]2、裂解效率高。利用氧氣作為氣化介質(zhì)，沒有惰性氣體，反應(yīng)溫度高，反應(yīng)速率快，設(shè)備容積小，裂解效率高，裂解氣體熱值高。
[0021]3、源頭避免污染物的產(chǎn)生和排放。裂解過程在無氧條件下進(jìn)行，可以從源頭避免N0X、SOjP二噁英的產(chǎn)生，避免酸性氣體腐蝕設(shè)備。
[0022]4、設(shè)備磨損小。與焚燒相比，污泥裂解氣化過程煙氣量小，氣體流速慢，粉塵含量低，設(shè)備磨損小。
[0023]5、資源化程度高。裂解氣可作為燃料利用，且與污泥直接焚燒相比，裂解氣燃燒效率高，應(yīng)用范圍廣；污泥中重金屬以惰性形態(tài)固化于爐渣中，爐渣可進(jìn)行建材利用。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的污泥裂解氣化方法使用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明的污泥裂解氣化方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步地說明。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明提供的污泥裂解氣化方法，通過污泥裂解氣化裝置對(duì)污泥進(jìn)行處理。
[0028]該污泥裂解氣化裝置包含外殼10、設(shè)置在外殼10頂部的污泥進(jìn)料口 1、在外殼10內(nèi)部從污泥進(jìn)料口 1向下依次設(shè)置的干燥室3、熱解室4、氧化室5以及灰渣室7。
[0029]干燥室3上部設(shè)有裂解氣導(dǎo)出管8。灰渣室7側(cè)壁設(shè)置有排渣口 9和氣化介質(zhì)導(dǎo)入管11。
[0030]氧化室5和灰渣室7之間設(shè)置有爐柵6。爐柵6采用耐火材料制成，爐柵6設(shè)置有若干斜圓柱狀孔洞。
[0031]該裝置的外殼10呈直立桶狀，夕卜殼10內(nèi)壁由鋼板內(nèi)襯耐火磚或耐火水泥制成，表面敷設(shè)有保溫材料。
[0032]污泥進(jìn)料口 1設(shè)有進(jìn)料閥2 ;污泥進(jìn)料口 1呈漏斗狀，并與進(jìn)料閥2之間密切吻合形成密封，以防止裂解氣逸出。
[0033]干燥室3、熱解室4和氧化室5均設(shè)置有溫度感應(yīng)探頭和濕度感應(yīng)探頭。該裝置還設(shè)有中央控制系統(tǒng)，能夠接受溫度感應(yīng)探頭和濕度感應(yīng)探頭的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并根據(jù)裝置的運(yùn)行情況在線調(diào)節(jié)裝置運(yùn)行的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)包含進(jìn)料量、進(jìn)料頻次以及氣化介質(zhì)供應(yīng)里寺ο
[0034]如圖2所示，本發(fā)明提供的污泥裂解氣化方法，包含以下步驟:
步驟1，污泥從污泥進(jìn)料口 1間歇加入，進(jìn)入干燥室3，同來自熱解室4和氧化室5的熱氣體換熱，水蒸氣隨著熱氣流上升并通過裂解氣導(dǎo)出管8排出裝置，污泥干物料落入熱解室4。
[0035]步驟2，熱解室4中的污泥受熱后發(fā)生裂解反應(yīng)和還原反應(yīng)，產(chǎn)生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烴類等裂解產(chǎn)物，其中產(chǎn)生的熱氣體上升到干燥室3，而產(chǎn)生的炭則下降到氧化室5。
[0036]步驟3，氣化介質(zhì)由氣化介質(zhì)導(dǎo)入管11進(jìn)入灰渣室7，與熱灰渣進(jìn)行換熱后，通過爐柵6進(jìn)入氧化室5，與氧化室5內(nèi)熾熱的炭發(fā)生燃燒反應(yīng)，同時(shí)放出熱量，為污