一种热解气化污泥焚烧工艺的制作方法

本申请涉及固废处理，尤其涉及一种热解气化污泥焚烧工艺。

背景技术：

1、含油污泥是一种特殊的污泥，主要来源于原油提取、运输、储存、精炼等过程中，包括罐底污泥、落地污泥、池底污泥、精炼污泥等。含油污泥是由质量分数分别为20～80％的原油、5～85％的水和5～50％的固体颗粒物组成的乳化体系，常含有老化原油、石油烃类、病原体、酸性气体、腐蚀性产物等有毒有害物质；此外，在石油进行加工的过程中又会引入絮凝剂、缓蚀剂、破乳剂、脱水剂等化工助剂，导致其成分极为复杂。含油污泥具有黏度大、乳化稳定、破乳难等特点，目前已被列为危险废弃物名录，是一种极难处理、且危害较大的固体废弃物。虽然含油污泥是危险废弃物，但其所富含的油相也是一种可再次利用的资源。

2、目前，国内外已开发出多种含油污泥的处理技术，包括固化、溶剂萃取、生物修复、焚烧、热解、超声处理、超临界水处理等。在上述众多的现有含油污泥的处理技术中，热解处理具有处理效率高，减容、减量效果显著，资源可回收利用等优势，在含油污泥的处理中应用最广。热解处理是指在无氧或者缺氧的氛围下，将含油污泥加热到一定温度后有机物被解析的工艺。现有对含油污泥的热解工艺分为催化热解和普通热解两种，催化热解是在催化剂条件下，将含油污泥加热到400℃以上的热解工艺；而普通热解则是将含油污泥加热到500℃以上的热解工艺。两种工艺得到的产物均为剩余固态物质、不凝气和热解油；区别仅在于不凝气和热解油的成分不同。催化热解工艺，在催化剂的作用下，可以对热解产生的气体改质，进而改变不凝气和热解油的成分。

3、然而，现有的热解工艺也存在一系列的缺陷。普通热解工艺，产物不可控，且热解温度较高，能耗较大，整体经济效益较差，资源回收利用率较低。而催化热解工艺，催化剂难以回收，且大多选用金属氧化物作为催化剂，易造成二次污染。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种资源回收利用率较高，能够热解、气化、回收制备芳烃油，整体经济效益较好，且基本无二次污染的含油污泥处理工艺，本申请提供一种热解气化污泥焚烧工艺。

2、本申请提供了一种热解气化污泥焚烧工艺，包括以下步骤：

3、s1、将含油污泥预处理至含水率40％以内，将秸秆粉碎至粒径5mm以内；

4、s2、将步骤s1预处理的含油污泥和粉碎后的秸秆颗粒，以及氧化钙粉料，按照含油污泥65～70％、秸秆25～30％、氧化钙5～10％的质量分数配比，置于搅拌机中充分混合，得到混合料；

5、s3、将步骤s2得到的混合料，置于热解炉中，以钾修饰的zsm-5分子筛颗粒作为非原位热解催化剂进行绝氧或缺氧热解处理；热解过程为：以5～10℃/min的升温速率升温至180～200℃，再以12～18℃/min的升温速率升温至500～560℃，而后在500～560℃温度下保温10～30min；得到热解气和热解固态产物；

6、s4、将步骤s3得到的热解气经净化后，进行冷凝处理，冷凝所得液态产物为芳烃油，回收再利用，冷凝所得气态产物为不凝气，焚烧处理，焚烧热量回收用于热解炉的加热；

7、s5、将步骤s3得到的热解固态产物回收，作为生物质炭再利用。

8、可选的，所述步骤s1中，将含油污泥预处理至含水率30～35％，将秸秆粉碎至粒径1～3mm。

9、进一步可选的，所述步骤s1中，含油污泥的预处理采用加热脱水的方式。

10、进一步可选的，所述加热温度控制在105℃以内。

11、可选的，所述步骤s2中，氧化钙粉料的粒径为50～500μm。

12、可选的，所述步骤s3中，钾修饰的zsm-5分子筛颗粒的制备，包括以下步骤：

13、sa、将钾修饰的zsm-5分子筛、高岭土和无水乙醇，按照8:2:1～2的质量比充分混合，配置成泥料；

14、sb、将步骤sa得到的泥料，置于造粒机中，制成粒径2～10mm的颗粒；

15、sc、将步骤sb得到的颗粒，置于真空炉中，在560～580℃温度下，真空煅烧，制得钾修饰的zsm-5分子筛颗粒。

16、可选的，所述步骤s3中，热解炉采用以下结构：所述热解炉包括炉体，所述炉体设有原料入口、排出热解气的热解气输送管和输入保护气体的保护气输入管，所述炉体内设有污泥装载区，所述炉体内位于污泥装载区和热解气输送管之间的区域，固定设置有催化床，所述催化床采用多孔陶瓷外壳，内部填充钾修饰的zsm-5分子筛颗粒。

17、可选的，所述步骤s3中，热解处理在氮气保护下进行。

18、进一步可选的，所述氮气的输入流量为120～140ml/min。

19、可选的，所述步骤s5中，作为生物质炭再利用，包括与生物质原料混合制备生物质燃料，作为生物质炭吸附剂应用，以及作为酸性土壤的土壤改良剂应用。

20、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

21、1.本申请采用含油污泥与秸秆共热解的工艺设计，混入氧化钙粉料作为原位热解催化剂，可以有效提高热解效率，改变热解的气化混合气体的成分组成，进而提高热解油相产物的产率，并且改善热解油相产物的品质；此外，采用氧化钙作为原位热解催化剂，可以有助于含油污泥水分的脱出，降低热解所需活化能，促进重质有机物向轻质有机物转化，热解所得的固态产物生物质炭中混入少量氧化钙，可以有助于生物质炭在土壤改良剂领域的应用，且不会对环境造成二次污染。

22、2.本申请采用原位催化热解和非原位催化热解相结合的工艺，以氧化钙作为原位热解的催化剂，以多孔隙的钾修饰的zsm-5分子筛颗粒作为非原位催化热解的催化剂，两种催化模式配合使用，促进含油污泥的脱氧、脱氢，以及促进芳香基团的生成，大幅提高芳烃油的产率，降低低效益的不凝气的产量。

23、3.本申请以含油污泥和秸秆为原料，通过热解将其大部分转化为优质的生物质炭和芳烃油回收利用，剩余少量不凝气焚烧处理，焚烧热量也回收利用，资源回收利用率较高，产物品质较好，整体经济效益十分优异。

24、4.本申请的工艺能够有效对含油污泥减容处理，有效降低危险废弃物的排放，且本申请的不凝气产率低，能够大幅降低废气的排放量，可以有效降低环境污染。

技术特征：

1.一种热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s1中，将含油污泥预处理至含水率30～35％，将秸秆粉碎至粒径1～3mm。

3.根据权利要求2所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s1中，含油污泥的预处理采用加热脱水的方式。

4.根据权利要求3所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述加热温度控制在105℃以内。

5.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s2中，氧化钙粉料的粒径为50～500μm。

6.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s3中，钾修饰的zsm-5分子筛颗粒的制备，包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s3中，热解炉采用以下结构：所述热解炉包括炉体(1)，所述炉体(1)设有原料入口(4)、排出热解气的热解气输送管(5)和输入保护气体的保护气输入管(6)，所述炉体(1)内设有污泥装载区(2)，所述炉体(1)内位于污泥装载区(2)和热解气输送管(5)之间的区域，固定设置有催化床(3)，所述催化床(3)采用多孔陶瓷外壳，内部填充钾修饰的zsm-5分子筛颗粒。

8.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s3中，热解处理在氮气保护下进行。

9.根据权利要求8所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述氮气的输入流量为120～140ml/min。

10.根据权利要求1所述的热解气化污泥焚烧工艺，其特征在于，所述步骤s5中，作为生物质炭再利用，包括与生物质原料混合制备生物质燃料，作为生物质炭吸附剂应用，以及作为酸性土壤的土壤改良剂应用。

技术总结
本申请公开了一种热解气化污泥焚烧工艺，包括以下步骤：S1、将含油污泥预处理，秸秆粉碎；S2、将预处理的含油污泥和粉碎后的秸秆颗粒，以及氧化钙粉料，置于搅拌机中充分混合，得到混合料；S3、将步骤S2得到的混合料，置于热解炉中，以钾修饰的ZSM‑5分子筛颗粒作为非原位热解催化剂进行绝氧或缺氧热解处理；S4、将步骤S3得到的热解气经净化后，进行冷凝处理，液态产物为芳烃油，回收再利用，气态产物为不凝气，焚烧处理；S5、将步骤S3得到的热解固态产物回收，作为生物质炭再利用。本申请资源回收利用率较高，能够热解、气化、回收制备芳烃油，整体经济效益较好，且催化剂可以重复使用，基本无二次污染。

技术研发人员：乔瑜,吕元,吕复,许军
受保护的技术使用者：武汉奥杰科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10