污泥低温碳化技术分析和应用实例.pdf

污泥低温碳化技术分析和应用实例 太原正阳环境工程有限公司 副总经理 于洪江 目录： 1. 污泥低温碳化原理 2. 污泥低温碳化的理论能耗 3. 碳化发展的历史 4. 晋中污泥低温碳化的成果 5. 污泥低温碳化工程现场照片 6. 污泥低温碳化的投资 7. 污泥低温碳化技术的占地 8. 污泥低温碳化技术的应用前景 1 / 11 1. 污泥低温碳化原理 将市政生化污泥中的细胞裂解，强制脱出污泥中水分，使污泥中碳含量比例大幅度提高 的过程叫做污泥碳化。由于生化污泥中大量生物细胞的存在，采用机械方法将其中的水分脱 出十分困难，若将其中的细胞破解，其中的固体物质和水分将很容易分离。脱水后的污泥碳 化物含水量极小，发热值相对较高，孔隙率大，松散，黑色，与煤炭外观极为相似。 原始脱水污泥 碳化后污泥 日本在最初研究时，将这种处理技术称为“炭化”，示意处理后的生物质固体有如木炭 一般。欧美等国在最初研究时，使用了“Carbonization ”一词，译为“碳化”，后来日本的 资料中也多采用“碳化”代替“炭化”。学术界将此项技术归为“热分解”或“裂解”，英文 均为 Pyrolysis 。 污泥低温碳化的原理非常简单，由于市政污水处理厂多数采用活性污泥法处理污水，剩 余污泥脱水后，内部含有大量的生物细胞，机械方法很难将其中与细胞有联系的水分脱出。 污泥低温碳化就是采用低温（300℃以下），中压（10MPa 以下），将污泥中的细胞裂解，裂 解后的污泥再次脱水，水分很容易脱出，使污泥含水率降至 50%以下。脱出水后的污泥样似 砂状，很容易干燥，强制风干可使含水率进一步降低至 30%以下，自然风干（3-5 天）含水 率可达 10%以下。 2 / 11 含水约 80 ％的污泥首先切碎，进入高压泵，经过预热和加热进入反应釜，在反应釜反 应 15~20 分钟后，经过冷却器就变成了裂解液，污泥从原来的半固体状态变成了液态。液态 裂解液经普通脱水装置即可将其中 75 ％的水分脱出，达到含水率 50 ％，体积减小为原来的 40 ％以下。如果脱水后的污泥进一步烘干，即可达到含水率30% 以下。 进泥处理 加温加压 脱水 烘干 导热油炉 3 / 11 2. 污泥低温碳化的理论能耗 污泥低温碳化所需要的能量 污泥低温碳化后的污泥裂解液流动性很好，可以作为原始污泥预热的热源。生产中的实 际数据证明，用碳化裂解液一般可将原始污泥加热至 160℃以上。如果碳化裂解温度设定为 250 ℃，水在 10MPa，200 ℃以上的比热按 5.0 ×kJ/(kg ℃)计算，则将 1 公斤污泥升高至 250 ℃所需要的理论热量为 5* （250-160 ）＝ 450 KJ 裂解液 污泥 预热器 加热器