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CN105694976A - 一种能量自持的湿污泥气化处理方法 - Google Patents

一种能量自持的湿污泥气化处理方法 Download PDF

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CN105694976A CN201610192075.3A CN201610192075A CN105694976A CN 105694976 A CN105694976 A CN 105694976A CN 201610192075 A CN201610192075 A CN 201610192075A CN 105694976 A CN105694976 A CN 105694976A
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CN
China
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sludge
air
flue gas
gasification
sustaining
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CN201610192075.3A
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邓灿
夏朝晖
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Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
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Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
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    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466—Entrained flow processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种能量自持的湿污泥气化处理方法，包括以下步骤：S1、向污泥中添加高碳物质，污泥与高含碳物质的质量混合比为(50～90)：(50～10)，将污泥和高碳物质混合均匀后造粒，制成粒径小于10mm的混合物颗粒；S2、将混合物颗粒通过螺旋输送机送入循环流化床气化炉中，同时，将空气经过换热器加热至700～750℃后送入循环流化床气化炉中，混合物颗粒和热空气在950-1050℃高温下进行燃烧气化反应，反应后产生的高温烟气流入换热器对其内的空气进行加热，换热后的烟气经除尘净化后变成干净烟气，供用户使用。本发明能够实现系统内部能量自持，同时具有杜绝二次污染、显著降低污泥处理成本的优点。

Description

一种能量自持的湿污泥气化处理方法
技术领域
本发明属于污泥气化技术领域，具体涉及一种能量自持的湿污泥气化处理方法。
背景技术
随着我国社会经济的发展和城市化水平的加快，污泥的产量也在逐年增加，如何处理污泥已成为现代环保领域里亟待解决的问题。传统的污泥处理技术如填埋、用于农作肥、焚烧等均因存在各自的缺陷，难以实现污泥减量化、稳定化、无害化和资源化的最终目标。
为了做好污泥处理处置的“四化”，国内外均做了不少努力，也开发了一些新技术，但因种种原因，如技术本身存在缺陷，国内外管理和监管体系不同等，这些技术均不能良好的在国内发展。尤其在污泥处理资源化方面，各种技术表现的都不尽人意，其主要原因在于：污泥资源化过程中最大的障碍是干燥高含水量的污泥消耗的能源成本太高，导致了长期以来的污泥资源化付出的成本太大。
根据相关研究表明，气化技术不仅可实现污泥减容、减量化的目的，而且还可以副产可燃气体，同时，气化时产生的含重金属灰渣可实现安全处理。因此，气化技术被认为是环境友好、实现污泥处理“四化”的理想方式。
目前，提及污泥气化的专利成果已有不少，但重点都放在副产可燃气体这个环节，整个系统辅助了大量外界能量用于脱除污泥中的水，以进行污泥干化，有些系统甚至前置污泥干燥预处理脱除水分，后又加入水蒸气作为气化剂参与污泥气化，浪费了大量污泥本身具有的能量，十分不经济。同时，现有技术是以产气为主要目的，所以辅以大量的能量干化污泥，否则水分过多会影响污泥的产气效率和热值。这其实在应用上有偏离，因为产出来的气不一定好利用，而且还花了巨大的能量代价，使得处理污泥成本高。副产的可燃气体利用可能存在一定的局限：因CO含量超过城镇燃气要求，无法用于居民用气；若用于工业用户，因气量需求较大，一般一个污水处理厂的污泥气化很难满足其气量要求，则需要集中多个污水处理厂的污泥，这必然会导致污泥运输过程中的二次污染及成本增加。
故如何解决以上矛盾，同时结合国家推行的分布式能源概念，就近处理污泥，整合污泥前后处理流程，实现系统内部能量自持，杜绝二次污染的同时实现污泥处理成本最低，将具有积极意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能量自持的湿污泥气化处理方法，它不使用外界能源介质，能够实现系统内部能量自持，同时具有杜绝二次污染、显著降低污泥处理成本的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种能量自持的湿污泥气化处理方法，包括以下步骤：
S1、向含水率80％以下的污泥中添加含碳量40％以上的高碳物质，污泥与高含碳物质的质量混合比为(50～90)：(50～10)，将污泥和高碳物质混合均匀后造粒，制成粒径小于10mm的混合物颗粒；
S2、将混合物颗粒通过螺旋输送机送入循环流化床气化炉中，同时，将空气经过换热器加热至700～750℃后送入循环流化床气化炉中，混合物颗粒和热空气在950-1050℃高温下进行燃烧气化反应，反应后产生的高温烟气流入换热器对其内的空气进行加热，换热后的烟气经除尘净化后变成干净烟气，供用户使用。
按上述技术方案，所述高碳物质为垃圾、生物质或燃煤。
按上述技术方案，所述空气中的富氧率小于等于35％。
本发明产生的有益效果是：本发明无需对污泥进行干燥处理，可对含水率高达80％的污泥进行气化，在对污泥进行气化处理前，先向污泥中添加高碳物质对其进行调质，将混合后的物质制成混合物颗粒，高碳物质一方面用于降低混合物的水分以便于造粒，另一方面用于提供气化原料的碳源，再利用污泥自身水分作为气化剂，与热空气(空气中可掺混一定氧气)一起送入循环流化床进行气化，进行燃烧气化反应，反应产生的高温烟气用于对空气进行加热处理，可以实现整个系统的能量自持，富裕能量还可以输送给用户。本发明简化了污泥前置干燥系统，直接利用污泥自身水分作为气化剂，结合碳源，气化产生富氢气体，水分能量没有浪费，能耗最少，大大降低污泥处理成本，减轻社会环保负担；而且，整个系统封闭、灵活、连续紧凑，可就近处理污泥，杜绝了污泥的二次污染，能量自给，最终实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化处理要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的处理工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种能量自持的湿污泥气化处理方法，包括以下步骤：
S1、向含水率80％以下的污泥中添加含碳量40％以上的高碳物质，污泥与高含碳物质的质量混合比为(50～90)：(50～10)，将污泥和高碳物质混合均匀后造粒，制成粒径小于10mm的混合物颗粒；
S2、将混合物颗粒通过螺旋输送机送入循环流化床气化炉中，同时，将空气经过换热器加热至700～750℃后送入循环流化床气化炉中，混合物颗粒和热空气在950-1050℃高温下进行燃烧气化反应，反应后产生的高温烟气流入换热器对其内的空气进行加热，换热后的烟气经除尘净化后变成干净烟气，供用户使用，可用于农村供气和工业供气。
在本发明的优选实施例中，高碳物质为垃圾、生物质或燃煤，取材方便，成本低廉。
在本发明的优选实施例中，空气中的富氧率小于等于35％。本发明的富氧率可以做到很低，或者不富氧，富氧可以提高气化煤气的产量和热值，但富氧增加了污泥处理成本，在不需要煤气利用的情况下，可以采用不富氧，实现整个气化过程的能量自持，以节约成本。
以下列举两个实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
向100kg含水率为80％的污泥中添加10kg烟煤(含碳量为63.44％)，混合均匀后，粉碎造粒为10mm以下的混合物颗粒，将其通过螺旋输送机送至循环流化床气化炉内，并鼓入预热空气，在950-1050℃左右进行燃烧气化反应，生成烟气通过换热器预热空气，整个系统能量自持，且能向外输送900MJ的富裕能量。
实施例2
向100kg含水率为80％的污泥中添加100kg生物质(含碳量为40.36％)，混合均匀后，粉碎造粒为10mm以下的混合物颗粒，将其通过螺旋输送机送至循环流化床气化炉内，并鼓入预热空气，在950-1050℃左右进行燃烧气化反应，生成烟气通过换热器预热空气，整个系统能量自持，且能向外输送850MJ的富裕能量。
本发明中，因掺混物质的含碳量不同，混合比会有所调整。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种能量自持的湿污泥气化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向含水率80％以下的污泥中添加含碳量40％以上的高碳物质，污泥与高含碳物质的质量混合比为(50～90)：(50～10)，将污泥和高碳物质混合均匀后造粒，制成粒径小于10mm的混合物颗粒；
S2、将混合物颗粒通过螺旋输送机送入循环流化床气化炉中，同时，将空气经过换热器加热至700～750℃后送入循环流化床气化炉中，混合物颗粒和热空气在950-1050℃高温下进行燃烧气化反应，反应后产生的高温烟气流入换热器对其内的空气进行加热，换热后的烟气经除尘净化后变成干净烟气，供用户使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碳物质为垃圾、生物质或燃煤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气中的富氧率小于等于35％。
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