DEGREMONT：污泥的热解处理技术（译稿）
污泥的热解
➢智能化 ➢多功能 ➢综合性
➢自控、移动式机械炉排
2 20世纪初
➢大型机械化炉排焚；烧较炉高、效多率样的化烟、气T净↗化
1
系统
19世纪中后期 ➢机械化连续垃圾焚烧炉。处理能力、焚烧效果、治污↗
➢焚烧带病毒、病菌的垃圾。→英、美、法、德等试验研究，建立焚烧炉
Department of Environmental Engineering of Xihua University
【概念】焚烧 干燥 热裂解 焙烧
重点
热值 燃烧温度 DRE
热灼减量比 焚烧效率
【方法原理】
焚烧原理；热平衡和烟气分析；焚烧工艺系统
组成；焚烧炉系统选择；热解原理；典型固体废物
的热解；焙烧方法。
Department of Environmental Engineering of Xihua University
焚烧处理 有基态和电子激发态的自由基
出现、并伴有光辐射的化学反
应现象 ）
其它热 处理方法
4
处理方法
2
热裂解
焙烧: 在低于熔点的温度下热处理
焙烧 热解:是将有机物在无氧或 缺氧状态下加热，使之成
处理 废物改变废物的物理化学性质以利
于后续资源化利用的处理过程
为气态、液态或固态可燃
3 物质的化学分解过程。
Department of Environmental Engineering of Xihua University
固体废物处理与处置 Treatment and Disposal of Solid Waste
干燥脱水 热分解 烧成（结）等
焚烧（incineration）: 固体
1
污泥热解技术的介绍
常用技术的优缺点
优点：能使有机物全部碳化，
有效杀死病原体，最大限度地减 少污泥体积(可达到 90%左右)； 而且占地面积小，自动化水平高， 不受外界条件影响。 缺点：在焚烧前必须脱水，另 外焚烧处理一般要求其热值在 1000kJ/kg 以上，焚烧时产生二氧 化硫、二恶英等有害气体，污泥 中的重金属也会随着烟尘的扩散 而污染空气；焚烧成本是其他处 理工艺的 2~4 倍。
污泥热解工艺图
污泥热解技术具有不产生二噁英、固化重金 属、高能量利用率和低能量损失等特点，是当之 无愧的节能环保技术。
无二噁英 热解在还原气氛下进行，能有效的抑制二噁 英的合成。其次，经过净化处理后的热解气不存 在具有催化作用的物质（金属或其氧化物），其 高温燃烧过程是一个彻底而洁净的氧化过程。特 定条件下，还能分解二噁英。
积极探索污泥热解主要能源产物──生物油或热解气的有 效利用途径；
充分合理的处理好热解固体剩余物──焦炭，因为焦炭不 仅可以作为燃料，而且可以通过催化活化制取吸附性能较好 的活性炭，不过焦炭也富集了大量的重金属污染物质，在后 续利用中要控制二次污染的形成；
研究污泥热解过程中污染物(H2S、NH3和重金属等)的形成 、转化规律；热解机理和反应动力学对热解过程的控制具有 关键作用，这方面的研究急需加强；
污泥热解不如焚烧法对固体体积减少的多，热解产生的液体 生物油在燃烧时也可能产生少量的有害物质，而且热解技术没 有焚烧法发展的完善； 污泥热解的反应模型、操作参数和经济可行性等方面的研究 不够系统、深入； 污泥热解过程中污染物(主要是重金属)的迁移、转化规律研 究较少； 热解产物的性质研究不甚全面，污泥的热解机理还没有完全 建立，而且对污泥热解的工艺路线和设备开发的较少。
污泥资源化利用的新途径
污泥热解的主要工艺及特点
我们的生活在不断发展的过程中总会对环境造成一定的污染，其中污泥就是一种常见的污染物，目前主要采用一种新的处理工艺就是热解。
就这种技术的优点和原理给您介绍如下。
这种技术在污泥处理行业中得到普遍认可，其技术的原理和工艺流程如下：利用污泥中有机物的热不稳定性，在无氧条件下对其加热，使有机物产生热裂解，根据其碳氢比例被裂解，形成利用价值较高的气相和固相，使得具有易储存、易运输。
热解工艺包括储存和输送系统、干燥系统、热解系统、燃烧系统、能量回收系统和尾气净化系统。
污泥的储存和将污泥输送进入干燥装置的作用。
污水厂脱水污泥的含水率一般在80%左右不能直接热解，通过干燥系统将污泥含水率降低至20%-25%。
从而使得污泥在无氧环境下将固态污泥裂解。
对于污泥热解技术的优势给你总结如下：
1)可将固体废物中的有机物转化为燃料气、燃料油和炭黑为主的储存性能
2)由于是无氧或缺氧分解，排气量少，因此，采用热解工艺有利于减轻对大气
环境的二次污染。
3)废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中。
4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+。
5)NOx的产生量少。
6)能源利用率高、减容率高、运行费用低。
7)无二噁英和呋喃产生，不会因为环境问题扰民。
8)燃烧后，需要处理的废气量小。
9)回收可再生能源，有CO2减排意义，有CDM收益。
目前的无您处理主要采用热解技术，该技术具备很多的优点，在污泥、工业垃圾、塑料、电子垃圾等行业广泛应用。
污水污泥的热解处理
综述专论
生了第二次化学键断裂， 形成了轻质油， 气体停 留时间也相应地增加。在 232 4 以后， 会形成更 轻质的油和气态烃， 不凝性气体的量提高， 炭的 量也随着气体量的增加而减少。 GH 温度下才有很重要的作用 （如在 &2’ 4 ） ； 而在较 高的热解温度下， 其加热速率的影响可以忽略不 计 （如在 -2’ 4 ） 。在 &2’ 4 时， 更高的加热速 率， 使热解效率更高， 会产生更多的液态成分和 气态成分的量， 而降低了固态剩余物的量。 .13 热解产物的分析 污泥热解产物中主要是固、 液、 气三相物质。 固态剩余物分析： 在污水污泥热解中， 固态 剩余物中 的 含 炭 物 质， 在 &2’ 4 I 22’ 4 时 达 即使在 ,2’ 4 的温度下， 热解仍不 20> I --> ， 能完全结束， 以含炭物形式存在的可挥发性物质
［&］ 。 废物会很复杂， 又不可避免地造成二次污染
［"’］ 解法处理含油污泥 。国内对于热解法的研究
还处于实验阶段。 & 污泥热解 污水污泥与大部分有机废物相同， 含有大量 易挥发性有机物质。如此， 用某种方法就能把这 种贮存在污染中的能量， 以热量或作为燃料或制
［%］ 造出特殊的化学品的形式释放出来 。
了， 这是由于各种因素的影响， 如反应条件、 反应 设备、 污泥特性等。一般认为反应机理如下： ’## "## 2 以上蛋白 9 !(# 2 时脂肪族化合物蒸发， 质转化， 主要 "%# 2 以上开始糖类化合物转化， 转化反应是肽键断裂， 基团的转移变性及支链断
［&’］ 裂 。
污泥的热解过程， 现在还有很多不同的理
加热 速 率 的 影 响 具 有 阶 段 性。 A? B8CDE8F 报道， 加热速率的影响， 只是在较低的热解
污泥处理中的热解与燃烧技术研究
污泥处理中的热解与燃烧技术研究第一章：引言随着城市化的不断发展，城市排放的污水和垃圾也越来越庞大。
因此，污泥处理已经成为城市环境保护的重要环节。
污泥被视为一种有机质含量高的水处理副产物，是水处理的难点之一。
传统的污泥处理方法（如厌氧消化和好氧消化）虽然可以有效地处理污泥，但却不够经济高效。
热解和燃烧技术因此被广泛应用于污泥处理中。
第二章：污泥处理中的热解技术污泥热解是指将污泥在高温下分解为气态和固态产物的过程。
这种技术可分为两种类型：旋转管炉和流化床炉。
旋转管炉：该方法将污泥加热至高温状态，使其生物质分解并转化为有机气体。
旋转管炉由一根中空管组成，管内放置燃气燃烧器和污泥。
在炉内高温作用下，污泥中的有机物质发生热解反应，产生固态和气态产物。
固态产物被称为焦炭，气态产品被称为合成气。
流化床炉：该方法将污泥放置在流化床炉中，与流化剂（如水、空气或二氧化碳等）接触，产生高温下的化学反应。
这种方法具有更广泛的适用性，可在更宽的操作条件下使用；其产生的气态产物中二氧化碳含量较高，可被用于产生热能或作为化学原料。
污泥热解技术的优点在于其产生的气态产物可被直接用于燃烧或氧化，生成热能和化学品，在工业生产过程中具有广泛的应用。
第三章：污泥燃烧技术与污泥热解技术不同，污泥燃烧是指将污泥燃烧产生热量，并同时减少有害物质的过程。
这种方法可分为两种类型：直接燃烧和间接燃烧。
直接燃烧：该方法将污泥添加到燃烧器中，经过高温燃烧使其分解并产生热能。
直接燃烧法的优点在于可直接将产生的热量用于供暖和电力生产等目的，从而减少了生产成本。
间接燃烧：该方法将污泥导入燃烧装置，通过不可燃物质转化为可燃物质后再进行燃烧。
间接燃烧法的优点在于可减少烟气中氮氧化物和二氧化碳等有害物质的含量，同时也可用于处理有害废物和废水等问题。
污泥燃烧技术的优点在于其具有灵活性和可持续性。
其主要应用领域包括热能生产、电力生产和煤化学制品生产等。
第四章：结论污泥处理中的热解和燃烧技术是污泥处理的两种重要方法。
污泥减量热解机热解焚烧技术概述
ＶＳ Ｓ 较低 ， 有机组分 中淀 粉、 糖类和纤维 素等碳水化合 物 环境 的污染 ，该方 式终将会被 淘汰。 密度 大， 而脂肪含量低 ， 因此我 国市政污泥属高碳水化合 ２ ２ 制 肥 法 ．
物、 低脂肪 的污泥 。 如天津纪庄子污水处 理厂二 次沉 淀池
４％ ～ ０ ０ ５ ％，脂肪 只占１ ％左右 ，与发达国家相差很大。 ０
（ ３）重金 属 超 标
该法是将 污水 处理厂的污泥采用生物方法 ，通过微 作条件 恶劣 ，制肥 过程需 要大量 的木屑等碳原物资 ，制 成 的有机肥料产 品肥效较 低 ，市场销售 困难 ，特别是有
因此 ，污 泥不 经妥善处理处置而任意排放 和堆 置 ，必将 油 、酿造 、化工制 药等行业 的终端排放废弃物 ）和给水 对周 围环境 造成严重 的污染 ，使 已建成 的污水 处理厂不 污泥 三大类 。２） 成分和性 质可分 为 ：有机 污泥 和无 按
能充分发挥其消 除环境 污染 的作用 。
５ 』 ｋ ０ 糯
污 泥减 量 热 解机 热 解焚 烧 技 术概 述
黄 家瑶 ，林 秀梅
（ 福建庄讯环保科技有 限公 司，福 州 ３０ ０ ） ５０３
摘 要： 针对 目前我 国城 市污水处理厂产生大量 污泥，二次 污染现象 日益严 重的状 况，阐述 了污泥的性
质 特点及主要 处理处置方法 ，介绍并分析 了污泥减量热解机热解 焚烧技 术的工作原理 、工作 流程 、技 术特
机污 泥 ；亲水 性污泥 和疏水性 污泥 。３ ）按污 泥从水 中
国内企业引进 了 日本和我 国台湾地 区先进 的污泥处 分离过程可分为 ：沉 淀污泥 （ 包括初沉污泥 、混凝沉 淀
理处置专利技术 ，并 经过引进 、消化 吸收和改进 ，充 分 污泥 、化学沉淀污 泥等 ）及生物污泥 （ 包括腐殖 污泥 、
污水处理中的污泥热解技术
污水处理中的污泥热解技术在污水处理的过程中，会产生大量的污泥。
这些污泥如果处理不当，不仅会对环境造成严重的污染，还会浪费其中潜在的资源。
而污泥热解技术作为一种新兴的处理方法，正逐渐受到广泛的关注和应用。
污泥热解技术的原理其实并不复杂。
简单来说，就是在无氧或缺氧的条件下，将污泥加热到一定的温度，使其发生热分解反应。
在这个过程中，污泥中的有机物会分解为气体、液体和固体三种产物。
气体产物主要包括氢气、甲烷、一氧化碳等；液体产物则是一些有机酸、醇类、酚类等；而固体产物就是我们常说的生物炭。
这种技术具有诸多优点。
首先，它能够实现污泥的减量化。
经过热解处理后，污泥的体积和重量都会大幅减少，从而降低了后续处理和运输的成本。
其次，污泥热解可以实现资源的回收利用。
热解产生的气体可以作为能源使用，液体产物可以进一步加工为化工原料，而生物炭则具有良好的吸附性能，可以用于土壤改良等领域。
此外，污泥热解还能够有效地杀灭病原体和寄生虫卵，减少污泥中的有害物质，降低对环境的潜在危害。
然而，污泥热解技术在实际应用中也面临着一些挑战。
技术方面，热解过程的控制是一个关键问题。
温度、加热速率、停留时间等参数的选择都会对热解产物的性质和产量产生影响。
如果控制不当，可能会导致热解效率低下，产物质量不佳。
而且，热解设备的设计和运行也需要较高的技术水平和资金投入。
经济方面，虽然污泥热解能够带来一定的资源回收效益，但前期的设备投资和运行成本较高。
这对于一些小型污水处理厂来说，可能是一个较大的负担。
因此，如何降低成本，提高技术的经济性，是推广污泥热解技术的一个重要课题。
环境方面，尽管污泥热解能够减少对环境的污染，但在热解过程中仍然会产生一些废气和废渣。
如果处理不当，这些废弃物仍然可能对环境造成一定的影响。
因此，需要配套完善的废气和废渣处理设施，以确保整个过程的环境友好性。
为了更好地推广和应用污泥热解技术，我们需要在以下几个方面做出努力。
加强技术研发。
污泥热水解工艺气治理的探讨
２．４．２ 气 相 色 谱 监 测
水解工艺气中。
根据槐房项目工艺 气 定 性 情 况，２０１８ 年 陆 续 对
２．６解工艺气成分定量
工艺气冷凝水的排放点，一般设置在工艺气管线
分析。
的低点位置。工艺气是以不凝气体进入消化池的。
由 表 ２ 可 知 ，工 艺 气 中 硫 化 氢 、氨 、二 硫 化 碳 、甲
敏感。根据电子 鼻 测 试 方 法，在 样 品 数 据 采 集 过 程
是多余的废热蒸 汽 和 反 应 罐、闪 蒸 罐 中 污 泥 挥 发 释
中，当某个 传 感 器 对 某 一 类 特 征 气 体 响 应 剧 烈 时，
放的气体。
就可确定该样品主要挥发出了哪一类特征气体。测
２．２ 现 况 处 理 工 艺
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ，ａｓ ａ ｓｌｕｄｇｅ ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｕｎｉｃｉｐａｌ ｓｌｕｄｇｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｒｅ ｎｅｅｄｅｄ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｓｔｅａｍ ｉｓ ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ ｉｎｖｏｌｖｅｓ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｓｔｅａｍ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｓｍａｌｌ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ．Ｕｓｕａｌｌｙ，ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｇａｓ ｉｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｌｏｓｅｄ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｎｄ ｉｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｉｎ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｔａｎｋ．Ａｆｔｅｒ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ，ａｍｍｏｎｉａ ａｎｄ ａｌｃｏｈｏｌｓ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｇａｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｈａｒｍｆｕｌ ｏｎｃｅ ｉｔ ｌｅａｋｓ．Ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｃａｌｅ ｏｆ ｓｌｕｄｇｅ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｇａｓ，ｔａｒｇｅｔｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｄｅｖｉｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DEGREMONT：污泥的热解处理技术（译稿）
关于热解的定义
高温分解作用（Pyrolysis）：在缺氧或无氧、以及高温条件下，通过有机物分子断裂而发生的热分解及气化作用的热加工过程。
热分解产物包括：（1）固体残留物，称为“热解焦”；（2）气相组分，称为“合成气”。
由于热解反应的介质（指热解焦）本身即为具有净化作用的材料，故反应生成的气相物质中只有很少量或者不含有氧化物如硫氧化物、氮氧化物等成分。
根据燃烧反应机理：C+O2→CO2，和H2+1/2O2→H2O，当反应体系中氧的化学式量比为0时，发生的是热分解（THERMOLYSIS）反应；当氧的化学式量比在0～1范围内时，发生的是裂解/气化（PYROLISIS -GASIFICATION）反应；当氧的化学式量比在1～1.4（采用流化床反应器时，取值为1.4）和1～1.6（采用生活垃圾焚烧炉时，取值为1.6）范围内时，此时加入了过剩空气，反应装置中发生的是燃烧/焚烧（INCINERATION）反应过程；当氧的化学式量比大于2时，反应装置中发生的仍是焚烧作用过程，但此时加入的空气严重过剩了。
热解作用（Thermolysis）：指在完全缺氧条件下，有机物在350至550℃温度范围内发生的分解过程。
热解是一个吸热反应过程。
裂解作用（Pyrolysis）：在严格控制通风量的前提下加入很少一部分空气氧使反应体系的温度达到400至750℃范围，以启动有机物
分子链“断裂”（生成CO等成分）的分解反应过程。
热裂解作用习惯性地被用作长链有机物（含有6到20个碳原子）热分解过程的称谓。
气化作用（Gasification）：反应机理与裂解相同，差别仅在于气化反应需在稍高的温度区（750至850℃）进行。
气化反应更多地被用来称呼分子链较短（含有1到4个碳原子）有机物的热分解过程。
以“合成气”为生产目标的热解/裂解/气化反应过程
设置有“后燃烧装置”的热解/气化反应过程
安装设计：可选的污泥热解反应器型式
1、采用间接加热方式的回转炉反应器装置
2、循环流化床反应器
3、焙烧炉-固定床反应器联合装置系统
4、立式固定床反应器
5、多段炉（MHF）热解反应装置系统
废水处理技术的发展及其对污泥产物的影响：废水污泥的产量呈增长态势
1、已开发了多种污泥处置及循环利用的技术途径；
2、对于污泥的农业应用技术——强化或改进农田土壤性质——已进行了较深入的研究；
3、污泥处理技术的最终目标是尽可能削减需处置垃圾的产出量；
4、污泥处理工程与可持续发展战略目标——减少能量消耗、污染物排放控制等。
污泥的热解/气化处理技术
污泥热解/气化处理工艺流程示意图
能量平衡：采用三级烘干技术实现90%能量回收目标
污泥的三级烘干技术工艺流程示意图
（本文系根据网上资料翻译，原文为PPT文档；未征求原文作者的意见。
本文仅供业内人士参考，若需要引用部分或全部内容时，请与原创作者联系；若擅自引用而引起法律纠纷时，本人不承担相应的法律责任。
特此声明）。