污泥处理中的热解与燃烧技术研究

工艺方法——热解技术处理固体废物

工艺简介

固体废弃物热解是指在无氧或缺氧条件下，使可燃性固体废物在高温下分解，最终成为可燃气体、油、固形碳的化学分解过程，是将含有有机可燃质的固体废弃物置于完全无氧的环境中加热，使固体废弃物中有机物的化合键断裂，产生小分子物质（气态和液态）以及固态残渣的过程。

固体废物热解利用了有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下使得固体废物受热分解。热解法与焚烧法相比是完全不同的两个过程，焚烧是放热的，热解是吸热的；焚烧的产物主要是二氧化碳和水，而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢、甲烷、一氧化碳，液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等，固态的主要是焦炭或碳黑。焚烧产生的热能量大的可用于发电，量小的只可供加热水或产生蒸汽，就近利用。而热解产物是燃料油及燃料气，便于贮藏及远距离输送。

热解原理应用于工业生产已有很长的历史，木材和煤的干馏、重油裂解生产各种燃料油等早已为人们所知。但将热解原理应用到固体废物制造燃料，还是近几十年的事。国外利用热解法处理固体废物已达到工业规模，虽然还存在一些问题，但实践表明这是一种有前途的固体废物处理方法。

热分解过程由于供热方式、产品状态、热解炉结构等方面的不同，热解方式各异： 1、按供热方式可分成内部加热和外部加热。外部加热是从外部供给热解所需要的能量。内部加热是供给适量空气使可燃物部分燃烧，提供热解所需要的热能。外部供热效率低，不及内部加热好，故采用内部加热的方式较多。

2、按热分解与燃烧反应是否在同一设备中进行，热分解过程可分成单塔式和双塔式。

3、按热解过程是否生成炉渣可分成造渣型和非造渣型。

4、按热解产物的状态可分成气化方式、液化方式和碳化方式。

5、按热解炉的结构将热解分成固定层式、移动层式或回转式。

由于选择方式的不同，构成了诸多不同的热解流程及热解产物。

综合而言，热解方法适用于城市固体废弃物、污泥、工业废物如塑料、橡胶等。热解法其优点为产生的废气量较少，能处理不适于焚烧和填埋的难处理物，能转换成有价值的能源，减少焚烧造成的二次污染和需要填埋处置的废物量。热解处理缺点是技术复杂，投资巨大。

２４　第１９卷第６期　石油规划设计　２００８年１　１月　

懿　娴司猢　研究　

王万福　杜卫东何银花刘　颖刘　鹏　

中国石油集团安全环保技术研究院　

王万福等．含油污泥热解处理与利用研究．石油规划设计，２００８，１　９（６）：２４～２７　

摘要　污泥处理是油田污水处理系统不可缺少的重要工艺环节。分析了溶剂萃取、热化学洗　

油、热解等６种污泥资源化技术的利用程度、二次污染物和适用范围及特点，指出热解处理是值　

得推广的技术。通过含油污泥热解处理室内实验，测定了回收油气组成、热解残渣含碳量和Ａｌ　ｏ，　

含量；对热解残渣沥青的吸附性能和再生处理的絮凝性能进行了测试分析；开展了水平回转炉用　

于含油污泥热解处理的现场中试评价。结果表明，含油污泥热解处理具有较好的油气回收和残渣　

再生利用价值。　

关键词　固体废物含油污泥　资源化热解油气回收率废渣再生利用　零排放　

油田污水处理的实质就是将污水中的油和悬浮　

固体粒子分离出来，分离出来的浓缩体则形成污泥。　

污水处理实际上就是一个不断产生、不断分离和不　

断处理污泥的过程，污泥的处理是油田污水处理系　

统不可缺少的重要工艺环节。随着国家环保法规标　

准的提高及环保执法力度的不断加大，含油污泥的　

污染控制与资源化利用，已成为石油行业的重大课题。　

随着天然资源的短缺和固体废物排量的激增，　

许多国家把固体废物作为“资源”积极开展综合利　

用…。由于油田炼化集输处理过程产生的罐底泥、　

浮渣、废白土和落地原油等含油污泥的石油类物质　

含量高（干重油含量一般在１０％以上，多数可达　

２０％～３０％），同时还含有较多的金属与黏土无机矿　

物，因此具有非常重要的油气回收和金属矿物质再　

生利用价值，污泥资源化利用将是其今后最终处置　

的根本方式　。　

１　含油污泥资源化处理方法　

国内外含油污泥资源化处理研究采用了多种技　

术方法，如热化学洗油、溶剂萃取回收油、热解回　收油气、燃烧利用热值、用于油田开发调剖等方法。　

６种主要含油污泥资源化处理技术方法的对比分析　

新疆环境保护２０ｏ８，３ｏ（４）：２４～２８　

污水污泥低温催化热解实验研究　

李　娣　，陈建林　（１．江苏省环境监测中心，南京２１０ｏ３６；２．污染控帝】与资源化研究国家重点实验室，南　

京大学环境学院，南京２１０ｏ９３）　

摘要：在实验室研究了不同热解温度下，经污泥低温热解残留物催化作用，污泥低温催化热解产物的产率及特性。结果表明，与　无催化荆相比，污泥低温热解所得的液体产率、油品产率、气体产率等明显增加。油品最大产率所需温度从４４０℃降低至４００℃，　油品最大产率从２ｏ．５％增加到２４．５％，油品的品质有一定的提高。　关键词：污泥；低温热解；催化；固体残留物　中图分类号：ｘ７∞　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—２３０ｌ（２０ｏ８）ｏ４—００　一０５　

琢嬲ａｒｃｈ　ｏｎ　１１１ｅ　．ｗ—ｔａ　ｔＩｌｒｅ　Ｃａｔａｂ，ｓｔ　咖　ｙｓｉｓ　０ｆ　ｓｅ　ｕｄｇｅ．Ｕ　Ｄｉ　，Ｃ胍Ｎ　Ｊｉ锄一ｌｉｎ２（１．Ｅｎｖｉｍｌ１ｍ即ｔ　

Ｍｔ戚ｔｏｒｉＩ　ＣｅＩｌｔｅｒ　ｉＩｌ　ＪｉａＩｌ罢字ｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＮａｎｊｉＩｌｇ　２１００３６；２．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｉ丑ｂ　０ｆ　Ｐｏｕｕ６ｏｎ　Ｃ０ｎ缸ｏｌ　ａｎｄ　Ｒｅ瞅ｌｒｃｅ王　ｅＩｌｓｅ　Ｓｃ｝啪１　ｏｆ　Ｉｈｅ　ＥＩｌ、ｒｉｍ姗刀ｔ，Ｎ眦ｊｉＩｌｇ　Ｕ　ｖｅｒｓｉ哆，　咀ｊｉｎｇ　２１００９３，Ｃｈｉｍ）．ＥＩｌｖｉｍｎｍｅＨｔａｌ　ＰＩＤ　ｔｉｏｎ　０ｆ）（ｉｎｊｉａＩｌｇ　２０ｏ８，３０　

（４）：２４—２８　

Ａ　Ｉ缸硼ｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ　ｃｓ　ａｎｄ　ｐＩＤｄｕｃｔｉｖｅ　ｍｔｅｓ　０ｆ山ｅ　ｒｅｓｕｈｉＩ１ｇ　ｓｏｌｉｄ，ｌｉｑ【ｕｉｄ姐ｄ　ｇａｓ　ｒｅｓｉｄｕｅｓ，ｐＩＤｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｐ）哟ＩｙｓｉＩ１ｇ　ｓｅ　ａｇｅ山ｄｇｅ’ｖｉｔｌｌ　ｃａｔａ＝ｂｒｓｔ　ａＩＩｄ　ａｔ　ｄｉ丑－ｅＩｅｎｔ　ｔｅ　ｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉＩｌ　ｔｌｌｉｓ　ｐ印ｅｒ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｌｏｕｌ１ｄ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｃ０ｎｎａｓｔ　ｔｌｌ　ｎｏ　

第２７卷第１１期　２０１１年６月　甘肃科技　Ｇ柚　ｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　，ｏＺ．２７＾ｒＤ．１１　Ｊｕｎ．２０１ｌ　

污泥燃料化方法浅析　，　张竞月　（东光县环境保护局监测站，河北东光ｏ６１６ｏｏ）　摘要：污泥燃料化是降低污泥处置成本的途径之一，具有广阔的应用前景。燃料化方法主要包括生物发酵、焚烧、　直接液化、汽化和热解。经过燃料化处置后，可以得到可燃气或燃料油，并且可以稳定污泥，减少污泥对环境的污　染。通过对各种燃料化方法的应用条件及产物特性进行分析对比，讨论了各方法的优缺点及应用状况，为污泥燃料　化处置的研究奠定了基础。　关键词：污泥；燃料化；发酵；焚烧；液化；热解　中图分类号：Ｘ７０５　‘　污泥是污水处理过程中产生量最大的副产物，　是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的　极其复杂的非均质体，有机物含量为６０％一８０％，　世界水环境组织将污水污泥命名为“生物固体”…，　其中含有大量有毒物质和致病微生物口“Ｊ，如果处　理不当会污染大气、水体、土壤和食物链，污泥的处　置一直是世界各国关注的焦点，也是世界性难题。　在经济发达国家，污泥处置费用约占污水处理　费用的５０％Ｌ引，我国在污泥处理方面相对落后。为　降低污泥的处置成本和提高污泥的资源化程度，一　些污泥燃料化方法随之发展，主要包括生物法和化　学法，这些方法的发展为解决环境污染和能源短缺　问题，提供了新的技术方向。　１　污泥发酵产燃料　在厌氧条件下，经微生物转化，污泥中部分有机　物被转变为甲烷或氢气，同时可使污泥性质得到稳　定，甲烷和氢气可以作为燃料用来发电、产热，也可　以作为化工原料。污泥发酵产沼气的温度为５５。【＝，　周期为１０～２０ｄ，沼气产量与污泥性质和发酵条件　有关，一般情况下沼气产量为１Ｌ／ｇ有机物。沼气产　量与污泥的预处理有很大关系，，通过破碎、超声波、　热—化学、酸碱等预处理，可以提高沼气产量，而且　超声波可缩短污泥发酵时间　Ｊ。　污泥发酵产Ｈ　是各国学者研究的热点之一。　污泥的产氢量在４．６～１５ｍｍｏｌ／ｇ葡萄糖　】，另外污　泥发酵产Ｈ：：也需要预处理，目的是为了抑制产甲　烷菌的生长Ｌ１¨，进而使反应朝着有利于产Ｈ：的方　向进行。酸、碱、热　冷冻、微波和杀菌等预处理可以　增加Ｈ：产量１．５～２倍，但超声波处理会降低Ｈ：　产量　Ｊ。污泥发酵产Ｈ　后的剩余物仍可以进行发　酵产甲烷，且产量比单独发酵时产量增加　Ｊ。　一般情况下，污泥发酵只能分解污泥中有机物　的２０％一３０％，污泥中重金属并无变化，有毒有机　物只有很少的部分被分解，剩余的固体仍需要后续　处置；发酵产出的气体相对与发酵过程中的外加能　量相比，并无优势可言，所以污泥发酵产气体燃料有　待技术上的突破。　２焚烧法　焚烧是在有氧高温的条件下，完全氧化污泥中　有机物的过程。焚烧是处理污泥的有效方法，焚烧　可以减容９０％，减少质量的７５％以上　Ｊ。焚烧是一　种比较成熟的固体废物无害化处置技术，在世界范　围内有着广泛的应用。污泥焚烧过程中会排放ＣＯ、　ＳＯ：、ＮＯ　多环芳烃类有机物、附有重金属离子的飞　灰和焚烧残渣等污染物¨。　，虽然通过附属的烟气　处理设施可以控制污染物的排放，但是需要投入大　量的资金，因此降低处理成本是焚烧处理亟待解决　的问题。　利用现有的焚烧系统来焚烧污泥可以利用系统　中的烟气处理系统进行尾气净化，同时还能够利用　污泥热量来减少燃料的使用，从而降低污泥焚烧成　本Ｈ引。可用于焚烧污泥的为燃煤系统和水泥窑两　种。据报道污泥在混合物中所占比例在２％一２０％　范围内时，并不会影响燃煤系统的正常运转¨们。当　污泥在水泥原料中的含量≤５％时，不会影响水泥的　性质，通过控制焚烧条件还可以减少二恶英的生　成ｕ　；但如果污泥中的Ｐ和Ｈｇ的含量过高，会影响　水泥的品质。混合焚烧具有比较广阔的应用前景，