[發(fā)明專利]一種兩段式污泥處理的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210488089.1
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103833190A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋慶峰;程樂明;張玉寶;谷俊杰;王青;宋成才;高志遠(yuǎn);劉揚(yáng);曹雅琴;杜娟
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/06
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11266
• 代理人: 姜麗輝

1.一種兩段式污泥處理方法，所述的兩段式污泥處理方法包括在兩個(gè)不同的裝置中在超臨界水條件下分別進(jìn)行污泥氣化反應(yīng)和污泥氧化反應(yīng)，其中所述污泥氣化反應(yīng)包括：

a.將污泥預(yù)熱，得到高溫污泥，

b.將高溫污泥送入污泥氣化反應(yīng)器中，發(fā)生氣化反應(yīng)，形成氣化反應(yīng)后物料；

所述污泥氧化反應(yīng)包括：

c.將所述氣化反應(yīng)后物料通過第一分離裝置(1)進(jìn)行分離，分別得到氣相物料和液固相物料，并將液固相物料作為所述污泥氧化反應(yīng)原料的至少一部分送入污泥氧化反應(yīng)器中，發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化反應(yīng)后物料；

d.使所述氧化反應(yīng)后物料與所述高溫污泥通過所述氣化反應(yīng)器進(jìn)行換熱，得到降溫后的氧化反應(yīng)后物料，以利用氧化反應(yīng)所放出的熱量為氣化反應(yīng)提供所需的熱量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述步驟a包括：

使所述污泥經(jīng)過包括一級預(yù)熱、二級預(yù)熱和三級預(yù)熱在內(nèi)的至少三級預(yù)熱，

其中污泥的一級預(yù)熱的熱量由所述污泥氣化反應(yīng)后物料進(jìn)行分離后的氣相提供，所述二級預(yù)熱的熱量由所述污泥氣化反應(yīng)后物料提供，而所述三級預(yù)熱的熱量由所述步驟d中所述的降溫后氧化反應(yīng)后物料提供；

或者

其中污泥的一級預(yù)熱的熱量由所述污泥氣化反應(yīng)后物料進(jìn)行分離后的氣相提供，所述二級預(yù)熱的熱量由所述步驟d中所述的降溫后氧化反應(yīng)后物料提供；所述三級預(yù)熱的熱量由所述污泥氣化反應(yīng)后的物料提供。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述第一分離裝置(1)的分離溫度被控制在100～374℃，壓力被控制在0.1～40MPa，以使水以液態(tài)形式存在，同時(shí)CO₂以氣態(tài)形式存在。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述方法還包括：所述氣化反應(yīng)后物料經(jīng)分離后的氣相使所述污泥進(jìn)行一級預(yù)熱之后，進(jìn)行任選的冷卻處理，然后通過第二分離裝置(2)分離得到CO₂和合成氣，其中所述第二分離裝置(2)的分離溫度被控制在31℃以下，壓力控制在7.38MPa以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述兩段式污泥處理方法還包括：在三級預(yù)熱之后，使污泥進(jìn)一步與增加的換熱器進(jìn)行換熱，以使污泥達(dá)到氣化工藝溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩段式污泥處理方法，其中所述一級預(yù)熱、二級預(yù)熱和三級預(yù)熱中每級的工作壓力在超臨界水的臨界壓力以上，其中第一級換熱冷物料從常溫升至100±30℃，二級換熱至330±40℃，第三級換熱420±50℃。

7.一種用于處理污泥的兩段式污泥處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

預(yù)熱裝置，用于使原料污泥進(jìn)行預(yù)熱；

氣化反應(yīng)裝置，其中經(jīng)過預(yù)熱后的原料污泥在氣化反應(yīng)裝置中發(fā)生污泥的氣化反應(yīng)，形成氣化反應(yīng)后物料；

第一分離裝置，經(jīng)過氣化反應(yīng)后物料在所述第一分離裝置進(jìn)行分離，分別得到氣相物料和液固相物料；和

氧化反應(yīng)裝置，在第一分離裝置中得到的液固相物料作為污泥氧化反應(yīng)原料的至少一部分被送入氧化反應(yīng)器中，發(fā)生氧化反應(yīng)，形成氧化反應(yīng)后物料，

其中所述氣化反應(yīng)裝置還與所述氧化反應(yīng)裝置連接，以使得所述氧化反應(yīng)后物料與經(jīng)過換熱的高溫污泥通過所述氣化反應(yīng)裝置進(jìn)行換熱，從而利用氧化反應(yīng)所放出的熱量為氣化反應(yīng)提供所需的熱量。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理污泥的兩段式污泥處理系統(tǒng)，其中所述預(yù)熱裝置是至少包括一級預(yù)熱裝置、二級預(yù)熱裝置和三級預(yù)熱裝置在內(nèi)的多級預(yù)熱裝置，其中

所述一級預(yù)熱裝置用于污泥原料與污泥氣化氧化反應(yīng)之后通過第一氣化裝置獲得的氣相的熱交換；所述二級預(yù)熱裝置用于經(jīng)過一級預(yù)熱的污泥與來自氣化反應(yīng)的氣化后物料之間的熱交換，而所述三級預(yù)熱用于與由經(jīng)過液固相氧化放熱并與氣化反應(yīng)裝置進(jìn)行換熱后的熱物料之間的熱交換；

或者

其中所述一級預(yù)熱裝置用于污泥原料與污泥氣化氧化反應(yīng)之后通過第一氣化裝置獲得的氣相的熱交換；所述二級預(yù)熱用于與由經(jīng)過液固相氧化放熱并與氣化反應(yīng)裝置進(jìn)行換熱后的熱物料之間的熱交換；而所述三級預(yù)熱裝置用于經(jīng)過二級預(yù)熱之后的污泥與由氣化反應(yīng)后的物料之間的熱交換。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括：第二分離裝置，連接在所述第一預(yù)熱裝置的下游，用于將所述低溫氧化反應(yīng)后物料進(jìn)行分離，分別得到水和固體殘?jiān)?/p>

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括：第三分離裝置，連接在所述第三預(yù)熱裝置的下游，用于將經(jīng)過第三預(yù)熱裝置的氣相物料進(jìn)行分離，分別得到CO₂和合成氣。