[发明专利]一种污泥催化热裂解气化方法

说明书

本发明公开了一种污泥催化热裂解气化方法。该方法包括以下步骤：(1)将污泥置于120～150℃环境中，使其含水率降低至70～75％；(2)于300～450℃加热步骤(1)处理后的污泥，使其形成含水率为50～55％的污泥颗粒；(3)将污泥颗粒于300～450℃干燥至含水率为10～15％；(4)将干馏后的污泥置于450～600℃的温度下碳化，然后，再于800～1200℃无氧环境中热裂解气化即可。本发明能够高效的完成对污泥的热裂解，且可尽可能的降低有害成分的产生。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种污泥催化热裂解气化方法。

背景技术

随着我国城镇污水处理事业的快速发展，污水处理厂数量不断增多，污泥产生量也日益增加。据统计，目前我国城镇污水处理厂污泥年产生量已经达到 3000万吨(含水率80％)。

污泥焚烧处理处置是实现污泥减量化、稳定化和无害化的重要手段。然而，污泥直接焚烧存在燃烧效率低、能量利用方式单一的问题；此外，污泥焚烧烟气中含有PM2.5、NO_x、SO₂和二噁英等污染物，处理不当极易造成二次污染。随着民众环保意识的增强和人口密度的增大，污泥焚烧设施选址日益困难。因此，开发可以替代焚烧的污泥热处理技术，已成为污泥处理处置行业发展和环境保护的迫切需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种污泥催化热裂解气化方法，可有效的对污泥进行资源化利用。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污泥催化热裂解气化方法，包括以下步骤：

(1)将污泥置于120～150℃环境中，加热1～3h，使其含水率降低至70～75％；

(2)于300～450℃加热步骤(1)处理后的污泥，使其形成含水率为50～55％的污泥颗粒；

(3)将污泥颗粒于300～450℃干燥至含水率为10～15％，然后于300～380℃干馏，分离干馏后的污泥和干馏产生的气体；

(4)将干馏后的污泥置于450～600℃的温度下碳化，将碳化后的污泥与催化剂混合后，再于800～1200℃无氧环境中热裂解气化即可。

进一步地，步骤(2)中所述加热使用的热源为污泥气化热以及天然气燃烧产生的热量。

本发明在部分天然气补热和污泥气化热上升过来的温度高达300-450℃的灼热的烘烤下，污泥的水在急剧受热中瞬间蒸发，由于污泥透气性很差，瞬间产生的大量蒸汽无法通过料层透气，在颗粒外表和容腔表面之间形成高压蒸汽隔离膜，将污泥与容腔内表面隔离开进行脱模。完成趋近镂空的含水率50％-55％的中干污泥颗粒。

进一步地，步骤(3)中所述干燥过程依次包括：蒸馏、干化和干燥。具体过程为：

污泥颗粒在干燥机的蒸馏盘上持续翻滚，并进入干化盘，经干化盘处理后污泥颗粒的含水率降低至30～40％，然后进入干燥盘，经干燥盘处理后其含水率降低至10％～15％。

进一步地，步骤(3)中所述干燥使用的热源为污泥热裂解产生的温度为 300～450℃的气体；所述气体再与干燥过程中产生的气体一同排出，并可返回至步骤(1)中作为热源。

进一步地，干馏产生的气体包括：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干馏机组上部排出，经管道输入延时机组的蒸馏盘进行余热利用。