污泥热解气化
污泥固体废弃物的气化特性及应用研究
污泥固体废弃物的气化特性及应用研究引言：污泥是污水处理过程中产生的一种废弃物，其固体废弃物处理一直是一个挑战。
传统的处理方法包括填埋和焚烧，但这些方法存在着环境污染和资源浪费的问题。
相比之下，污泥气化成为一种可行的处理方式，既可以减少废物的体积，又能够回收能源。
1. 污泥气化的原理：污泥气化是指将污泥在高温条件下进行热解反应，将有机物质转化为气体和灰渣的过程。
在气化过程中，污泥中的有机物质被分解为可燃气体，如氢气、甲烷和一氧化碳，而不可燃的无机物质则以灰渣的形式残留。
这个过程可以通过控制反应温度、气氛和速率来实现。
2. 污泥气化的特性：（1）气化效率：气化效率是衡量气化过程中有机物转化为气体的程度。
气化效率受到多种因素的影响，包括气化温度、反应时间、气化剂和污泥的性质等。
研究表明，在适当的操作条件下，污泥的气化效率可以达到70%以上。
（2）产生气体组成：污泥气化主要产生的气体有氢气、甲烷和一氧化碳。
这些气体不仅可以用作燃料，还可以用作化工原料。
气体组成受到气化温度和气化剂的影响。
较高的气化温度有助于产生更丰富的可燃气体。
（3）灰渣性质：污泥气化的副产物是灰渣，它主要由无机物质组成。
灰渣的性质取决于原始污泥的成分以及气化过程中的温度和气氛。
研究表明，灰渣中可以回收一些有价值的元素，如磷和钙。
3. 污泥气化的应用：（1）能源回收：经过气化转化的污泥产生的气体可以用作燃料，供应热能和电力。
这样既可以减少对传统能源的依赖，也能够有效地回收废弃物。
（2）资源化利用：污泥气化后产生的灰渣中含有一些有价值的元素。
这些元素可以用于肥料生产或其他工业应用。
有效地回收和利用这些资源可以降低对自然资源的需求。
（3）减少环境污染：传统的污泥处理方式往往会造成环境污染，如废气排放和灰渣堆放。
而污泥气化可以有效地减少这些排放，有助于保护环境和人类健康。
结论：污泥气化作为一种可行的废物处理方式，具有明显的优势。
通过深入研究污泥气化的特性和应用，可以促进废物资源化利用，减少环境污染，实现可持续发展。
73.污泥闪蒸干化耦合热解气化技术
73.污泥闪蒸干化耦合热解气化技术技术依托单位：湖北加德科技股份有限公司技术发展阶段：推广应用适用范围：该技术适用于含水率在60%-80%左右的城市污泥、印染污泥、造纸污泥、石油化工污泥的处理处置，特别针对就近无工业锅炉、电厂和其它工业废热的污水厂污泥。
主要技术指标和参数：一、工艺路线及参数污泥耦合干化热解气化工艺由湿污泥储存系统、污泥干燥系统、热解气化系统、热能利用系统、尾气处理系统和灰渣系统六大部分构成。
具体工艺流程如下：（1）湿污泥储存系统由污泥运输车将含水率为60%-80%的湿污泥卸入湿污泥存储系统，然后用泵或皮带输送至污泥中转仓，中转仓为污泥干燥给料计量装置。
（2）污泥干燥系统污泥中转仓内的污泥经螺旋输送机定量将湿污泥输送到双流闪蒸干燥机内；湿污泥在干燥机内被高速气流流化后，由来自热风炉提供的热烟气进行干燥，可将污泥的含水率由80%干化到30%-40%；流化干燥后的污泥随气体进入具旋风分离器和布袋除尘器内除尘实现泥气分离。
（3）热解气化系统除尘器收集的颗粒状干污泥再输送至气化炉内与生物质燃料一起在缺氧条件下送入气化炉中进行热解气化，借助于部分空气(或氧气)作用，使污泥和生物质协同发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物，获得含CO、H2和CH4的可燃气体。
气化机产生的可燃气则作为热风炉的燃气进入热风炉燃烧。
（4）热能系统可燃气体在热风炉内进行完全燃烧，产生的高温热烟气（温度为800-1000℃）经换热降温后通入闪蒸干燥机对污泥进行干燥，来自换热器加热后的空气作为助燃空气进入热风炉，进一步提高热能利用效率。
（5）尾气处理系统烟气与污泥分离后，再通过换热器回收余热用于干燥系统配风或排放消白，然后进入洗涤塔进二次除尘、冷却，送入生物除臭系统进行除臭处理达标后排入大气。
（6）灰渣系统经气化炉热解气化后废渣经冷却螺旋冷却至150℃以下，经仓泵送入灰渣仓，灰渣与粉煤灰，该灰渣可用于土壤改良和建材原料。
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）。
城市污水污泥热解特性与热解气化实验研究
主要包括四部分：工业分析、元素分析、热值的测定以及热失重分析。 （1）城市污水污泥的工业分析主要包括了收到基污水污泥的含水率、干燥 基污泥的挥发分、干燥基污泥的灰分以及固定碳四项。分别为 80.772%、31.258%、 63.680%和 5.062%，由以上数据我们可以知道青山湖污水处理厂污泥具有一般污 水污泥的典型特点，即：高含水率、高干燥基挥发分和低干燥基固定碳的特点。 （2）通过城市污水污泥的元素分析可以得到：N 含量为 2.429%、C 含量为 15.96%、S 含量为 0.89%、H 含量为 5.47%。 （3）通过自动热量计测定得到城市污水污泥的热值为 7107.55 J/g。 （4）从城市污水污泥的热失重分析可以知道，城市污水污泥在氮气气氛下 热解存在三个明显的阶段：水分析出阶段、挥发分析出阶段和无机物分解阶段， 而且前两个阶段都存在两个失重峰，无机物分解阶段失重峰不明显；加热速率在 10K/min、20K/min 和 40K/min 的情况下，最大失重速率分别出现在 329.128℃、 339.208℃和 352.814℃。 2.污水污泥热解动力学方程以及动力学参数的求解 用 Malek 法将实验曲线与 20 种常用的固态反应动力学模型的标准线进行对 比来选择最可几的机理函数(MLF)，然后用 Li Chung-Hsiung 法对选择产生的最 可几机理函数进行拟合。结果表明可以用模型函数 G(α ) = (1− α )−1 −1来较好的描 述，其反应机理方程为 f (α ) = (1− a)2 ，并根据模拟结果求出不同升温速率下的活 化能 E 和指前因子 A。升温速率为 10K/min，E=27.0895 KJ/mol，A=7.0678×104 min-1；升温速率为 20K/min，E=30.5332KJ/mol，A=9.2333×104 min-1；升温速率 为 40K/min，E=26.1633 KJ/mol，A=45.0278×104 min-1； 3.城市污水污泥热解气化实验 对不同热解温度下的气体成分、气体热值进行了分析，结果表明：污泥热解
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。
卫辉污泥热解气化项目建议书(修改)
.目录第1章概述 (1)1.1工程概述 (1)1.2编制范围 (2)1.3编制依据 (2)1.4编制原则 (3)第2章城市概况 (5)2.1城市概况 (5)2.2污水及污泥处理现状 (6)2.3项目建设背景及必要性 (6)2.4污泥处理规划 (7)2.5污泥特性 (8)第3章建设规模及厂址选择 (9)3.1建设规模 (9)3.2选址的基本要求 (9)3.3厂址选择 (10)3.4建设条件 (10)第4章污泥处理工艺方案 (12)4.1污泥热解气化工艺 (12)4.2污泥热解气化工艺流程 (14)4.3污泥热解干馏气化炉技术特点 (17)4.4热解干馏气化生产线配置 (19)5.1污泥预处理 (20)5.2热解气化系统 (21)5.3产出物资源化利用 (21)5.4除灰渣系统 (22)5.5厂区总平面规划布置 (23)5.6建筑与结构设计 (23)5.7供水系统 (26)5.8供配电系统 (26)5.9热工控制系统 (27)5.10采暖通风空调 (29)第6章环境保护 (30)6.1当地环境现状 (30)6.2采用的规范与标准 (30)6.3主要污染源及污染物 (30)6.4污染物治理措施 (31)6.5绿化 (32)6.6环境管理及环境监测 (32)6.7政府监督与公众参与 (32)第7章消防、劳动安全及工业卫生 (33)7.1消防 (33)7.2劳动安全及工业卫生 (34)8.1污泥热解干馏气化是节能和综合利用能源的最有效措施 (38)8.2节能措施 (38)8.3节水措施 (38)第9章劳动组织及定员 (40)9.1劳动组织 (40)9.2劳动定员 (40)第10章投资估算与资金筹措 (41)10.1工程概况 (41)10.2编制依据 (41)10.3其他费用编制说明 (41)10.4资金筹措 (43)10.5投资估算表 (43)第11章财务评价 (44)11.1财务评价概述 (44)11.2财务评价编制依据 (44)11.3项目总投资及分年度用款计划 (44)11.4营业收入 (44)11.5总成本估算 (44)11.6利润总额及利润分配 (45)11.7财务盈利能力及清偿能力分析 (46)11.8不确定性分析 (47)11.9财务评价主要数据和指标 (47)11.10财务评价结论意见 (47)第12章主要设备及工程量清单 (48)12.1主要设备及材料清单 (48)12.2主要土建工程工程量清单 (50)附图： (64)第1章概述1.1 工程概述1.1.1 工程名称及委托单位项目名称：卫辉市污水处理厂污泥综合处置工程委托单位：卫辉污水处理厂1.1.2 工程建设规模及主要实施内容建设卫辉市污水处理厂污泥综合处置工程，规模为50 t / d（含水率80%污泥）。
污泥热解气化焚烧技术处理系统
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。
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。
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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。
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。
污泥经热解气化高温处理，体积大幅度下降，气化后有机物以气体形式流出，剩余的无机物经高温流花，密度更高，质量更重，强度大幅上升，被用于制作免烧建材重复利用。
一．技术核心与原理
第一步：干燥后的污泥从炉顶部加入热解气化炉中，在下降的过程中与温度在80-120℃的热解燃气接触，在1-2小时内不断脱去附着水，水变成蒸汽和热解燃气一起排出炉外，污泥逐步变干燥。
第二步：干燥后的污泥，在部分反应层上升过来的温度高达200-450℃的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类（CmHn）、一氧化碳（CO）、焦油等可燃气体和水蒸气（H2O），塑料橡胶等物质中的氯（Cl）元素生成氯化氢（HCl）气体，硫（S）元素生成（H2S）气体，以上所有气体一起从炉体上部排出。
第三步：经过干馏后的污泥，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在1100-1200℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳（CO ）、氢（H2）等可燃气体，从炉体中部排出。
第四步：污泥可燃物气化完成变成含少量固定碳的无机熔渣，通过特制出渣机构从反应炉底部排除。
二． 工艺流程
水的污泥经过低温烘干，去除污泥表面附着水及内含水，降低污泥含水率；烘干后的污泥在热解气化之前完成造粒成型，污泥被制成均匀颗粒的棒状或片状，便于提高气化速率，烘干废气经捕水后，通入气化系统；造粒后的污泥被热解气化，污泥中的有机物被气化成可燃气体，无机物以炉渣的形式固定下来从底部排出；可燃气体可用作发电，工业蒸汽等能源，燃烧后的可燃气经除尘、脱硫等净化后，达标排放。
三． 热解气化优势
处理污泥无臭无味：系统封闭，负压烘干，可燃气高温处理，
气体净化
无二恶英类物质产生：贫氧气化条件，杜绝二恶英类物质生
成所需的氧气。
避免污泥中重金属污染风险：高达1200℃的高温，重金属被
牢牢固化在流化的无机硅酸盐晶体结构中，酸碱条件下均不会析出。
减量化明显：有机物被提炼出来，无机物高温下熔融流化。
资源化效率高：气化效率高达70%，有效利用有机成分，无废弃物外排，泥渣制作免烧建材。
技术先进，工业化水平高：超低排放，环境指标远低于国家
标准，满足未来环境标准的需要，处理规模可大可小，适应各种产量。
处理成本低，占地少：处理成本与同类技术相比优势明显，
占地较少，且无需整块土地，可自由拼接。
系统模块化：可单套运行，也可多套组合，产量多元化。
四． 污泥热解气化与其他处理技术的差异
河南华天环保科技有限公司
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