一种污泥裂解气化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环境保护技术中的污泥处理方法，具体地，涉及一种污泥裂解气化方法。
【背景技术】
[0002]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%)，至“十二五”末期将达到5000万吨左右。
[0003]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、N0x、S02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。环保部最新修订的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)于2014年7月1日正式实施，其中明确规定污泥焚烧设施的污染控制参照该标准执行，新标准与旧标准相比颗粒物由80mg/Nm3收紧至20mg/Nm3 (日均值)，汞由
0.2mg/Nm3收紧至0.05mg/Nm3，二卩惡英类则由IngTEQ/m3收紧至0.1ngTEQ/m3，与欧盟标准接轨。随着“邻避效应”的日益严重和污染物排放标准的日趋严格，污泥焚烧处理处置的技术经济成本必将显著提高。
[0004]因此，开发可以替代焚烧的污泥热处理技术和设备，充分回收利用污泥中所蕴含的生物质资源，并从源头避免N0X、S02和二噁英等污染物的产生和排放，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】
[0005]本发明的目的是提供一种用于污泥处理的方法，以解决现有污泥焚烧技术所存在的污泥资源化程度低和烟气二次污染控制难的问题，实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供了一种污泥裂解气化方法，其中，该方法通过污泥裂解气化装置对污泥进行处理；所述的污泥裂解气化装置包含外壳、设置在外壳顶部的污泥进料口、在外壳内部从污泥进料口向下依次设置的干燥室、热解室、氧化室以及灰渣室。所述的干燥室上部设有裂解气导出管。所述的氧化室和灰渣室之间设置有炉栅。所述的灰渣室侧壁设置有排渣口和气化介质导入管。
[0007]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述的外壳呈直立桶状，所述外壳内壁由钢板内衬耐火砖或耐火水泥制成，表面敷设有保温材料。
[0008]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述的污泥进料口设有进料阀；所述污泥进料口呈漏斗状，并与所述进料阀之间密切吻合形成密封，以防止裂解气逸出。
[0009]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述的炉栅采用耐火材料制成，所述炉栅设置有若干斜圆柱状孔洞。
[0010]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述的干燥室、热解室和氧化室均设置有温度感应探头和湿度感应探头；所述的装置还设有中央控制系统，能够接受所述温度感应探头和湿度感应探头的监测信号，并根据装置的运行情况在线调节所述装置运行的工艺参数；所述的工艺参数包含进料量、进料频次以及气化介质供应量等。
[0011]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述的方法包含以下步骤:
步骤1，污泥从污泥进料口间歇加入，进入干燥室，同来自热解室和氧化室的热气体换热，水蒸气随着热气流上升并通过裂解气导出管排出装置，污泥干物料落入热解室。
[0012]步骤2，所述热解室中的污泥受热后发生裂解反应和还原反应，产生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烃类等裂解产物，其中产生的热气体上升到所述干燥室，而产生的炭则下降到所述氧化室。
[0013]步骤3，气化介质由气化介质导入管进入灰渣室，与热灰渣进行换热后，通过炉栅进入所述氧化室，与氧化室内炽热的炭发生燃烧反应，同时放出热量，为污泥的干燥和裂解提供热源；产生的灰分和炭渣等落入所述灰渣室成为热灰渣。
[0014]步骤4，所述灰渣室中的灰渣通过排渣口定期排出。
[0015]上述的污泥裂解气化方法，其中，步骤1所述的污泥进料口加入的污泥含水率小于50%，低位热值大于5000kJ/kg，有机物含量大于50%，所述干燥室温度为100°C ~250°C。
[0016]上述的污泥裂解气化方法，其中，所述步骤1中从裂解气导出管排出的气体排出装置后在资源化利用前应进行冷凝和过滤等净化处理。
[0017]上述的污泥裂解气化方法，其中，步骤2所述热解室温度为400°C ~800°C。
[0018]上述的污泥裂解气化方法，其中，步骤3所述的氧化室温度为1000°C ~1200°C，所述的气化介质为纯氧气，单位生物质气化的氧气供应量为其完全燃烧时所需理论空气量的25%~30%。
[0019]本发明提供的污泥裂解气化方法具有以下优点:
1、无需外加能源。裂解气化残留的炭与气化剂氧气进行部分燃烧，并放出热量，为污泥的干燥、裂解以及还原反应提供热量，无需额外补充能源。
[0020]2、裂解效率高。利用氧气作为气化介质，没有惰性气体，反应温度高，反应速率快，设备容积小，裂解效率高，裂解气体热值高。
[0021]3、源头避免污染物的产生和排放。裂解过程在无氧条件下进行，可以从源头避免N0X、SOjP二噁英的产生，避免酸性气体腐蚀设备。
[0022]4、设备磨损小。与焚烧相比，污泥裂解气化过程烟气量小，气体流速慢，粉尘含量低，设备磨损小。
[0023]5、资源化程度高。裂解气可作为燃料利用，且与污泥直接焚烧相比，裂解气燃烧效率高，应用范围广；污泥中重金属以惰性形态固化于炉渣中，炉渣可进行建材利用。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的污泥裂解气化方法使用的装置结构示意图。
[0025]图2为本发明的污泥裂解气化方法的流程图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步地说明。
[0027]如图1所示，本发明提供的污泥裂解气化方法，通过污泥裂解气化装置对污泥进行处理。
[0028]该污泥裂解气化装置包含外壳10、设置在外壳10顶部的污泥进料口 1、在外壳10内部从污泥进料口 1向下依次设置的干燥室3、热解室4、氧化室5以及灰渣室7。
[0029]干燥室3上部设有裂解气导出管8。灰渣室7侧壁设置有排渣口 9和气化介质导入管11。
[0030]氧化室5和灰渣室7之间设置有炉栅6。炉栅6采用耐火材料制成，炉栅6设置有若干斜圆柱状孔洞。
[0031]该装置的外壳10呈直立桶状，夕卜壳10内壁由钢板内衬耐火砖或耐火水泥制成，表面敷设有保温材料。
[0032]污泥进料口 1设有进料阀2 ;污泥进料口 1呈漏斗状，并与进料阀2之间密切吻合形成密封，以防止裂解气逸出。
[0033]干燥室3、热解室4和氧化室5均设置有温度感应探头和湿度感应探头。该装置还设有中央控制系统，能够接受温度感应探头和湿度感应探头的监测信号，并根据装置的运行情况在线调节装置运行的工艺参数。工艺参数包含进料量、进料频次以及气化介质供应里寺ο
[0034]如图2所示，本发明提供的污泥裂解气化方法，包含以下步骤:
步骤1，污泥从污泥进料口 1间歇加入，进入干燥室3，同来自热解室4和氧化室5的热气体换热，水蒸气随着热气流上升并通过裂解气导出管8排出装置，污泥干物料落入热解室4。
[0035]步骤2，热解室4中的污泥受热后发生裂解反应和还原反应，产生C、H2、H20、C0、C02、CH4、焦油和烃类等裂解产物，其中产生的热气体上升到干燥室3，而产生的炭则下降到氧化室5。
[0036]步骤3，气化介质由气化介质导入管11进入灰渣室7，与热灰渣进行换热后，通过炉栅6进入氧化室5，与氧化室5内炽热的炭发生燃烧反应，同时放出热量，为污