[發明專利]一種兩段式污泥處理的方法和系統

有效

• 申請號: 201210488089.1
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN103833190A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 宋慶峰;程樂明;張玉寶;谷俊杰;王青;宋成才;高志遠;劉揚;曹雅琴;杜娟
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F11/06
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(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不同的裝置中在超臨界水條件下分別進行污泥氣化反應和污泥氧化反應，其中所述污泥氣化反應包括：

a.將污泥預熱，得到高溫污泥，

b.將高溫污泥送入污泥氣化反應器中，發生氣化反應，形成氣化反應后物料；

所述污泥氧化反應包括：

c.將所述氣化反應后物料通過第一分離裝置(1)進行分離，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原料的至少一部分送入污泥氧化反應器中，發生氧化反應，形成氧化反應后物料；

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

2.根據權利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述步驟a包括：

使所述污泥經過包括一級預熱、二級預熱和三級預熱在內的至少三級預熱，

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

或者

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

3.根據權利要求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，以使水以液態形式存在，同時CO₂以氣態形式存在。

4.根據權利要求1所述的兩段式污泥處理方法，其中所述方法還包括：所述氣化反應后物料經分離后的氣相使所述污泥進行一級預熱之后，進行任選的冷卻處理，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.根據權利要求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：在三級預熱之后，使污泥進一步與增加的換熱器進行換熱，以使污泥達到氣化工藝溫度。

6.根據權利要求1或2所述的兩段式污泥處理方法，其中所述一級預熱、二級預熱和三級預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，所述系統包括：

預熱裝置，用于使原料污泥進行預熱；

氣化反應裝置，其中經過預熱后的原料污泥在氣化反應裝置中發生污泥的氣化反應，形成氣化反應后物料；

第一分離裝置，經過氣化反應后物料在所述第一分離裝置進行分離，分別得到氣相物料和液固相物料；和

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

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

8.根據權利要求7所述的用于處理污泥的兩段式污泥處理系統，其中所述預熱裝置是至少包括一級預熱裝置、二級預熱裝置和三級預熱裝置在內的多級預熱裝置，其中

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

或者

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

9.根據權利要求8所述的系統，還包括：第二分離裝置，連接在所述第一預熱裝置的下游，用于將所述低溫氧化反應后物料進行分離，分別得到水和固體殘渣。

10.根據權利要求8所述的系統，還包括：第三分離裝置，連接在所述第三預熱裝置的下游，用于將經過第三預熱裝置的氣相物料進行分離，分別得到CO₂和合成氣。