污泥裂解炭化技术与焚烧技术的比较与分析
发布时间:2019-08-02 09:38:00 来源:本站原创 作者:本站编辑 浏览次数:


裂解炭化

污泥裂解炭化技术已经是污泥热处理领域较为成熟的工艺。污泥在无氧条件下经过炭化设备的处理,会分解成气态、液态和固态产物。裂解产生的热解气以烷烃、烯烃、炔烃等为主,可用于燃烧产能。固态产物则由灰分和无机炭构成。液相产物以焦油为主。

裂解炭化系统包括物料预处理系统;进料及输送系统;裂解炭化主体装置系统;电力/燃气加热装置;可燃气体回用系统;冷却装置;冷凝系统;储油系统;烟气排放及除尘系统;配套水处理系统;出渣及储运系统;油、气、水管路系统;自控仪表系统;电气自动化系统。

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污泥焚烧

污泥焚烧是将脱水污泥送入焚烧炉,在氧气充分及燃料的协助下,污泥中的有机质和氧反应,生成碳、氮、硫、氢及碱金属的氧化物,并释放出热量,伴随着粉尘及灰渣等废物产生。

污泥焚烧系统包括预处理装置、污泥输送装置、污泥添加装置、助燃剂输送装置、焚烧炉、放灰装置和排渣装置和烟气处理系统等。

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技术特点

虽然同为热处理技术,但焚烧技术与裂解炭化技术之间存在诸多不同。现将两种技术的技术特点做简要对比:

序号

指标

裂解炭化(连续式设备为例)

焚烧(回转窑为例)

1

项目规模

设备占地小,处理能力较小

单套处理规模大,占地面积大,项目选址要求高

2

投资建设

无需土建工程,设备投资少,建设周期短

设备投资大,配套环保设施投资较多,涉及土建及较多管路工程,周期相对较长

3

进料要求

液态、半固态均可(满足生产需要的同时,可采用适当的预脱水设施,降低主反应段能耗水平)

需要脱水浓缩预处理和干燥等工艺,对原料热值有一定要求,需要加入助燃剂

4

温度控制

炉内有多级温度区间,满足各断链脱氢反应所需温度,中低温还原环境尽可能避开二噁英生成温区,精确控制升温速率,定向控制碳化产物分布,提高产品质量

一燃室800~1000℃,

二燃室可达到1200℃,

慢速升温,炉内同温,受热均匀

5

结焦粘壁

通过合理的物料行走结构设计、以及控制生焦反应条件,完全可以规避结焦粘壁

炉内物料过量、转动速率过慢、若温度控制不合理易造成物料成团焦化堵塞

6

检修维护

进料预处理单元可实现破碎筛选,避免杂物进入转动机构发生故障,工艺设备简单、维修量小

连接传动装置复杂,物料性质波动时,燃烧过程炉膛温度控制精度低,易造成炉膛受损,维修略多,工程量大

7

三废情况

烟气主要污染物为NOx,SO2、烟尘,基本无恶臭气体。废水主要是冷凝水。固体废物主要为尾渣

焚烧烟气中粉尘、重金属、二噁英类含量较高,有恶臭气味。对烟气净化系统的要求高



经济效益

据测算,利用热电厂锅炉焚烧污泥,每吨污泥处理成本在一百元左右,若建造专门的焚烧系统,则每吨污泥处理成本可高达320元。上海石洞口污水处理厂污泥处理量为64t/d干泥,采用“低温干化与高温焚烧联合处理”工艺,其建设投资费用为8000万元,污泥处置成本为238.8元 /t;温州市某污水处理厂污泥处理工艺为半干化+焚烧,湿污泥的处理成本在200~400元/t。

污泥裂解炭化技术利用炭化过程产生的烟气(温度 T≈350-400℃)和炭化后的固定碳(温度 T≈ 400℃~500℃)做热源,将含水率为80%的污泥预处理至30%,再进行裂解炭化。整个过程的处理成本在110~150元。


社会效益

污泥焚烧技术在处理污泥过程中会产生大量氮氧化物、碳氧化物、粉尘等有毒有害性气体,对焚烧当地的生态环境和人类健康都造成严重的潜在威胁。污泥裂解炭化技术更为符合节能减排的要求和社会发展的需要,可有效避免污泥焚烧技术所存在的环境问题,降低因污泥焚烧而对当地水环境、大气环境和土壤环境的危害。

经由以上对比与分析可知,污泥裂解炭化技术是具有更加节能环保的创新技术。它较之焚烧,不论是投资、占地亦或是运行费用等方面,都具备突出优势。




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