生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统技术方案

本实用新型专利技术属于生物质能高效利用和污泥深度处置技术领域，具体涉及一种生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统。所述处置系统包括生物质气化炉、绝热燃烧室、配风室、污泥干化机、污泥炭化机和尾气处理单元。本实用新型专利技术可有效实现可燃气和生物炭联产、可燃气和污泥炭联产、实现热能的充分耦合利用，实现污泥的深度减量化、无害化和资源化，投资成本低，经济效益和社会效益显著。

【技术实现步骤摘要】
生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统
本技术属于生物质能高效利用和污泥深度处置
，具体涉及一种生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统。
技术介绍
1、污泥处置的背景污泥是一种固液混合的废弃污染物，对环境危害性较大。随着社会经济的发展，我国污泥总量激增，目前污泥年产量高达约10000万吨。污泥危害大，但实际有效处置率却不高。污泥按来源不同主要分为市政污泥和工业污泥，约各占总量的一半，不同来源的污泥在特性和处置方法上都有较大差异。(1)市政污泥市政污泥主要来源于市政污水处理厂，其原始含水率很高，达95％-99％。随着居民生活用水量的不断增加，污水处理量也随之上升，作为污水处理的“衍生品”，污泥产量年年攀升，消纳问题日益突出。此外，污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，如果不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。如何妥善处理污泥，使其减量化、稳定化、无害化、资源化，成为环境污染治理中急待解决的问题。传统的污泥处置方式主要包括填埋、焚烧和土地利用，由于污泥含水率较高、体积庞大，在实际应用中都存在诸多问题。降低污泥含水率、实现污泥干化、提高其热值，成为解决这些问题的关键。实践表明，机械脱水后的污泥含水率仍高达65％～80％左右，要达到对污泥的深度脱水，比较经济的方法是对污泥进行热干化，即利用热能去除污泥中大部分水分。目前主要应用的热干化模式有传统热能污泥干化和太阳能污泥干化。但两种干化模式在实际应用中都遇到一些问题。传统热干化技术中，因圆盘干化机具有传热面积大、搅拌效果好、设备结构紧凑、污泥含水率适应性广等优点，使得采用圆盘干化机进行污泥间接干化逐渐成为主流的污泥处理方式，但由于污泥含水率较高(一般80％左右)，若要将污泥含水率降低到30％以下，该干化工艺的能耗很高(此工艺一般采用蒸汽作为加热干化的能源)。而当前太阳能污泥干化普遍采用常规玻璃房太阳能光照污泥直接蒸发水分的模式，由于太阳能存在光照密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这种干化方式的脱水效率较低。当前市政污泥的一般处理方式为：机械脱水(使得含水率降至65％-80％，实现减量化)+干化机脱水(热干化，使得含水率降至30％-35％，实现减量化)+焚烧(彻底减量化和无害化)+灰渣外运。(2)工业污泥工业污泥根据其来源，有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。比较市政污泥来说，其粘度大、含油率高、无机物比例高，往往使得其处理难度更高。特别是当其中污染物含重金属等有毒、有害物质时，将被列为危废范围，其处置手段与标准具有非常严格的要求。下面是几种典型的工业污泥的特点。石化污泥：石化污泥成分比较复杂，含有不同种类的重金属，一般石油污泥含油、粘度大、含水率高，一般高达96％～99％，经机械脱水后仍有70％～85％，体积和质量还较大，有机物含量小，热值较低。印染污泥：印染产泥量大，总污泥量占到污水总体积0.3％～1.0％，含水率高，一般高达96％～99％，经机械脱水后仍有55％～85％，体积和质量还较大，印染污泥一般惰性物质较高，而有机物、病原菌等含量较少，热值也较低，一般重金属含量高。造纸污泥：造纸污泥灰分比较大，一般可以达到50％～70％，所以热值比较低、含水率高，一般达到95％～99％，即使脱水后含水率仍处于60％～80％污泥量比较大，而且其中含有大量的纤维。制革污泥：制革行业产泥量大，一般每天可以产生40-80吨污泥/万吨废水，有机物含量高，由于在皮革处理过程中产生大量的皮毛、血污，所以有机物含量非常高，有毒物质多，S2-和三价铬含量高，而且三价铬转化为六价铬后有致癌作用。电镀污泥：电镀污泥含有氰化物以及六价铬、铜、锌、镉、镍等重金属，化学法处理电镀废水是产生污泥的主要来源，电镀污泥中有机物含量低，热值小。工业污泥的组分和特性取决于具体工业生产工段，不同行业的污泥差别很大，不能简单套用市政污泥的经验来处理工业污泥。但是在减量化这个环节上，同样是要对高含水率的污泥进行干化，降低其含水率。减量化后的工业污泥需要根据是否列为危废而采取不同的处理标准和方法。现有污泥处置技术的缺陷和不足：①能耗高，能源成本高。如前所述，多数采用工业蒸汽作为干化热源，能耗较高，运行成本较高。②减量化不彻底。一般把污泥干化到30-35％含水率外运，仍然有较大的体积。③处置过程对环境有污染，污泥干化过程中蒸发出来的高湿度废气中携带多种污染物，处置难度较大。该气体冷凝后产生的废水处置难度也较大。另外当干化后污泥采取焚烧处理方式时，焚烧产生的烟气也会造成大气污染。④投资成本较大，由于污泥干化机动部件面临严重的磨损腐蚀问题，对材质要求很高，所以设备投资也较高。2、生物质综合利用的背景(1)生物质能概念生物质能源是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内的能量，通常包括：“木材及森林工业废弃物”、“农业废弃物”、“生活有机废弃物”、“水生植物”、“油料植物”等。世界能源消费中仅次于三大化石能源位列第四，占比达14％。据统计资料介绍，2009年，欧盟生物质能源的消费量约占欧盟能源消费总量的6％，美国的生物质能源利用占全国能源消费总量的4％，瑞典为32％。我国是个农业大国，生物质资源丰富，生物质能占能源消耗总量20％，农村总能耗的65％以上为生物质能，其中薪材消耗量约占总能耗的29％。生物质能源是一种理想的可再生能源，具有以下特点：①可再生性；②低污染性(生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的SO2、NOx较低，生物质作为燃料时，二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应)；③广泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能。典型生物质的热值为17600～22600kJ/kg。(2)生物质能利用方式及现状目前生物质能主要应用方式分为两种：①生物质直接燃烧；②生物质气化。生物质直接燃烧方式是传统能源利用方式，即生物质在燃烧炉内充分燃烧，放出的热量用来发电或者供热的利用的方式。直接燃烧的方式一般用于大规模集中利用上，比如现有主流的生物质发电厂就是这一类。生物质气化是一种较新的方式：主要是在气化炉内一定的热力学条件下，只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧，通过有机物热裂解和一系列氧化还原反应，生成CO、H2、低分子烃等可燃气体。这种可燃气是一种干净、清洁的绿色能源，可作为后继供热或发电使用。生物质气化对原料有一定要求，一般以中小规模利用为主，比如工厂或园区供热、物料烘干、保温保湿等。另外，生物质气化过程中通过控制反应温度、气化剂等可以对热裂解和氧化还原的程度进行调节，从而得到可燃气的同时，得到生物质炭、焦油、木醋液等副产物。特别是生物质炭，目前是一种较高品质高附加值的产品，广泛应用于保温材料、土壤改良、燃料、吸附剂等场合。气化过程与燃烧过程的区别：燃烧过程提供充足的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统，其特征在于，包括：/n生物质气化炉，用于生物质的气化，获得生物质燃气并回收生物质炭；/n绝热燃烧室，用于接收生物质气化炉排出的生物质燃气并使其燃烧产生高温烟气A1；/n污泥干化机，利用热源B1对湿污泥进行干化，获得干化后污泥；/n污泥炭化机，利用热源B2对干化后污泥进行炭化裂解反应，获得可燃气和污泥炭，并排出高温烟气A2；/n配风室，用于调节从所述绝热燃烧室排出的高温烟气A1或从污泥炭化机排出的高温烟气A2的温度，通过配风室调节至合适温度后的烟气用作污泥干化机的热源B1。/n

【技术特征摘要】
1.生物质气炭联产耦合污泥深度处置系统，其特征在于，包括：
生物质气化炉，用于生物质的气化，获得生物质燃气并回收生物质炭；
绝热燃烧室，用于接收生物质气化炉排出的生物质燃气并使其燃烧产生高温烟气A1；
污泥干化机，利用热源B1对湿污泥进行干化，获得干化后污泥；
污泥炭化机，利用热源B2对干化后污泥进行炭化裂解反应，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代旭东，白云淼，曲守信，赵金，
申请(专利权)人：江苏中顺节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32