[發明專利]一種污泥分級轉化生產液體燃料的工藝方法

有效

• 申請號: 201610874459.3
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106477831B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 吳詩勇;吳幼青;黃勝
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C10G1/04
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 沈履君

本發明公開了一種污泥分級轉化生產液體燃料的工藝方法，包括以下步驟：將污泥與溶劑1按比例混合后在一定溫度下進行萃取反應，經分離后得到氣體1、萃取液相混合物和萃取殘渣；萃取液相混合物經相分離得到油相和水相，油相進行蒸餾得到溶劑1和輕油1；水相、萃取殘渣、催化劑和溶劑2在一定條件下進行液化反應，經分離得到氣體2、溶劑2、輕油2、重油和殘渣。本發明首先在溫和的溫度和壓力條件下將污泥中的輕質有機組分直接萃取出來作為液體燃料；其次在較高的溫度和壓力條件下將萃取后產生的水相和殘渣混合進行液化反應進一步產生液體燃料，即通過兩步方式將污泥中的有機質組分進行分離和分級轉化，最終得到高附加值的液體燃料。

技術領域

本發明涉及一種將污泥分級轉化生產液體燃料的技術，屬于污泥資源化利用領域。

背景技術

污泥是污水處理后的產物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒和膠體等組成的極其復雜的非均質混合物，具有有機質與水含量高、重金屬含量高和有害微生物含量高的特點。目前我國污泥處理技術一直落后于相應的污水處理技術，由于大量的污水經處理后成為污泥，其污染根源并未得到妥善處理。污泥的處理方式仍以傳統的填埋或焚燒為主，易造成環境二次污染，且無法將污泥中高附加值的有機物得以資源化利用。從技術層面上說，我國污泥處理處置主要考慮的是穩定化的范疇，而資源化利用方面，則沒有太多考慮。污水污泥中“污染物”資源化回收利用是未來發展的趨勢，污泥是污水處理全過程資源回收利用的關鍵，所以在“十三五”期間污泥的資源化轉化將成為污泥處理的重要技術手段。

目前污泥資源化轉化利用方面存在的問題可以歸納為兩點：一、資源化轉化成本居高不下，缺乏行之有效的工藝流程，且工藝實施難度較高，導致資源化轉化項目投資較高；二、產品價格低，現有污泥資源化轉化工藝所得產品附加值低，無法通過提高收入來彌補污泥處理企業的收益。故無法使排污企業形成一條低成本、高產出的污泥處置模式，因而許多排污企業對污泥處置望而卻步。如何將污泥資源化處置，以污泥資源化產品的收益來支持污泥處置成本，企業在處置污泥的同時，又帶來一定的經濟效益，則會被更廣泛的接受。

專利CN102557366A公開了一種污泥的處理方法，采用超臨界水對污泥進行熱解反應，反應后的產物經分離后得到油品。由于該方法超臨界水的溫度和壓力條件苛刻，對于工業化連續運行設備材質要求很高，價格昂貴，增加了投資的成本，不利于該方法的實際工業化應用。

本課題組開發的專利ZL201310659027.7發明了一種污泥的處理方法，采用高溫高壓水熱液化方法將污泥中的有機質進行轉化，產物經分離后得到油品。由于該方法的水熱液化反應是在高溫條件下進行，容易引起污泥中的小分子有機質發生裂解而生成氣體產物，導致主要產品油的產率減少，從而影響經濟效益。

因此，目前迫切需要一種將污泥資源化轉化的更有效工藝方法。本工藝方法在較低溫度(低于300℃)和較低壓力(低于15MPa)下采用萃取的方法將污泥中的小分子有機質萃取出，避免了在后續高溫水熱液化條件下其發生裂解，有利于提高總油收率；另外，在萃取過程中污泥有機質中的雜原子官能團發生脫除反應，降低了后續高溫水熱液化脫雜原子的負荷，有利于油品質量的提高。綜上所述，本工藝方法具有工藝條件不苛刻、操作簡易、設備投資低及產品收率和質量高等特點，極具有工業化應用前景。

發明內容

本發明的目的是通過兩步方式將污泥中的有機質組分進行分離和分級轉化，最終得到高附加值的液體燃料。

本發明采用如下技術方案：

一種污泥分級轉化生產液體燃料的工藝方法，其特征在于，所述的方法為：首先將污泥中的輕質有機組分直接萃取出來作為液體燃料，然后采用液化的方法將污泥中的重質有機組分轉化為輕質組分作為液體燃料，從而達到污泥有機質的分級轉化；所述方法包括如下步驟：

1)污泥原料和溶劑1按質量比混合配成料漿，其中，溶劑1：污泥原料＝(0.1:1)～(10:1)；