[發明專利]湖池底泥富氧熔融氣化方法及裝置

無效

• 申請號: 200910163265.2
• 申請日: 2009-12-30
• 公開（公告）號: CN101747942A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 寧平;殷在飛;田森林
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10J3/48;C10J3/84
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域：

本發明涉及一種湖池底泥富氧熔融氣化方法及裝置，屬固體廢物處理處置領域。

背景技術：

天然或人工湖池是重要的多功能地表水資源，具有灌溉、防洪、航運、養殖等功能，對調節氣候、維持生態平衡有著重要的生態功能。底泥作為湖泊生態環境的重要組成部分，底泥可以吸附水體中的污染物，降低水質污染程度，一旦條件發生變化，底泥釋放的N、P是支持富營養化淺水琥珀藍藻水華的重要營養源之一，影響水體的水質；隨著工業經濟的不斷發展，湖泊底泥的污染已嚴重妨礙了湖泊功能的正常發揮，因此，對湖泊底泥的治理對恢復湖泊生態環境有重要意義。

底泥疏浚是改善和提高湖池水體環境的重要手段，是底泥控制中實施最多的一項成熟技術。湖池疏浚工程產生大量的底泥。湖池疏浚底泥的處理與利用是當前環保領域內的熱點課題。由于底泥中含有大量的水分、重金屬、病原微生物和寄生蟲卵等，如處置不當，會造成二次污染。如何實現污泥的穩定化、減量化、無害化和資源化，成為人們關注的焦點。

湖池底泥具有生物質能原料的特點，含有大量的可溶性糖類、纖維素、木質素、脂肪、蛋白質等有機質，其中的固定碳、氫元素含量較高，而且在空干基的條件下，其低位發熱量約為8000kJ/kg，所以具有較高的能源開發和利用價值。如某湖泊疏浚底泥經元素分析(空干基)：水分12.68％；C?20.83％；H₂：1.86％；O₂：12.63％；N₂：0.84％；S：0.67％；灰分：50.49％。

在污泥的處理上世界各國廣泛采用衛生填埋、堆肥法、焚燒、土地利用等為主要處理方式。衛生填埋面臨土地資源緊缺和群眾抗爭等壓力，堆肥化也有許多實際的困難和尚未解決的問題如：堆肥法處理污泥需要很大的場地，土壤要被隔開，以防止被有害的污染物污染，而且污泥本身含有的大量的能量，在這種處理方法中會被浪費掉。焚燒法能夠大幅度地減少污泥的體積，并能利用其中的能量來提高熱能利用效率，由于污泥中含有大量有害物質，而焚燒又是在有氧環境下進行燃燒反應，產生的氣體對環境造成二次污染。土地利用以農田利用法為主，但在過多地被使用后，將導致農田土壤中的重金屬的含量升高。

中國專利200710126149.4公開了了一種利用超臨界水氧化技術處理含油污泥以制取含氫氣體的方法，但該發明主要針對含有污泥，且該發明采用的工藝中需要將氣化條件控制在水的臨界壓力和溫度范圍內，；中國專利200510041633.8公開了一種煤與生物質共超臨界催化氣化制氫的裝置與方法，該發明涉及具有一定熱值的生物質與煤共氣化制取可燃氣體，但是沒有涉及湖池底泥。中國專利200810063091.8公開了一種污泥在超臨界水中連續催化氣化制取富氫氣體的方法，其處理對象為污水處理廠污泥。中國專利02133623.7公開了一種以底泥為主要原料與煤混合制取工業型煤的方法，與本發明將含水底泥與煤混合制取泥煤漿，然后氣化出發點和工藝均不同。中國專利200610030071.1公開了一種將污泥與煤混合制取泥煤漿的方法，采用的污泥為污水處理污泥、工業廢水處理污泥及造紙污泥等，不涉及泥煤漿氣化方法與工藝。

發明內容

本發明的目的是提供種湖池底泥富氧熔融氣化方法及裝置，將湖池長期沉積的底泥中的有機質利用富氧氣化的方法轉化為可用的混合可燃氣體，將底泥中的無機物熔融為固體作為鋪路材料，以達到消除環境污染之目的。

根據湖池底泥的特性及其元素含量，采取底泥與煤混合成泥煤漿，在氣化爐內用富氧氣化的方法將底泥中的有機物轉化為混合可燃氣體，將有害的重金屬熔融成無機鹽固體，作為鋪路材料，較徹底地解決底泥的污染問題。本發明可燃氣體質量好，用途廣，可作為燃氣-蒸汽-發電聯合循環，也可以將其進行部分變換和甲烷化后作為城市煤氣；氣化過程本身污染少，環保性能好；產生的污水很少，少量污水經簡單處理后即可排放；排出的粗、細渣既可做水泥摻料或作鋪路用，對環境無二次污染；為大量的湖池底泥處理開辟了一條新路。

本發明的原理：湖池疏浚產生的底泥與煤混合研磨成泥煤漿，與富氧一起通過噴嘴噴入氣化爐內，在極短時間內完成泥煤漿的水分蒸發、燃燒和一系列轉化反應：

一次反應：1.0C+1.0O₂＝1.0CO₂

1.5C+1.5H₂O＝1.5CO+1.5H₂

二次反應：1.3C+1.3CO₂＝2.6CO