城市污泥热解炭化关键技术(pdf 28页)
污泥干化炭化技术
市政污泥干化-炭化技术目录一、常用污泥干化概述四、干化-炭化工艺介绍二、传统污泥干化工艺三、炭化技术的介绍五、工艺特点六、污泥炭产品性能及利用七、污泥炭化技术案例一、常用污泥干化概述工艺和设备，直接或间接的使污泥中水分快速的蒸发的一种工艺。
二、常用污泥干化工艺• 2.1流化床干化工艺优点：结构简单、操作方便、投资成本低、占地面积小排空缺点：热效率低、设备易磨损、运行成本高、尾气处理量大，易造成二次污染湿物料洗涤塔旋风除尘器蒸汽换热器冷凝水鼓风机自然空气引风机成品成品进水回水料仓二、常用污泥干化工艺• 2.2薄层干燥工艺优点：无返料混合，处理时间短、尾气处理量少、物料适应范围广缺点：热效率低、设备易磨损、占地面积大、投资运行成本较高二、常用污泥干化工艺• 2.3 圆盘式干燥工艺优点：热效率较高、噪声低、占地面积小、运行成本较低缺点：设备投资成本高、处理量受限、易磨损、不适用于粘性物料二、常用污泥干化工艺• 2.4浆叶式干燥工艺优点：占地面积小、热效率高、投资成本低、尾气处理量少缺点：设备结构复杂、检修困难，易磨损、使用寿命短、运行成本较高三、传统炭化技术介绍四、干化-炭化工艺介绍由上述分析，可知目前国内常用的污泥干化、炭化方式均存在热效率低、能源消耗量大、易产四、干化-炭化工艺介绍•污泥二级干化-炭化技术，具有物料适应能力强，速度快，能耗低等优点，拥有多项国家专利。
该系统将一级烘干机、二级烘干机、污泥炭化机立式串联设计，大幅度提高了能源利用效率，实现了污泥资源化利用。
一级干化机安装位置二级干化机安装位置裂解炭化机安装位置系统安装图一级干化系统80%含水污泥•二级干化-炭化流程图四、干化-炭化工艺介绍污泥炭裂解炭化系统尾气处理系统生物质汽化炉二级干化系统四、干化-炭化工艺介绍• 4.1生物质气化炉原理：生物质气化炉是通过热化学过程，将生物质裂解气化成为气体燃料，俗称“木煤气”。
生物质气化炉为整套工艺系统提供热源四、干化-炭化工艺介绍实现以可燃气体热值高四、干化-炭化工艺介绍一级干化污泥二级干化污泥四、干化-炭化工艺介绍污泥裂解炭化技术污泥裂解炭化装置•炭化裂解技术原理本技术立足于传统生物质汽化炉四、干化-炭化工艺介绍制炭工艺，研发出更适用于污泥裂解炭化的设备，设备成本较低，能量利用效率及处理效果均有明显提高。
污泥内热式炭化技术探讨
污泥内热式炭化技术探讨污泥内热式炭化技术是一种通过高温处理污泥，将有机物质转化为炭质产物的技术。
随着环境问题日益严重，污泥处理成为了一个重要议题。
而污泥内热式炭化技术正是针对污泥处理而提出的一种新型技术，具有高效、低排放、资源化利用的特点，受到了广泛关注。
本文将对污泥内热式炭化技术进行探讨，分析其工艺原理、优势及应用前景。
一、污泥内热式炭化技术的工艺原理污泥内热式炭化技术是指将污泥进行高温处理，通过热解和气化过程，将污泥中的有机物质转化成炭质物质的一种技术。
其主要工艺流程包括预处理、干燥、炭化和降温等环节。
污泥需要进行预处理，包括除水、除杂质等工序，以减少后续处理工艺的能耗。
随后，对污泥进行干燥处理，使其含水率降至一定程度，以利于后续热解和气化过程的进行。
然后，将干燥后的污泥送入炭化炉内，进行高温热解和气化处理，这一过程中会释放出大量的有机气体和热能，而污泥中的有机物质则被转化为炭质产物。
在炭化过程结束后，需要对产生的炭质物质进行降温处理，以降低其温度，使其能够安全地进行后续的储存和运输。
二、污泥内热式炭化技术的优势污泥内热式炭化技术相较于传统的污泥处理技术，具有诸多优势。
1.资源化利用污泥内热式炭化技术能够将污泥中的有机物质转化为炭质产物，实现了对污泥资源的有效利用。
这些炭质产物可以作为生物质能源利用，用于发电、供暖等方面，实现了资源的再利用，减少了对传统能源的消耗。
2.减量化处理污泥经过内热式炭化处理后，其体积会大大减小，而且产生的炭质产物具有较高的稳定性和安全性，可以减少对垃圾填埋场的占用，减轻了环境压力。
3.减少污染物排放在污泥内热式炭化技术的过程中，通过高温处理还可以有效地分解有机物质，降解污泥中的重金属、有机污染物等，减少了对环境的二次污染。
4.降低能耗在整个炭化过程中，可以通过循环利用热能、进行余热回收等技术手段，使能耗得到有效降低，提高了能源利用效率。
5.多产物综合利用除了产生炭质物质外，污泥内热式炭化技术还可以产生一定量的燃气、液体产物等，这些产物可以用于能源利用、化工原料生产等多个领域，实现了资源的综合利用。
《2024年城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化制备高碳低灰固体炭研究》范文
《城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化制备高碳低灰固体炭研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，城市剩余污泥的处理与资源化利用已成为环境保护和可持续发展的重要课题。
污泥中含有丰富的有机物和养分，但同时也含有大量的水分和杂质，直接处理和利用难度较大。
因此，研究开发一种高效、环保的污泥处理方法，将污泥转化为高附加值的资源产品，对于推动城市可持续发展具有重要意义。
本文提出了一种新的处理技术——城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化技术，用于制备高碳低灰固体炭。
二、城市剩余污泥的特性和处理现状城市剩余污泥主要来源于污水处理厂和居民生活污水处理过程中产生的废弃物。
其成分复杂，含有大量的有机物、水分、微生物等。
传统的处理方法如填埋、焚烧等存在诸多问题，如占用土地资源、产生二次污染等。
因此，寻求一种新的、环保的污泥处理方法已成为当务之急。
三、热碱水解耦合水热炭化技术本文提出的热碱水解耦合水热炭化技术是一种新型的污泥处理方法。
该技术通过热碱水解和水热炭化两个过程耦合进行，首先通过热碱水解过程将污泥中的有机物分解为小分子物质，然后在水热炭化过程中将这些小分子物质转化为高碳低灰的固体炭。
这一技术既可以有效去除污泥中的水分和杂质，又可以将有机物转化为高附加值的资源产品。
四、实验方法和步骤本实验采用不同浓度的碱性溶液对城市剩余污泥进行热碱水解处理，然后在高温高压条件下进行水热炭化处理。
通过调整碱性溶液的浓度、反应温度和时间等参数，探究了各因素对处理效果的影响。
最后通过扫描电镜、X射线衍射等手段对制备的固体炭进行了表征分析。
五、结果与讨论实验结果表明，通过调整碱性溶液的浓度、反应温度和时间等参数，可以有效地提高固体炭的碳含量和降低灰分含量。
其中，在适当的碱性溶液浓度和反应温度下，可以获得高碳低灰的固体炭。
此外，通过对固体炭的表征分析发现，其具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于其在吸附、催化等领域的应用。
六、应用前景城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化技术具有广阔的应用前景。
《2024年城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化制备高碳低灰固体炭研究》范文
《城市剩余污泥热碱水解耦合水热炭化制备高碳低灰固体炭研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理产生了大量的剩余污泥。
这些污泥若处理不当，将造成严重的环境污染问题。
近年来，科学界对城市剩余污泥的转化利用产生了浓厚兴趣，如何高效地将污泥转化为有价值的资源，减少环境污染并提高资源利用效率成为了一个重要研究课题。
其中，通过热碱水解与水热炭化技术的耦合处理城市剩余污泥，制备高碳低灰固体炭的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨这一技术的过程、机制及产品特性，以期为城市剩余污泥的资源化利用提供理论支持和实践指导。
二、研究背景及意义随着城市化进程的加快，城市污水处理厂的污泥产量逐年增加。
这些污泥主要由有机物和无机物组成，具有高含水率、高有机质含量、高含盐量等特点。
传统的污泥处理方法如填埋、焚烧等不仅占用了大量土地资源，而且容易产生二次污染。
因此，寻求一种能够高效处理污泥、减少环境污染并提高资源利用效率的方法显得尤为重要。
热碱水解与水热炭化技术的耦合处理为解决这一问题提供了可能。
该技术能够通过改变污泥的物理化学性质，使其更易于后续的生物化学处理过程，同时制备出高碳低灰的固体炭产品，具有良好的资源化利用潜力。
此外，这一技术还可以有效减少有害物质的排放，对于环境保护具有重要意义。
三、热碱水解技术研究热碱水解技术是利用高温和碱性条件来改变污泥的物理化学性质的一种处理方法。
在这一过程中，碱性条件可以破坏污泥中的大分子有机物结构，使其更易于后续的生物化学处理过程。
同时，高温条件可以加速水解反应的进行，提高处理效率。
在热碱水解过程中，我们还需要考虑诸多因素如温度、时间、碱浓度等对水解效果的影响。
通过优化这些参数，我们可以获得最佳的污泥水解效果，为后续的水热炭化过程提供更好的原料。
四、水热炭化技术研究水热炭化技术是一种在高温高压的水介质中，将生物质转化为炭和有机液体的过程。
在这一过程中，有机物在高温高压下发生热解和缩聚反应，生成炭和有机液体等产物。
污泥碳化技术简介精选文档
污泥碳化技术简介精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-污泥碳化技术简介:1、污泥低温碳化技术1.1、什么是低温碳化市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥细菌，可燃物质量更大。
根据上海、天津等地的污泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2200－3300大卡/吨干物质。
其中消化后的污泥发热量较低，一般仅为未消化污泥的70％左右。
夏季污泥的发热量比冬季低。
所谓污泥碳化，就是通过给污泥加温和加压，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。
污泥碳化的优势在于，污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出，能源消耗少，剩余产物中的碳含量高，发热量大，而其它工艺大多数是通过加热，蒸发的方式去除污泥中的水分，耗能大，灰分中的碳质低，利用价值小。
污泥碳化的发展世界上污泥碳化技术的发展分为以下三个阶段（1）理论研究阶段（1980－1990年）。
这个阶段的研究集中在污泥碳化机理的研究上。
这个阶段一个突出特点就是大量的专利申请。
Fassb ender, 等人的STORS专利，Dickinson 污泥碳化专利都是在这期间申请和批准的。
（2）小规模生产试验阶段（1990－2000年）。
随着污泥碳化理论研究的深入和实验室试验的成功，人们开始思考将污泥碳化技术转变成为真正商业化污泥处理的装置。
在大规模商业化之前，为了减少投资风险，需要对该技术进行小规模生产性试验（Pilot Trial）。
通过这些试验，污泥碳化技术开始从实验室走向工厂。
这期间设计和制造了许多专用设备，解决了大量实际工厂化的技术问题。
这个阶段的特点如下：规模小。
例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化厂规模为20吨/天；1992年，日本ORGANO公司在东京郊区建了一个污泥碳化试验厂；1997年Thermo Energy 在加利福尼亚州Colton市建立了一个污泥碳化实验厂规模为每天处理5吨干泥。
市政污泥的热解
X 热处理方法比较
与焚烧相比，固态废物热解的主要特点是： 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源。 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+。⑤NOx的 产生量少
固体废物处理处置
市政污泥的热解工艺
专业：环境工程
学生：刘怡
C目录 ONTENTS
1 背景前言 2 热解工艺 3 热解装置
1
背景前言
背景
热处理方法比较
热解原理
背景前言
生化处理是目前城市污水处理厂普遍采用的污水处理方法， 在处理污水的 同时产生大量剩余污泥。市政污泥含水率高， 含有大量的有机物、 病原体 和重金属等物质， 直接排放或处理不当很容易造成严重的二次污染， 对环 境和人体健康产生危害。
干化污泥通过输送螺旋机送至外热式热解炉，在热解炉内， 炉体持续旋转使污泥 从前端往后端移动， 同时通过炉壁完成与高温烟气之间的间接换热， 完成热解 过程， 热解产物从热解炉的尾部排出后， 经冷却输送装置降温冷却后排出， 最 后实现资源化利用。 热解温度一般控制在 550 ℃ 左右， 干化污泥在热解炉内的 停留时间约为 30 min
二次燃烧炉利用生物质燃烧产生的高温烟气对 热解炉进行加热， 加热完成后的烟气进入干化炉内 对湿污泥直接接触加热， 同时辅助燃烧炉产生的热 烟气通过炉壁对干化炉内的污泥进行加热
二次燃烧炉利用生物质燃烧产生的高温烟气对热解 炉进行加热， 加热完成后的烟气进入干化炉内对湿 污泥直接接触加热， 同时辅助燃烧炉产生的热烟气 通过炉壁对干化炉内的污泥进行加热,热解产生的裂 解气主要包含 CO、 有机烃类、 粉尘、 水蒸气等， 裂解气送入处理装置产生的废水送入污水处理装置 ， 处理后的气体送入二次燃烧炉燃烧， 充分利用污 泥有机质的热量， 能够起到节能降耗的作用。
污泥内热式炭化技术探讨
污泥内热式炭化技术探讨污泥内热式炭化技术是一种将污泥通过内热加热的方式进行炭化处理的技术。
该技术主要通过控制污泥的加热过程，使其在高温环境下分解产生的气体能够得到有效的利用，从而达到减少污泥量和资源化利用的目的。
本文将探讨污泥内热式炭化技术的原理、工艺流程以及应用前景。
污泥内热式炭化技术的工艺流程主要包括预处理、热解、冷却、气体分离和炭质化处理等几个环节。
首先对污泥进行预处理，如去除杂质，减少水分含量等。
然后将预处理后的污泥投入到炭化设备中，进行热解反应。
在热解过程中，污泥中的有机物质开始分解，产生大量的气体和炭质物。
利用内热式炭化技术的特点，将热解过程中产生的高温气体和部分余热循环利用。
经过热解后，产生的气体和炭质物需要进行冷却和分离处理。
冷却过程主要是降低气体温度，使其能够进一步净化和利用。
气体分离过程则是通过不同的分离设备，将气体中的有用成分如甲烷、一氧化碳等分离出来。
而炭质物则需要经过进一步处理，如破碎、分级等步骤，以获得高品质的炭质产品。
污泥内热式炭化技术具有诸多优点。
该技术能够实现污泥的资源化利用，将污泥中的有机物质转化为高附加值的炭质产品。
该技术具有高热效率和低能耗的特点。
通过循环利用热能和余热，可以有效减少能源的消耗。
该技术还可以对污泥中的有毒有害物质进行处理和稳定，减少其对环境和人体的危害。
污泥内热式炭化技术在实际应用中具有广阔的前景。
该技术可以广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理厂等污水处理领域。
通过将污泥炭化处理，可以减少污泥的体积和负荷，达到节约土地、保护环境等目的。
该技术还可以应用于有机固体废弃物的处理和利用。
通过炭化处理，可以将有机固体废弃物转化为有用的炭质产品，如生物质炭、活性炭等，从而实现资源化利用。
污泥内热式炭化技术是一种将污泥进行炭化处理的有效方法。
通过控制热解过程和循环利用热能，能够高效地减少污泥量和资源化利用。
该技术在污水处理和固体废弃物处理等领域具有广阔的应用前景，有助于实现资源的循环利用和环境的可持续发展。
污泥内热式炭化技术探讨
污泥内热式炭化技术探讨污泥内热式炭化技术是一种通过高温处理污泥，将其转化为资源的技术。
该技术可以有效去除污泥中的有机物和重金属，减少其体积和污染物含量。
污泥内热式炭化技术的炭化过程是在相对封闭的高温环境下进行的。
将污泥放入密闭式的炭化设备中，然后通过加热，使污泥中的水分和挥发性有机物蒸发。
随后，在高温条件下，污泥中的有机物发生裂解和重排，生成固体炭质产物。
污泥内热式炭化技术的主要优点是能够将污泥中的有机物转化为固体炭质产物，使其具有较高的热值和稳定性。
这样既能减少对土壤的二次污染，又能通过燃烧或其他方式利用炭质产物，并获得能源或其他价值。
该技术还可以有效去除污泥中的重金属等有害物质，因为重金属主要以烟气、炉渣等形式存在于产物中。
污泥内热式炭化技术也存在一些挑战和问题。
炭化设备的投资和运行成本较高，需要消耗大量能源。
炭化过程中产生的烟气含有有机物和颗粒物等污染物，需要进行处理和排放控制。
炭化设备的稳定运行和产物质量的控制也是技术难题。
炭化过程中，污泥中的一部分有机物会被还原为甲烷等温室气体，对环境产生影响。
为了克服上述问题，可以采取以下措施。
可以提高设备的热效率，降低能源消耗。
可以引入烟气处理设备，对排放的烟气进行处理和净化。
还可以通过改变炭化温度、时间等参数，控制产物的质量和有机物的转化率。
可以采取措施收集和利用产生的温室气体，减少对环境的影响。
污泥内热式炭化技术在处理污泥和资源化利用方面具有潜在的优势和应用前景。
还需要进一步研究和改进，以提高技术的经济性和环境友好性。
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城市污泥热解炭化关键技术热能与环境工
程研究所
同济大学
机械与能源工程学院
报告人:陈德珍热能与环境工程研究所
教授
2012年7月1日
汇报目录
一、热解VS 焚烧
Highlights 二热解装置
•热解与焚烧类似，是一种彻底的三热解过程的监控
污泥处理技术；•热解与焚烧相比，在能耗和污染四热解能量平衡途径
物排放方面均具有优势；•热解装置的开发将百花齐放；•五热解污染物释放
80%含水率的污泥干基热值达到18MJ/kg 时可以实现热平衡并获得炭产品；•热解炭可以作为燃料、土壤改良六热解产物的利用
剂和水净化载体；•污泥热解的工程值得大力推广
七工程化建议
一、热解VS 焚烧
热解是实现污泥处理、处置稳定化、减量化、无害化、资源化目标的有效手段之与焚烧类似同属热处理方法资源化目标的有效手段之一，与焚烧类似、同属热处理方法；
但是与焚烧相比，它更具有优越性。
对比项热解焚烧
烟气量小、二次污染浓度低；无危烟气量大，二次污染控制投资大焚烧飞
环境指标烟气量小、次污染浓度低；无危
险废物产生
控制投资大；焚烧飞
灰是危险废物
产品可以调节为油气炭
焚烧过程只能进行热
资源化程度产品可以调节为油、气、炭
回收
处置规模灵活度高,规模可大可小适合大型化
初始80%含水率、干基热值若热解温度达到550℃、热解炭气
化后联合挥发份供热，则可以实现
理论上每吨湿泥根据
干燥、风量的不同需
12000KJ/kg的
污泥处理
能量平衡，理论上不需外部能源要添加12~20kg标煤。
一、热解VS 焚烧：典型的污泥中温热解工艺流程
•有机炭
9保水
9益菌、保暖
益菌保暖9使肥效缓释
9CO 2减排
•
作为燃料•
作为水处理剂有机生物炭它的优点是可以根据泥质调整产
物，实现资源化或能量回收
二、热解装置‐‐‐按照温度划分
•低温热解制碳：SlurryCarb TM 碳化工艺为代表，也是水热处理的一种：在反应温度<300℃，反应压力<10MPa的水热条件下的种在反应温度℃反应压力
污泥热解炭化，液固分离后炭可以作为燃料使用；
中低温热解制油℃以制油为目的澳大利亚ESI •中低温热解制油：300~400℃，以制油为目的；澳大利亚ESI 公司的Enersludge工艺是其代表；
•中高温碳化：温度为649‐‐982℃。
先将污泥干化至含水率约
℃先将污泥干化至含水率约30％，然后进入炭化炉高温碳化。
碳化颗粒可以作为低级燃料使用其热值约为大卡/公斤在本或美
料使用，其热值约为2000－3000公斤（在日本或美国）。
技术上较为成熟的公司包括日本的荏原，三菱重工，巴工业以及美国的IES等。
•热解气化：800℃以上的运行温度，利用污泥自身的部分氧化生产的热能将污泥热解、产气，利用气体燃烧或者发电。
二、热解装置‐‐‐在国内外应用
•国外发展污泥热解工艺较好的国家是日本、德国，美国也发展很快。
•日本东京都有三台100t/d的污泥裂解设备运行，产生的炭用于发电；（中温型）
•德国KOPF公司正在研发先进的流化床热解制气技术（高温型）•1999年，第一座商业化的污泥炼油厂在澳大利亚的Perth 的Subiaco 污水处理厂建成，即Enersludge工艺，25 吨干污泥/d，每S bi污水处理厂建成E l d工艺每吨污泥可产出200～300升与柴油类似的燃料和半吨炭焦（中低温
型
型）
•美国EnerTech的Slurrycarb TM工艺将污泥加压至70‐100kg/cm2，通过热交换器，加温至204‐232℃。
2005年4月，在美国加州Railto建立一座每天处理625吨污泥的处理厂。
（低温型）
座每天处理吨污泥的处理厂
•国内有已引进或者正在引进的示范工程；具有自主知识产权的热解工艺实验室研究基本成熟，正走向应用。
解工艺实验室研究基本成熟正走向应用
二、热解装置‐‐‐在国内外应用
日本东京都东部污泥热解流程与设施
二、热解装置‐‐‐在国内外应用
空气预热器电力
中央供暖站
气化
炉膛
可燃
气
德国KOPF污泥热解气化流程图。