污泥热解气化焚烧技术处理系统
垃圾热解气化焚烧技术介绍
如今环境问题越来越成为人们关注的话题，近日，郑州紧跟北上广全面实施“垃圾分类”，更让平日里随处可见的垃圾也成为人们口中的热词，“今天的垃圾你丢对了吗”也成为人们寒暄的话语，这种现象也暴露出全民对于垃圾的关注，更是国家对于生活垃圾无处可放的担忧。
随着“蓝天保卫战”“无废城市”的提出，国家层面也越来越重视固体废弃物带来的新的环境问题，垃圾围城的现象日益凸显，固体废弃物的减量化、资源化、无害化、稳定化处理亟需寻找一条新的出路。
据相关部门公开资料显示，目前我国生活垃圾无害化处理方式主要以焚烧为主，占80%，厌氧消化、卫生填埋、回收利用、堆肥等只占20%左右。
生活垃圾焚烧产生的二恶英类物质（PCDDs）是已知的毒性最大的物质之一，焚烧产生的飞灰中含有大量重金属，因此焚烧对大气环境造成比较严重的二次污染。
而厌氧消化、卫生填埋不仅需要占用大量宝贵的土地资源，并且渗滤液等有毒有害物质也造成土壤、地下水的严重污染。
塑料垃圾热解气化技术很好的解决了以往塑料垃圾处理中存在的各种环境污染问题。
采用塑料垃圾破碎→干化→热解气化的工艺将废塑料热解气化，在此系统中，废塑料经撕碎机撕碎成2 ~ 5公分的碎块（图2），然后经过滚筒干化机（图3）干化后在热解气化装置（图4）中经过高温加热热解气化，产生CO、H2、CH4 等可燃气体，这些可燃气体经过净化系统（图5）冷却净化后直接通入燃烧室进行燃烧，燃烧后的气体通入余热锅炉产生蒸汽提供给附近纸厂使用，余热气体又引入滚筒干化机，使撕碎后的塑料干燥到含水率15%~20%,最后气体脱硫后排入大气中，在这个系统中，整个反应处在贫氧、高温、密闭的条件下，因此杜绝了二恶英类物质的生成，也杜绝飞灰泄露进入大气环境中，此外气化焚烧后的残渣（图6）可以用作新型建材材料，比如新型建材砖，真正实现固废垃圾的资源化、无害化。
图1 破碎前的塑料垃圾图2 破碎后的塑料垃圾图3 滚筒干化机图4 热解气化装置图5 净化装置图6 气化炉残渣垃圾热解气化技术是近几年来世界各国为解决垃圾焚烧过程中产生二恶英类毒性物质问题而提出的一种新技术，热解气化技术是指在无氧或缺氧条件下，高温加热有机物，使有机物的大分子裂解成为小分子、甲烷和炭黑，炭黑又在气化层缺氧的条件下生成CO，最终获得可燃气体的技术。
热解气化
3.2 热解气化处理技术废水污泥在热解气化过程中将经历一系列的物理和化学变化，在缺氧性、有蒸汽参与的还原性气氛条件下污泥将发生一系列化学反应（如表4所示）。
表4: 污泥在热解气化过程中的主要化学反应化学反应式处理过程中的热行为C（燃料中的碳）+ O2 →CO2 + 热量放热C + H2O（蒸汽）→CO + H2吸热C + CO2 →2CO吸热C + 2H2 →CH4放热CO + H2O →CO2 + H2放热CO + 3H2 →CH4 + H2O放热污泥的热解过程可分为三个阶段：一，干燥期；二，热解期；三，需热（气化反应）期。
在干燥阶段，污泥中的水分以蒸汽形态脱离污泥相，根据所采用的热解气化装置类型的不同，在干燥阶段干污泥的产率从85%到93%（占绝干污泥的比率）不等（资料来源：Furness and Hoggett, 2000），干燥阶段的操作温度约为150℃（302℉）；污泥干燥完成后，其温度即被提高到400℃（752℉），进入到热解反应阶段；在最后一个阶段，热解产生的可冷凝气相产物和不凝性气相产物以及热解焦产物发生气化反应（需热阶段），热解产物被氧化、然后再被还原，并被转化为焦渣块、蒸汽、焦油及气体产物。
污泥的氧化反应剂为二次送入炉中的、经过化学式量计算并计量过的氧气。
在气化阶段，炉膛的操作温度范围在800到1400℃（1472至2552℉）之间，为了维持气化反应所需的温度，需补充加入煤炭或石油焦做为辅助燃料。
需热期之后，从炉中引出的高温合成原料气体可采用水、泥浆和/或冷的循环合成气进行急冷降温处理，在进行除尘处理之前也许还需要对合成原料气再进行一次冷却处理，此时可采用热交换器（安装于合成气冷却装置系统内）。
当采用水喷淋法除尘方式时，颗粒物被水捕集，然后对含尘水进行过滤处理；也可以采用干式滤尘器或热气体过滤器来除去合成气中的颗粒物。
合成气在被冷却的过程中，若温度降到水的露点以下时，合成气中的水分即会发生凝结；洗涤器和合成气冷却装置中排出的水中肯定含有一定量的可溶性气体成分（如氨、氰氢酸、氯化氢、硫化氢等）。
污泥热解气化处理介绍
现在的污泥处理还未形成行业，污泥的处理技术也五花八门，现有正在使用的处理技术整体水平较低，这与国家的政策导向密不可分，过去的10年里，国家集中完成了全国城镇污水处理基础建设的升级换代，但从顶层设计上就轻视或者忽略了污泥处置的必要性，这直接导致了近几年污泥所造成的环境公害事件层出不穷，好消息是，随着污水处理行业的逐步成熟，污泥处置这项课题也慢慢被提上日程，这直接刺激了污泥处理技术的研究，形成目前污泥处置技术百花齐放，政府对污泥处理减量化的追逐使得目前污泥减量化处置成为热点，但国内许多专家学者对高耗能的污泥干化都持消极态度，污泥的减量化是污泥处置的目标之一，但绝不是终点，污泥的处置要做到减量化、无害化、资源化“三化”合一才是污泥处置的终极目标。
目前全国污泥处理的主流技术仍旧是以减量化为目的，填埋仍旧是主要解决办法，在现在垃圾围城各城市垃圾填埋场都爆棚的现状下，污泥填埋更显尴尬。
笔者认为现在已经到了环境问题倒逼技术升级的地步，在未来的一段时间里，污泥处置技术只有能同时实现“三化”的技术，才能迈进污泥处置行业的门槛，才有可能在即将袭来的污泥处置风暴中占有一席之地，才有可能得到大规模推广应用，比如污泥热解气化技术。
污泥热解气化技术是将污泥热解气化作为污泥处置的核心技术，以烘干、造粒、尾气处置、废渣利用为依托的系统工程。
主要目的就是在无臭、无污染的前提下使污泥实现大规模的减量化、无害化、资源化成为现实。
比目前传统技术的优点在于在减量化的前提下，以较低的成本实现污泥的无害化、资源化，污泥热解气化技术在工艺设计上就规避了污染物二恶英类物质的产生条件，系统的高温是臭味和病菌的克星，可以将硫化氢，氨类物质彻底分解，将有害病菌全部杀死，特别是对重金属的稳定化，热解气化技术具有天然优势，系统的高温将污泥中的重金属牢牢地锁在流化的硅酸盐晶体结构中，该晶体异常稳定，在酸碱环境下试验均不会溢出。
热解气化技术对污泥中有机物的利用率高达70%，在高温贫氧下，有机物被热解为一氧化碳、氢气、烷类等可燃气体，可以更方便、清洁的被利用。
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
污泥热解气化
污泥去哪了？污泥热解气化——让污泥从有到无！据笔者看来，现在的污泥处理还未形成行业，污泥的处理技术也五花八门，现有正在使用的处理技术整体水平较低，这与国家的政策导向密不可分，过去的10年里，国家集中完成了全国城镇污水处理基础建设的升级换代，但从顶层设计上就轻视或者忽略了污泥处置的必要性，这直接导致了近几年污泥所造成的环境公害事件层出不穷，好消息是，随着污水处理行业的逐步成熟，污泥处置这项课题也慢慢被提上日程，这直接刺激了污泥处理技术的研究，形成目前污泥处置技术百花齐放，政府对污泥处理减量化的追逐使得目前污泥减量化处置成为热点，但国内许多专家学者对高耗能的污泥干化都持消极态度，污泥的减量化是污泥处置的目标之一，但绝不是终点，污泥的处置要做到减量化、无害化、资源化“三化”合一才是污泥处置的终极目标。
目前全国污泥处理的主流技术仍旧是以减量化为目的，填埋仍旧是主要解决办法，在现在垃圾围城各城市垃圾填埋场都爆棚的现状下，污泥填埋更显尴尬。
笔者认为现在已经到了环境问题倒逼技术升级的地步，在未来的一段时间里，污泥处置技术只有能同时实现“三化”的技术，才能迈进污泥处置行业的门槛，才有可能在即将袭来的污泥处置风暴中占有一席之地，才有可能得到大规模推广应用，比如污泥热解气化技术。
华天污泥热解气化技术是将污泥热解气化作为污泥处置的核心技术，以烘干、造粒、尾气处置、废渣利用为依托的系统工程。
主要目的就是在无臭、无污染的前提下使污泥实现大规模的减量化、无害化、资源化成为现实。
比目前传统技术的优点在于在减量化的前提下，以较低的成本实现污泥的无害化、资源化，污泥热解气化技术在工艺设计上就规避了污染物二恶英类物质的产生条件，系统的高温是臭味和病菌的克星，可以将硫化氢，氨类物质彻底分解，将有害病菌全部杀死，特别是对重金属的稳定化，热解气化技术具有天然优势，系统的高温将污泥中的重金属牢牢地锁在流化的硅酸盐晶体结构中，该晶体异常稳定，在酸碱环境下试验均不会溢出。
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。
污泥的热化学处理课件
处理过程中产生少量废气和废水，需进行 进一步处理达标后排放。
国际某城市污水处理厂污泥热化学处理案例介绍
污泥来源
该污水处理厂主要处理城市生活污水和工 业废水，产生的污泥包括初沉污泥、活性
污泥和化学污泥。
处理工艺
采用热化学处理技术，包括污泥干化、热 解和焚烧等环节。
处理效果
经过热化学处理后，污泥中的有机物、重 金属和病毒等得到有效去除，减容比达到
环节。
产物利用
03
水解产物包括氨氮、硫化物、脂肪酸等，可进一步进行提取或
处置。
03
污泥热化学处理设备与工艺流 程
污泥热化学处理主要设备
01
02
03
04
污泥给料系统
用于将待处理的污泥输送到加 热设备中。
加热设备
可以是流化床、固定床或旋转 窑等，用于将污泥加热至所需
温度。
反应塔
用于将污泥与氧化剂或其他反 应剂进行反应。
尾气处理系统
用于处理反应产生的尾气，防 止二次污染。
污泥热化学处理工艺流程
加热
将预处理后的污泥 加热至所需温度。
尾气处理
对反应产生的尾气 进行处理，防止二 次污染。
预处理
将污泥进行破碎、 干燥等预处理，以 便后续处理。
反应
在反应塔内将污泥 与氧化剂或其他反 应剂进行反应。
残渣处理
对反应后的残渣进 行处理，可采用固 化、焚烧等方式。
02
热化学处理包括焚烧、热解、气 化等工艺，能够将污泥转化为能 源、燃料或建材等高附加值产品 。
污泥热化学处理的重要性
解决污泥处置难题
随着污水处理量的增加，污泥处置成 为一大难题。热化学处理能够提供一 种有效的解决方案，实现污泥的资源 化利用。
日产出1-10吨生活垃圾无害化处理热解气化技术方案
日产出1-10吨生活垃圾无害化处理热解气化技术方案一、设计依据和基本设计说明：1.1处理规模及型号处理规模：I-IO吨/日热解炉型号1JRJ-TW系列炉型归类：生活垃圾热解气化炉1.2技术简要说明：1・2.1.生活垃圾热解炉(1)生活垃圾热解炉处理系统：本系统采用热解处理运行方式，采用URJ-TW系列型热解气化炉，以按时定量作为设计原则，处理能力能满足1-10吨/日的处理吨位要求。
(2)进料系统包括输送、粉碎(可选)、进料、密封部分，实现自动进料(3)燃烧系统包括一燃室、二燃室、燃烧空气系统、助燃器等。
本系统的燃烧系统包含一燃室、二燃室、助燃系统等部分组成，其主要实现生活垃圾的热解处理。
其中一燃室及二燃室为系统的核心部件。
本系统中产生的余热用于生活用热水或配备余热锅炉利用蒸汽)。
(4)尾气处理系统包括急冷、除雾、脱酸、多级过滤等工艺。
结合该项目的特点，以及XX在生活垃圾热解工艺上对烟气净化的多年经验，本项目设计中，烟气净化系统采用急冷+脱酸+除雾+多级过滤的工艺。
此法在XX设备上已得到了广泛的应用，且技术非常成熟。
尾气净化处理系统完成烟气的冷却，脱酸和除尘，主要由急冷干燥管、半干式除酸及除雾装置、多级过滤、引风机、烟囱等部分组成。
(5)引风系统应包括引风机、烟囱等。
引风系统包含引风机和烟囱，经尾气净化处理的烟气，通过引风机从烟囱中排入大气。
(6)残渣处理系统采用定期排渣方式。
在确保残渣热灼减率＜5%时，经无害化处理的残渣定期排出。
(7)辅助燃烧装置。
辅助系统为点火助燃系统，其性能描述可参见相关章节。
(8)工艺设备的设计和选型应严格执照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)的要求进行。
1.3设计主要采用的标准■规范及规程设计、技术、资料、设备,符合最新版本的中华人民共和国国家标准(GB)。
1.4基本设计说明1.4.1基本设计参数生活垃圾混合热值：2500-3500kJ∕kg日运转时间：24h年运行时间：330d设计使用寿命：≥15a一燃室氧化温度：850-1100o C二燃室最高运行温度：HOO o C二燃室出口温度：850℃二燃室气体滞留时间：＞3s处理方式：热解气化废物进料方式：自动进料出渣方式：定期自动排渣热解效率≥99.9%,炉渣热灼减率：≤5%热解炉流程图及效果图1.4.2烟气排放执行标准根据国家最新规范，本设备严格按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)作为本设计技术要求的相关内容进行设计，同时作为环保验收标准，有关数周氏于国家标准。
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目前许多的污水处理会有一定的污泥产生，对于污泥的利用和处理也是目前的一种重要的技术，下面就目前比较常见的热解气化处理工艺和系统给您说明如下。
包括多段炉、污泥脱水机、余热锅炉、后燃烧室、洗气塔和气体发电机，将污泥和生活垃圾分别经过污泥脱水机脱水和分类后输送到多段炉中进行热解，通过控制多段炉的温度和进氧量使污泥和生活垃圾充分热解，热解后得到固态产物和气态产物。
固态产物对外排出制成有机肥，气态产物依次最终得到甲烷、乙炔和乙烷等可燃气体，并通入到气体发电机中用于发电。
下面具体介绍一下污泥热解气化处理工艺的步骤：
一：污泥经过脱水后通过多段炉进行热解，控制点火器温度和通气速度，使上部筛料装置的温度保持在128℃～288℃，进氧量占空气总量的28%～49%; 中部筛料装置的温度保持在340℃～516℃，进氧量占空气总量的32%～51%;下部筛料装置的温度保持在360℃，进氧量占空气总量的25%～38%。
二：从多段炉内部排出的第一气态产物进入后燃烧室进行高温燃烧，对第一气态产物和空气的通入速度进行调节，保持进氧量48%～68%，第一气态产物在后燃烧室内停留的时间为1.5s～5.5s，剩余的第二气态产物主要含有碳元素
和氢元素;
三：将第二气态产物输送到余热锅炉内进行加热，得到不含水分的第三气态产物;
四：将第三气态产物通过布袋除尘器进行除尘，得到去除了灰尘和颗粒杂质的第四气态产物;
五：将第四气态产物通入洗气塔进行洗气，进一步去除含硫的杂质气体后得到第五气态产物;
六：将第五气态产物进行储存。
脱水前的污泥含水量为80%以下，经过污泥脱水机脱水后的污泥依次经过第一螺旋送料器和刮板式输送机的输送到多段炉内进行热解。
采用这种方法对污泥处理工艺简单、占地面积小，不会造成环境污染。
热解后的固态产物能够作为有机肥料进行农业应用，气态产物用于气体发电机的发电，解决了污泥和垃圾的存放处理问题，为对废弃能源的利用率大大提高，符合走可持续发展的长远目标。