污泥热解气化焚烧技术处理系统

如今环境问题越来越成为人们关注的话题，近日，郑州紧跟北上广全面实施“垃圾分类”，更让平日里随处可见的垃圾也成为人们口中的热词，“今天的垃圾你丢对了吗”也成为人们寒暄的话语，这种现象也暴露出全民对于垃圾的关注，更是国家对于生活垃圾无处可放的担忧。

随着“蓝天保卫战”“无废城市”的提出，国家层面也越来越重视固体废弃物带来的新的环境问题，垃圾围城的现象日益凸显，固体废弃物的减量化、资源化、无害化、稳定化处理亟需寻找一条新的出路。

据相关部门公开资料显示，目前我国生活垃圾无害化处理方式主要以焚烧为主，占80%，厌氧消化、卫生填埋、回收利用、堆肥等只占20%左右。

生活垃圾焚烧产生的二恶英类物质（PCDDs）是已知的毒性最大的物质之一，焚烧产生的飞灰中含有大量重金属，因此焚烧对大气环境造成比较严重的二次污染。

而厌氧消化、卫生填埋不仅需要占用大量宝贵的土地资源，并且渗滤液等有毒有害物质也造成土壤、地下水的严重污染。

塑料垃圾热解气化技术很好的解决了以往塑料垃圾处理中存在的各种环境污染问题。

采用塑料垃圾破碎→干化→热解气化的工艺将废塑料热解气化，在此系统中，废塑料经撕碎机撕碎成2 ~ 5公分的碎块（图2），然后经过滚筒干化机（图3）干化后在热解气化装置（图4）中经过高温加热热解气化，产生CO、H2、CH4 等可燃气体，这些可燃气体经过净化系统（图5）冷却净化后直接通入燃烧室进行燃烧，燃烧后的气体通入余热锅炉产生蒸汽提供给附近纸厂使用，余热气体又引入滚筒干化机，使撕碎后的塑料干燥到含水率15%~20%,最后气体脱硫后排入大气中，在这个系统中，整个反应处在贫氧、高温、密闭的条件下，因此杜绝了二恶英类物质的生成，也杜绝飞灰泄露进入大气环境中，此外气化焚烧后的残渣（图6）可以用作新型建材材料，比如新型建材砖，真正实现固废垃圾的资源化、无害化。

图1 破碎前的塑料垃圾图2 破碎后的塑料垃圾图3 滚筒干化机图4 热解气化装置图5 净化装置图6 气化炉残渣垃圾热解气化技术是近几年来世界各国为解决垃圾焚烧过程中产生二恶英类毒性物质问题而提出的一种新技术，热解气化技术是指在无氧或缺氧条件下，高温加热有机物，使有机物的大分子裂解成为小分子、甲烷和炭黑，炭黑又在气化层缺氧的条件下生成CO，最终获得可燃气体的技术。

3.2 热解气化处理技术废水污泥在热解气化过程中将经历一系列的物理和化学变化，在缺氧性、有蒸汽参与的还原性气氛条件下污泥将发生一系列化学反应（如表4所示）。

表4: 污泥在热解气化过程中的主要化学反应化学反应式处理过程中的热行为C（燃料中的碳）+ O2 →CO2 + 热量放热C + H2O（蒸汽）→CO + H2吸热C + CO2 →2CO吸热C + 2H2 →CH4放热CO + H2O →CO2 + H2放热CO + 3H2 →CH4 + H2O放热污泥的热解过程可分为三个阶段：一，干燥期；二，热解期；三，需热（气化反应）期。

在干燥阶段，污泥中的水分以蒸汽形态脱离污泥相，根据所采用的热解气化装置类型的不同，在干燥阶段干污泥的产率从85%到93%（占绝干污泥的比率）不等（资料来源：Furness and Hoggett, 2000），干燥阶段的操作温度约为150℃（302℉）；污泥干燥完成后，其温度即被提高到400℃（752℉），进入到热解反应阶段；在最后一个阶段，热解产生的可冷凝气相产物和不凝性气相产物以及热解焦产物发生气化反应（需热阶段），热解产物被氧化、然后再被还原，并被转化为焦渣块、蒸汽、焦油及气体产物。

污泥的氧化反应剂为二次送入炉中的、经过化学式量计算并计量过的氧气。

在气化阶段，炉膛的操作温度范围在800到1400℃（1472至2552℉）之间，为了维持气化反应所需的温度，需补充加入煤炭或石油焦做为辅助燃料。

需热期之后，从炉中引出的高温合成原料气体可采用水、泥浆和/或冷的循环合成气进行急冷降温处理，在进行除尘处理之前也许还需要对合成原料气再进行一次冷却处理，此时可采用热交换器（安装于合成气冷却装置系统内）。

当采用水喷淋法除尘方式时，颗粒物被水捕集，然后对含尘水进行过滤处理；也可以采用干式滤尘器或热气体过滤器来除去合成气中的颗粒物。

合成气在被冷却的过程中，若温度降到水的露点以下时，合成气中的水分即会发生凝结；洗涤器和合成气冷却装置中排出的水中肯定含有一定量的可溶性气体成分（如氨、氰氢酸、氯化氢、硫化氢等）。

现在的污泥处理还未形成行业，污泥的处理技术也五花八门，现有正在使用的处理技术整体水平较低，这与国家的政策导向密不可分，过去的10年里，国家集中完成了全国城镇污水处理基础建设的升级换代，但从顶层设计上就轻视或者忽略了污泥处置的必要性，这直接导致了近几年污泥所造成的环境公害事件层出不穷，好消息是，随着污水处理行业的逐步成熟，污泥处置这项课题也慢慢被提上日程，这直接刺激了污泥处理技术的研究，形成目前污泥处置技术百花齐放，政府对污泥处理减量化的追逐使得目前污泥减量化处置成为热点，但国内许多专家学者对高耗能的污泥干化都持消极态度，污泥的减量化是污泥处置的目标之一，但绝不是终点，污泥的处置要做到减量化、无害化、资源化“三化”合一才是污泥处置的终极目标。

目前全国污泥处理的主流技术仍旧是以减量化为目的，填埋仍旧是主要解决办法，在现在垃圾围城各城市垃圾填埋场都爆棚的现状下，污泥填埋更显尴尬。

笔者认为现在已经到了环境问题倒逼技术升级的地步，在未来的一段时间里，污泥处置技术只有能同时实现“三化”的技术，才能迈进污泥处置行业的门槛，才有可能在即将袭来的污泥处置风暴中占有一席之地，才有可能得到大规模推广应用，比如污泥热解气化技术。

污泥热解气化技术是将污泥热解气化作为污泥处置的核心技术，以烘干、造粒、尾气处置、废渣利用为依托的系统工程。

主要目的就是在无臭、无污染的前提下使污泥实现大规模的减量化、无害化、资源化成为现实。

比目前传统技术的优点在于在减量化的前提下，以较低的成本实现污泥的无害化、资源化，污泥热解气化技术在工艺设计上就规避了污染物二恶英类物质的产生条件，系统的高温是臭味和病菌的克星，可以将硫化氢，氨类物质彻底分解，将有害病菌全部杀死，特别是对重金属的稳定化，热解气化技术具有天然优势，系统的高温将污泥中的重金属牢牢地锁在流化的硅酸盐晶体结构中，该晶体异常稳定，在酸碱环境下试验均不会溢出。

热解气化技术对污泥中有机物的利用率高达70%，在高温贫氧下，有机物被热解为一氧化碳、氢气、烷类等可燃气体，可以更方便、清洁的被利用。

污泥去哪了？污泥热解气化——让污泥从有到无！据笔者看来，现在的污泥处理还未形成行业，污泥的处理技术也五花八门，现有正在使用的处理技术整体水平较低，这与国家的政策导向密不可分，过去的10年里，国家集中完成了全国城镇污水处理基础建设的升级换代，但从顶层设计上就轻视或者忽略了污泥处置的必要性，这直接导致了近几年污泥所造成的环境公害事件层出不穷，好消息是，随着污水处理行业的逐步成熟，污泥处置这项课题也慢慢被提上日程，这直接刺激了污泥处理技术的研究，形成目前污泥处置技术百花齐放，政府对污泥处理减量化的追逐使得目前污泥减量化处置成为热点，但国内许多专家学者对高耗能的污泥干化都持消极态度，污泥的减量化是污泥处置的目标之一，但绝不是终点，污泥的处置要做到减量化、无害化、资源化“三化”合一才是污泥处置的终极目标。

目前全国污泥处理的主流技术仍旧是以减量化为目的，填埋仍旧是主要解决办法，在现在垃圾围城各城市垃圾填埋场都爆棚的现状下，污泥填埋更显尴尬。

笔者认为现在已经到了环境问题倒逼技术升级的地步，在未来的一段时间里，污泥处置技术只有能同时实现“三化”的技术，才能迈进污泥处置行业的门槛，才有可能在即将袭来的污泥处置风暴中占有一席之地，才有可能得到大规模推广应用，比如污泥热解气化技术。

华天污泥热解气化技术是将污泥热解气化作为污泥处置的核心技术，以烘干、造粒、尾气处置、废渣利用为依托的系统工程。

主要目的就是在无臭、无污染的前提下使污泥实现大规模的减量化、无害化、资源化成为现实。

比目前传统技术的优点在于在减量化的前提下，以较低的成本实现污泥的无害化、资源化，污泥热解气化技术在工艺设计上就规避了污染物二恶英类物质的产生条件，系统的高温是臭味和病菌的克星，可以将硫化氢，氨类物质彻底分解，将有害病菌全部杀死，特别是对重金属的稳定化，热解气化技术具有天然优势，系统的高温将污泥中的重金属牢牢地锁在流化的硅酸盐晶体结构中，该晶体异常稳定，在酸碱环境下试验均不会溢出。

我们的生活在不断发展的过程中总会对环境造成一定的污染，其中污泥就是一种常见的污染物，目前主要采用一种新的处理工艺就是热解。

就这种技术的优点和原理给您介绍如下。

这种技术在污泥处理行业中得到普遍认可，其技术的原理和工艺流程如下：利用污泥中有机物的热不稳定性，在无氧条件下对其加热，使有机物产生热裂解，根据其碳氢比例被裂解，形成利用价值较高的气相和固相，使得具有易储存、易运输。

热解工艺包括储存和输送系统、干燥系统、热解系统、燃烧系统、能量回收系统和尾气净化系统。

污泥的储存和将污泥输送进入干燥装置的作用。

污水厂脱水污泥的含水率一般在80%左右不能直接热解，通过干燥系统将污泥含水率降低至20%-25%。

从而使得污泥在无氧环境下将固态污泥裂解。

对于污泥热解技术的优势给你总结如下：
1)可将固体废物中的有机物转化为燃料气、燃料油和炭黑为主的储存性能
2)由于是无氧或缺氧分解，排气量少，因此，采用热解工艺有利于减轻对大气
环境的二次污染。

3)废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中。

4)由于保持还原条件，Cr3+不会转化为Cr6+。

5)NOx的产生量少。

6)能源利用率高、减容率高、运行费用低。

7)无二噁英和呋喃产生，不会因为环境问题扰民。

8)燃烧后，需要处理的废气量小。

9)回收可再生能源，有CO2减排意义，有CDM收益。

目前的无您处理主要采用热解技术，该技术具备很多的优点，在污泥、工业垃圾、塑料、电子垃圾等行业广泛应用。

日产出1-10吨生活垃圾无害化处理热解气化技术方案一、设计依据和基本设计说明：1.1处理规模及型号处理规模：I-IO吨/日热解炉型号1JRJ-TW系列炉型归类：生活垃圾热解气化炉1.2技术简要说明：1・2.1.生活垃圾热解炉(1)生活垃圾热解炉处理系统：本系统采用热解处理运行方式，采用URJ-TW系列型热解气化炉，以按时定量作为设计原则，处理能力能满足1-10吨/日的处理吨位要求。

(2)进料系统包括输送、粉碎(可选)、进料、密封部分，实现自动进料(3)燃烧系统包括一燃室、二燃室、燃烧空气系统、助燃器等。

本系统的燃烧系统包含一燃室、二燃室、助燃系统等部分组成，其主要实现生活垃圾的热解处理。

其中一燃室及二燃室为系统的核心部件。

本系统中产生的余热用于生活用热水或配备余热锅炉利用蒸汽)。

(4)尾气处理系统包括急冷、除雾、脱酸、多级过滤等工艺。

结合该项目的特点，以及XX在生活垃圾热解工艺上对烟气净化的多年经验，本项目设计中，烟气净化系统采用急冷+脱酸+除雾+多级过滤的工艺。

此法在XX设备上已得到了广泛的应用，且技术非常成熟。

尾气净化处理系统完成烟气的冷却，脱酸和除尘，主要由急冷干燥管、半干式除酸及除雾装置、多级过滤、引风机、烟囱等部分组成。

(5)引风系统应包括引风机、烟囱等。

引风系统包含引风机和烟囱，经尾气净化处理的烟气，通过引风机从烟囱中排入大气。

(6)残渣处理系统采用定期排渣方式。

在确保残渣热灼减率＜5%时，经无害化处理的残渣定期排出。

(7)辅助燃烧装置。

辅助系统为点火助燃系统，其性能描述可参见相关章节。

(8)工艺设备的设计和选型应严格执照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)的要求进行。

1.3设计主要采用的标准■规范及规程设计、技术、资料、设备,符合最新版本的中华人民共和国国家标准(GB)。

1.4基本设计说明1.4.1基本设计参数生活垃圾混合热值：2500-3500kJ∕kg日运转时间：24h年运行时间：330d设计使用寿命：≥15a一燃室氧化温度：850-1100o C二燃室最高运行温度：HOO o C二燃室出口温度：850℃二燃室气体滞留时间：＞3s处理方式：热解气化废物进料方式：自动进料出渣方式：定期自动排渣热解效率≥99.9%,炉渣热灼减率：≤5%热解炉流程图及效果图1.4.2烟气排放执行标准根据国家最新规范，本设备严格按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)作为本设计技术要求的相关内容进行设计，同时作为环保验收标准，有关数周氏于国家标准。

总708期第十期2020年4月河南科技Henan Science and Technology基于自蔓延热解焚烧技术处置城市生活污泥的流程吴汕李一罗建军伍爽奎加喜（重庆盎瑞悦科技有限公司，重庆400000）摘要：城市生活污泥是城市污水处理过程中产生的副产物，含有病原微生物、有机污染物、重金属等危害因子。

但是，污水处理厂产生的生活污泥含水率较高，通常在80%左右，给污泥的处理带来了极大困难。

本文介绍了一种新型高温无害化处理生活污泥的技术，即自蔓延热解焚烧技术。

实践证明，该技术能有效解决高含水率生活污泥的减量化、无害化及资源化处置问题，同时能大大降低处理能耗及成本。

关键词：生活污泥；自蔓延热解焚烧；高温；无害化中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）10-0153-03 The Process of Treating Urban Sewage Sludge Based onSelf-propagating Pyrolysis and Incineration TechnologyWU Shan LI Yi LUO Jianjun WU Shuang KUI Jiaxi（Chongqing Angruiyue Science and Technology Co.,Ltd.，Chongqing400000）Abstract:Municipal sewage sludge is a by-product in the process of municipal sewage treatment.The main pollut⁃ants existing in domestic sludge are organic pollutants,pathogenic microorganisms,heavy metals and so on.Because of the high water content of sewage sludge produced by sewage treatment plants,usually around80%,it brings great difficulties to sludge treatment.This paper introduced a new technology of high temperature harmless treatment of do⁃mestic sludge,which is self propagating pyrolysis incineration technology.The practice shows that the technology can effectively solves the problem of high water content of sludge and greatly reduces energy consumption. Keywords:sewage sludge；self-propagation pyrolytic incineration；high-temperature；innocuity disposal1研究背景城市生活污泥是城市污水处理过程中产生的半固态或固态物质，含有大量的微生物病原体、有机物和胶体等［1］。

污泥高温无害化处理工艺流程
污泥高温无害化处理通常包括以下几个工艺流程：
1. 预处理：首先对污泥进行浓缩脱水，降低含水率，以便后续处理。

2. 高温热解/热水解：通过高温（如热水解温度可达150-200℃）作用破坏污泥中的细胞结构，释放胞内物质，促进有机物分解。

3. 高温堆肥/生物干化：在严格控制通风、温度（一般在55-70℃之间）条件下，借助微生物代谢作用，将有机污泥转化为稳定、无害的腐殖质。

4. 高温焚烧/热解气化：在800-1200℃高温下彻底焚烧或热解污泥，杀灭病原体，大大减少有机物和有害物质，同时可回收热能生成电力或蒸汽。

5. 厌氧消化：在密闭环境中，通过厌氧微生物将污泥中的有机物转化为甲烷和二氧化碳，同时减少污泥体积，实现稳定化和一定程度的无害化。

6. 巴斯德消毒：将污泥加热至一定温度（一般至少70℃以上）保持一段时间，以杀死病原微生物和寄生虫卵。

上述各种工艺可根据污泥特性和处理要求单独或组合使用，以实现污泥最大程度的减量化、稳定化和无害化。

污泥干化及焚烧技术介绍摘要：本文对污泥性质及燃烧可能性进行了分析，介绍了污泥的干化处理及焚烧技术。

关键词：污泥；循环流化床；焚烧；资源化处置随着我国城市化进程的加快，城市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。

未经适当处理的污泥进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。

目前，污泥的处置方法主要是填埋、堆肥农用和焚烧三种。

污泥填埋对土地资源浪费较大，且在运输过程及在填埋场里的渗滤液均易对环境造成二次污染；污泥堆肥或制复合微生物肥时，由于不能有效去除污泥中的重金属和有害物质，重金属离子易在土壤和植物体内积累，使土地利用受到限制。

干燥后的污泥可产生16.65～20.93MJ/t的热能，是一种低热值的燃料，而且焚烧后的灰渣不会造成二次污染。

因此，污泥焚烧是目前污泥无害化、减量化处置最有效的途径。

1我国污泥处置的现状据估算，2003年我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨，而且年增长率大于10%。

如果国内的城市污水全部得到处理，则每年将会产生污泥（干重）约840万吨，约占我国固体废弃物总量的3.2%。

在我国城市化水平较高的几个城市与地区，污泥处置问题已十分突出。

目前，在我国污泥处理处置的主要方法中，污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31.0%、其它处置约占10.5%、未经处置约占13.7%。

据统计，我国用于污泥处理处置的投资约占污水处理总投资的20%～50%。

从以上数据可以看出，我国目前污泥的处理处置处于严重滞后状态。

国内早期建设的污水处理厂，由于没有严格的污泥排放监管，普遍将污水和污泥处理单元剥离开来，为了追求简单的污水处理率，尽可能地简化、甚至忽略污泥处理处置单元；有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置，甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放，致使许多大城市出现了“污泥围城”现象，并已开始向中小城市蔓延，给生态环境带来了隐患。

污水处理厂污泥热解气化技术解决方案污泥热解气化技术探索传统的煤化工技术，在市政污泥领域的创新性应用，实现污泥的无害化处置。

污泥热解气化是污泥在高温条件下（1100℃），和气化剂发生化学反应，生成可燃气和无机残渣的化学反应过程。

1100℃市政污泥+ 气化剂煤气+ 无机残渣污泥热解气化技术探索本技术将污泥烘干成型后投入气化炉内，在气化剂的作用下，经过氧化还原、干馏等反应，将污泥中的有机、CmHn等为主的可燃质转化为以CO、H2气体，污泥中的无机物以残渣形式排出，炉底温度可达1000℃以上。

污泥热解气化技术探索技术特点污泥气化温度高，遏制二噁英和飞灰产生，属于清洁型污泥焚烧技术。

1、清洁污泥气化后残渣为无机残渣，减量化彻底，残渣无二次污染风险，可建材利用，实现污泥安全环保处置。

2、减量化彻底污泥可自持燃烧，可回收利用污泥中的能源，投资费用少，运营费用低。

3、经济可适用于多种类型的市政污泥。

4、适用性广可实现污泥安全环保处置，达到节能减排和绿色发展的要求。

5、安全环保案例分享污泥热解气化技术工程◆设计规模：100吨/天（含水率80%）◆进料含水率：15%◆污泥热值：2000Kcal/kg◆投运时间：2017年11月案例分享工艺流程图案例分享502-1031Kcal/kg459-957Kcal/kg1、按照制砖用泥质进行检测无机残渣可达到《城镇污水处理厂污泥处置制砖用泥质、《城镇污水处理厂污泥处置水泥熟料生产用泥质》、《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》的要求。

2、污泥烧结骨料经过筛分后，可代替部分砂石料作为粗细骨料用于各种强度轻骨料混凝土、非烧结砖的制作；3、也可作为路基处理原材，用作地基处理使用。

抗压强度试块案例分享无机残渣结果分析——用作路基或免烧砖案例分享2018年10月27日顺利通过专家评议会。

污泥热解技术的介绍简介污泥热解技术是一种处理污泥的方法，通过加热厌氧或缺氧状态下的污泥，将其转化为能用于肥料或能源的固体和液体产物。

这种技术能够有效地减少污泥的量，同时还可以生产出有用的产物。

热解反应过程热解反应过程可以分为四个步骤：1.除水：在温度为200至300°C之间，污泥的水分会被蒸发掉。

2.碳化：在温度为300至500°C之间，污泥中的有机物会分解成炭烤和挥发性气体。

产生的气体可以被回收。

3.水解与磷酸化：在温度为500°C以上，污泥中的无机物会分解成水和磷酸化物质。

4.热解：在温度为600至900°C之间，污泥中剩余的有机物会完全分解产生气体和固体产物。

热解产物污泥热解产物包括以下几种：1.炭烤：炭烤可以用于土壤改良，具有吸附和存储能力。

2.气体：热解过程中产生的气体可以用于能源生产，例如燃气锅炉或发电机。

3.液体：热解过程中产生的滤液可以用于肥料或化学品的生产。

污泥热解技术的优势与传统的污泥处理技术相比，污泥热解技术具有以下优势：1.处理量大：热解技术可以处理大量的污泥，可以减少垃圾填埋或焚烧的需求。

2.能源利用率高：热解过程中产生的气体可以用于能源生产，可以减少对化石燃料的依赖。

3.减少污染：热解过程可以将污泥中的有毒有害物质转化为无害的产物，可以减少对环境的污染。

污泥热解技术的应用污泥热解技术已经广泛应用于以下领域：1.城市污水处理：热解技术可以将污水处理过程中产生的污泥转变为有用的产物，同时可以减少对环境的污染。

2.农业：炭烤可以用于土壤改良，能够提高土壤质量。

3.能源生产：热解过程中产生的气体可以用于能源生产，可以减少对化石燃料的依赖。

结论污泥热解技术作为一种新型的污泥处理方法，具有很多的优势。

随着人们环境保护意识的日益增强，污泥热解技术将会被广泛应用于各个领域，使我们的生活更加环保、卫生。